Question

【題目】興趣小組進行電解水實驗,并探究電解水過程中發現的“異常”現象。

實驗一:電解水實驗

用如圖所示裝置,進行電解水實驗。水中添加NaOH，以增強水的導電性。

（1）開始反應前a、b兩管內都充滿溶液,接通電源，一段時間后,兩管產生的氣體如右圖所示,則a管下方導線應接電源的__________極（選填“正"或“負"）。用________驗證b,管中的氣體。

（2）說明水是一種化合物的實驗事實:____________________。

（3）電解后NaOH溶液的濃度______________（選填"變大"“變小"或“不變"）。

實驗二:探究電解水實驗中的“異常”現象

興趣小組使用石墨電極進行電解水實驗，添加Ca（OH）2增強水的導電性.添加Ca（OH）2后形成飽和溶液。連接電源.除兩極有氣泡產生外,正極附近還出現明顯的白色渾濁。興趣小組的的同學們對這一-“異常” 現象中白色不溶物的成分和形成原因進行探究。

查閱資料:電解過程中.溶液的溫度會升高。

（4）興趣小組同學首先排除溶于水中的CO2,導致白色渾濁,原因是_______________________。

（5）興趣小組同學提出不同猜想,并設計相關實驗進行驗證。

①同學甲:取與上:述實驗相同體積的飽和Ca（OH）2溶液于燒杯中,加熱至電解時上升的溫度，觀察到溶液中沒有明顯的渾濁現象。該實驗目的是___________________________。

②同學乙:認為可能是水的減少導致白色渾濁。設計驗證該猜想的實驗操作方案:_____________________。

③同學丙:認為可能是采用石墨電極電解導致白色渾濁。該同學用鉑電極替代石墨電極重復上述實驗,一段時間后溶液沒有出現渾濁。根據這一現象, 推測該白色不溶物可能是CaCO3。為進一步驗證不溶物的成分:

i.可用__________操作分離出不溶物；

ii.設計方案并實驗:____________（填操作現象） ,證明白色不溶物中含有碳酸根;

iii根據同學丙的實驗,推測電解過程出現渾濁的主要原因:__________________________。

Answer 1

【答案】負 帶火星的木條 生成氫氣和氧氣 變大 若為水中溶解的CO2導致渾濁，一開始就會出現渾濁，而不是電解后出現渾濁 探究溫度升高能否導致白色渾濁 取與上述實驗相同體積的飽和Ca（OH）2溶液，蒸發出與上述實驗相同量的水，再冷卻到室溫，觀察溶液中是否有明顯渾濁出現 過濾 取不溶物加鹽酸，不溶物溶解并產生氣體，把氣體通入澄清石灰水，澄清石灰水變渾濁 石墨電極含碳元素，電解過程中石墨電極與正極生成的O2反應生成CO2，反應生成的CO2和石灰水反應生成CaCO3沉淀

【解析】

（1）水通電分解時，負極產生氫氣，正極產生氧氣，體積比為2：1。a管中產生的氣體較多是氫氣，說明與電源的負極相連，b管產生的是氧氣，是用帶火星的木條檢驗；

（2）電解水時生成了氫氣和氧氣，說明水中含有氫元素和氧元素，從而說明水是化合物；

（3）電解后水的質量減小，溶質不變，溶質質量分數變大；

（4）興趣小組同學首先排除溶于水中的CO2,導致白色渾濁，原因是若為水中溶解的CO2導致渾濁，一開始就會出現渾濁，而不是電解后出現渾濁；

（5）①氫氧化鈣的溶解度隨溫度的升高而減小。同學甲：取與上述實驗相同體積的飽和Ca（OH）2溶液于燒杯中，加熱至電解時上升的溫度，觀察到溶液中沒有明顯的渾濁現象。該實驗目的是探究溫度升高能否導致白色渾濁；

②同學乙：認為可能是水的減少導致白色渾濁。設計驗證該猜想的實驗操作方案是取與上述實驗相同體積的飽和Ca（OH）2溶液，蒸發出與上述實驗相同量的水，再冷卻到室溫，觀察溶液中是否有明顯渾濁出現；

③i 過濾能將固體與液體分離，可用過濾操作分離出不溶物；

ii 碳酸根離子檢驗方法是取樣加入適量稀鹽酸，若有氣體產生將氣體通入澄清石灰水，若澄清石灰水變濁，則樣品中含有碳酸根離子。設計方案并實驗：取不溶物加鹽酸，不溶物溶解并產生氣體，把氣體通入澄清石灰水，澄清石灰水變渾濁，證明白色不溶物中含有碳酸根；

iii 根據同學丙的實驗，推測電解過程出現渾濁的主要原因是石墨電極含碳元素，電解過程中石墨電極與正極生成的O2反應生成CO2，反應生成的CO2和石灰水反應生成CaCO3沉淀。