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  4. 电解水实验氧气的性质氢气的性质氧气的检验和验满

某同学制作了如图所示的简易电解水装置,进行家庭小实验(注:该装置气密性良好,且反应一段时间后停止通电,A、B管内液面均高于图中D线).请根据要求回答问题:(1)闭合开关后观

一、题文

某同学制作了如图所示的简易电解水装置,进行家庭小实验(注:该装置气密性良好,且反应一段时间后停止通电,A、B管内液面均高于图中D线).请根据要求回答问题:
(1)闭合开关后观察到①A、B管内的现象是                             
②C管中的现象是                        ,产生此现象的原因是                                    
(2)A、B管内生成的气体聚集在上部的原因是                                              
(3)若检验A管内生成的气体应该用                                     

考点提示:电解水实验,氧气的性质,氢气的性质,氧气的检验和验满

二、答案

(1)电极上出现气泡,一段时间后,管A和管B中所收集的气体体积比约为1:2.
②液面上升;水通电分解生成的氢气和氧气使AB管内压强增大,把水压入C管中,所以C管内液面上升;
(2)氢气和氧气的密度比水小,且氢气难溶于水,氧气不易溶于水(或氢气和氧气难溶于水或氢气和氧气不易溶于水);
(3)带火星的木条(燃着木条).

三、考点梳理

知名教师分析,《某同学制作了如图所示的简易电解水装置,进行家庭小实验(注:该装置气密性良好,且反应一段时间后停止通电,A、B管内液面均高于图中D线).请根据要求回答问题:(1)闭合开关后观》这道题主要考你对 电解水实验氧气的性质氢气的性质氧气的检验和验满 等知识点的理解。

关于这些知识点的“解析掌握知识”如下:

知识点名称:电解水实验,氧气的性质,氢气的性质,氧气的检验和验满

考点名称:电解水实验
  • 电解原理

           电解就是将两根金属或碳棒(即电极)放在要分解的物质(电解质)中,然后接上电源,使电流通过液体。化合物的阳离子移到带负电的电极(阴极),阴离子移到带正电的电极(阳极),化合物分为二极。

    电解过程

           用电使化合物分解的过程就叫电解过程。
           水(H2O)被电解生成电解水。电流通过水(H2O)时,氢气在阴极形成,氧气则在阳极形成。带正电荷的离子向阴极移动,溶于水中的矿物质钙、镁、钾、钠……带正电荷的离子,便在阴极形成,就是我们所喝的碱性水;而带负电的离子,在阴极生成。
  • 电解水实验:

    1.实验装置图:


    2.表达式:
    氢气+氧气
    2H2O2H2↑+O2

    3.实验现象:
    (1)通电后两电极上都有气泡产生;
    (2)与电源正极相连接的一端产生的气体比连接负极一端产生的气体少,
    接负极一端玻璃管中气体的体积是接正极一端玻璃管内气体体积的2倍。

    4.产物检验
    (1)正极一端的气体能使带火星的木条复燃,证明气体是氧气。
    (2)负极一端的气体能燃烧,并看到微弱的淡蓝色火焰(或听到爆鸣声),
    证明气体是氢气。

    5.实验结论:
    (1)水是由氢元素和氧元素组成的。
    (2)1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成。
    (3)化学变化中,分子可以再分,原子不可以再分。

    6.注意事项:
    (1)实验前在水中加入少量的氢氧化钠或者稀硫酸,可增强水的导电性,
    加快反应速率。
    (2)实验开始时产生的氧气和氢气的体积会小于1:2,是因为氢气难溶于水,
    氧气不易溶于水,开始产生的氧气有一部分溶于水,实验时间越长,
    其比值越接近1:2。
  • 电解水记忆口诀:

    水中通入直流电,正氧负氢会出现;氢二氧一体积比,任何时候都不变。
考点名称:氧气的性质
  • 定义:
         氧气,空气主要组分之一,比空气重,标准状况(0℃和大气压强101325帕)下密度为1.429克/升。无色、无臭、无味。在水中溶解度很小。压强为101kPa时,氧气在约-183摄氏度时变为淡蓝色液体,在约-218摄氏度时变成雪花状的淡蓝色固体。
  • 氧气的性质:

    1.氧气的物理性质:
    (1)无色无味,标况下,氧气的密度为1.429g/L,密度比空气大,难溶于水,1L水中只能溶解约30ml的氧气。

    (2)三态变化:氧气(无色气体)液氮(淡蓝色液体)固态氮(淡蓝色雪花状)

    (3)工业产生的氧气,一般加压贮存在蓝色的钢瓶中。

    2.氧气的化学性质:

    (1)化学性质较活泼,在一定条件下,可以和多种物质发生化学反应,同时放出热量;具有助燃性和氧化性,在化学反应中提供氧,是一种常用的氧化剂。

    (2)助燃性,氧化性
    ①与金属的反应:
    2Mg+O22MgO
    3Fe+2O2Fe3O4

    ②与非金属的反应:
    C+O2CO2(O2充分)
    2C+O22CO(O2不充分)

    ③与化合物的反应:
    2CO+O22CO2
    CH4+2O2CO2+2H2O
    C2H5OH+3O22CO2+3H2O
  • 易错点:
    (1)误认为氧气具有可燃性,可以做燃料
    氧气可以帮助可燃物燃烧,具有助燃性,它本身不能燃烧,不能做可燃物。

    (2)误认为氧气的化学性质非常活泼,能与所有物质发生反应
    氧气是一种化学性质非常活泼的气体,在一定条件下能与许多物质发生化学反应,但不是与所有物质都能发生化学反应。

    (3)误认为燃烧都需要氧气
    燃烧有广义和狭义之分,通常所说的燃烧是指可燃物与氧气发生的一种发光,放热的剧烈的氧化反应。燃烧的条件之一是需要氧气。但有一些燃烧不需要氧气,如镁在二氧化碳中也能燃烧。

    (4)误认为物质与氧气的反应叫氧化反应
    氧化反应是物质与氧发生的反应,其中包括物质与氧气中的氧元素发生的反应,也包括物质与其他含氧物质中的氧元素发生的反应。如氢气与氧气反应生成水是氧化反应,氢气与氧化铜反应生成铜和水也是氧化反应。

    (5)误认为氧气与液氧性质不行
    物质的性质包括物理性质和化学性质,氧气与液氧物理性质不同,但化学性质是相同的,因为它们二者的分子构成相同,都是由氧分子构成的。

    (6)误认为含氧的物质都能制取氧气。
    制取氧气需要含氧的物质,但不是所有的含氧物质都能用来制取氧气。
考点名称:氢气的性质
  • 氢气:
    氢气(Hydrogen)是世界上已知的最轻的气体。它的密度非常小,只有空气的1/14,即在标准大气压,0℃下,氢气的密度为0.0899g/L。所以氢气可作为飞艇的填充气体(由于氢气具有可燃性,安全性不高,飞艇现多用氦气填充)。氢气主要用作还原剂。

  • 氢气的性质:
    1、氢气的物理性质
    在通常状况下,氢气是一种无色、无味的气体。氢气难溶于水。氢气是所有气体中密度最小的一种气体。标准状况下,氢气的密度是0.0899克/升。在101kPa下,温度为-252.87℃时,氢气可转变为无色的液体;-259.1℃时变为雪状固体。

    2、氢气的化学性质(可燃性)
    ①纯净的氢气在空气中可以安静的燃烧,产生淡蓝色火焰,罩在火馅上方的干冷烧杯壁上有水雾出现,接触烧怀的手感到发烫,说明该反应生成水,并放出大量热。
    反应的化学方程式为2H2+O22H2O
    ②不纯的氧气(混有空气或氧气)点燃时极易爆炸,因此使用氢气时一定要注意安全,点燃前一定要先检验氢气的纯度
  • 氢气和氧气的比较:
    类别氢气氧气
    物理性质无色、无味、气体
    比空气小,氢气是最轻的气体
    难溶于水
    无色、无味、气体
    比空气略大
    不易溶于水
    检验点然时,发出淡蓝色火焰,罩在火焰上方的干冷烧杯内壁上出现水珠 用带火星的木条检验,木条复燃
    化学性质①常温下性质稳定
    ②可燃性:在点燃条件下燃烧,但不能支持燃烧
    ①化学性质比较活泼
    ②助燃性:支持燃烧,但其本身无可燃性
    ③氧化性:在氧化反应中提供氧
考点名称:氧气的检验和验满
  • 氧气检验和验满方法:
    1.检验:用带火星的木条,如果带火星的木条复燃,则证明有氧气存在

    2.验满:氧气验满仍是用带火星的木条,但不同的是,此时气体已经确认是氧气,
    且带火星部分只能放在瓶口处(这样才能保证氧气已满),若木条立即复燃且燃烧旺盛,
    则氧气已满。(因为若氧气未满,也可使木条复燃,只是不会“立即”和“旺盛”)
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