12 [2024 常州期中]为探究水的组成及变化，兴趣小组同学利用图Ⅰ装置进行电解水实验，先在电解器玻璃管里加满水，再接通直流电源。
【实验现象】(1) 通电后，甲玻璃管中气泡首先出现的位置在(填“a”“b”或“c”)处。甲、乙两支玻璃管中生成气体的体积比约为。
(2) 切断电源后，打开乙处活塞，将燃着的木条放在乙玻璃管尖嘴口，观察到的现象是。

【实验结论】(1) 本实验得出的结论是。
(2) 反应的化学方程式是。
【实验改进】(1) 电解纯水速率较小，实验时常在水中加入 NaOH增强导电性，NaOH 本身不参与反应。为探究不同电压和不同浓度 NaOH 溶液对电解水速率的影响，小组同学进行多次实验，测得产生 20 mL 氢气所需时间如图Ⅱ所示。由图Ⅱ可知，上述实验中，电解水速率最大的条件是 NaOH 溶液浓度为(填“5%”或“10%”)、电压为(填“6 V”“9 V”或“12 V”)。

(2) 兴趣小组使用石墨电极进行电解水实验并添加 $\ce{Ca(OH)_{2}}$ 增强导电性。连接电源，发现与电源正极相连的玻璃管内出现明显的白色浑浊。小组同学认为可能是采用石墨电极电解导致白色浑浊，因为石墨的组成元素为。同学们用金属铂电极替代石墨电极重复上述实验，一段时间后溶液没有出现浑浊。根据这一现象，推测该白色不溶物是 $\ce{CaCO_{3}}$，电解过程中出现浑浊的主要原因是。

c
1:2
气体燃烧，产生淡蓝色火焰，放出热量
水是由氢元素和氧元素组成的
$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$
10%
12 V
碳元素
电解水生成氧气，氧气和碳反应生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊（合理答案均可）

【分析】本题围绕电解水实验展开，解题思路如下：1. 明确电解水“正氧负氢，氢二氧一”的规律，电极处是反应起始位置，气泡首先在电极处产生，据此判断气泡出现位置和气体体积比；2. 根据气体性质（氢气可燃、氧气助燃）分析气体检验现象；3. 依据电解水产物结合质量守恒推导实验结论，书写化学方程式；4. 结合图表中产生相同体积氢气的时间判断电解速率，时间越短速率越大；5. 利用石墨组成元素及氧气的化学性质分析白色浑浊的原因。
【解析】
(1) 电解水时，电极是反应发生的位置，气泡首先在电极处产生，甲玻璃管的电极位于c处，故通电后甲中气泡首先出现在c处；根据“正氧负氢，氢二氧一”，甲连接电源正极产生氧气，乙连接负极产生氢气，二者体积比约为1:2。
(2) 乙玻璃管中气体为氢气，氢气具有可燃性，将燃着的木条放在尖嘴口，会观察到气体燃烧，产生淡蓝色火焰，放出热量。
【实验结论】(1) 电解水生成氢气和氧气，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，得出水是由氢元素和氧元素组成的结论；(2) 水在通电条件下分解生成氢气和氧气，化学方程式为$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$。
【实验改进】(1) 产生20mL氢气所需时间越短，电解水速率越大，由图Ⅱ可知，NaOH溶液浓度为10%、电压为12V时，所需时间最短，故电解速率最大；(2) 石墨的组成元素为碳元素；电解水时正极产生氧气，氧气与石墨中的碳反应生成二氧化碳，二氧化碳与溶液中的$\ce{Ca(OH)_{2}}$反应生成碳酸钙白色浑浊，故出现白色浑浊。
【答案】
c
1:2
气体燃烧，产生淡蓝色火焰，放出热量
水是由氢元素和氧元素组成的
$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$
10%
12 V
碳元素
电解水生成氧气，氧气和碳反应生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊（合理答案均可）
【知识点】电解水实验、化学方程式书写、碳的化学性质
【点评】本题全面考查电解水的现象、结论、化学方程式书写及实验改进探究，既注重基础知识点的掌握，又考查图表分析和逻辑推理能力，是对电解水相关知识的综合应用。
【难度系数】0.7

13 [2024 南京建邺期末]如图为实验室常用仪器和实验装置的示意图,根据题意回答问题。

(1) 写出标号①的仪器名称:。
(2) 实验室用装置 A 制取$\ce{CO_{2}}$,原料为(填物质名称),若将装置 A 改为装置 B,其优点是。若用装置 C 收集$\ce{CO_{2}}$,气体应从(填“a”或“b”)端通入。
(3) 实验室常用固体硫化亚铁($\ce{FeS}$)和稀硫酸在常温下制得硫化氢($\ce{H_{2}S}$)气体,同时生成$\ce{FeSO_{4}}$。硫化氢是一种有臭鸡蛋气味的有毒气体,可溶于水,密度比空气大。
① 实验室制取$\ce{H_{2}S}$可选用装置 A 为发生装置的理由是。
② 某同学用装置 D、E、F 组合收集$\ce{H_{2}S}$。装置 E 的作用是防倒吸,则虚线框内最合适的装置是(填“甲”或“乙”)。
③ 已知$\ce{H_{2}S +2NaOH\xlongequal{\;\;}Na_{2}S +2H_{2}O}$,则装置 F 的作用是。
(4) 工业上,煅烧石灰石(主要成分是碳酸钙)可制得生石灰(氧化钙)和二氧化碳。充分煅烧含碳酸钙80%的石灰石10 t,理论上可制得氧化钙t。(假设杂质不发生反应)

烧杯
石灰石(或大理石)、稀盐酸
能随时控制反应的发生与停止
a
反应物是固体和液体，反应条件是常温
乙
吸收硫化氢，防止其污染空气
4.48

【分析】
本题围绕实验室气体制取展开，需依次分析各问题：
1. 识别仪器：标号①为常见玻璃仪器，直接判断名称。
2. 制取CO₂的原料：实验室用大理石/石灰石与稀盐酸；装置B的优点：利用多孔塑料板，通过活塞开关控制固液接触/分离，从而控制反应启停；CO₂密度比空气大，用向上排空气法收集，需长管进气。
3. 制取H₂S的发生装置：反应物为固体+液体，反应常温，对应固液常温型装置；防倒吸装置：需选能容纳倒吸液体的装置，乙装置符合；F中NaOH与H₂S反应，用于处理有毒尾气。
4. 化学计算：先算纯CaCO₃质量，再根据分解反应的质量比计算CaO质量。
【解析】
(1) 标号①的仪器为烧杯。
(2) 实验室制取CO₂的原料是石灰石（或大理石）和稀盐酸；装置B有多孔塑料板，关闭活塞时气体压强增大，液体被压回长颈漏斗，固液分离，反应停止，打开活塞则液体流下，反应开始，故优点是能随时控制反应的发生与停止；CO₂密度比空气大，用装置C收集时，气体应从长管a端通入。
(3) ① 制取H₂S的反应物是固体硫化亚铁和稀硫酸，反应条件为常温，属于固液常温型反应，故选用装置A。
② 装置E需防倒吸，甲装置导管均短，无法储存倒吸液体，乙装置可容纳倒吸的液体，防止倒吸进入前序装置，故选乙。
③ H₂S有毒，能与NaOH溶液反应，装置F的作用是吸收硫化氢，防止其污染空气。
(4) 设理论上可制得氧化钙的质量为x。
碳酸钙的质量：10 t × 80% = 8 t
反应方程式：$\ce{CaCO_{3}\xlongequal{高温}CaO + CO_{2}↑}$
相对质量：$\ce{CaCO_{3}}$为100，$\ce{CaO}$为56
则 $\frac{100}{56} = \frac{8 t}{x}$，解得 $x = \frac{8 t × 56}{100} = 4.48 t$。
【答案】
烧杯；石灰石(或大理石)、稀盐酸；能随时控制反应的发生与停止；a；反应物是固体和液体，反应条件是常温；乙；吸收硫化氢，防止其污染空气；4.48
【知识点】
实验室制取二氧化碳；气体发生/收集装置；化学方程式计算；尾气处理
【点评】
本题综合考查实验室气体制取的原理、装置选择、防倒吸设计及化学计算，需学生掌握常见气体制取的核心要点，难度适中，注重基础应用。
【难度系数】
0.5