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  根據(jù)IUPAC規(guī)定，正式名稱只有兩種：水(Water)與氧烷(Oxidane)。網(wǎng)絡上出現(xiàn)的一氧化二氫、氧化氫、氫氧化氫等“另類命名”都不能在正式科學場合使用。

  水在很長時間被人們認為是一種元素，例如古希臘哲學家把它當成“四元素”（水、火、氣、土）之一。直到18 世紀末，科學家才逐漸揭開水的神秘面紗、破解了水的組成的奧秘。

  英國科學家普里斯特利（J.Priestley，1733—1804），經(jīng)常給朋友們表演魔術(shù)，有一次他拿一個裝有“可燃空氣”（氫氣）的瓶子，在朋友們面前晃了幾下，然后，他迅速地把一支點著的蠟燭移近瓶子。“啪！”的一聲，瓶口吐出了長長的火舌，但立刻又熄滅了，瓶壁上出現(xiàn)了不少小液滴。

  1781年，卡文迪許(H.Cavendish, 1731-1810)知道了普利斯特利的這個魔術(shù)。卡文迪許用不同比例的“可燃空氣”和空氣混合物進行實驗，發(fā)現(xiàn)大約2份體積的“易燃空氣”與1份體積的氧恰好完全化合，并確認所得小液滴是水。但兩位科學家未能突破傳統(tǒng)觀念的束縛，錯誤地用兩種氣體里都含有水這種“元素”來解釋所觀察到的實驗現(xiàn)象。

  隨后法國科學家拉瓦錫（A.L.Lavoisier，1743—1794）做了一個實驗：讓水蒸氣通過一根燒紅的槍管，發(fā)現(xiàn)有“可燃空氣”產(chǎn)生。由此他認為水不是一種元素，而是“可燃空氣”和氧的化合物，并把“可燃空氣”命名為氫。1800 年，英國科學家卡里斯爾(A.Carlisle，1768—1840) 等用伏打電池電解水獲得成功，進一步證明了拉瓦錫的結(jié)論。

  在初中化學階段，通過模擬卡里斯爾的電解水實驗來研究水的組成。在水電解器的玻璃管里裝滿水，通直流電，可以觀察到電極上有氣泡產(chǎn)生，一段時間后與電源正、負兩極相連的玻璃管內(nèi)收集到的氣體體積比約為1:2。與電源正極相連的玻璃管內(nèi)收集到的氣體能使燃著的木條燃燒得更旺，證明它是氧氣。與電源負極相連的玻璃管內(nèi)收集到的氣體可以被燃著的木條點燃，燃燒時發(fā)出淡藍色火焰，證明它是氫氣。

電解水實驗證明了水是由氫元素和氧元素組成的化合物。

  電解水生成的氫氣和氧氣的體積比為2:1，已知10.1kPa、0℃時，氫氣的密度約為0.0899g/L、氧氣的密度約為1.429g/L，據(jù)此可以計算出電解水生成的氫氣和氧氣的質(zhì)量比為1:8。根據(jù)質(zhì)量守恒定律，水中氫元素、氧元素的質(zhì)量比為1:8。氫原子的相對原子質(zhì)量約為1，氧原子的相對原子質(zhì)量約為16，從而可以計算出水分子中氫原子、氧原子的原子個數(shù)比為2:1，即1個水分子由2個氫原子和1個氧原子構(gòu)成，所以水的化學式為H2O。

來源|科普中國  編輯|化學加

官微 化學加 2016-2-15同時發(fā)出

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