Question

12．水的電解實(shí)驗(yàn)是按照如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，在直流電的條件下迸行的，某化學(xué)興趣小組的同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、資料搜集、理論分析等，對(duì)水電解實(shí)驗(yàn)中的一系列問題進(jìn)行了探究．請(qǐng)你和他們一起去探究：
【提出間題】實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生氣體的速率與什么有關(guān)？
【作出猜想】水電解的速率與水的導(dǎo)電性有關(guān)．
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】為了證明上述猜想，你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)是取等量的蒸餾水分別置于兩電解槽中，向其中一個(gè)加入少量硫酸溶液通電進(jìn)行電解，你觀察到的現(xiàn)象是加入硫酸的水電解速率較快，純蒸餾水電解速率較慢你得出的結(jié)論是水電解的速率與水的導(dǎo)電性有關(guān)，導(dǎo)電性越強(qiáng)，速率越快；
【反思與評(píng)價(jià)】實(shí)驗(yàn)后，產(chǎn)生氫氣和氧氣的體積比大于2：1，在裝置氣密性良好、讀數(shù)正確的前提下，造成這一誤差的原因是什么呢？根據(jù)這一問題，他們首先查閱資料，分析整理，又提出了假設(shè)并進(jìn)行了以下探究：
【提出假設(shè)】產(chǎn)生氫氣和氧氣的體積比大于2：1，可能和氫氣、氧氣的溶解度有關(guān)；
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】在某次電解水的實(shí)驗(yàn)中加入了少量的NaOH溶液，測(cè)得了分別與電源正負(fù)兩極的陽(yáng)、陰兩極上產(chǎn)生的氣體的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

時(shí)間（分鐘）	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
陰極生成氣體體積（cm3）	6	12	20	29	39	49	55	65	75	85
陽(yáng)極生成氣體體積（cm3）	2	4	7	11	16	21	26	31	36	41

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】仔細(xì)分析以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從第7分鐘起，陰陽(yáng)兩極生成的氣體體積之比非常接近理論比值．
【交流與討論】你認(rèn)為產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是氧氣的溶解度比氫氣的溶解度大，所以1～6分鐘內(nèi)，陰、陽(yáng)兩極生成的氣體體積之比大于2：l．從第7分鐘開始，可能H₂和O₂的溶解已達(dá)到飽和，氣體的體積比大致保持2：1．

Answer 1

分析 【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】要證明水電解的速率與水的導(dǎo)電性有關(guān)，可取等量的蒸餾水分別放于兩電解槽中，其中一個(gè)加入少量稀硫酸進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)，通過現(xiàn)象推導(dǎo)結(jié)論；
【提出假設(shè)】根據(jù)題意：產(chǎn)生氫氣和氧氣的體積比大于2：1，且在裝置氣密性良好、讀數(shù)正確的前提下，造成誤差的原因可能是兩種氣體的溶解度不同造成的，據(jù)此提出猜想；
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】根據(jù)表中的數(shù)據(jù)分析回答；
【交流與討論】據(jù)氫氣與氧氣溶解度判斷生成氣體的不是2：1的原因．

解答 解：【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】要證明水電解的速率與水的導(dǎo)電性有關(guān)，可取等量的蒸餾水分別放于兩電解槽中，其中一個(gè)加入少量稀硫酸進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)；可觀察到加入硫酸的水電解速率較快，純蒸餾水電解速率較慢；由此可知水電解的速率與水的導(dǎo)電性有關(guān)，導(dǎo)電性越強(qiáng)，速率越快；
【提出假設(shè)】根據(jù)題意：產(chǎn)生氫氣和氧氣的體積比大于2：1，且在裝置氣密性良好、讀數(shù)正確的前提下，造成誤差的原因可能是兩種氣體的溶解度不同造成的，據(jù)此提出假設(shè)；
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】由表中的數(shù)據(jù)可知，自第7分鐘起陰陽(yáng)兩極生成的氣體體積之比非常接近理論比值；
【交流與討論】因?yàn)檠鯕獾娜芙舛缺葰錃獾娜芙舛却�，所�?～6分鐘內(nèi)，陰、陽(yáng)兩極生成的氣體體積之比大于2：l．從第7分鐘開始，可能H₂和O₂的溶解已達(dá)到飽和，氣體的體積比大致保持2：1；
故答案為：【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】取等量的蒸餾水分別置于兩電解槽中，向其中一個(gè)加入少量硫酸溶液通電進(jìn)行電解；
加入硫酸的水電解速率較快，純蒸餾水電解速率較慢；水電解的速率與水的導(dǎo)電性有關(guān)，導(dǎo)電性越強(qiáng)，速率越快；
【提出假設(shè)】產(chǎn)生氫氣和氧氣的體積比大于2：1，可能和氫氣、氧氣的溶解度有關(guān)；
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】7；
【交流與討論】氧氣的溶解度比氫氣的溶解度大，所以1～4分鐘內(nèi)，陰、陽(yáng)兩極生成的氣體體積之比大于2：l．從第5分鐘開始，可能H₂和O₂的溶解已達(dá)到飽和，氣體的體積比大致保持2：1．

點(diǎn)評(píng) 本題詳細(xì)考查電解水的實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，能很好的考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究知識(shí)的能力，及分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力．