Question

4．每年的3月22日是“世界水日”，中國水周主題是“節(jié)約保護(hù)水資源，大力建設(shè)生態(tài)文明”．用所學(xué)知識回答下列問題．
（一）生活中的水．
【資料在線】我國生活飲用水的標(biāo)準(zhǔn)（摘錄部分）．
感官指標(biāo)：水質(zhì)無色無味且澄清透明．
化學(xué)指標(biāo)：總硬度＜250mg/L（以碳酸鈣計(jì)）；銅＜1.0mg/L，鋁＜0.2mg/L…
細(xì)菌學(xué)指標(biāo)：細(xì)菌總數(shù)＜100個/mL等．
（1）自來水廠用過濾的方法使水澄清透明，再用一種物質(zhì)來吸附色素和異味，從而達(dá)到感官指標(biāo)．達(dá)到感官指標(biāo)后的水不是純水．（填“是”或“不是”）
（2）漂白粉可用于水的殺菌消毒，其有效成分是次氯酸鈣[化學(xué)式為Ca（ClO）₂]．試計(jì)算：
①Ca（ClO）₂中鈣：氯：氧元素的質(zhì)量比40：71：32；
②143克Ca（ClO）₂中鈣元素的質(zhì)量是40克．
（二）探究水的組成
某校化學(xué)興趣小組想親自感受科學(xué)家的探究歷程，他們選擇了“水的組成粗略測定”為探究內(nèi)容．
【查閱資料】
①水難導(dǎo)電，在水中可加入少量氫氧化鈉可以增強(qiáng)導(dǎo)電性．
氫氧化鈉在水中能電離出鈉離子和氫氧根離子．請你寫出對應(yīng)的離子符號：鈉離子Na⁺，氫氧根離子OH^-．
②測定水的組成作出重大貢獻(xiàn)的科學(xué)家是拉瓦錫．
（選填“門捷列夫”、“拉瓦錫”、“張青蓮”）
【進(jìn)行試驗(yàn)】如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù)．
【實(shí)驗(yàn)分析】兩個電極附近產(chǎn)生很多氣泡，a管內(nèi)氣泡產(chǎn)生較b管快，小組成員用燃著的木條分別在兩個玻璃尖嘴導(dǎo)管口檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體，觀察到：放在b端管口燃著的木條．分析得出：水通電的符號表達(dá)式為2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，進(jìn)而推出水是由氫元素和氧元素組成的．
【交流反思】電解水實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生氫氣和氧氣的體積比約為2：1，但我們在實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)氫氣和氧氣的體積比大于2：1，你覺得出現(xiàn)這種情況的原因可能是ad
a．氧氣比氫氣更易溶于水          b．電解過程中加入了氫氧化鈉
c．a(chǎn)、b兩管存在液面差            d．b管處活塞有輕微漏氣現(xiàn)象．

Answer 1

分析 （一）（1）根據(jù)水中含有可溶性物質(zhì)進(jìn)行分析解答本題．
（2）根據(jù)元素質(zhì)量的計(jì)算方法考慮；次氯酸鈣的質(zhì)量乘以鈣元素在次氯酸鈣中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)即可；
（二）【查閱資料】根據(jù)離子的寫法分析；拉瓦錫對測定水的組成作出重大貢獻(xiàn)；
【實(shí)驗(yàn)分析】根據(jù)電解水實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和結(jié)論分析回答；
【交流反思】電解水時(shí)生成氫氣和氧氣，由于氧氣的溶解性大于氫氣的溶解性，開始時(shí)氫氣和氧氣的體積比應(yīng)略大于2：1，但隨著生成的氣體的增多，氫氣和氧氣的體積比接近2：1，如果有較大誤差，就要從多方面查找原因．

解答 解：（一）（1）自來水廠用過濾的方法使水澄清透明，再用一種物質(zhì)來吸附色素和異味，從而達(dá)到感官指標(biāo)．達(dá)到感官指標(biāo)后的水不是純水，因?yàn)樗�中含有可溶性物質(zhì)．
（2）次氯酸鈣中鈣、氯、氧三元素的質(zhì)量比為：40：35.5×2：16×2=40：71：32；
143克Ca（ClO）₂中鈣元素的質(zhì)量是：143g×$\frac{40}{143}$×100%=40g；
（二）【查閱資料】離子的寫法：寫在元素（或原子團(tuán)）的右上角，數(shù)值在前，正負(fù)號在后，數(shù)值為1的1要省略．
故鈉離子為Na⁺；氫氧根離子OH^-；
拉瓦錫對測定水的組成作出重大貢獻(xiàn)給出了氧與氫的命名，
【實(shí)驗(yàn)分析】電解水生成了氫氣和氧氣．反應(yīng)的化學(xué)方程式是：2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑；通電一段時(shí)間后，切斷電源，用燃著的木條分別在兩個玻璃管尖嘴口檢驗(yàn)反應(yīng)產(chǎn)生的氣體，由b端管口燃著的木條燃燒更旺．可得出：水是由 氫元素和氧元素組成的；
【交流反思】如果與正極相連的試管（或其它儀器）漏氣，則收集的氧氣比實(shí)際生成的氧氣少，會導(dǎo)致產(chǎn)生氫氣和氧氣的體積比大于2：1；
因?yàn)檠鯕獗葰錃飧�容易溶于水，所以相對來說，氧氣溶解的多一些，氫氣溶解的少一些，會導(dǎo)致產(chǎn)生氫氣和氧氣的體積比大于2：1．
電解過程中加入了氫氧化鈉，可以增強(qiáng)水的導(dǎo)電性，a、b兩管存在液面差與氫氣和氧氣的體積比大于2：1無關(guān)．
故答案為：（一）（1）元素．
（2）40：71：32；40；
（二）【查閱資料】Na⁺；OH^-；拉瓦錫；
【實(shí)驗(yàn)分析】燃燒更旺；2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑；氫元素和氧元素；
【交流反思】ad．

點(diǎn)評 解決本題明確水的組成，化學(xué)符號的書寫，電解水的實(shí)驗(yàn)等，本題考查的知識點(diǎn)比較多．實(shí)驗(yàn)時(shí)，不僅要考慮理論值，還要考慮實(shí)際情況，只有這樣才能對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象做出合理的解釋．