题目内容
【题目】某小组用干电池、生石灰等仪器和试剂进行电解水的实验改进与探究。
实验一:探究干电池构造:酸性锌锰干电池内部结构如图所示,小组同学取出铜片、碳棒、锌皮和黑色糊状填充物。并查阅资料知道了其中的黑色糊状填充物由炭黑、MnO2、ZnCl2和另一种氯化物等组成。
(1)将黑色糊状填充物溶于水, __________________(填操作名称)得到溶液和固体，用石蕊试纸检验溶液呈红色,表明溶液呈__________________性。
(2)在溶液中加入生石灰，能闻到强烈的氨味,生石灰与水反应的化学方程式为__________________，黑色糊状填充物中另一种氯化物的化学式为__________________。
(3)从得到的固体中得到较纯的MnO2,可采用的简便方法是__________________。
(4)将6.5g锌皮与足量稀盐酸完全反应，则生成氢气的质量大于0.2g,由此推测锌皮还可能含的另外一种金属是______________。 (填答案字母序号)
a 锡
b 铁
c 铅
实验二:电解水的实验改进用电池中取出的碳棒作电极,用生石灰制成的Ca(OH)2饱和溶液增强水的导电性,进行电解水的实验。实验时除两个电极均有气泡冒出外,溶液中还出现了白色浑浊,该小组对白色浑浊出现的原因进行了如下探究。
[猜想与假设]
①溶液温度升高导致Ca(OH)2析出而出现白色浑浊。
②水减少导致Ca(OH)2析出而出现白色浑浊。
③与碳棒电极材料有关。
[实验操作]
实验 | 实验装置 | 主要实验操作 | 实验现象 |
1 | 取20mLCa(OH)2饱和溶液加热至沸腾 | 溶液中未出现白色浑浊 | |
2 |
| 用碳棒为电极，取饱和溶液于烧杯中,加5mL水,通电3分钟 | 烧杯中溶液体积几乎无明显变化,溶液中明显出现白色浑浊 |
3 | 改用铜片为电极,另取饱和溶液于烧杯中,加5ml水通电3分钟 | 与电源正极相连的铜电极变黑, 溶液中未出现白色浑浊 |
[解释与结论]
(5)实验1得出的结论是_______________________。
(6)猜想与假设②不成立,依据的现象是______________________。
(7)实验3中铜电极上的黑色物质是_______________________，要除去该物质需要的试剂是__________________。(填化学式)
[结论与反思]
(8)通过探究过程,用石墨做电极进行实验时,Ca(OH)2溶液中出现白色浑浊的原因是______________________。(用化学方程式表示)
(9)实验3中更换石墨电极为铜电极的目的是_______________________。
【答案】过滤 酸 
NH4Cl 灼烧 b 白色浑浊不是由于溶液温度升高使Ca (OH)2 析出导致的 烧杯中溶液体积几乎无明显变化，溶液中明显出现白色浑浊 氧化铜 稀硫酸（或稀盐酸） 
验证出现白色浑浊与石墨电极有关（或验证正极产生的氧气能否与电极反应）
【解析】
电解水生成氢气和氧气，碳在氧气中点燃生成二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水。
(1) 将黑色糊状填充物溶于水，过滤得到溶液和固体，酸性溶液能使紫色石蕊溶液变红色，故用石蕊试纸检验溶液呈红色，表明溶液呈酸性。
(2)生石灰与水反应生成氢氧化钙，反应的化学方程式为
，氯化铵和氢氧化钙反应生成氯化钙、水和氨气，故黑色糊状填充物中另一种氯化物的化学式为NH4Cl。
(3) 炭黑在氧气中点燃生成二氧化碳，加热，二氧化锰不反应，故从得到的固体中得到较纯的MnO2,可采用的简便方法是灼烧。
(4) 将6.5g锌皮与足量稀盐酸完全反应，则生成氢气的质量大于0.2g，锌皮还可能含的另外一种金属的相对原子质量小于锌的相对原子质量，因此是铁，故选b。
[解释与结论]
(5)氢氧化钙的溶解度随的升高而减小，饱和溶液加热至沸腾未出现浑浊，故实验1得出的结论是白色浑浊不是由于溶液温度升高使Ca (OH)2 析出导致的。
(6) 烧杯中溶液体积几乎无明显变化，溶液中明显出现白色浑浊，故猜想与假设②不成立。
(7) 铜和氧气反应生成的氧化铜，故实验3中铜电极上的黑色物质是氧化铜，氧化铜和稀盐酸或稀硫酸反应生成氯化铜或硫酸铜和水，故要除去该物质需要的试剂是稀硫酸（或稀盐酸），化学式为HCl或H2SO4。
[结论与反思]
(8) 电解水生成氢气和氧气,氧气和碳反应生成二氧化碳,二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,反应的化学方程式为分别为：，。
(9)实验3中更换石墨电极为铜电极的目的是验证出现白色浑浊与石墨电极有关（或验证正极产生的氧气能否与电极反应）。
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