Question

【題目】某校化學(xué)學(xué)習(xí)小組用如圖所示裝置電解水，為加快電解速率，該小組同學(xué)采用了澄清石灰水代替蒸餾水進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）試管a中的氣體為 ___________（填化學(xué)式），試管b連接的是電源的__________極。電解水的化學(xué)方程式為________。

（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)該組同學(xué)采用石墨棒作為電極，在電解過(guò)程中發(fā)現(xiàn)澄清石灰水變渾濁了。針對(duì)此異常現(xiàn)象，該小組進(jìn)行了如下探究。

（提出猜想）

（1）電解過(guò)程中水不斷減少，導(dǎo)致溶液中的氫氧化鈣不能繼續(xù)溶解，形成沉淀。

（2）電解過(guò)程中，溫度升高，導(dǎo)致溶液中的氫氧化鈣不能溶解，形成沉淀。

（進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）

（1）另取相同濃度、相同體積的澄清石灰水，加入 10mL 蒸餾水，攪拌，在相同電壓下再次進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn)，電解相同時(shí)間，觀察到溶液仍然是渾濁的，這說(shuō)明：_____。

（2）取 100mL 相同濃度的澄清石灰水于大燒杯中，加熱至電解實(shí)驗(yàn)時(shí)上升的溫度，沒(méi)有觀察到渾濁。這說(shuō)明：______。

（3）該小組采用鉑電極電解澄清石灰水，發(fā)現(xiàn)澄清石灰水沒(méi)有變渾濁，于是提出猜想該澄清石灰水變渾濁的原因可能與____有關(guān)。

（4）另取渾濁的液體，向其中加入稀鹽酸，并用二氧化碳傳感器測(cè)量反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳濃度。據(jù)此推測(cè)該渾濁中應(yīng)該有：____。產(chǎn)生該物質(zhì)的原因可能是：_______，______（請(qǐng)用化學(xué)方程式表示）。

（5）實(shí)驗(yàn)最終表明該猜想正確，但實(shí)驗(yàn)過(guò)程中該小組同學(xué)也發(fā)現(xiàn)，向渾濁的液體中滴加鹽酸，并沒(méi)有氣泡產(chǎn)生。其原因可能是_______。

Answer 1

【答案】H2 正 溶液變渾濁不是水減少，導(dǎo)致溶液中的氫氧化鈣不能繼續(xù)溶解而析出 溶液變渾濁不是由于溫度升高導(dǎo)致的 用石墨棒作為電極 碳酸鈣 滴加的稀鹽酸量較少，稀鹽酸和氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣和水，反應(yīng)不產(chǎn)生氣泡

【解析】

水在通電的條件下負(fù)極生成氫氣，正極生成氧氣，碳和氧氣在點(diǎn)燃的條件下生成二氧化碳、二氧化碳和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，稀鹽酸與氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣和水，稀鹽酸與碳酸鈣反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳。

（1）水在通電的條件下負(fù)極生成氫氣，正極生成氧氣，氧氣和氫氣的體積比是1:2，故試管a中的氣體為H2，試管b生成氧氣，故連接的是電源的正極，電解水的化學(xué)方程式為。

[進(jìn)行實(shí)驗(yàn)]

（1）在相同電壓下再次進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn)，觀察到溶液仍然是渾濁的，說(shuō)明溶液變渾濁不是水減少，導(dǎo)致溶液中的氫氧化鈣不能繼續(xù)溶解而析出。

（2）氫氧化鈣的溶解度隨溫度的升高而減小，所以取100mL相同濃度的澄清石灰水于大燒杯中，加熱至電解實(shí)驗(yàn)時(shí)上升的溫度，沒(méi)有觀察到渾濁，說(shuō)明溶液變渾濁不是由于溫度升高導(dǎo)致的，故這說(shuō)明溶液變渾濁不是由于溫度升高導(dǎo)致的。

（3）采用鉑電極電解澄清石灰水，發(fā)現(xiàn)澄清石灰水沒(méi)有變渾濁，于是提出猜想該澄清石灰水變渾濁的原因可能與用石墨棒作為電極有關(guān)。

（4）另取渾濁的液體,向其中加入稀鹽酸，并用二氧化碳傳感器測(cè)量反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳濃度,所得數(shù)據(jù)如圖，則該渾濁中有碳酸鈣，碳和氧氣在點(diǎn)燃的條件下生成二氧化碳、二氧化碳和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，故產(chǎn)生該物質(zhì)的原因可能是、。

（5）加入稀鹽酸后，稀鹽酸先與氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣和水，反應(yīng)不產(chǎn)生氣泡，氫氧化鈣完全反應(yīng)后，稀鹽酸與碳酸鈣反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，故向渾濁的液體中滴加鹽酸，并沒(méi)有氣泡產(chǎn)生，原因可能是滴加的稀鹽酸量較少，稀鹽酸和氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣和水，反應(yīng)不產(chǎn)生氣泡。