Question

4．每年的3月22日是“世界水日”，中国水周主题是“节约保护水资源，大力建设生态文明”．用所学知识回答下列问题．
（一）生活中的水．
【资料在线】我国生活饮用水的标准（摘录部分）．
感官指标：水质无色无味且澄清透明．
化学指标：总硬度＜250mg/L（以碳酸钙计）；铜＜1.0mg/L，铝＜0.2mg/L…
细菌学指标：细菌总数＜100个/mL等．
（1）自来水厂用过滤的方法使水澄清透明，再用一种物质来吸附色素和异味，从而达到感官指标．达到感官指标后的水不是纯水．（填“是”或“不是”）
（2）漂白粉可用于水的杀菌消毒，其有效成分是次氯酸钙[化学式为Ca（ClO）₂]．试计算：
①Ca（ClO）₂中钙：氯：氧元素的质量比40：71：32；
②143克Ca（ClO）₂中钙元素的质量是40克．
（二）探究水的组成
某校化学兴趣小组想亲自感受科学家的探究历程，他们选择了“水的组成粗略测定”为探究内容．
【查阅资料】
①水难导电，在水中可加入少量氢氧化钠可以增强导电性．
氢氧化钠在水中能电离出钠离子和氢氧根离子．请你写出对应的离子符号：钠离子Na⁺，氢氧根离子OH^-．
②测定水的组成作出重大贡献的科学家是拉瓦锡．
（选填“门捷列夫”、“拉瓦锡”、“张青莲”）
【进行试验】如图装置进行实验并记录数据．
【实验分析】两个电极附近产生很多气泡，a管内气泡产生较b管快，小组成员用燃着的木条分别在两个玻璃尖嘴导管口检验产生的气体，观察到：放在b端管口燃着的木条．分析得出：水通电的符号表达式为2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，进而推出水是由氢元素和氧元素组成的．
【交流反思】电解水实验中产生氢气和氧气的体积比约为2：1，但我们在实验中经常发现氢气和氧气的体积比大于2：1，你觉得出现这种情况的原因可能是ad
a．氧气比氢气更易溶于水          b．电解过程中加入了氢氧化钠
c．a、b两管存在液面差            d．b管处活塞有轻微漏气现象．

Answer 1

分析 （一）（1）根据水中含有可溶性物质进行分析解答本题．
（2）根据元素质量的计算方法考虑；次氯酸钙的质量乘以钙元素在次氯酸钙中的质量分数即可；
（二）【查阅资料】根据离子的写法分析；拉瓦锡对测定水的组成作出重大贡献；
【实验分析】根据电解水实验的现象和结论分析回答；
【交流反思】电解水时生成氢气和氧气，由于氧气的溶解性大于氢气的溶解性，开始时氢气和氧气的体积比应略大于2：1，但随着生成的气体的增多，氢气和氧气的体积比接近2：1，如果有较大误差，就要从多方面查找原因．

解答 解：（一）（1）自来水厂用过滤的方法使水澄清透明，再用一种物质来吸附色素和异味，从而达到感官指标．达到感官指标后的水不是纯水，因为水中含有可溶性物质．
（2）次氯酸钙中钙、氯、氧三元素的质量比为：40：35.5×2：16×2=40：71：32；
143克Ca（ClO）₂中钙元素的质量是：143g×$\frac{40}{143}$×100%=40g；
（二）【查阅资料】离子的写法：写在元素（或原子团）的右上角，数值在前，正负号在后，数值为1的1要省略．
故钠离子为Na⁺；氢氧根离子OH^-；
拉瓦锡对测定水的组成作出重大贡献给出了氧与氢的命名，
【实验分析】电解水生成了氢气和氧气．反应的化学方程式是：2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑；通电一段时间后，切断电源，用燃着的木条分别在两个玻璃管尖嘴口检验反应产生的气体，由b端管口燃着的木条燃烧更旺．可得出：水是由 氢元素和氧元素组成的；
【交流反思】如果与正极相连的试管（或其它仪器）漏气，则收集的氧气比实际生成的氧气少，会导致产生氢气和氧气的体积比大于2：1；
因为氧气比氢气更容易溶于水，所以相对来说，氧气溶解的多一些，氢气溶解的少一些，会导致产生氢气和氧气的体积比大于2：1．
电解过程中加入了氢氧化钠，可以增强水的导电性，a、b两管存在液面差与氢气和氧气的体积比大于2：1无关．
故答案为：（一）（1）元素．
（2）40：71：32；40；
（二）【查阅资料】Na⁺；OH^-；拉瓦锡；
【实验分析】燃烧更旺；2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑；氢元素和氧元素；
【交流反思】ad．

点评 解决本题明确水的组成，化学符号的书写，电解水的实验等，本题考查的知识点比较多．实验时，不仅要考虑理论值，还要考虑实际情况，只有这样才能对实验现象做出合理的解释．