Question

【題目】水的組成揭秘

【資料卡片】

18世紀(jì)末，英國科學(xué)家普利斯特里把“易燃空氣”（即氫氣）

和空氣混合后盛在干燥、潔凈的玻璃瓶中，當(dāng)用電火花點(diǎn)火時(shí)，發(fā)出震耳的爆鳴聲，且玻璃瓶內(nèi)壁上出現(xiàn)了_____________（寫現(xiàn)象）。

【定性實(shí)驗(yàn)】

如圖所示，在電解器玻璃管里加滿含有酚酞的硫酸鈉溶液，接通直流電源，電解一段時(shí)間后，斷開電源，用燃著的木條分別在兩個(gè)玻璃管尖嘴口檢驗(yàn)電解反應(yīng)中產(chǎn)生的氣體。

（1）檢驗(yàn)管a中產(chǎn)生的氣體時(shí)，觀察到_________________________。

（2）該實(shí)驗(yàn)說明水是由___________________組成的。

【交流反思】

本實(shí)驗(yàn)中，水中加入少量硫酸鈉以增強(qiáng)導(dǎo)電性，硫酸鈉不發(fā)生反應(yīng)。

（1）電解后，待溶液混合均勻，觀察到溶液的顏色為無色，測(cè)定其pH=7。但在實(shí)驗(yàn)過程中，觀察到管b電極附近的溶液迅速變紅，則此時(shí)管a電極附近的溶液呈_________（填“酸”、“堿”或“中”）性。

（2）若取24g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的硫酸鈉溶液進(jìn)行電解，消耗了4g水，則電解后的硫酸鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_________。

（3）本實(shí)驗(yàn)中，若水中加入少量氫氧化鈉以增強(qiáng)導(dǎo)電性，氫氧化鈉不發(fā)生反應(yīng)，則電解后溶液的堿性

_________（填“增強(qiáng)”、“減弱”或“不變”）。

【定量實(shí)驗(yàn)】

利用以下裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分別稱量反應(yīng)前后玻璃管（含其中物質(zhì)）的質(zhì)量和U形管（含其中物質(zhì)）的質(zhì)量，可以進(jìn)一步測(cè)定水中氫、氧元素的質(zhì)量比。

（1）裝置的正確連接順序是__________________（填字母，且每套裝置限用一次）。

（2）下列情況中，有可能造成測(cè)定值大于理論值的是____________（填序號(hào)）。

①氧化銅未被完全還原；

②未連接裝置B；

③裝置C中U形管后未連接干燥管。

Answer 1

【答案】 小水滴 木條燃燒更旺 氫、氧元素 酸 2.4% 增強(qiáng) DBAC ②③

【解析】【資料卡片】根據(jù)氫氣燃燒的現(xiàn)象分析；

【定性實(shí)驗(yàn)】根據(jù)電解水的現(xiàn)象、結(jié)論分析；

【交流反思】（1）根據(jù)溶液的酸堿性與pH的關(guān)系分析；

（2）根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算解答。

（3）根據(jù)影響溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的因素分析；

【定量實(shí)驗(yàn)】根據(jù)影響實(shí)驗(yàn)的因素分析；

解：【資料卡片】氫氣在空氣中燃燒有水生成。故當(dāng)用電火花點(diǎn)火時(shí)，發(fā)出震耳的爆鳴聲，且玻璃瓶內(nèi)壁上出現(xiàn)了小水滴；

【定性實(shí)驗(yàn)】電解水時(shí)正極產(chǎn)生的氣體是氧氣，負(fù)極產(chǎn)生的氣體是氫氣。故（1）檢驗(yàn)管a中產(chǎn)生的氣體時(shí)，觀察到木條燃燒更旺；

（2）該實(shí)驗(yàn)說明水是由氫、氧元素組成的；

【交流反思】（1）電解時(shí)正極放出的是O2，那么OH-被消耗，有多余H+，因此正極pH值小于7，此時(shí)管a電極附近的溶液呈酸性；

（2）電解過程中溶質(zhì)質(zhì)量不變，溶液質(zhì)量減少。故若取24g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的硫酸鈉溶液進(jìn)行電解，消耗了4g水，則電解后的硫酸鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 =2.4%；

（3）水電解過程中氫氧化鈉不發(fā)生反應(yīng)，溶質(zhì)質(zhì)量不變，水電解生成氫氣和氧氣，溶液質(zhì)量減少，相當(dāng)于對(duì)溶液進(jìn)行濃縮。故電解后溶液的堿性增強(qiáng)；

【定量實(shí)驗(yàn)】（1）由于要進(jìn)一步測(cè)定水中氫、氧元素的質(zhì)量比，則通入玻璃管內(nèi)的氫氣必須是干燥的且不能受空氣中水蒸氣的干擾。故裝置的正確連接順序是DBAC；

（2）由（1）可知，有可能造成測(cè)定值大于理論值的原因是：通入玻璃管內(nèi)的氣體是濕潤的或者是受到空氣中水蒸氣的干擾。故下列情況中，有可能造成測(cè)定值大于理論值的是②③。