水的电解

关于这个模拟实验

本模拟展示水的电解。学生可将电压设置为 0 至 12 V，并设定电解质浓度，观察氢气在负极（阴极）聚集，氧气在正极（阳极）聚集。约 1.5 V 以下不会发生任何反应。时间以 20 倍于真实速度运行，因此试管几秒钟即可装满，按钮可清空试管以开始新的运行。读数显示电流、氢气和氧气的量以及 H2 与 O2 的体积比。它清楚地展示了分解反应、电极，以及为什么氢气体积是氧气的两倍。

学生可以探索什么

将电压从 0 开始提高，注意约 1.5 V 附近首次出现气体、电流变为非零的位置。
比较“氢气”和“氧气”，并检查 H2 : O2 体积比是否约为 2 比 1。
将“电解质”浓度加倍，观察电流如何变化。
按“空试管”，分别在 12 V 和 3 V 下重新装填，比较各自所需的时间。
判断哪个电极产生哪种气体，并写出半反应方程式。

学习目标

1将电解描述为直流电分解水的过程。
2指出阴极和阳极上的产物。
3解释为什么氢气的生成体积是氧气的两倍。
4描述电压和浓度如何影响电流和产气速率。

教师常问的问题

免费吗？

是的。它免费，可在任何现代浏览器中运行，包括交互式电子白板和平板电脑，且无需注册或安装。

为什么氢气的量是氧气的两倍？

水是 H2O，因此分解一个水分子会得到两个氢原子和一个氧原子。配平的方程式 2H2O 得到 2H2 加 O2，而相同体积的气体含有相同数目的分子，因此比例为 2 比 1。

哪种气体在哪个电极上生成？

氢气在负极（阴极）生成，氧气在正极（阳极）生成。电子在阴极进入水中，并在阳极离开。

如何在课堂上使用？

移动“电压”和“电解质”滑块，读取电流和气体数值。按“空试管”开始新的运行，并请学生预测试管装满需要多长时间。

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