水电解 是一种化学实验，通过水的分解和合成实验来认识水是由氢、氧两种元素所组成的。主要用品有霍夫曼电解器、直流电源（或 铅蓄电池 ）、 导线 、试管、酒精灯、量 气管 、感应圈、电键、 铁架台 、铁夹、贮 气瓶 、 玻璃 水槽等。
概念
电解水 生产 氢气 和 氧气 是一个众所周知的技术，其基本原理是水被直流电力转换成气态的氢和氧，也就是燃料电池逆过程。尼科尔森(Nicholson)和卡莱尔(Carlisle)在1800年首次证明水电解过程。 迈克尔·法拉第 在1934年明晰了水电解原理，提出了“电解”概念。从水中产生氢气 电解 用于商业最早是由 欧瑞康 ( Oerlikon )工程公司于1902年开始。
根据操作温度，主要有两种类型的电解器：低温电解技术和高温电解。LTE分为碱性电解器和 质子交换膜 电解器两种，它们均已实现商业化运行，可以实现约 的能量效率。以 氢氧化钾 水溶液 ( )作为 电解质 的碱性水电解技术是一项成熟技术，占有商业水电解器的绝大部分市场，未来主要的研发问题是在改进 能源效率 的同时，降低电解设备成本。碱性电解质膜正在开发中，它的成功会为水电解技术带来较大进步。
实验的探讨
用品：霍夫曼电解器、直流电源（或 铅蓄电池 ）、 导线 、试管、酒精灯、量 气管 、感应圈、电键、 铁架台 、铁夹、贮 气瓶 、 玻璃 水槽。
原理
水在 直流电 的作用下，能分解成氢气和氧气。当电火花通过氢、氧混和气体时，他们即化合成水。这两个实验都说明水是由氢、氧两种元素组成的，从实验结果还可以知道它们的体积比为 。
准备
1.装配霍夫曼电解器霍夫曼电解器是由两支各为50毫升的 刻度 玻璃管 所组成，上端各具一个 活塞 ，下端与三通管相连接。刻度管下用嵌有铂 电极 的橡皮塞塞紧，三通管的中间玻璃管上连接一支球形漏斗管。如图 所示。
如果没有霍夫曼电解器，可以用两支酸式滴定管装配。在滴定管的下端，装一个带有电极和直角玻璃导管的橡皮塞。电极可以用 铬丝、铜片或 不锈钢 片制成。两支直角玻璃导管用T形管相连，再接上一支漏斗管作注入 电解液 用。简易装置可只用两支滴定管，倒立在水槽内，在管口处各插入一个电极即可。但要检验 电解水 生成的 氢气 和 氧气 时，必须把滴定管从水槽中取出，倒过来检验。
如果连滴定管也没有，可以用两支长约40厘米，内径约1厘米的 玻璃管 组装。上端装一个配有玻璃导管的单孔塞，用短玻璃管接上一支长约4厘米的尖嘴管作为排气管，用弹簧夹控制 气流 。下端装一个带有 电极 和直角玻璃管的橡皮塞，直角玻璃管再与T形管和漏斗管相连接。玻璃管里所得气体的体积可用 刻度 板来计量。先将玻璃管带尖嘴管的一端向下竖直，卸去带电极的橡皮塞，倒入3毫升水，使液体高出橡皮塞上玻璃管的口，沿液面画一条线。再加入20毫升水，沿液面也画一条线。将水倒出，把玻璃管横放在一张白纸上，把玻璃管 上标 出的两条线的距离画成20等分，每一等分表示1毫升，标上数字。将所需部件装配起来，连同标线纸一起固定在 实木板 上，即成为水电解器。
为了便于检验 电解水 后所得的 氢气 和 氧气 ，常在装 阴极 的 玻璃管 上端用橡皮管接上一根弯曲的尖嘴玻管，以便让氢气缓缓流出。在装 阳极 的玻璃管上用橡皮管接上一个空的 氯化钙 干燥管 ，使流出的氧气积集其中。
2.组装水的合成器水的合成常在量 气管 内进行，它是一支长约45厘米、内径约1.3厘米的厚壁玻璃管，一端封闭，一端敞开。封闭的一端插入两根铂丝，丝端相距约 毫米。管上有 刻度 ，有25毫升和50毫升两种。如果没有这种量气管，可以自己组装，取长约 厘米、内径约 厘米的厚壁 玻璃管 一支，上端装一插有两根 铜丝 电极 的橡皮塞。塞内的铜丝约留3厘米长，将1厘米向上弯折成一钩子，用一根从废电灯泡中取出的 钨丝 （也可以用细电热丝代替）相连接，钳紧，使它固定在两根铜丝之间。橡皮塞外的铜丝也约留3厘米长，卷成圆圈，以便跟 导线 相连接。
这样组装的水合成器，玻璃管口的橡皮塞必须塞得很紧，否则氢、氧爆炸时塞子会被膨胀的气体弹出管口。 玻璃 管内气体的体积可用上述方法所制的 刻度 板来量度，但可以简单一些，只要分成4个等分就可以了。把 玻璃管 连同塞子一起倒转竖直，分四次加水入内，每次3毫升，在管外沿水平面套上橡皮圈作出四个记号即可。
操作
1.水的电解打开霍夫曼电解器两边刻度玻璃管上的活性塞，往球形漏斗里倒入浓度为1∶8的 硫酸 溶液。待两个刻度管里的液体将升到 活塞 时，倾倒的速度减慢，使液面稍稍超过两个活塞。关闭活塞，用卷成细卷的滤纸条伸入活塞上的玻璃管中，吸去超过活塞的液体，再分别装上检验 氢气 和 氧气 的装置。在两个 电极 的 导线 上串连一电键，和18伏的直流电源相连接。通电后两极上即发生大量气泡， 分钟后，在 阴极 这一管 里约热内卢 可积聚氢气10毫升，在 阳极 这一管里约可积聚氧气5毫升。
理论上水 电解 后生成氢气的体积应为氧气的2倍。由于氧气在水中的 溶解度 比氢气略大，以及电极上产生的副反应等原因，一般所得氧气的体积总是比理论值小。为了减小误差，常在先通电一段时间，让分解出来的 氧气 溶解在阳极一方的液体里，使它达到饱和，然后放去两管内积聚的气体，重新调整后再进行实验。
2.水的合成先将量 气管 盛满水，倒转放入水槽里，使敞口一端没入水面下约3厘米。用 排水法 先通入 氧气 6毫升，再通入 氢气 6毫升，使两者充分混和，然后将封闭一端露在管外的两根铂丝和感应圈以及 伏直流电源相连接，如图7-33所示。
用电键使电路闭合，管内铂丝之间即产生电火花，同时引起氢、氧混和气体发生爆炸，使整个装置强烈振动。爆炸时管内水面突然下降，随即迅速回升到原体积的 处。表明4体积混和气体中有3体积起了作用。
用 玻璃管 和带有 电极 的橡皮塞组装的水合成器的操作方法和上述基本相同，所不同的是可以不用感应圈。把橡皮塞上的两个 铜丝 圈分别跟6伏直流电源和电键相连接。当电路闭合时，管中 钨丝 立即被烧断，这时发生的火花就引起氢、氧混和气体发生爆炸，结果使管内的气体减少到原体积的 。
注意事项
1. 电解水 时所用的电压和酸溶液的浓度对释出气体的速度很有关系。采用 伏电压和 硫酸 浓度为 时，两极上产生气体的速度较快，气泡大，只需 分钟即可积聚一定量的气体，看到明显的体积比。
2.电解水所得 氧气 体积偏低的主要原因是由于副反应所造成的：
在 阴极
在 阳极
阳极处所生成的 过氧化氢 在酸性溶液里比较稳定，不易分解出氧，所以氧气的体积就偏低了。氧气和 氢气 在水中 溶解度 的不同是次要的。
3.合成水时的量 气管 必须紧紧地固定在铁架台上，最好在玻璃水槽底垫一层塑料片。
4.合成水时，氢气和 氧气 的体积比不要用 ，因为这时的爆炸力最强。为了预防 玻璃管 炸裂，可以用 尼龙 纱或 合成纸 做一个防护套罩在玻璃管的上部。
其它实验方法
装置一
用500毫升 烧杯 作电解槽， 电极 用粗 铜丝 套上塑料管制成，两端各露出2厘米并弯成钩形，一端扣在烧杯上，另一端作电极。用15\%的 氢氧化钠 作 电解液 ，用两支同样大小的试管作集气管。由于氢氧化钠溶液有腐蚀性，装置时可以先在试管内盛满氢氧化钠溶液，盖上一张薄纸后倒转过来，因大气 压强 大于试管内液体的压强，纸片不会落下。将试管倒插入液面下，用镊子夹去纸片，把试管套在电极上，并用有两个圆孔的硬纸板将试管固定起来。 电解 时，接上 伏的直流电源，两极上即有很多气泡发生。3分钟后， 阴极 处可取得约16毫升 氢气 ， 阳极 处可取得约8毫升的 氧气 。
要检验所得的氢气和氧气，可以将粗 低碳钢丝 的一端弯成一个圆圈，放上硬纸片，垫在试管口下把它取出，竖直后检验。
装置二
是用一个截去底的大盐水瓶作电解槽， 电极 是用两根粗 铜丝 穿过橡皮塞而制成。为了使电解限制在小范围内进行，用瓶颈作电解槽。先在瓶内 注水 高出电极 厘米，然后用 长颈漏斗 将 的 氢氧化钠 注入瓶颈的底部，将清水排挤到上层。用两支大小相同的试管盛满清水后倒立在电极上方，然后通电，同上述方法进行实验。这个方法操作比较方便。
相关工艺
日本 开发了固体 有机高分子化合物 型水电解工艺，可把 树脂系的 离子交换 膜用作 质子 导电体的固体 电解质 。固体 聚电解质 由于薄膜化，电解质 电阻 变小，有利于在高 电流密度 下进行电解运转。
如使用固体 氧化物 电解质．就有可能应用使用 蒸汽 的高温水电解工艺i这种工艺理论分解电压小， 电能 必需量变小，特别是作为电解反应阻力的 过电位 变小．所以可期望成为效率最高、以最低槽电压电解运转的电解法。
日本 开发的固体高分子型水电解槽中， 阴极 为涂敷铂的 石墨电极 材料， 阳极 为 系合金及氧化铱，与 离子交换 膜组装问隙为 ，从而实现了高效率。阴极 基体 为石墨．阳极基体多使用钛。