【题目】绿色能源需求日益增长,氢能源备受关注。
探究一 实验室电解水
(1)写出电解水反应的化学方程式__________。
(2)如图所示,接通电源,可以观察到两电极有气泡产生,一段时间后,理论上正负电极上产生的气体体积比___________。
(3)该实验说明了___________(填一点即可)。
探究二 不同电解液和电极材料对水电解产生气体体积的影响
(4)实验时,发现反应速率慢,且V(H2)和V(O2)比并不等于理论值。导致这一结果的因素可能有:_______(多选)。
A 氧气的密度比氢气大
B 氧气在水中的溶解性比氢气强
C 部分氧气与电极发生反应而被消耗
[查阅资料]纯净水导电能力差,加入电解液能增强导电性,但不同的电解液和电极材料对产生气体的体积有影响。
[设计并实验]兴趣小组对不同电解液和电极材料进行探究,结果如下:
电解液(浓度0.2kg/L) | 不同电极材料产生的V(H2):V(O2) | ||||
碳棒 | 铜棒 | 保险丝 | 电阻丝 | 铁丝 | |
氢氧化钠溶液 | 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 | 阳极产生的氧气很少 | 7.6:1.95 | 7.5:3.45 | 铁丝溶解 |
[结论]由上表实验信息可得:
(5)稀硫酸(H2SO4)做电解液时,铁丝不能做电极:铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,请写出该反应的化学方程式____________。
(6)电解水选择最佳的电解液和电极材料分别为__________和____________。