Question

【題目】為驗證水的組成元素及探究水在電極端所發生的變化，興趣小組用如圖1所示裝置（夾持儀器省略）進行實驗：

Ⅰ．驗證水的組成元素

步驟一：向長頸漏斗中加水（含少量Na2SO4）至充滿管a和管b．關閉活塞，接通電源，一段時間后關閉電源。

步驟二：檢驗管中氣體。

（1）Na2SO4在水中能解離出 ，增強了水的導電性。

（2）電解時觀察到的現象有： 。

（3）用燃著的木條分別置于玻璃管尖嘴口，打開活塞，若觀察到 ，則證明氣體為H2；若觀察到 ，則證明氣體為O2。

（4）某同學提出實驗后還需檢驗Na2SO4的質量是否發生變化，其原因是 。

（5）若要確定水中氫、氧元素的原子個數比，需要測定 。

Ⅱ．探究水在電極端所發生的變化

步驟一：向裝置中重新加水（含少量Na2SO4）至充滿管a和管b，保持活塞打開，接通電源，一段時間后關閉電源。

步驟二：分別取出管a和管b電極附近的溶液，并測定溶液的pH。

（1）測定溶液pH的方法是：用玻璃棒蘸取溶液，滴到pH試紙上，把試紙顯示的顏色與 ，讀取pH。經測定：管a中溶液pH小于7，管b中溶液液pH大于7。

（2）管b溶液呈 性，若向溶液中加入 ，溶液變為紅色，也能得出此結論。

（3）圖2中能表示電解時管a中水在電極端所發生變化的結果的是 （填對應選項的字母）。

Answer 1

【答案】

I．（1）Na+、SO42﹣

（2）連接電源兩極的電極上有氣泡產生，且管a與管b產生氣體體積比為1：2

（3）氣體燃燒產生淡藍色火焰 木條燃燒更旺盛

（4）排除硫酸鈉反應產生氣體的可能

（5）管a與管b產生氣體的體積以及該溫度下氫氣和氧氣的密度

II．（1）標準比色卡對照（2）堿 無色酚酞（3）C

【解析】

試題分析：

I．（1）純水很難導電，硫酸鈉在水中能解離成自由移動的鈉離子和硫酸根離子，增強了水的導電性；

（2）電解時可觀察到的現象為：連接電源兩端的電極上均有氣泡產生，且管a與管b產生氣體體積比約為1：2；

（3）氫氣能燃燒，氧氣可助燃．故將燃燒的木條放在玻璃尖嘴口后打開活塞，若氣體燃燒，產生淡藍色火焰，則該氣體為氫氣；若木條燃燒更劇烈，則該氣體為氧氣；

（4）實驗后還需檢驗硫酸鈉的質量是否發生改變，以排除實驗過程中硫酸鈉發生反應產生氣體的可能，從而確定只有水發生分解；

（5）若要確定水中氫、氧原子個數比，需測定實驗過程中產生氫氣和氧氣的體積及該溫度下氫氣和氧氣的密度，從而確定水中氫、氧元素的質量比，進而求出水中氫、氧原子的個數比。

II．（1）測定溶液的pH時，將待測溶液滴在pH試紙上，將試紙所顯示的顏色與標準比色卡對照，讀出溶液的pH；

（2）管b溶液的pH大于7，說明其呈堿性，除用pH試紙測定其酸堿度外，還可用無色酚酞試液測定其酸堿性；

（3）水能解離成自由移動的帶電荷的氫離子和氫氧根離子，電源的正極會吸引帶負電荷的氫氧根離子，發生反應后生成氧氣；電源的負極會吸引帶正電荷的氫離子，發生反應后生成氫氣。

故答案為：

I．（1）Na+、SO42﹣

（2）連接電源兩極的電極上有氣泡產生，且管a與管b產生氣體體積比為1：2

（3）氣體燃燒產生淡藍色火焰 木條燃燒更旺盛

（4）排除硫酸鈉反應產生氣體的可能

（5）管a與管b產生氣體的體積以及該溫度下氫氣和氧氣的密度

II．（1）標準比色卡對照

（2）堿 無色酚酞

（3）C