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15. (2026·苏州期末)某小组对电解水实验进行了相关探究。
(1)用碳棒作电极进行电解水实验时,一段时间后发现与电源正极相连的碳棒上出现细小“凹坑”。为探究原因进行如图1所示实验。
现象:两根碳棒表面均产生气泡,碳棒A周围的澄清石灰水逐渐变浑浊。
①写出澄清石灰水变浑浊的化学方程式:
。
②碳棒A上出现“凹坑”的原因可能是
。
(2)用铂丝作电极进行两组电解水实验,装置如图2所示。记录电解时间与对应管内上方气体的体积,数据如下表所示:
已知:铂的化学性质稳定。使用$\ce{Na_{2}SO_{4}}$与$\ce{NaOH}$溶液是为增强溶液导电性。
①经检验管A中产生$\ce{O_{2}}$,由此得出关于水的组成的推论是。
②结合表中数据分析,用电解水实验探究水的组成时,水中加入$\ce{NaOH}$比加入$\ce{Na_{2}SO_{4}}$更合适,理由是
。
③完成上表的实验2后,打开管A和管B上方活塞,排尽管内气体,不更换装置内液体,再次电解,测得管A和管B内气体体积比为$1:2$。据此推测,实验2中两管内产生气体体积比小于$1:2$的原因可能是。
(3)空间站中电解水能为航天员提供呼吸用的$\ce{O_{2}}$,产生的$\ce{H_{2}}$可用于处理呼吸产生的$\ce{CO_{2}}$。
①已知一名航天员平均每天需要吸入约$830\ \mathrm{g}$的$\ce{O_{2}}$,电解$1\ 000\ \mathrm{g}$水产生的$\ce{O_{2}}$能否供给一名航天员一天的呼吸?(写出计算过程)
②$\ce{H_{2}}$在一定条件下能与$\ce{CO_{2}}$发生反应生成两种产物,其中之一为$\ce{H_{2}O}$,可用于循环制氧。请预测另一产物可能的元素组成(填字母)。
A. 只含碳元素
B. 只含碳、氢元素
C. 只含碳、氧元素
D. 含碳、氢、氧三种元素
(1)用碳棒作电极进行电解水实验时,一段时间后发现与电源正极相连的碳棒上出现细小“凹坑”。为探究原因进行如图1所示实验。
现象:两根碳棒表面均产生气泡,碳棒A周围的澄清石灰水逐渐变浑浊。
①写出澄清石灰水变浑浊的化学方程式:
。
②碳棒A上出现“凹坑”的原因可能是
。
(2)用铂丝作电极进行两组电解水实验,装置如图2所示。记录电解时间与对应管内上方气体的体积,数据如下表所示:
已知:铂的化学性质稳定。使用$\ce{Na_{2}SO_{4}}$与$\ce{NaOH}$溶液是为增强溶液导电性。
①经检验管A中产生$\ce{O_{2}}$,由此得出关于水的组成的推论是。
②结合表中数据分析,用电解水实验探究水的组成时,水中加入$\ce{NaOH}$比加入$\ce{Na_{2}SO_{4}}$更合适,理由是
。
③完成上表的实验2后,打开管A和管B上方活塞,排尽管内气体,不更换装置内液体,再次电解,测得管A和管B内气体体积比为$1:2$。据此推测,实验2中两管内产生气体体积比小于$1:2$的原因可能是。
(3)空间站中电解水能为航天员提供呼吸用的$\ce{O_{2}}$,产生的$\ce{H_{2}}$可用于处理呼吸产生的$\ce{CO_{2}}$。
①已知一名航天员平均每天需要吸入约$830\ \mathrm{g}$的$\ce{O_{2}}$,电解$1\ 000\ \mathrm{g}$水产生的$\ce{O_{2}}$能否供给一名航天员一天的呼吸?(写出计算过程)
②$\ce{H_{2}}$在一定条件下能与$\ce{CO_{2}}$发生反应生成两种产物,其中之一为$\ce{H_{2}O}$,可用于循环制氧。请预测另一产物可能的元素组成(填字母)。
A. 只含碳元素
B. 只含碳、氢元素
C. 只含碳、氧元素
D. 含碳、氢、氧三种元素
答案
15. （1）①$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2}\xlongequal{\;\;}CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$ ②碳与电极表面生成的氧气在较高温度下反应生成二氧化碳
（2）①水中含有氧元素 ②相同条件下,加入$\ce{NaOH}$溶液时电解水速率更快;管A与管B内气体的体积比更接近$1:2$ ③水中溶解了部分氧气
（3）①解:设电解1 000 g水产生氧气质量为$x$。
$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$
36 32
1 000 g $x$
$\dfrac{36}{32}=\dfrac{1\ 000\ \mathrm{g}}{x}$
解得:$x\approx889\ \mathrm{g}＞830\ \mathrm{g}$。
答:电解1 000 g水产生的氧气能供给一名航天员一天的呼吸。
②ABCD
（2）①水中含有氧元素 ②相同条件下,加入$\ce{NaOH}$溶液时电解水速率更快;管A与管B内气体的体积比更接近$1:2$ ③水中溶解了部分氧气
（3）①解:设电解1 000 g水产生氧气质量为$x$。
$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$
36 32
1 000 g $x$
$\dfrac{36}{32}=\dfrac{1\ 000\ \mathrm{g}}{x}$
解得:$x\approx889\ \mathrm{g}＞830\ \mathrm{g}$。
答:电解1 000 g水产生的氧气能供给一名航天员一天的呼吸。
②ABCD
