电解水制取氢气

在水中加入少量氢氧化钠，接通电流，收集到的氢气是氧气的两倍。

目标

观察 $\ce{H2}$ 与 $\ce{O2}$ 体积比为 2 : 1，并理解为什么 $\ce{Na+}$ 不会被还原。

仪器与试剂

装有经 $\ce{NaOH}$ 导电处理的水的虚拟电解池、两根电极和电流滑块。

讲解

纯水几乎不导电，少量 $\ce{NaOH}$ 提供离子。钠太活泼不会被镀出：$\ce{Na+}$ 留在溶液中，因为水更容易被还原（$\ce{Na+/Na}$ 的 $E° = -2{,}71$ V）。同理，碱金属只能通过熔融盐电解制取，绝不能从水溶液中获得——汉弗里·戴维于1807年用此法分离出钠和钾。总反应：$\ce{2H2O -> 2H2 + O2}$，且 $V(\ce{H2}) = 2\,V(\ce{O2})$。

虚拟实验是帮助建立直觉的简化模型，不能替代真实实验和安全培训；没有指导请勿在家自行重复。