“电解水”实验的准备和演示

一、实验目的

1.掌握“电解水”演示实验的操作技术；

2.探索水电解器（霍夫曼电解器）的代用装置；

3.培养学生“以教师的姿态”做好演示实验的预备实验以及进行演示的初步能力。

二、实验题目

电解水

三、实验步骤

1.课前写出预备实验计划和演示（试讲）计划

钻研初中化学课本中电解水这个演示实验的内容和相应的课文以及本实验后列的参考资料。根据中学化学教学大纲的精神分析本实验在初中化学教材和教学中的地位和作用。写出预备实验计划和演示（试讲）计划，于实验前交指导教师审阅。预备实验计划的要求见实验一，并参阅本实验的步骤2。演示（试讲）计划相当于教案中教学过程的一个片段，其内容可包括：演示和讲授的课题（写出段落标题），如何引入本段课文的讲解（写出引言），如何交待演示实验的目的（简述实验目的），如何安装仪器并向学生说明实验装置的构造和作用（画出装置图，写出讲述要点），如何演示及指导学生观察（简述操作步骤，列出观察要点），如何根据实验现象分析、归纳得出结论（写出讲授提纲）等。

2.进行预备实验

实验过程中的要求和注意事项同实验一，且特别要注意本实验中各实验装置、实验条件和实验效果的比较和总结。

（1）实验操作及效果的初步体验

采用霍夫曼电解器作实验装置，以1：10的H₂SO₄溶液作电解液，用6V的直流电源进行电解实验。观察和记录两极产生气泡的大小及速度、收得可检验量的氢气（约15ml）所需的时间、所收得的氢气和氧气的体积比以及检验氢气和氧气的直观效果、操作是否简便等。

运用上述装置，将直流电压依次升高到 12V和 18V分别进行实验。注意练习实验操作，对比电解速度及直观效果。

（2）实验条件的探索及实验装置的代用试验。

i、按本书图2—2的装置，以1：10的H₂SO₄溶液为电解液，直流电压6V，分别用保险丝（或铅棒）、石墨捧（干电池芯）、铜片作电极，依次进行电解实验。观察和记录的要求同前，并注意相互对比。

ii、仍按上述图2—2的装置，以10％的NaOH溶液为电解液，直流电压6V，用铁钉（或粗铁丝）作电极进行电解实验。观察和记录的要求同前。改变两只电极之间的距离（由最远移到最近，但两极不可相碰而短路），观察和比较两电极之间距离的改变对电解速度的影响。

问：如果将电解液稀释，电解速度将如何变化？

实验装置不变，将铁电极先后换成石墨电极和铜片电极，分别进行电解实验，按以上同样的要求进行观察和记录。

通过以上各次实验，试讨论小结下列问题：

a、是否用任何材料作电极、配以任何溶液作电解液，都适用于电解水（证明水的组成）的演示实验？

b、影响电解速度的主要因素有哪些？

c、在某些实验中，所得氢气和氧气的体积比远远偏离2∶1，其原因何在？

d、如果让你自行设计一种霍夫曼电解器的代用装置，原则上应考虑哪些方面的问题？

iii、用本书图2－7所示的双管电解器（任取一种），以10％的NaOH溶液作电解液，直流电压6V，进行电解实验。正式实验之前应预先电解一次，对阳极和电解液分别进行氧化和氧气饱和的处理。正式电解时观察和记录的要求同前。

按直观、简单、安全、可靠等演示实验的基本条件，选择并准备一套电解水的演示实验装置以及所需的药品和材料，供演示（试讲）之用

3.电解水实验的演示（试讲）

以小组为单位，在小组内轮流演示试讲。小组成员互相观摩，并进行评议，提出优缺点及改进意见。

4.按照下列讨论题目写出书面总结

讨论题目：

（1）整理实验记录，总结获得电解水的演示实验较佳效果的条件、关键和注意事项。选择或设计一套较优的霍夫曼电解器代用装置，画出装置图，简述操作步骤及注意事项，阐明装置的优点或（和）进一步改进的意见。

（2）演示实验的准备与其后的课堂演示之间的关系如何？在进行演示的过程中，应遵循哪些基本要求？试谈谈你自己的体会。