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[摘要]水的组成是九年级化学上册“自然界的水”一单元中较重要的教学内容，上好这一堂课的关键就是做好电解水试验。在有限的实验条件下，通过对实验的改进可以提高实验的效果。本文探究了电极、电解电压、NaOH的浓度对电解水的影响，通过改进后的实验方案可以提高电解水的效率，缩短实验时间。
[关键词]电极 电解电压 NaOH浓度 电解水
第一部分：综述
引言：电解水实验是初中化学教学中的一个重要又难做的演示实验， 到目前为止推荐的各种实验装置和方法不下二、三十种。课本里原来采用的是霍夫曼水电解器，这种仪器较贵， 而且实验效果不理想[1]。电解水实验是以法拉第电解定律为基础，水的氧化还原电位改变，分解产生O2及H2[2]。一般来说，能让自由能增加的化学反应是不存在的。因此水在自然状态下不可能分解产生O2及H2，但是若在水中加入阴极、阳极，通上电流，即能按照法拉第电解定律发生电解反应[3]。电极材料通常以不易与溶液发生反应的金属或石墨为主，本实验以石墨电极为阴极，铂电极为阳极。
电解液浓度一定时，电压越高，电解速度越快，氢气和氧气的体积比就越偏离2：1；电压一定时，电解液浓度越大，电解速度越快，氢气和氧气的体积比也越偏离2：1[4]。在各种浓度的电解液里，氧气的溶解度（体积）比氢气的大。因此，电解水时电压尽可能高一些，一般不低于12V（电解电压在12V-18V最理想）；电解液以NaOH溶液为好，浓度不低于14%（NaOH浓度为14%-18%结果最理想）。
第二部分：实验
一、仪器、药品及试剂配制
（一）仪器和药品
水电解器、石墨电极、铂电极、学生电源、量筒、烧杯、固体NaOH（普通试剂）、托盘天平
（二）试剂配制
从图1-1可以看出电解电压越高，电解水的速率越快，但氢气和氧气的体积比就越偏离2：1，造成此结果的原因可能是常温常压下氧气在水中的溶解度比氢气的大。然而在电解电压小于12V时电解水所产生的氢气及氧气量较少不利于做演示实验且氢气和氧气的体积比并不是很接近于理论值2：1，造成此结果的原因是石墨电极的表面积大于铂电极，有部分氢气吸附在石墨电极的表面。因此电解水的最佳电压在12——18V之间，在这一电解电压内水电解的速率快，电解时产生的氢气和氧气可以满足演示实验的需要， 并且生成的氢气及氧气体积比较接近理论值2：1。
2.最佳氢氧化钠浓度的测定
从图2-1不难看出NaOH溶液浓度越高电解水的速率越快，但氢气和氧气的体积比就越偏离2：1；而当NaOH溶液浓度低于14%时，产生的气体少且氢气和氧气的体积比偏离2：1，因此电解水的最佳NaOH浓度是14%——18%，因为此时水电解的速率快，电解的稳定性好且氢气和氧气的体积比较接近理论值2：1。
在本实验中还可以用稀H2SO4溶液、稀KOH溶液等代替。用稀H2SO4溶液代替时电解的速率也很快，但生成的氢气和氧气的体积比偏离理论值较大，用等浓度的KOH溶液代替时，实验结果和用NaOH的差不多，但KOH价格昂贵、对环境的污染更大且不易找到，故选用NaOH较为理想。
三、平行实验
根据表3-1所测定的数据可以看出，在最佳实验条件内做电解水实验，稳定性较好且电解所生成的氢气和氧气的体积比更接近理论值2：1。部分数据有一定的偏差，很可能是由于电压的变化或温度的影响[5]。
四、结果分析
综上所述可以看出最佳电解水的实验条件：电压为12V——18V，NaOH溶液浓度为14%——18%，在此条件下电解水速率快，氢气和氧气的体积比更接近2：1。
通过对以上实验的探究，改进后的实验仪器可操作性强，实验效果好，但部分数据有细微的波动，通过相关文献的查阅，可能是电压变化及温度的影响。
[参考文献]
[1]祁秀勇，裴文昊.电解水实验的制约因素及应对方法.实验与创新思维[M]. 2002，9
[2]邹振惠.电解水实验的再探讨.化学教育[M].2000.11，45
[3]王春.电解水实验的装置改进.实验教学与仪器[J].2009.9
[4]王坚.电解水装置的改进.实验教学与仪器[J].2001.7
[5]常坤.多媒体技术在中学化学实验中的应用.中国电脑教育报[M] 2005.03.21
（作者单位：云南省昭通市昭阳区第一中学）
[关键词]电极 电解电压 NaOH浓度 电解水
第一部分：综述
引言：电解水实验是初中化学教学中的一个重要又难做的演示实验， 到目前为止推荐的各种实验装置和方法不下二、三十种。课本里原来采用的是霍夫曼水电解器，这种仪器较贵， 而且实验效果不理想[1]。电解水实验是以法拉第电解定律为基础，水的氧化还原电位改变，分解产生O2及H2[2]。一般来说，能让自由能增加的化学反应是不存在的。因此水在自然状态下不可能分解产生O2及H2，但是若在水中加入阴极、阳极，通上电流，即能按照法拉第电解定律发生电解反应[3]。电极材料通常以不易与溶液发生反应的金属或石墨为主，本实验以石墨电极为阴极，铂电极为阳极。
电解液浓度一定时，电压越高，电解速度越快，氢气和氧气的体积比就越偏离2：1；电压一定时，电解液浓度越大，电解速度越快，氢气和氧气的体积比也越偏离2：1[4]。在各种浓度的电解液里，氧气的溶解度（体积）比氢气的大。因此，电解水时电压尽可能高一些，一般不低于12V（电解电压在12V-18V最理想）；电解液以NaOH溶液为好，浓度不低于14%（NaOH浓度为14%-18%结果最理想）。
第二部分：实验
一、仪器、药品及试剂配制
（一）仪器和药品
水电解器、石墨电极、铂电极、学生电源、量筒、烧杯、固体NaOH（普通试剂）、托盘天平
（二）试剂配制
从图1-1可以看出电解电压越高，电解水的速率越快，但氢气和氧气的体积比就越偏离2：1，造成此结果的原因可能是常温常压下氧气在水中的溶解度比氢气的大。然而在电解电压小于12V时电解水所产生的氢气及氧气量较少不利于做演示实验且氢气和氧气的体积比并不是很接近于理论值2：1，造成此结果的原因是石墨电极的表面积大于铂电极，有部分氢气吸附在石墨电极的表面。因此电解水的最佳电压在12——18V之间，在这一电解电压内水电解的速率快，电解时产生的氢气和氧气可以满足演示实验的需要， 并且生成的氢气及氧气体积比较接近理论值2：1。
2.最佳氢氧化钠浓度的测定
从图2-1不难看出NaOH溶液浓度越高电解水的速率越快，但氢气和氧气的体积比就越偏离2：1；而当NaOH溶液浓度低于14%时，产生的气体少且氢气和氧气的体积比偏离2：1，因此电解水的最佳NaOH浓度是14%——18%，因为此时水电解的速率快，电解的稳定性好且氢气和氧气的体积比较接近理论值2：1。
在本实验中还可以用稀H2SO4溶液、稀KOH溶液等代替。用稀H2SO4溶液代替时电解的速率也很快，但生成的氢气和氧气的体积比偏离理论值较大，用等浓度的KOH溶液代替时，实验结果和用NaOH的差不多，但KOH价格昂贵、对环境的污染更大且不易找到，故选用NaOH较为理想。
三、平行实验
根据表3-1所测定的数据可以看出，在最佳实验条件内做电解水实验，稳定性较好且电解所生成的氢气和氧气的体积比更接近理论值2：1。部分数据有一定的偏差，很可能是由于电压的变化或温度的影响[5]。
四、结果分析
综上所述可以看出最佳电解水的实验条件：电压为12V——18V，NaOH溶液浓度为14%——18%，在此条件下电解水速率快，氢气和氧气的体积比更接近2：1。
通过对以上实验的探究，改进后的实验仪器可操作性强，实验效果好，但部分数据有细微的波动，通过相关文献的查阅，可能是电压变化及温度的影响。
[参考文献]
[1]祁秀勇，裴文昊.电解水实验的制约因素及应对方法.实验与创新思维[M]. 2002，9
[2]邹振惠.电解水实验的再探讨.化学教育[M].2000.11，45
[3]王春.电解水实验的装置改进.实验教学与仪器[J].2009.9
[4]王坚.电解水装置的改进.实验教学与仪器[J].2001.7
[5]常坤.多媒体技术在中学化学实验中的应用.中国电脑教育报[M] 2005.03.21
（作者单位：云南省昭通市昭阳区第一中学）