【电解水时生成氧气和氢气的体积比】在化学实验中,电解水是一个经典的实验,用于验证水的组成。通过电解水的过程,可以观察到两种气体——氧气和氢气的生成,并且它们的体积比具有重要的科学意义。
根据实验结果和理论分析,电解水时,水分子在电流的作用下分解为氢气和氧气。其反应方程式如下:
$$ 2H_2O \rightarrow 2H_2↑ + O_2↑ $$
从反应式可以看出,每分解2个水分子,会生成2个氢气分子和1个氧气分子。因此,在相同条件下(如温度、压力),氢气和氧气的体积比应为 2:1。
为了更直观地展示这一比例关系,以下是一个实验数据总结表格:
| 实验次数 | 通电时间(秒) | 生成氢气体积(mL) | 生成氧气体积(mL) | 氢气与氧气体积比 |
| 1 | 60 | 40 | 20 | 2:1 |
| 2 | 90 | 60 | 30 | 2:1 |
| 3 | 120 | 80 | 40 | 2:1 |
| 4 | 150 | 100 | 50 | 2:1 |
通过多次实验,可以发现无论通电时间长短,只要条件一致,生成的氢气和氧气的体积比始终接近 2:1。这表明该比例是水分子结构决定的,而非实验误差所致。
需要注意的是,实际实验中可能会受到气泡逸出速度、装置密封性等因素的影响,导致体积测量略有偏差,但总体趋势仍保持一致。
综上所述,电解水时生成的氧气和氢气的体积比为 2:1,这是水分子由两个氢原子和一个氧原子组成的直接证据之一。
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