Question

在某次電解水的實驗中加入了少量NaOH溶液，測得分別與電源的正負極相連的陽、陰兩極上產生的氣體的實驗數據如下：

時間（分鐘）	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
陰極生成氣體體積（cm3）	6	12	20	29	39	49	55	65	75	85
陽極生成氣體體積（cm3）	2	4	7	11	16	21	26	31	36	41

（1）仔細分析以上實驗數據，1～6分鐘內陰、陽兩極生成的氣體體積之比大于2：1，可能的原因是

H₂和O₂溶解度不同（后者溶解度大），致使氣體的體積比大于2：1

；從第7分鐘開始，每分鐘內陰、陽兩極生成的氣體體積之比約為2：1，可能的原因是

H₂和O₂的溶解已達到飽和，不再繼續溶解了

；
（2）將質量分數為5%NaOH溶液100g進行電解，當溶液中NaOH的質量分數改變了1%時，停止電解，則生成的H₂的質量約為

1.86g

．

Answer 1

分析：可以根據電解水的實驗現象及反應前后元素的質量和種類不變，以及氫氣和氧氣的溶解性和溶解度等方面進行分析、計算，從而得出正確的結論．

解答：解：（1）氫氣難溶于水，氧氣不易溶于水，可見氧氣與氫氣相比，氧氣更易溶于水；所以1～6分鐘內氧氣比氫氣溶解的快而多，從而導致陰、陽兩極生成的氣體體積之比大于2：1．因此其可能的原因是氧氣比氫氣更易溶于水；第7分鐘開始，由于溶解在水中的氧氣和氫氣已達到了飽和，不再繼續溶解了，所以氣體的體積比大致保持2：1；
（2）加入少量氫氧化鈉是為了增強水的導電性，反應前后其質量保持不變，隨著電解水實驗的進行，水的質量不斷減少，則其溶質的質量分數不斷增加，現在溶液中NaOH的質量分數改變了1%，說明變為6%，設現在溶液的質量為X，則有100g×5%=X×6%，解得X≈83.3g，則電解水的質量是100g-83.3g=16.7g，電解水生成氫氣和氧氣，可知生成H₂的質量等于水中氫元素的質量，為：16.7g×

2

18

×100%≈1.86g；
故答案為：
（1）H₂和O₂溶解度不同（后者溶解度大），致使氣體的體積比大于2：1；H₂和O₂的溶解已達到飽和，不再繼續溶解了；
（2）1.86g．

點評：解答本題的關鍵是要掌握電解水的實質并且掌握稀釋前后溶液中溶質的質量不變，并能靈活應用質量守恒定律解題，才能對問題做出正確的判斷和解答．