题目内容
【题目】化学兴趣小组用如图装置做电解水实验时，为了使实验现象明显，增强水的导电能力，在水中加入一些氯化钠固体。
（实验记录）实验中观察到电极两端有气泡产生，用燃烧木条检验负极产生的气体，气体能够燃烧且产生淡蓝色火焰，说明负极产生的气体是____，检验正极产生的气体时，闻到刺激性气味。
化学兴趣小组对这异常现象产生兴趣，继续进行探究：
（提出问题）正极产生的刺激性气味的气体是什么?
（猜想与假设）猜想1：NH3猜想2：HCl；猜想3：Cl2；猜想4：HCl和Cl2。
（讨论与交流）大家讨论后认为猜想1不合理，理论依据是_________。
（查阅资料）①带有刺激性气味的气体有：HCl、Cl2、NH3等；
②Cl2与水反应生成氯化氢和次氯酸（HClO），氯气能与碘化钾反应生成氯化钾和碘，Cl2有毒且能溶于四氯化碳；
③碘能使淀粉溶液变蓝色；
④HCl不溶于四氯化碳，氯化银难溶于水。
（实验探究）如下图所示，将正极产生的气体依次通过湿润的碘化钾淀粉试纸、四氯化碳、硝酸银溶液、浓氢氧化钠溶液。
（实验现象）观察到装置B中_____，装置D中____。
（实验结论）猜想3正确
（反思评价）装置C中四氯化碳的作用是______，装置E的目的是处理尾气
（拓展应用）
（1）实验结束，向装置A中的液体中滴入无色酚酞溶液，观察到溶液变红色，证明装置A中的液体显_____（填“酸性”碱性”或“中性”），由此实验可知氯化钠参加反应，电解氯化钠溶液的化学方程式为__________。
（2）在化学反应前后有元素化合价升高，也一定有元素化合价降低。从化合价升降角度分析，正极产生的气体是Cl2而不是HCl的原因是________________。
【答案】H2 不符合质量守恒定律 湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝色 无明显现象 溶解吸收氯气，以免氯气干扰对HCl的检验 碱性 
负极生成氢气，氢元素化合价降低，钠元素、氧元素化合价没有改变，氯元素化合价一定升高，所以生成氯气而不是硫化氢
【解析】
[实验记录]
电解水的实验中，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气。氢气具有可燃性。故答案为：H2；
[讨论与交流]
根据质量守恒定律可知，化学反应前后，元素的种类不变。由于水、加入的氯化钠中，均不含有氮元素，则电解水后正极中有刺激性气味的气体也不含有氮元素，则不可能是氨气。故答案为：不符合质量守恒定律；
[实验现象]
若要证明猜想3成立，则生成的气体中只含有氯气。根据查阅资料可知，氯气能使湿润的碘化钾试淀粉纸变蓝，则观察到B中的湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝，则能证明有氯气产生。试验不仅要证明生成的气体有氯气，还要证明生成的气体不含有氯化氢气体，由于氯化氢气体溶于水会形成盐酸，盐酸会和硝酸银反应生成硝酸和难溶于酸的氯化银沉淀。则若D中有白色沉淀产生，则证明有氯化氢气体，若没有白色沉淀生成，则没有氯化氢气体。故答案为：湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝色、无明显现象；
[反思评价]
根据查阅资料可知，四氯化碳可以吸收有毒的氯气，而且可以防止多余的氯气进入D装置中，和水反应生成盐酸，从而干扰氯化氢气体的检验。故答案为：溶解吸收氯气，以免氯气干扰对HCl的检验；
[拓展应用]
（1）向A中的溶液中加入无色酚酞，观察到溶液变红，则证明溶液呈碱性，那么可以推测出溶液中可能含有氢氧化钠。根据质量守恒定律可知，反应前后元素的种类不变，则氢氧化钠的钠元素来自于氯化钠。电解时，负极产生氢气，并且验证出正极产生的刺激性气味的气体是氯气，由此可知，电解氯化钠，氯化钠和水会生成氢氧化钠、氢气和氯气。故答案为：碱性、；
（2）根据质量守恒定律可知，反应生成的氢气中的氢元素应该来自于水中的氢元素。水中氢元素的化合价为+1价，氢气中氢元素的化合价为0价，则氢元素的化合价降低。根据题意可知，另外一种元素的化合价应该升高。而钠元素在反应前是氯化钠，显+1价，反应后是氢氧化钠，显+1价，钠元素化合价不变。氧元素在反应前是水，化合价为-2价，反应后生成了氢氧化钠，氧元素的化合价依然为-2价。则可以推测升高化合价的元素为氯元素。氯化钠中，氯元素显-1价，则氯元素的化合价升高，生成物为氯气。若为氯化氢，则氯元素依然为-1价，不符合题意。故答案为：负极生成氢气，氢元素化合价降低，钠元素、氧元素化合价没有改变，氯元素化合价一定升高，所以生成氯气而不是硫化氢。
