6. 实验课上,同学们做了电解水的实验。
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(1)电解水时,通常要加入少量氢氧化钠溶液或稀硫酸,目的是
(2)小红做电解水实验时,在水中加了氯化钠,发现与正极相连的石墨电极上出现黄绿色气体。这激发了小红的探究欲望。请你一起参与小红的探究活动吧!
【提出问题】加入氯化钠的水通电时,石墨电极上分别生成了什么气体?
【查阅资料】①氯气($\ce{Cl_{2}}$)是黄绿色、有刺激性气味的有毒气体,常温下1体积水能溶解2体积$\ce{Cl_{2}}$;
②氯化钠溶液就是在水中加了氯化钠。
【作出假设】
假设1:电极上分别生成了氧气和氯气;
假设2:电极上分别生成了氢气和氧气;
假设3:
【设计实验】小红用如图所示的装置来电解加了氯化钠的水,并收集两个电极上产生的气体。


【实验反思】小红发现给加了氯化钠的水通电后,除生成两种气体外,还生成了氢氧化钠,请写出在水中加入氯化钠通电发生反应的文字表达式:
【反思与评价】联想电解水的实验,你认为在电解水时
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(1)电解水时,通常要加入少量氢氧化钠溶液或稀硫酸,目的是
增强导电性
。(2)小红做电解水实验时,在水中加了氯化钠,发现与正极相连的石墨电极上出现黄绿色气体。这激发了小红的探究欲望。请你一起参与小红的探究活动吧!
【提出问题】加入氯化钠的水通电时,石墨电极上分别生成了什么气体?
【查阅资料】①氯气($\ce{Cl_{2}}$)是黄绿色、有刺激性气味的有毒气体,常温下1体积水能溶解2体积$\ce{Cl_{2}}$;
②氯化钠溶液就是在水中加了氯化钠。
【作出假设】
假设1:电极上分别生成了氧气和氯气;
假设2:电极上分别生成了氢气和氧气;
假设3:
电极上分别生成了氢气和氯气
。【设计实验】小红用如图所示的装置来电解加了氯化钠的水,并收集两个电极上产生的气体。
【实验反思】小红发现给加了氯化钠的水通电后,除生成两种气体外,还生成了氢氧化钠,请写出在水中加入氯化钠通电发生反应的文字表达式:
氯化钠+水$\xrightarrow{通电}$氢氧化钠+氢气+氯气
。【反思与评价】联想电解水的实验,你认为在电解水时
不可以
(填“可以”或“不可以”)加入少量的氯化钠,原因是氯化钠参与反应,影响实验
。答案
增强导电性
电极上分别生成了氢气和氯气
尖锐的
爆鸣声
2
氯化钠+水$\xrightarrow{通电}$氢氧化钠+氢气+氯气
不可以
氯化钠参与
反应,影响实验
电极上分别生成了氢气和氯气
尖锐的
爆鸣声
2
氯化钠+水$\xrightarrow{通电}$氢氧化钠+氢气+氯气
不可以
氯化钠参与
反应,影响实验
解析
【分析】
本题围绕电解水实验展开,需结合电解水原理、质量守恒定律等知识分析。首先,纯水导电性弱,加入氢氧化钠或稀硫酸可增强导电性,加快电解速率;其次,探究加氯化钠后的气体产物时,依据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,结合已有假设推导第三种可能;最后,根据反应产物书写文字表达式,并结合电解水实验目的分析加入氯化钠的影响。
【解析】
(1) 纯水的导电性很弱,电解水时速率较慢,加入少量氢氧化钠溶液或稀硫酸后,溶液中自由移动的离子增多,目的是增强导电性,使电解顺利进行。
(2) 【作出假设】根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,反应物为氯化钠和水,气体产物的可能组合有三种:假设1(氧气和氯气)、假设2(氢气和氧气),因此假设3为电极上分别生成了氢气和氯气。
【实验反思】加入氯化钠的水通电后,生成氢氧化钠、氢气和氯气,反应的文字表达式为:氯化钠+水$\xrightarrow{通电}$氢氧化钠+氢气+氯气。
【反思与评价】电解水的目的是探究水的组成,若加入氯化钠,氯化钠会参与反应,生成其他产物,无法单纯探究水分解的产物,因此电解水时不可以加入少量氯化钠。
【答案】
增强导电性;电极上分别生成了氢气和氯气;氯化钠+水$\xrightarrow{通电}$氢氧化钠+氢气+氯气;不可以;氯化钠参与反应,影响实验
【知识点】
电解水实验;质量守恒定律;文字表达式书写
【点评】
本题结合电解水实验拓展探究,考查了学生对电解水原理、质量守恒定律的应用能力,以及实验探究的逻辑推理能力,需结合已有知识分析反应产物,理解实验设计的严谨性。
【难度系数】
0.5
本题围绕电解水实验展开,需结合电解水原理、质量守恒定律等知识分析。首先,纯水导电性弱,加入氢氧化钠或稀硫酸可增强导电性,加快电解速率;其次,探究加氯化钠后的气体产物时,依据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,结合已有假设推导第三种可能;最后,根据反应产物书写文字表达式,并结合电解水实验目的分析加入氯化钠的影响。
【解析】
(1) 纯水的导电性很弱,电解水时速率较慢,加入少量氢氧化钠溶液或稀硫酸后,溶液中自由移动的离子增多,目的是增强导电性,使电解顺利进行。
(2) 【作出假设】根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,反应物为氯化钠和水,气体产物的可能组合有三种:假设1(氧气和氯气)、假设2(氢气和氧气),因此假设3为电极上分别生成了氢气和氯气。
【实验反思】加入氯化钠的水通电后,生成氢氧化钠、氢气和氯气,反应的文字表达式为:氯化钠+水$\xrightarrow{通电}$氢氧化钠+氢气+氯气。
【反思与评价】电解水的目的是探究水的组成,若加入氯化钠,氯化钠会参与反应,生成其他产物,无法单纯探究水分解的产物,因此电解水时不可以加入少量氯化钠。
【答案】
增强导电性;电极上分别生成了氢气和氯气;氯化钠+水$\xrightarrow{通电}$氢氧化钠+氢气+氯气;不可以;氯化钠参与反应,影响实验
【知识点】
电解水实验;质量守恒定律;文字表达式书写
【点评】
本题结合电解水实验拓展探究,考查了学生对电解水原理、质量守恒定律的应用能力,以及实验探究的逻辑推理能力,需结合已有知识分析反应产物,理解实验设计的严谨性。
【难度系数】
0.5
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