Question

【題目】某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行電解水實(shí)驗(yàn)。

（基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)）如圖所示，在電解器玻璃管里加滿水（水中加入少量氫氧化鈉），接通直流電源，一段時(shí)間后斷開電源。用燃著的木條分別在兩個(gè)玻璃管尖嘴口檢驗(yàn)電解反應(yīng)中產(chǎn)生的氣體。

（1）打開管a活塞，觀察到_________________。

（2）該實(shí)驗(yàn)說明水是由__________________組成的。

（3）電解水的反應(yīng)屬于基本反應(yīng)類型中的___________。請(qǐng)從分子、原子的角度，分析該反應(yīng)的實(shí)質(zhì)：_______________。

（提出問題）理論上電解水生成氫氣與氧氣的體積比為2︰1，實(shí)際測(cè)定結(jié)果卻往往大于2︰1。這是為什么？

（查閱資料）常溫常壓下，1L水中最多能溶解約31mL氧氣、18mL氫氣。

（探究實(shí)驗(yàn)）分別選用不同的電極材料進(jìn)行電解水實(shí)驗(yàn)，3分鐘后記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

電極材料	銅絲	鐵絲	保險(xiǎn)絲	電阻絲
氫氣與氧氣的體積比	7.7︰3.3	6.5︰3.2	6.9︰2.9	7.3︰3.4

（實(shí)驗(yàn)分析）下列關(guān)于電解水實(shí)驗(yàn)的說法中，正確的是____________（填字母）。

A水中加入少量氫氧化鈉以增強(qiáng)導(dǎo)電性

B銅絲作為電極時(shí)，測(cè)得的氫氣與氧氣的體積比最接近2︰1

C選用不同的電極材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可能影響測(cè)得的氣體體積比

D氫氣與氧氣在水中溶解能力不同，可能影響測(cè)得的氣體體積比

（拓展延伸）該小組同學(xué)用氯化鈉代替氫氧化鈉加入水中進(jìn)行電解水實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)管a中收集到的氣體呈黃綠色，已知該氣體是一種單質(zhì)，請(qǐng)完成發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：2NaCl+2H2OH2↑+__________。

Answer 1

【答案】木條燃燒更旺 氫元素和氧元素 分解反應(yīng) 當(dāng)水分子分解時(shí)，生成了氫原子和氧原子，2個(gè)氫原子結(jié)合成1個(gè)氫分子，很多氫分子聚集成氫氣；2個(gè)氧原子結(jié)合成1個(gè)氧分子，很多氧分子聚集成氧氣 ACD Cl2↑+2NaOH

【解析】

電解水時(shí)，正極產(chǎn)生的是氧氣，負(fù)極產(chǎn)生的是氫氣，氧氣和氫氣的體積比為1：2。

（1）a管中產(chǎn)生的是氧氣，打開管a活塞，將燃著的木條放在管口，觀察到木條燃燒更旺。

（2）該實(shí)驗(yàn)說明水是由氫元素和氧元素組成的。

（3）電解水生成氫氣和氧氣，屬于“一變多”，電解水的反應(yīng)屬于基本反應(yīng)類型中的分解反應(yīng)。化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是分子分解成原子，原子重新組合成新的分子。電解水的實(shí)質(zhì)：當(dāng)水分子分解時(shí)，生成了氫原子和氧原子，2個(gè)氫原子結(jié)合成1個(gè)氫分子，很多氫分子聚集成氫氣；2個(gè)氧原子結(jié)合成1個(gè)氧分子，很多氧分子聚集成氧氣。

[實(shí)驗(yàn)分析]

A、水中加入少量氫氧化鈉可以增強(qiáng)導(dǎo)電性，故A說法正確；

B、結(jié)合表格中數(shù)據(jù)可知，鐵絲作為電極時(shí)，測(cè)得的氫氣與氧氣的體積比最接近2︰1，故B說法錯(cuò)誤；

C、結(jié)合表中數(shù)據(jù)，選用不同的電極材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可能影響測(cè)得的氣體體積比，故C說法正確；

D、常溫下，氧氣的溶解度比氫氣的溶解度大，可能影響測(cè)得的氣體體積比，故D正確。

故選ACD。

[拓展延伸]管a中收集到的氣體呈黃綠色，且氣體是一種單質(zhì)，根據(jù)質(zhì)量守恒定律分析，該氣體為氯氣，另外一種物質(zhì)是氫氧化鈉。反應(yīng)的化學(xué)方程式：2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH。