水的電解

關於這個模擬實驗

此模擬展示水的電解。學生可把電壓設為 0 至 12 V，並設定電解質濃度，然後觀察氫氣在負極（陰極）收集，氧氣在正極（陽極）收集。電壓低於約 1.5 V 時，什麼都不會發生。時間以比實際快 20 倍的速度推進，使試管能在數秒內裝滿；另有一個按鈕可清空試管，以便再次進行實驗。讀數顯示電流、氫氣和氧氣的量，以及 H2 與 O2 的體積比。此模擬能清楚地教授分解反應、電極，以及為何氫氣的體積是氧氣的兩倍。

學生可以探索什麼

由 0 開始提高「電壓」，留意大約 1.5 V 時首次出現氣體，同時「電流」變為非零的位置。
比較「氫氣」和「氧氣」，並確認 H2 : O2 的體積比約為 2 比 1。
把「電解質濃度」加倍，觀察「電流」如何改變。
按「清空試管」，然後分別在 12 V 和 3 V 下重新注入，比較各需時多久。
辨認哪個電極產生哪種氣體，並寫出半反應方程式。

學習目標

1把電解描述為直流電使水分解的過程。
2辨認陰極和陽極的生成物。
3解釋為何氫氣的產生量是氧氣的兩倍。
4描述電壓和濃度如何影響電流以及產氣速率。

教師常問的問題

這個模擬是免費的嗎？

是。它免費，可在任何現代瀏覽器上運行，包括互動式電子白板和平板電腦，無需註冊或安裝。

為何氫氣的量是氧氣的兩倍？

水是 H2O，因此分解時每一個氧原子會配對兩個氫原子。平衡方程式 2H2O 得 2H2 加 O2，而相同體積的氣體含有相同數目的分子，所以比例為 2 比 1。

哪種氣體在哪個電極產生？

氫氣在負極（陰極）產生，氧氣在正極（陽極）產生。電子在陰極進入水中，並在陽極離開。

我如何在課堂上使用？

移動「電壓」和「電解質」滑桿，並讀取電流和氣體的數值。按「清空試管」開始新的運行，並請學生預測試管需要多長時間才能裝滿。

嵌入這個模擬實驗

免費嵌入你的學習平台、網誌或班級網頁。

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