Question

小華是個非常愛動腦的同學，做溶液的導電性實驗時，小華觀察得非常仔細，以下是他們小組觀察、記錄并思考的一些問題：
（1）電解水時，通常要加入少量氫氧化鈉溶液或稀硫酸，目的是______．
（2）經過溶液的學習后，小華明白了不是所有的溶液都能導電的道理，下列物質加入水中充分振蕩后能導電的是______．
A．蔗糖　　　 B．植物油　　　 C．高錳酸鉀　　　 D．碳酸鈉
（3）做氯化鈉溶液的導電性實驗時，小華不僅看到燈泡亮了，還觀察到與電解水相似的現象：兩根石墨電極上都出現了氣泡．這激發(fā)了小華探究氣泡成分的欲望．請你一起參與小華的探究活動吧！
[提出問題]氯化鈉溶液通電時石墨電極上分別生成了什么氣體？
[查閱資料]Cl₂是黃綠色、有刺激性氣味的有毒氣體，常溫下1體積水能溶解2體積Cl₂．
[提出假設]假設1：電極上分別生成了氫氣和氯氣；
假設2：電極上分別生成了氧氣和氯氣；
假設3：電極上分別生成了氫氣和氧氣．以上假設的依據是______．
[設計實驗]小華決定用右圖所示的裝置來電解氯化鈉的飽和溶液．并收集兩個電極上產生的氣體．
[實驗分析]觀察到一支試管中收集的氣體為黃綠色，另一支試管中收集到的氣體能被點燃，則假設______成立：小紅又向反應后的溶液中滴加無色酚酞，結果酚酞變紅，請寫出氯化鈉溶液通電時發(fā)生反應的化學方程式_______．
[反思與評價]聯想電解水的實驗，你認為在電解水時______（填“可以”或“不可以”）加入少量的氯化鈉溶液，原因是______．
（4）小華還想利用H₂還原氧化鐵的實驗測定水中氫、氧兩種元素的質量比．

[設計實驗]實驗裝置圖如下：
①寫出裝置中試劑的名稱：乙______，丙______．
②實驗開始時，應該先______（選填字母）．
a．加熱反應管丁　　　　 b．從分液漏斗中滴加液體
在這兩步操作之間，還應進行的一步操作是______．
③寫出反應管丁中發(fā)生反應的化學方程式：______．
[進行實驗]該小組同學進行了實驗，測得了下列數據：

	反應前	反應后
丁管和內盛物的總質量	132.4g	130.0g（冷卻到室溫稱量）
戊管及內盛物的總質量	143.2g	145.9g

[數據處理]請通過以上數據計算水中氫、氧兩種元素的質量比．（請寫出計算過程）______
[誤差分析]
①如果該實驗缺少裝置丙，則測得的水中氫、氧兩種元素的質量比會______（選填“偏大”或“偏小”）．
②如果實驗后觀察到反應管丁中有水珠凝結，則測得的水中氫、氧兩種元素的質量比會______（選填“偏大”或“偏小”）．

Answer 1

解：（1）在水中加入加入氫氧化鈉或硫酸，可以增強水的導電能力；
（2）只有自由移動的帶電離子才可能導電，所以能夠在水中電離產生陰陽離子的物質有高錳酸鉀和碳酸鈉
（3）[提出假設]根據氯化鈉溶液中含有的離子，結合質量守恒定律而做出的推斷；
[實驗分析]若觀察到一支試管中收集的氣體為黃綠色，另一支試管中收集到的氣體能被點燃，則說明該氣體為氯氣和氫氣，及假設1正確；加入酚酞變紅說明含有氫氧化鈉，可以得出的答案；
[反思評價]氯化鈉能夠分解產生氫氣和氯氣，會干擾實驗現象，所以不能加入氯化鈉；
（4）[設計實驗]①考慮到鹽酸中含有氯化氫，所以應該在乙裝置中加入堿液來吸收氯化氫，常用的為氫氧化鈉溶液，當氣體從氯化鈉溶液中通過時會帶出一部分水蒸氣，故應該在丙裝置中加入濃硫酸來干燥氣體；
②由于在裝置中存在著空氣，所以應該先通入氣體然后再來加熱，
③氫氣具有可燃性，必須確保其純度，故應該先檢驗氫氣的純度；
[數據處理]根據丁裝置中固體的質量減少可以知道氧元素的質量，根據戊管中的質量的增加可以知道是水的質量，而水是由氫氧元素組成的，故可以求出氫元素的質量，即可求出其質量比；
[誤差分析]①丙裝置為吸收水的裝置，如果該實驗缺少裝置丙，則測得的水中氫、氧兩種元素的質量比會偏大；
②丁中有水珠凝結，則導致丁管的質量減少的少了，所以會使氧元素的質量減少而氫元素的質量增大，而使氫氧元素的質量比增大．
故答案為：（1）增強溶液的導電性；
（2）CD；
（3）[提出假設]質量守恒定律，化學反應前后，元素種類不變；
[實驗分析]1；2NaCl+2H₂O═2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
[反思與評價]不可以；氯化鈉參與反應，影響實驗；
（4）[設計實驗]①氫氧化鈉溶液；濃硫酸；
②b；檢查氫氣純度；
③3H₂+Fe₂O₃2Fe+3H₂O；
[數據處理]Mo=2.4g，M_H=2.7g-2.4g=0.3g，M_H：Mo=1：8；
[誤差分析]偏大；偏大．
分析：（1）加入氫氧化鈉或硫酸，可以增強水的導電能力，加速分解；
（2）只有自由移動的帶電離子才可能導電；
（3）【提出假設】根據質量守恒定律來解答；
[實驗分析]氧氣不能燃燒，氫氣可以燃燒，氯氣為黃綠色的氣體；
【反思評價】氯化鈉能夠分解產生氣體，會干擾實驗現象；
（4）[設計實驗]①根據實驗目的來填空；
②根據儀器的特點來解答；
③可以直接寫出反應的化學方程式；
[數據處理]根據質量比等于相對原子質量的和的比；
[誤差分析]①產生氫氣的會帶出一步水蒸氣，
②根據氫氧元素的質量比的求法可以得出該題的答案．
點評：知道電解水實驗的產物，及實驗過程中的注意事項，加入氫氧化鈉或是硫酸能夠增強導電性，加速分解．能夠根據實驗現象結合質量守恒定律來書寫化學方程式．