Question

4．水和溶液在生產、生活中起著十分重要的作用，請回答下列問題．
一，為驗證水的組成元素，興趣小組用如圖所示裝置（夾持儀器省略）進行實驗：
步驟一：向長頸漏斗中加水（含少量Na₂SO₄）至充滿管a（接正極）和管b（接負極）．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是Na⁺、SO₄^2-構成（填化學符號），在通電時能解離出，從而增強了水的導電性．
（2）電解時觀察到的現象有：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）用燃著的木條分別置于玻璃管尖嘴口，打開活塞，若觀察到氣體燃燒，產生淡藍色的火焰，則證明氣體為H₂；若觀察到木條燃燒更劇烈，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．其原因是排除硫酸鈉反應產生氣體的可能．
（5）若要確定水中氫、氧元素的原子個數比，需要測定管a與管b產生氣體體積及該溫度下氫氣、氧氣的密度．
（6）寫出電解水反應的化學方程式2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑．
二，在生話中常采用煮沸的方法降低水的硬度．實驗室凈化水的操作中相對凈化程度較高的是蒸餾．

Answer 1

分析 一、（1）根據Na₂SO₄的構成分析回答；
（2）根據電解水實驗的現象和結論分析回答；
（3）根據電解水實驗生成氣體的性質分析回答；
（4）根據實驗的目的和實驗原理過行分析解答；
（5）根據計算水中氫、氧原子個數比的方法進行分析解答；
（6）根據電解水的反應寫出反應的化學方程式；
二、根據在生話中常采用降低水的硬度的方法，實驗室凈化水的方法和原理進行對比分析分析回答．

解答 解：一．（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．
（6）電解水生成了氫氣和氧氣，反應的化學方程式是：2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑．
二、在生話中常采用煮沸的方法降低水的硬度．實驗室凈化水的操作中相對凈化程度較高的是蒸餾．
故答案為：一．（1）Na⁺、SO₄^2-；
（2）連接電源兩極的電極上有氣泡產生，且管a與管b產生氣體體積比為1：2；
（3）氣體燃燒產生淡藍色火焰，木條燃燒更旺盛；
（4）排除硫酸鈉反應產生氣體的可能；
（5）管a與管b產生氣體的體積以及該溫度下氫氣和氧氣的密度；
（6）2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑．
二、煮沸，蒸餾．

點評 此題綜合考查電解水驗證水的組成實驗以及實驗后溶液酸堿性的探究實驗，習題綜合性較強，但難度不大，掌握電解水的實驗現象、實驗原理和實驗結論是解答此題的關鍵．