Question

【題目】綠色能源需求日益增長(zhǎng)，氫能源備受關(guān)注。

探究一　實(shí)驗(yàn)室電解水

（1）寫(xiě)出電解水反應(yīng)的化學(xué)方程式__________。

（2）如圖所示，接通電源，可以觀察到兩電極有氣泡產(chǎn)生，一段時(shí)間后，理論上正負(fù)電極上產(chǎn)生的氣體體積比___________。

（3）該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了___________(填一點(diǎn)即可)。

探究二　不同電解液和電極材料對(duì)水電解產(chǎn)生氣體體積的影響

（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速率慢，且V（H2）和V（O2）比并不等于理論值。導(dǎo)致這一結(jié)果的因素可能有：_______（多選）。

A 氧氣的密度比氫氣大

B 氧氣在水中的溶解性比氫氣強(qiáng)

C 部分氧氣與電極發(fā)生反應(yīng)而被消耗

［查閱資料］純凈水導(dǎo)電能力差，加入電解液能增強(qiáng)導(dǎo)電性，但不同的電解液和電極材料對(duì)產(chǎn)生氣體的體積有影響。

［設(shè)計(jì)并實(shí)驗(yàn)］興趣小組對(duì)不同電解液和電極材料進(jìn)行探究，結(jié)果如下：

電解液（濃度0.2kg/L）	不同電極材料產(chǎn)生的V（H2）：V（O2）
	碳棒	銅棒	保險(xiǎn)絲	電阻絲	鐵絲
氫氧化鈉溶液	6.9：1.09	7.7：3.35	6.9：2.95	7.3：3.4	6.51：3.2
稀硫酸	6.9：1.10	陽(yáng)極產(chǎn)生的氧氣很少	7.6：1.95	7.5：3.45	鐵絲溶解

［結(jié)論］由上表實(shí)驗(yàn)信息可得：

（5）稀硫酸(H2SO4)做電解液時(shí)，鐵絲不能做電極：鐵與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式____________。

（6）電解水選擇最佳的電解液和電極材料分別為__________和____________。

Answer 1

【答案】 1：2 水是由氫元素和氧元素組成 BC 氫氧化鈉溶液 鐵絲

【解析】

（1）電解水生成氫氣和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：。

（2）如圖所示，接通電源，可以觀察到兩電極有氣泡產(chǎn)生，一段時(shí)間后，理論上正負(fù)極上產(chǎn)生的氣體體積比是1：2。

（3）該實(shí)驗(yàn)中電解水生成氫氣和氧氣，由質(zhì)量守恒定律可知，水是由氫元素和氧元素組成。

（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速率慢，且V（）和V（）比并不等于理論值，導(dǎo)致這一結(jié)果的因素可能有氧氣在水中的溶解性比氫氣強(qiáng)，部分氧氣與電極發(fā)生反應(yīng)而被消耗；

故填：BC。

（5）鐵與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：。

（6）電解液是氫氧化鈉溶液，電極材料是鐵絲時(shí)，負(fù)極和正極產(chǎn)生的氣體體積比最接近2：1，因此電解水選擇最佳的電解液和電極材料組合分別為氫氧化鈉溶液和鐵絲。