Question

【題目】某校化學學習小組用如圖所示裝置電解水，為加快電解速率，該小組同學采用了澄清石灰水代替蒸餾水進行電解實驗。請回答下列問題：

（1）試管a中的氣體為 ___________（填化學式），試管b連接的是電源的__________極。電解水的化學方程式為________。

（2）實驗時該組同學采用石墨棒作為電極，在電解過程中發現澄清石灰水變渾濁了。針對此異常現象，該小組進行了如下探究。

（提出猜想）

（1）電解過程中水不斷減少，導致溶液中的氫氧化鈣不能繼續溶解，形成沉淀。

（2）電解過程中，溫度升高，導致溶液中的氫氧化鈣不能溶解，形成沉淀。

（進行實驗）

（1）另取相同濃度、相同體積的澄清石灰水，加入 10mL 蒸餾水，攪拌，在相同電壓下再次進行電解實驗，電解相同時間，觀察到溶液仍然是渾濁的，這說明：_____。

（2）取 100mL 相同濃度的澄清石灰水于大燒杯中，加熱至電解實驗時上升的溫度，沒有觀察到渾濁。這說明：______。

（3）該小組采用鉑電極電解澄清石灰水，發現澄清石灰水沒有變渾濁，于是提出猜想該澄清石灰水變渾濁的原因可能與____有關。

（4）另取渾濁的液體，向其中加入稀鹽酸，并用二氧化碳傳感器測量反應產生的二氧化碳濃度。據此推測該渾濁中應該有：____。產生該物質的原因可能是：_______，______（請用化學方程式表示）。

（5）實驗最終表明該猜想正確，但實驗過程中該小組同學也發現，向渾濁的液體中滴加鹽酸，并沒有氣泡產生。其原因可能是_______。

Answer 1

【答案】H2 正 溶液變渾濁不是水減少，導致溶液中的氫氧化鈣不能繼續溶解而析出 溶液變渾濁不是由于溫度升高導致的 用石墨棒作為電極 碳酸鈣 滴加的稀鹽酸量較少，稀鹽酸和氫氧化鈣反應生成氯化鈣和水，反應不產生氣泡

【解析】

水在通電的條件下負極生成氫氣，正極生成氧氣，碳和氧氣在點燃的條件下生成二氧化碳、二氧化碳和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水，稀鹽酸與氫氧化鈣反應生成氯化鈣和水，稀鹽酸與碳酸鈣反應生成氯化鈣、水和二氧化碳。

（1）水在通電的條件下負極生成氫氣，正極生成氧氣，氧氣和氫氣的體積比是1:2，故試管a中的氣體為H2，試管b生成氧氣，故連接的是電源的正極，電解水的化學方程式為。

[進行實驗]

（1）在相同電壓下再次進行電解實驗，觀察到溶液仍然是渾濁的，說明溶液變渾濁不是水減少，導致溶液中的氫氧化鈣不能繼續溶解而析出。

（2）氫氧化鈣的溶解度隨溫度的升高而減小，所以取100mL相同濃度的澄清石灰水于大燒杯中，加熱至電解實驗時上升的溫度，沒有觀察到渾濁，說明溶液變渾濁不是由于溫度升高導致的，故這說明溶液變渾濁不是由于溫度升高導致的。

（3）采用鉑電極電解澄清石灰水，發現澄清石灰水沒有變渾濁，于是提出猜想該澄清石灰水變渾濁的原因可能與用石墨棒作為電極有關。

（4）另取渾濁的液體,向其中加入稀鹽酸，并用二氧化碳傳感器測量反應產生的二氧化碳濃度,所得數據如圖，則該渾濁中有碳酸鈣，碳和氧氣在點燃的條件下生成二氧化碳、二氧化碳和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水，故產生該物質的原因可能是、。

（5）加入稀鹽酸后，稀鹽酸先與氫氧化鈣反應生成氯化鈣和水，反應不產生氣泡，氫氧化鈣完全反應后，稀鹽酸與碳酸鈣反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，故向渾濁的液體中滴加鹽酸，并沒有氣泡產生，原因可能是滴加的稀鹽酸量較少，稀鹽酸和氫氧化鈣反應生成氯化鈣和水，反應不產生氣泡。