Question

9．如圖是電解水的微觀示意圖及電解水裝置，回答問題：

（1）電解水的反應表達式為2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，a管氣體為氫氣（填化學式），該實驗說明水由氫元素和氧元素組成，此過程中發生變化的是水分子（填微粒名稱，下同），最小的微粒是氫原子、氧原子．
（2）某小組在模擬電解水實驗時，發現正極表面附著紅棕色物質，該物質是氧化鐵（填名稱），一段時間后，正負極氣體體積比將＜（填“＞”、“＜”或“=”）1：2．用帶火星木條放在b管尖嘴處，無任何現象，可能原因是氧氣太少（說出一種可能原因）．
（3）將含有8g NaOH的水溶液109g通電一段時間后，生成1g氫氣，則電解所消耗水的質量為9g，電解水的剩余溶液中氫氧化鈉的質量分數為8%．（提醒：電解水時，NaOH不發生反應）

Answer 1

分析 （1）根據電解水的原理書寫化學方程式即可；根據“正氧負氫、氫二氧一”來確定電解水所產生的氣體
（2）根據電解水實驗的現象、結論、生成氣體的性質及注意事項分析回答有關的問題．
（3）根據反應的化學方程式，由產生氫氣的質量可計算消耗水的質量；
由于反應前后氫氧化鈉質量不變，改變的只是溶液中水的質量，由氫氧化鈉質量與所剩余溶液的質量比，可計算電解水后的氫氧化鈉溶液的質量分數．

解答 解：（1）電解水時生成氧氣和氫氣，故水通電分解的化學方程式2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑；通過觀察圖可以發現：a管氣體多，且連著電源的負極，故a所收集的氣體是氫氣，b管氣體少，且連著電源的正極，故b所收集的氣體是氧氣；該實驗說明水由氫元素和氧元素組成的，在化學變化中，分子可以再分，而原子不可再分，故水的分解過程中，發生變化的是水分子，不發生變化的微粒是氧原子、氫原子；
故填：2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑；氫氣；氫元素和氧元素；水分子；氫原子、氧原子；
（2）正極表面附著紅棕色物質，該物質是鐵在空氣中與氧氣和水反應生成的鐵銹氧化鐵；理論上電解水時得到的B氣體與A氣體的體積之比為1：2，但實驗剛開始時往往會小于1：2，原因是氫氣難溶于水，O₂不易溶于水，有部分O₂溶解于水．用帶火星木條放在b管尖嘴處，無任何現象，可能是氧氣太少；
答案：氧化鐵；＜；氧氣太少；
（3）設電解所消耗的水的質量為x
2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑
36               4
 x               1g
$\frac{36}{x}=\frac{4}{1g}$
  x=9g
（2）電解水后的氫氧化鈉溶液的溶質的質量分數為：$\frac{8g}{109g-9g}$×100%=8%
答案：9g；8%．

點評 本題主要考查電解水實驗的現象和結論，解題時要依據所學知識和實驗經驗來解答，還要通過讀題學會提取有用的信息進行推導．本題就考查的內容不難，但是根據題中信息進行合理的推導得出結論，相對要難一些，這是一種能力題，同學們要學會讀題提取有用的信息．