电解水实验控制变量了吗

一、氢气（H2）

说明：氢气燃烧可以验证水的组成。

注意：可燃性气体点燃之前必须检验其纯度，否则易发生危险。初中阶段主要涉及的可燃性气体包括氢气、一氧化碳、甲烷。

二、电解水实验

注意：电解水的反应条件应写“通电”，而非“电解”。

说明：①电极对应生成的气体可用“正氧负氢”来概括记忆。

三、物质的分类

注意：单质、化合物都是纯净物的下属分类。如果是混合物，则不能说其是单质或化合物。

例题1 化学概念在逻辑上存在如下图所示关系，对下列概念间的关系说法正确的是（ ）

①纯净物与混合物属于包含关系

②化合物与氧化物属于包含关系

③单质与化合物属于交叉关系

④金属元素与非金属元素属于并列关系

A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ②④

解析：由图示概念间的逻辑关系可知①纯净物与混合物属于并列关系；

②化合物与氧化物属于包含关系；

③单质与化合物属于并列关系；

④金属元素与非金属元素属于并列关系；

故正确的为②④，答案选择D。

答案：D

（1）甲图是电解水的实验装置，在实验过程中b管产生的气体是_________；写出水在通电条件下分解的化学方程式______________________。

（2）当电解水的电解器通电一段时间后，你观察到了（ ）

A. 电极上有

气泡产生，两玻璃管内气体的体积比为2:1

B. 有氢气和氧气生成，且两气体的体积比为2:1

C. 水是由氢、氧两种元素组成的

D. 每个水分子都由两个氢原子和一个氧原子构成

（3）为除去水中的不溶性杂质，某同学制作了如乙图所示的简易净水器，其中活性炭的主要作用是_____________________。

解析：水通电分解生成氢气和氧气，反应条件为通电，不能写电解，与正极相连的电极产生氧气，与负极相连的电极产生氢气，氢气与氧气的体积比为2:1。B. 描述反应现象时不能出现产物名称；C. 水是由氢、氧两种元素组成的是电解水实验得出的结论；D. 微观构成无法直接观察到，不属于反应现象。活性炭因具有疏松多孔的结构，可吸附部分可溶性杂质及一些不溶性杂质，除去颜色和臭味。

变量的概念此前在相关研究法的介绍中提到过，在实验法中，各种需要操纵、控制和测量的因素或条件都是变量。

实验中主要涉及三种变量：自变量、因变量和控制变量，其中前二者又统称为实验变量。自变量就是在实验中由实验者操作和控制的变量。因变量是指实验中被试对自变量操作反应的实验反应值，即实验者观察和记录的随着自变量的变化而变化的被试行为。控制变量，亦称额外相关变量，指实验中除实验变量以外的影响实验变化和结果的潜在因素或条件。

一般来说，实验法要求实验变量必须是明确、客观的。自变量必须能够被操纵，而因变量必须能被客观地测量。例如，记忆材料的性质就是一个很好的自变量，因为我们能够很容易地区分出对文字、图片、无意义字符等材料的记忆任务；而记忆保持量是一个很好的因变量，因为它能够被精确地测量把握。

实验控制方法
在心理学实验中，对额外变量的控制技术主要有：

1. 排除法
排除法（ elimination method）是把额外变量从实验中排除出去。例如，如果外界的噪音和光线影响实验，最好的办法就是进入隔音室或暗室，这样可以把它们排除掉。 在有效消除源自实验者效应和被试效应的额外变量的干扰方面，双盲实验（ double-blind experiment）就是一个很好的排除法。简单地说，双盲控制时让实验的操作者和实验被试都不知道实验的内容和目的，由于实验者和研究参加者都不知道哪些被试接受哪种实验条件，从而避免了主、被试双方因为主观期望所引发的额外变量。从控制变量的观点来看，排除法确实有效，但用排除法所得到的研究结果却常常难于推广。例如，如果顾虑主试与被试的彼此接触会影响实验结果，而采取用自动呈现刺激及自动记录实验结果的方法，那么所得结果通常很难推广到人们日常生活中的同类行为中。

2. 恒定法
恒定法（ constant method）旨在使额外变量在实验过程中保持恒定不变。这主要体现在保持实验条件恒定的方面。实验时，不同试验场所、不同实验者以及不同的实验时间等都是额外变量。有效的控制方法是在同一实验室、由同一实验者、在同一个时间对实验组和控制组使用同样的程序进行实验。例如，当实验时强度变化的噪音无法消除时，研究者通常采用噪音发生器发出恒定的噪音来加以掩蔽。另一方面，除上述实验条件保持恒定外，实验者和控制组被试的特性（如年龄、性别、自我强度、成就、动机）也是实验结果发生混淆的主要根源，也应保持恒定。只有这样，两个组在作业上的差异才可归于自变量的效果。用恒定法控制额外变量也有缺点：（ 1）实验结果不能推广到额外变量的其他水平上去。例如，如果只用男性成人作为被试进行实验，其结果不能推广到女性成人中。（ 2）操纵的自变量和保持恒定的额外变量可能产生交互作用。例如，如果被试是男性，实验者是富有魅力的女性，实验时，实验者可能会使被试分心。这时它是使交互作用发生的额外变量。

3. 匹配法
匹配法（ matching method）是使实验组和控制组中的被试属性相等的一种方法。使用匹配法时，先要测量所有被试身上与实验任务成高相关的属性；然后根据测得结果将被试分成属性相等的实验组和控制组。例如，进行”练习对射击效果影响”的实验研究时，先预测一下被试打靶的成绩，然后把两个预测成绩相等（击中环数相等）的被试分别分到实验组和控制组，进而一一匹配成条件相等的两组被试。这种方法在理论上是可取的，但在实际操作上很难行得通。因为，如果须对一个以上的特性（或因素）进行匹配时，实验者常感到顾此失彼，甚至无法进行。例如，实验者要同时考虑年龄、性别、起始成绩、智力等因素，力图使所有因素均匹配成相等而编为两组就很困难了。即使能解决此困难，也将使很多被试不能参加这个实验。更何况，一些中介变量诸如动机、态度等，是无法找到可靠依据进行匹配的。因此，实际应用中，匹配法常常是配合其他技术共同使用的。

电解水实验是一个测试水的组成的实验。根据电解时生成物的情况，电解可分为电解水型、分解电解质型、放氢生碱型、放氧生酸型等几种类型。水由氢、氧两种元素组成。水通电生成氢气、氧气。正极产生的是氧气，负极产生的是氢气。化学反应前后，元素种类不变。在化学变化中，分子可分成原子，而原子不可分，可构成新的分子。

实验装置
水分子 H2O
氧分子 O2
【为增强水的电解性，可在水中加入少量稀硫酸、氢氧化钠固体(一般不加氢氧化钠溶液，容易起泡沫)、硫酸钠溶液、硝酸钾溶液等】二氧化碳可以用来灭火。
电极（阳极必须为惰性电极，否则电极溶解而收集不到氧气，可以用铅电极） 。
A试管里为氢气，B试管里为氧气。
A试管里为氢气，B试管里为氧气。
实验现象
试管内有气泡，与电源正极(氧气），负极（氢气）相连的试管产生的气体比值：1:2（熟记口诀：氢二氧一，阳氧阴氢）
但在一般情况下，氢气与氧气的体积比值一般大于2:1，原因有下面两种 ：
1、氢气和氧气的溶解性的差别，氢气难溶于水，氧气不易溶于水（1L水30mL的氧气）但一小部分氧气溶于水，比值大于2:1。
2、电极氧化消耗了一部分氧气
ρO2=1.429g/L ， ρH2=0.089g/L
（其中氢，氧两种分子数比值：2:1；氢气，氧气的质量比值：1:8；氢元素和氧元素的体积比：2:1）
有八个字简单概括是：正氧负氢。氢二氧一。
上述实验中发生的化学反应属于分解反应。
水由氢、氧两种元素组成。（注意：电解水实验产生的是氢气和氧气，不能说水由氢气和氧气组成（水是由氢元素和氧元素组成的），两者是不能相互交换的
水（分子）中，氢、氧两种元素的原子个数比为2:1，分子个数比2:1　体积比为2:1 质量之比为1:8
水通电生成氢气、氧气。
正极产生的是氧气，负极产生的是氢气。
化学反应前后，元素种类不变。
在化学变化中，分子可分成原子，而原子不可分，可构成新的分子。
有时实验结果不准确，原因如下：
1、氢气与氧气在水中的溶解度不同；
2、气体在电解器壁上的附着程度不同；
3、有副反应发生，消耗氧气 [2] 。
注意事项编辑
⒈纯水不导电，可在水中加入少量硫酸钠或氢氧化钠或稀硫酸增强导电性。
⒉在实验进程刚开始时，氧气和氢气的体积比与1:2不符，是因为氧气不易溶于水，但会溶解一小部分；氢气难溶，反应速率较慢，所以氢气较少。
3.一定要将电解槽中的空气排尽，关闭活塞。
如何验证编辑
如用排气法收集，则要用拇指堵住试管口一会儿，（试管口朝下）使试管内可能尚未熄灭的火焰熄灭，收集好后，用大拇指堵住试管口移近火焰再移开，声音很小则表明氢气很纯。如果听到尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯。这时需要重新收集和检验。氢气能够燃烧，可用燃烧着的小木条检验氢气，氢气燃烧时发出淡蓝色火焰，可能你会看见是黄色火焰，是因为装有氢气的容器中含有其他的化学物质，一般是元素钠的黄色。
如何区分编辑
能使带火星的木条复燃的是氧气，氢气可用燃着的木条。氢气燃烧会产生淡蓝色的火焰。（如果氢气太少可能只会有“嘭”一声，不会燃烧）
口诀编辑
正氧、负氢（正氧负氢）　正氧体小能助燃；负氢体大能燃烧。

由于碱性电解水中的Ca2+、Mg2+等矿物质呈离子态，并且不含相对的酸根离子，因此非常活泼，易于人体吸收，也正是因为它们非常活泼，在长期放置在空气中的情况下，Ca2+、Mg2+会同空气中CO2结合生成CaCO3、MgCO3等性质稳定的白色沉淀，这种化合态的钙的人体很难吸收，这也是碱性电解水提倡即开即饮、不宜久放的原因之一。

 

5.电解水煮开后可能会出现沉淀，属正常，不影响饮用

电解水中的钙、镁等矿物质在碱性环境中经高温煮沸易析出，产生沉淀，所以生饮最好。可用白醋来浸泡清洗附着白色沉淀的煮水容器。

 

 

电解水日常保存方法

1.电解水保存不易过长，需现接现饮

水的负电位在常温开放容器中可保存10-15分钟；在常温密闭器中可保存有24小时；在避光、密封的条件下可保持48小时左右；避光、密封同时冷藏，存放30~40天，电解水的特性没有太大的变化。所以电解水最好现接现饮。

 

2.不要用金属容器储存电解水

请不要使用铝制或铜铁等金属容器来盛放电解水（包括碱性、酸性），以避免腐蚀容器。盛具最好选用玻璃、塑料制品或陶瓷制品。

 

 

初期使用电解水好转反应

饮用初期可能出现好转反应

初期饮用电解水可能会出现一些反应，这些反应可能是身体上的短暂不适，并不是饮用后的副作用，而是好转反应，中医称为“瞑眩反应”。如亚健康者可能会出现喉干舌燥、频尿、白天易困、常放屁的现象；肠胃不好者则可能会拉肚子(一天数次软便)、常放屁；青春痘患者，初期会稍微增加，很快渐消失……这些均属于正常的好转反应，一般反应在1-2周内会缓解消失，较强烈的只有2-5天，并且只有少数人会发生。所以不必担心。