为探究水的组成及变化,兴趣小组同学利用图装置进行电解水实验,先在电解水器玻璃管里加满水,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(选填“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】
(3)本实验得出的结论是。
(4)反应的符号表达式是。
【实验改进】
(5)电解纯水速率较慢,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20mL氢气所需时间如图所示。由图可知,上述实验中,电解水速率最快的条件是:NaOH溶液浓度和电压分别为(NaOH溶液选填"“5%”或“10%”、电压选填“6V”、“9V”或“12V”)。
(6)兴趣小组使用石墨电极进行电解水实验并添加Ca(OH)2(石灰水的成分)增强水的导电性。连接电源,发现正极附近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碳元素。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,电解过程出现浑浊的主要原因是。
【反思评价】同学们不但探究了水的组成,得出正确结论,还对“科学探究与创新意识”的素养有了更深刻的认识和体会!
化学实验课上,同学们正在开展电解水的实验探究,请你一同参与。
【提出问题】水在直流电下的变化如何?
【进行实验】同学们按照教材中的装置(如图1)进行了实验:
【收集证据】
(1)同学们观察到电极附近有气泡产生,若一段时间后a中收集到10mL气体,则此时b中应该大约收集到了mL气体。切断电源,打开b管顶端的活塞,在管口放置一根燃着的木条,会观察到,该气体为。
【得出结论】
(2)水通电后发生的化学符号表达式。
(3)水是由组成的。
【讨论分析】
(4)实验时,老师在水中加入了少量氢氧化钠,目的是。
【拓展延伸】同学们又查阅到了如下资料
a.旧版教材中,电解水的实验装置如图2所示。
b.氢氧化钠是一种强碱,具有腐蚀性。
c.给含有氯化钠的水通电,会发生如下反应:。
请你分析思考:
(5)和图2的装置相比,现行教材(图1)装置的优点是(任意写一点)。进行实验时,(填“能”或“不能”)将氢氧化钠换为氯化钠。
【总结交流】
(6)化学是以实验为基础的科学,通过上述实验的分析对比,归纳出在改进实验时需考虑的因素。(任意写一点)
实验序号
a
b
c
d
e
温度/℃
15
30
45
外加电压/V
6
9
12
氧气/mL
9.9
10.0
9.5
9.6
9.7
时间/s
______
23.4
15.0
46.2
35.4
①上述实验探究的电解水速率的影响因素是、。
②实验a的空缺数据可能是。
A.37.5 B.54.5 C.16.0 D.3.0