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电解解水实实验及水的净净化
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一、水的性质
11．物物理理性性质质
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纯净的水是无色、无味的透明液体，在101kpa时，
水水的的凝凝固固点点是是00℃℃，沸沸点点是是110000℃℃，44℃℃时时密密度度最最大大，
水水的的性性质质
为1g/cm3。
电解水实验 2．化学学性质质
通电
文字表达式：水 氢气＋氧气
氢气的性质
通电
水水的的净净化化
符符号号表表达达式式：：HH
2
OO HH
2
＋＋OO
2
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二、电解水实验(五大基础实验之一) 二、电解水实验(五大基础实验之一)
11．实实验验装装置置 22．实实验验现现象象
2 通电后，电极上有气泡产生，通电一段时间后，
1
两两个个试试管管内内都都汇汇集集了了一一些些气气体体，与与电电源源正正极极相相
连的试管内的气体体积较小，与负极相连的试
水
管管内内气气体体的的体体积较较大，，体体积比约约为为1∶2。
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二、电解水实验(五大基础实验之一) 二、电解水实验(五大基础实验之一)
33．气气体体的的检检验验 33．气气体体的的检检验验
试管1中的气体可以使带火星的木条复燃，说明 试管2中的气体能够燃烧，火焰呈淡蓝色(有时
与与电电源源正正极极相相连连的的试试管管内内的的生生成成的的气气体体是是氧氧气气；； 可可能能发发出出“啪啪啪啪”的的爆爆鸣鸣声声))，说说明明与与电电源源负负极极
相连的试管内生成的气体是氢气。
带火星
22
的的木木条条
2
Ⅰ．用拇指堵住 Ⅱ．靠近火焰，
集集满满氢氢气气的的 移移开拇拇指指
试管口 点火
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二、电解水实验(五大基础实验之一) 二、电解水实验(五大基础实验之一)
44．实实验验结结论论 55．注注意意事事项项
水在通电的条件下，发生了分解反应，生成了氢 电源为直流电源
气气和和氧氧气气 水水中中通通常常加加入入少少量量的的氢氢氧氧化化钠钠溶溶液液或或硫硫酸酸溶溶液液，
H O 通电 H ＋O 增强水的导电性。
2 2 2
6．误差分析析
说明水是由氢(H)、氧(O)两种元素组成的。
实际实验中，生成氢气的体积与氧气的体积之比
大于2∶1
原因：通常常状况下，氢气难难溶溶于水水，氧氧气不易易溶溶
于水。(氧气比氢气更易溶于水)
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三、氢气的性质： 三、氢气的性质：
㈠㈠物物理理性性质质： ㈡㈡化化学学性性质质：
氢气是一种无色、无味、难溶于水的气体。 点燃
①文字表达式：氢气＋氧气 水
㈡㈡化化学学性性质质：：
点点燃
1．可燃性：纯净的氢气在空气中安静地燃烧，发 ②符号表达式： H 2 ＋O 2 H 2 O
出淡蓝色的火焰，，放出热量。 注：点燃氢气和氧气的混合气体(或氢气不纯)时
可能发生爆炸。所以点燃前应验纯。
氢氢气气燃燃烧烧
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三、氢气的性质： 三、氢气的性质：
22．还还原原性性((氢氢气气与与某某些些氧氧化化物物反反应应)) 22．还还原原性性((氢氢气气与与某某些些氧氧化化物物反反应应))
④注意事项：
ⅠⅠ先先要要检检验验氢氢气气的的纯纯度度
H CuO
2 原因：防止发生爆炸。
Ⅱ加热之前前要要先通一段时时间间氢气，，再再点点燃酒酒精精灯
原因：排出装置中的空气，防止发生爆炸。
加热
①文字表达式：氢气＋氧化铜 铜＋水 Ⅲ实验结束完成后先熄灭酒精灯，再停止通入氢气
②符号表达式：H ＋CuO △△ Cu＋H O 原原因：防止生生成成的的铜铜重重新新被被氧氧化。
2 2
③现象：黑色粉末逐渐变为红色，试管内壁有
Ⅳ试管口略向下倾斜
无无色色液液滴滴出出现现。 原原因因：：防防止止冷冷凝凝水水倒倒流流，炸炸裂裂试试管管。
3小小试试牛牛刀刀 小小试试牛牛刀刀
【例1】用如图所示装置来进行通电分解水的实验，下列说法 【例2】电解水时生成氢气和氧气的体积比为2∶1，但实验所
错错误误的的是是(( )) 得得数数据据中中氢氢气气和和氧氧气气的的体体积积比比略略大大于于22∶∶11。针针对对这这一
A．试管1中的气体是氢气，试管2中的气体是氧气 现象推测原因，你认为不可取的是( )
B．电源A端是负极，，电源B端是正极 A．生成氧氧气一端的装置气密性不好
C．试管1的气体可使带火星的木条复燃 B．相同条件下，在水中溶解的氧气比氢气稍多
D．此实验说明水中含有氢、氧两种元素 C．连接生成氧气一端的电极被氧气氧化，消耗了一
部部分分氧氧气气
2 1
D．实验所得数据与理论值相差不多，可认为实验已
经经成成功功
水
A B
小小试试牛牛刀刀 小小试试牛牛刀刀
【例3】如图所示的是电解水实验装置。通电一段时间后，在 【例3】如图所示的是电解水实验装置。通电一段时间后，在
两两个个试试管管中中分分别别收收集集到到气气体体AA和和气气体体BB。。请请回回答答：： 两两个个试试管管中中分分别别收收集集到到气气体体AA和和气气体体BB。。请请回回答答：：
A B A B
⑴电解水时，将______转化为化学能； ⑷有时在实验前，向水中加入少量稀硫酸，目的是
⑵⑵气气体体A为为______；； _________________；；
⑶实验室检验气体B的方法是
__________________________________________；
4小小试试牛牛刀刀 小小试试牛牛刀刀
【例3】⑸在某次电解水的实验中加入了少量的氢氧化钠 【例4】水是生命之源，我们生活的周围是水的世界。电解水
((NNaaOOHH))溶溶液液，测测得得了了分分别别与与电电源源正正负负两两极极相相连连的的 的的装装置置如如图图所所示示：：
阳、阴两极上产生的气体的实验数据如下：
时时间间//分分钟钟 11 22 33 44 55 66 77 88 99 1100 aa bb
阴极生成气体体积(cm3) 6 12 20 29 39 49 55 65 75 85
阳阳极极生生成成气气体体体体积积((ccmm3)) 22 44 77 1111 1166 2211 2266 3311 3366 4411
仔细分析以上实验数据，1～6分钟内阴、阳两极生成
＋ －
的的气气体体体体积积之之比比大大于于22∶∶ll，，可可能能的的原原因因是是_________
⑴⑴当当接接通通直直流流电电后后，可可以以观观察察到到的的现现象象是是
_________________________________________
________________________________________；
_________________________；
小小试试牛牛刀刀 小小试试牛牛刀刀
【例4】水是生命之源，我们生活的周围是水的世界。电解水 【例4】水是生命之源，我们生活的周围是水的世界。电解水
的的装装置置如如图图所所示示：： 的的装装置置如如图图所所示示：：
aa aa
bb bb
＋ － ＋ －
⑵⑵用用燃燃着着的的木木条条分分别别放放在在两两个个玻玻璃璃管管的的尖尖口口上上，发发现现 ⑶⑶电电解解水水的的实实验验证证明明了了水水的的组组成成是是
__管(填“a”或“b”)中产生的气体能使燃着的木 ___________________________。
条条燃燃烧烧得得更更旺旺，，证证明明它它是是___((写写气气体体的的化化学学符符号号))。。
5小小试试牛牛刀刀 小小试试牛牛刀刀
【例4】水是生命之源，我们生活的周围是水的世界。电解水 【例4】水是生命之源，我们生活的周围是水的世界。电解水
的的装装置置如如图图所所示示：： 的的装装置置如如图图所所示示：：
aa aa
bb bb
＋ － ＋ －
⑷⑷科科学学家家阿阿伏伏加加德德罗罗总总结结出出一一条条规规律律：：在在同同温温同同压压 ⑷⑷aa管管和和bb管管生生成成的的气气体体体体积积比比为为11∶∶22，如如果果aa管管中中产产
下，同体积的任何气体含有相同的分子数。现相 生气体的分子数为6.02×1023个，则b管产生气体
同同温温度度和和压压强强下下测测得得，， 的的分分子子数数为为______________个个。。
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四、水的净化 四、水的净化
11．水水的的净净化化的的一般般方方法法 11．水水的的净净化化的的一般般方方法法
A．沉淀：使一些颗粒较大的难溶性固体沉降，主 B．吸附：常用明矾、活性炭对水中的杂质吸
要要除除去去难难溶溶于于水水的的大大颗颗粒粒杂杂质质。 附附而而使使之之沉沉降降。
明矾是一种常用的净水剂，在水中形成胶
状物，，可对小颗粒的难溶性悬浮浮杂杂质质进行行
吸附沉降，达到净水的目的，主要除去水
中不溶性杂质。
活性炭炭具有有疏疏松松多多孔的的结结构构，可以吸附附水水
中悬浮物，也可吸附溶于水的气体和色素，
可可除除去去水水中中不不溶溶性性和和可可溶溶性性杂杂质质。
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四、水的净化 四、水的净化
11．水水的的净净化化的的一般般方方法法
【小结】以上几种净化水的方法能达到的目的见下表
C．过滤：除去水中不溶性杂质的方法。 (“√”表示该净水过程可实现的项目；“×”
DD．杀杀菌菌消消毒毒：：除除去去水水中中的的微微生生物物。 表表示示该该净净水水过过程程不不可可实实现现的的项项目目))
E．蒸馏：除去水中可溶性杂质的方法，净化
除去不溶于水 除去可溶于水 降低水的硬度
程度相对较高高，，得得到到的蒸馏水可看看
的的杂杂质质 的的杂杂质质
成是纯净物。
静置沉淀 √ × ×
过过滤滤 √√ ×× ××
吸附 √ √ ×
蒸蒸馏馏 √√ √√ √√
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2．蒸馏 2．蒸馏
【【原原理理】】蒸蒸馏馏是是通通过过给给液液体体加加热热，使使它它变变为为蒸蒸气气，再再 【【实实验验室室制制取取蒸蒸馏馏水水的的装装置置】】
使蒸气冷却，凝聚成液体的方法。
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2．蒸馏 2．蒸馏
【【注注意意事事项项】】 【【简简易易装装置置】】
①加入几粒沸石或碎瓷片，防止加热时出现暴沸；
((当当过过热热的的液液体体温度度远远高高于于沸沸点点时时，，小小气气泡泡内内的的气气
压就比外界的压强高，于是气泡迅速增长而膨胀，
以至由于破裂引起容器的爆炸。液体之所以发生
过热是因为液体里缺乏形成气泡的核心。为避免
圆底烧瓶
容器的暴沸，可在容器中放含有空气的碎瓷片或
者者沸沸石石等等。))
图甲 图乙
②蒸馏烧瓶加热要垫上石棉网；
注：简易装置中长导管的作用是冷凝；
③③冷冷凝凝水水从从下下口进进，，上上口出出，，使使冷冷凝凝效效果果更更好好。。
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3．硬水与软水 4．经典的自然水净化过程：
（（水水 ＋＋ 不不溶溶性性杂杂质质 ＋＋ 可可溶溶性性杂杂质质））
①①定定义义：：
硬水：含有较多可溶性钙、镁化合物的水
软软水水：不不含含或或含含较较少少可可溶溶性性钙钙、镁镁化化合合物物的的水水
②鉴别方法：
用肥皂水可区分软水和硬水，泡沫多的水为软水，
泡沫少且出现较多浮渣的水为硬水。 ＋＋
③硬水的软化：
生生活活：：加加热热煮煮沸沸
实验室：蒸馏
8小小试试牛牛刀刀 小小试试牛牛刀刀
【例5】原水(未作处理的水)中含有泥沙、悬浮物和细菌等杂 【例6】下列各项与自来水的净化过程无关的是( )
质质，可可用用次次氯氯酸酸杀杀死死细细菌菌。。氯氯气气溶溶于于水水时时可可生生成成次次氯氯 AA．吸吸附附 BB．沉沉降降 CC．电电解解 DD．消消毒毒
酸和盐酸，某水厂自来水的生产净化步骤如下：
原原水水 加加明明矾矾 沉沉淀淀 过过滤滤 通通入入氯氯气气 净净水水
A B C D
①①可以除去大颗粒悬浮物杂质的步骤为______((填填编号))。
【【例例77】】硬硬水水和和软软水水的的区区别别是是(( ))
②能消毒杀菌的步骤为_____(填编号)。
A．硬水中含污染物，软水中无污染物
B．硬水中含较多的可溶性的钙、镁化合物，软水中
不含或少含可溶性钙、镁化合物
C．硬水是混合物，软水是纯净物
DD．硬硬水水是是化化合合物物，软软水水是是单单质质
小小试试牛牛刀刀 小小试试牛牛刀刀
【例8】某学习小组采用①沉淀、②过滤、③消毒杀菌、④蒸 【例9】小刚收集到一瓶浑浊的河水，他要模拟自来水厂的净
馏馏及及其其它它一些些方方法法探探究究污污水水的的循循环环利利用用，以以上上方方法法中中 水水过过程程，最最终终制制成成蒸蒸馏馏水水。。
有化学变化发生的是( )
固体B
A．① B．② C．③ D．④
A物质
河河水水
静置
操作①
液体C 液体D 蒸馏水
操作② 操作③
其实验过程如下所示。请回答以下问题。
9小小试试牛牛刀刀 小小试试牛牛刀刀
【例9】 【例9】
固体B 固体B
AA物物质质 AA物物质质
河水 河水
静置 静置
操作① 操作①
液体C 液体D 蒸馏水 液体C 液体D 蒸馏水
操操作作②② 操操作作③③ 操操作作②② 操操作作③③
⑴A物质的名称是_________，操作①的名称是________，若 ⑵操作②应选用的装置是____(填序号)，该过程主要是_____
经经过过操操作作①①后后，，所所得得液液体体CC中中仍仍有有浑浑浊浊，，其其原原因因可可能能是是 变变化化((填填“物物理理”或或“化化学学”))。。
______(填写序号)；
a．漏斗内的滤纸有破损
出出水水口
b．漏斗下端未靠在烧杯内壁
c．漏斗内液面高于滤纸的边缘 入水口
(ⅠⅠ) (ⅡⅡ) (ⅢⅢ)
小小试试牛牛刀刀 大大展展身身手手
【例9】 【例1】地震灾害造成灾区水质受到严重污染，可采用①过滤
固体B
AA物物质质 ②②沉沉降降③③加加絮絮凝凝剂剂④④吸吸附附⑤⑤消消毒毒杀杀菌菌⑥⑥煮煮沸沸等等操操作作来来
河水
静置 净化饮水。其正确的操作顺序为( )
操作①
液体C 液体D 蒸馏水 A．①②③④⑤⑥ B．②①③④⑤⑥
操操作作②② 操操作作③③
C．③②①④⑤⑥ D．③①②④⑤⑥
⑶小刚取少量液体D于试管中，加入少量肥皂水，振荡，发
现现有有较较多多浮浮渣渣产产生生，，说说明明液液体体D是是______水水。。操操作作③③应应选选
用的装置是____(填序号)，经过操作③以后，小刚重复上
【例2】某同学想将含有少量泥沙和悬浮物的生活废水进行净
述实验，他观察到的实验现象是_____________________。
化化，然然后后用用于于浇浇花花。下下列列净净化化方方法法中中，肯肯定定不不必必要要的的
是( )
A．沉淀 B．吸附 C．过滤 D．蒸馏
10大大展展身身手手 大大展展身身手手
【例3】下列方法，能使海水淡化的是( ) 【例4】水是宝贵的自然资源。
AA．将将海海水水过过滤滤 BB．将将海海水水蒸蒸馏馏 ⑵⑵如如图图为为电电解解水水的的实实验验装装置置，检检验验bb管管中中气气体体的的方方法法
C．往海水中加入活性炭 D．往海水中加入明矾 是_________________________________________
______________________________________________________________。
活塞 活塞
b
a
【例4】水是宝贵的自然资源。
⑴⑴同同学学们们对对水水进进行行研研究究，，进进行行了了下下列列实实验验，，其其中中能能确确
定水由氢元素和氧元素组成的是( )
A．水的蒸发 B．水的电解
C．水的蒸馏 D．水的吸附 电电源源
大大展展身身手手 大大展展身身手手
【例4】水是宝贵的自然资源。 【例5】水是重要的自然资源。请回答下列问题：
⑶⑶科科学学家家还还用用点点燃燃氢氢气气，证证明明燃燃烧烧产产物物的的方方法法，证证实实了了 ⑴⑴关关于于水水的的认认识识不不正正确确的的是是((填填序序号号))______。。
水的组成。小明用如图所示装置进行实验，氢气燃烧 A．自然界的水是纯净物
的文字表达式为__________________________________U型管中中氧氧化钙的 B．自然界的水是取之不尽、用之不竭的
作用是除去___________________，实验过程中可以 C．地球上的总储水量很大，但淡水资源并不充裕
观察到的现象是______________________________ D．工业废水和生活污水的任意排放会造成水体污染
___________________________________________。
电解水产
冷冷
生生的的HH
2 水
氧化钙颗粒
11大大展展身身手手 大大展展身身手手
【例5】水是重要的自然资源。请回答下列问题： 【例5】水是重要的自然资源。请回答下列问题：
⑵⑵净净化化水水的的方方法法有有：：①①过过滤滤②②加加明明矾矾吸吸附附沉沉降降③③蒸蒸馏馏 ⑶⑶图图是是某某同同学学自自制制的的简简易易净净水水器器，此此净净水水器器综综合合利利用用
④消毒杀菌⑤活性炭层吸附，其中净化程度最高的 了两种净化水的方法，它们是_____和_____，此净
方法是((填序号))______。要将混有泥沙的天然水净化成 水过程中中只发生__________变化。某同学用此净化器将浑
生活用的自来水，将所选用的方法按净化过程排序 浊的珠江水进行了净化，他所得到的净化水属于(填
(填序号)___________。自来水消毒方法有多种，长 “混合物”或“纯净物”)______。
期期饮饮用用硬硬水水对对身身体体健健康康不利利，生生活活中中软软化化硬硬水水可可采采
取______的方法。
小卵石
纱纱布布
石石英英砂砂
活性炭
蓬蓬松松棉棉
大大展展身身手手
【例5】水是重要的自然资源。请回答下列问题：
⑷⑷若若用用过过滤滤的的方方法法在在实实验验室室净净化化一杯杯浑浑浊浊的的河河水水，必必
须要使用的玻璃仪器有玻璃棒、______和_______，
其中中玻璃棒的作用是____________________。
12
