Question

9．如图是电解水的微观示意图及电解水装置，回答问题：

（1）电解水的反应表达式为2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，a管气体为氢气（填化学式），该实验说明水由氢元素和氧元素组成，此过程中发生变化的是水分子（填微粒名称，下同），最小的微粒是氢原子、氧原子．
（2）某小组在模拟电解水实验时，发现正极表面附着红棕色物质，该物质是氧化铁（填名称），一段时间后，正负极气体体积比将＜（填“＞”、“＜”或“=”）1：2．用带火星木条放在b管尖嘴处，无任何现象，可能原因是氧气太少（说出一种可能原因）．
（3）将含有8g NaOH的水溶液109g通电一段时间后，生成1g氢气，则电解所消耗水的质量为9g，电解水的剩余溶液中氢氧化钠的质量分数为8%．（提醒：电解水时，NaOH不发生反应）

Answer 1

分析 （1）根据电解水的原理书写化学方程式即可；根据“正氧负氢、氢二氧一”来确定电解水所产生的气体
（2）根据电解水实验的现象、结论、生成气体的性质及注意事项分析回答有关的问题．
（3）根据反应的化学方程式，由产生氢气的质量可计算消耗水的质量；
由于反应前后氢氧化钠质量不变，改变的只是溶液中水的质量，由氢氧化钠质量与所剩余溶液的质量比，可计算电解水后的氢氧化钠溶液的质量分数．

解答 解：（1）电解水时生成氧气和氢气，故水通电分解的化学方程式2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑；通过观察图可以发现：a管气体多，且连着电源的负极，故a所收集的气体是氢气，b管气体少，且连着电源的正极，故b所收集的气体是氧气；该实验说明水由氢元素和氧元素组成的，在化学变化中，分子可以再分，而原子不可再分，故水的分解过程中，发生变化的是水分子，不发生变化的微粒是氧原子、氢原子；
故填：2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑；氢气；氢元素和氧元素；水分子；氢原子、氧原子；
（2）正极表面附着红棕色物质，该物质是铁在空气中与氧气和水反应生成的铁锈氧化铁；理论上电解水时得到的B气体与A气体的体积之比为1：2，但实验刚开始时往往会小于1：2，原因是氢气难溶于水，O₂不易溶于水，有部分O₂溶解于水．用带火星木条放在b管尖嘴处，无任何现象，可能是氧气太少；
答案：氧化铁；＜；氧气太少；
（3）设电解所消耗的水的质量为x
2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑
36               4
 x               1g
$\frac{36}{x}=\frac{4}{1g}$
  x=9g
（2）电解水后的氢氧化钠溶液的溶质的质量分数为：$\frac{8g}{109g-9g}$×100%=8%
答案：9g；8%．

点评 本题主要考查电解水实验的现象和结论，解题时要依据所学知识和实验经验来解答，还要通过读题学会提取有用的信息进行推导．本题就考查的内容不难，但是根据题中信息进行合理的推导得出结论，相对要难一些，这是一种能力题，同学们要学会读题提取有用的信息．