15.(8分)实验课上,同学们做了电解水的实验。
(1)电解水时,通常要在水中加入少量氢氧化钠溶液或硫酸钠溶液,目的是。
(2)写出电解水反应的文字表达式:。
(3)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,这激发了小红探究的欲望。请你一起参与小红的探究活动。
[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溶解了氯化钠。
[进行假设]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。

| 实验步骤 | 实验现象 | 解释或结论 |
| --- | --- | --- |
| ①按照图示,连接好实验装置,通电一段时间后,用a、b两支试管分别收集石墨电极上产生的气体,观察气体的颜色 | a试管收集到黄绿色气体,b试管收集到无色气体 | 通过对气体颜色的分析,说明假设肯定是错误的 |
| ②用拇指堵住b试管,移近燃着的酒精灯,松开拇指 | 听到 | 证明b试管收集的气体为氢气 |
[分析与讨论]小红发现此实验中水通电除了生成氢气和氯气外,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]联系电解水的实验,你认为在电解水时(选填“可以”或“不可以”)加入少量的氯化钠溶液,原因是。

15.(1)增强水的导电性 (2)水$\xrightarrow{通电}$氢气+氧气 (3)[进行假设]电极上分别生成了氢气和氯气 [设计实验]①2 ②尖锐爆鸣声 [分析与讨论]氯化钠+水$\xrightarrow{通电}$氢氧化钠+氢气+氯气 [反思与评价]不可以 氯化钠参与反应,影响实验

【分析】
本题围绕电解水的基础实验及加入氯化钠后的拓展探究展开。首先，电解水时纯水导电性弱，加入电解质的目的是增强导电性；电解水生成氢气和氧气，据此书写文字表达式。对于加入氯化钠的探究，需结合已有假设推导新假设，再根据实验现象分析气体种类，进而推导反应表达式，最后结合实验目的判断是否可加氯化钠。
【解析】
(1) 纯水导电性较弱，电解水时加入少量氢氧化钠或硫酸钠溶液，目的是增强水的导电性，使电解反应顺利进行。
(2) 水在通电条件下分解生成氢气和氧气，文字表达式为：水$\xrightarrow{通电}$氢气+氧气。
(3) [进行假设] 已有假设1为生成氧气和氯气，假设2为生成氢气和氧气，因此假设3为电极上分别生成氢气和氯气。
[设计实验] ① a试管收集到黄绿色气体（氯气），说明生成的气体含氯气，不是氧气和氢气，故假设2错误；② b试管收集的是氢气，氢气具有可燃性，移近燃着的酒精灯时会听到尖锐爆鸣声。
[分析与讨论] 加入氯化钠的水通电后，反应物为氯化钠和水，生成物为氢氧化钠、氢气和氯气，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] 氯化钠会参与电解水的反应，生成氯气等其他物质，干扰电解水实验的探究，因此电解水时不可以加入少量氯化钠溶液。
【答案】
(1) 增强水的导电性
(2) 水$\xrightarrow{通电}$氢气+氧气
(3) [进行假设] 电极上分别生成了氢气和氯气；[设计实验] ① 2；② 尖锐爆鸣声；[分析与讨论] 氯化钠+水$\xrightarrow{通电}$氢氧化钠+氢气+氯气；[反思与评价] 不可以；氯化钠参与反应，影响实验
【知识点】
电解水实验、化学反应文字表达式、实验探究
【点评】
本题既考查电解水的基础知识点，又通过加入氯化钠的异常实验现象设计探究环节，引导学生假设、分析现象、推导反应，综合考查知识应用与科学探究能力，是电解水实验的拓展延伸。
【难度系数】
0.6