Question

4．水和溶液在生产、生活中起着十分重要的作用，请回答下列问题．
一，为验证水的组成元素，兴趣小组用如图所示装置（夹持仪器省略）进行实验：
步骤一：向长颈漏斗中加水（含少量Na₂SO₄）至充满管a（接正极）和管b（接负极）．关闭活塞，接通电源．一段时间后关闭电源．
步骤二：检验管中气体．
（1）Na₂SO₄是Na⁺、SO₄^2-构成（填化学符号），在通电时能解离出，从而增强了水的导电性．
（2）电解时观察到的现象有：连接电源两端的电极上均有气泡产生，且管a与管b产生气体体积比约为1：2．
（3）用燃着的木条分别置于玻璃管尖嘴口，打开活塞，若观察到气体燃烧，产生淡蓝色的火焰，则证明气体为H₂；若观察到木条燃烧更剧烈，则证明气体为O₂．
（4）某同学提出实验后还需检验Na₂SO₄的质量是否发生变化．其原因是排除硫酸钠反应产生气体的可能．
（5）若要确定水中氢、氧元素的原子个数比，需要测定管a与管b产生气体体积及该温度下氢气、氧气的密度．
（6）写出电解水反应的化学方程式2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑．
二，在生话中常采用煮沸的方法降低水的硬度．实验室净化水的操作中相对净化程度较高的是蒸馏．

Answer 1

分析 一、（1）根据Na₂SO₄的构成分析回答；
（2）根据电解水实验的现象和结论分析回答；
（3）根据电解水实验生成气体的性质分析回答；
（4）根据实验的目的和实验原理过行分析解答；
（5）根据计算水中氢、氧原子个数比的方法进行分析解答；
（6）根据电解水的反应写出反应的化学方程式；
二、根据在生话中常采用降低水的硬度的方法，实验室净化水的方法和原理进行对比分析分析回答．

解答 解：一．（1）纯水很难导电，硫酸钠在水中能解离成自由移动的钠离子和硫酸根离子，增强了水的导电性；
（2）电解时可观察到的现象为：连接电源两端的电极上均有气泡产生，且管a与管b产生气体体积比约为1：2；
（3）氢气能燃烧，氧气可助燃．故将燃烧的木条放在玻璃尖嘴口后打开活塞，若气体燃烧，产生淡蓝色火焰，则该气体为氢气；若木条燃烧更剧烈，则该气体为氧气；
（4）实验后还需检验硫酸钠的质量是否发生改变，以排除实验过程中硫酸钠发生反应产生气体的可能，从而确定只有水发生分解；
（5）若要确定水中氢、氧原子个数比，需测定实验过程中产生氢气和氧气的体积及该温度下氢气和氧气的密度，从而确定水中氢、氧元素的质量比，进而求出水中氢、氧原子的个数比．
（6）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\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑．
二、在生话中常采用煮沸的方法降低水的硬度．实验室净化水的操作中相对净化程度较高的是蒸馏．
故答案为：一．（1）Na⁺、SO₄^2-；
（2）连接电源两极的电极上有气泡产生，且管a与管b产生气体体积比为1：2；
（3）气体燃烧产生淡蓝色火焰，木条燃烧更旺盛；
（4）排除硫酸钠反应产生气体的可能；
（5）管a与管b产生气体的体积以及该温度下氢气和氧气的密度；
（6）2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑．
二、煮沸，蒸馏．

点评 此题综合考查电解水验证水的组成实验以及实验后溶液酸碱性的探究实验，习题综合性较强，但难度不大，掌握电解水的实验现象、实验原理和实验结论是解答此题的关键．