Question

8．小明通过对电解水生成的两种气体性质的检验，得出与文献一致的结果--两电极上分别产生氢气和氧气．但测得的数据（如下表）却不是文献上的2：1．

时间/min	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
阴极上产生的气体体积/cm3	6	12	20	29	39	49	59	69	79	89
阳极上产生的气体体积/cm3	2	4	7	11	16	21	26	31	36	41

于是小明对每一时段产生的气体的量进行了仔细分析，试图找出哪一时段出了问题，结果发现，并不是所有时段产生气体的体积比都不是2：1．
（1）请你也仔细分析一下以上实验数据，能够从中发现的规律是：前4分钟产生的氢气与氧气的体积比大于2：1；从第4分钟开始到第10分钟产生的氢气与氧气的体积比等于2：1．造成其中一时段气体体积比不是2：1的可能原因是氧气的溶解度比氢气的大．
（2）针对上述分析，小明对实验进行了改进，结果得到了满意的结果．你认为小明应该如何改进在电解前给阳极的水通氧使之达到饱和．
（3）请你根据水电解生成氢、氧两种气体以及体积比为2：1的结果推导出水的化学式（如需计算，写出过程．已知：氢气中只有氢元素，氧气中只有氧元素；该实验条件下，氧气的密度为1.44g/L，氢气的密度为0.09g/L）：H₂O．

Answer 1

分析 （1）根据表中的数据及氧气的溶解性分析回答；
（2）根据氧气的饱和溶液中不再溶解氧气分析回答；
（3）根据m=ρv，即可计算两者的质量比，由质量比和相对原子质量可求出原子个数比．

解答 解：（1）由表中的数据可知，前4分钟产生的氢气与氧气的体积比大于2：1；从第4分钟开始到第10分钟产生的氢气与氧气的体积比等于2：1；造成其中一时段气体体积比不是2：1的可能原因是氧气的溶解度比氢气的大；
（2）针对上述分析，小明对实验进行了改进，结果得到了满意的结果．小明应何改进措施可能是：在电解前给阳极的水通氧使之达到饱和等．
（3）假设生成的氧气体积为1L，则生成的氢气的体积为2L．
根据m=ρv，可知氢气和氧气的质量比是：$\frac{2L×0.09g/L}{1L×1.44gL}$≈$\frac{1}{8}$；
水中氢、氧原子的个数比为：$\frac{1}{8}$：$\frac{1}{16}$=$\frac{2}{1}$
所以，水的化学式是H₂O：
故答为：（1）前4分钟产生的氢气与氧气的体积比大于2：1；从第4分钟开始到第10分钟产生的氢气与氧气的体积比等于2：1；氧气的溶解度比氢气的大；（2）在电解前给阳极的水通氧使之达到饱和等．（3）H₂O
．

点评 要熟记正氧负氢，氢二氧一，依据有关的数据来计算水中氢、氧元素的质量比，再计算出原子个数比，由此写出化学式．