Question

【題目】某小組用干電池、生石灰等儀器和試劑進(jìn)行電解水的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與探究。

實(shí)驗(yàn)一:探究干電池構(gòu)造:酸性鋅錳干電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示,小組同學(xué)取出銅片、碳棒、鋅皮和黑色糊狀填充物。并查閱資料知道了其中的黑色糊狀填充物由炭黑、MnO2、ZnCl2和另一種氯化物等組成。

(1)將黑色糊狀填充物溶于水, __________________(填操作名稱)得到溶液和固體，用石蕊試紙檢驗(yàn)溶液呈紅色,表明溶液呈__________________性。

(2)在溶液中加入生石灰，能聞到強(qiáng)烈的氨味,生石灰與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________，黑色糊狀填充物中另一種氯化物的化學(xué)式為__________________。

(3)從得到的固體中得到較純的MnO2,可采用的簡便方法是__________________。

(4)將6.5g鋅皮與足量稀鹽酸完全反應(yīng)，則生成氫氣的質(zhì)量大于0.2g,由此推測鋅皮還可能含的另外一種金屬是______________。 (填答案字母序號)

a 錫

b 鐵

c 鉛

實(shí)驗(yàn)二:電解水的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)用電池中取出的碳棒作電極,用生石灰制成的Ca(OH)2飽和溶液增強(qiáng)水的導(dǎo)電性,進(jìn)行電解水的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時除兩個電極均有氣泡冒出外,溶液中還出現(xiàn)了白色渾濁,該小組對白色渾濁出現(xiàn)的原因進(jìn)行了如下探究。

[猜想與假設(shè)]

①溶液溫度升高導(dǎo)致Ca(OH)2析出而出現(xiàn)白色渾濁。

②水減少導(dǎo)致Ca(OH)2析出而出現(xiàn)白色渾濁。

③與碳棒電極材料有關(guān)。

[實(shí)驗(yàn)操作]

實(shí)驗(yàn)	實(shí)驗(yàn)裝置	主要實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
1		取20mLCa(OH)2飽和溶液加熱至沸騰	溶液中未出現(xiàn)白色渾濁
2		用碳棒為電極，取飽和溶液于燒杯中,加5mL水,通電3分鐘	燒杯中溶液體積幾乎無明顯變化,溶液中明顯出現(xiàn)白色渾濁
3		改用銅片為電極,另取飽和溶液于燒杯中,加5ml水通電3分鐘	與電源正極相連的銅電極變黑, 溶液中未出現(xiàn)白色渾濁

[解釋與結(jié)論]

(5)實(shí)驗(yàn)1得出的結(jié)論是_______________________。

(6)猜想與假設(shè)②不成立,依據(jù)的現(xiàn)象是______________________。

(7)實(shí)驗(yàn)3中銅電極上的黑色物質(zhì)是_______________________，要除去該物質(zhì)需要的試劑是__________________。(填化學(xué)式)

[結(jié)論與反思]

(8)通過探究過程,用石墨做電極進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時,Ca(OH)2溶液中出現(xiàn)白色渾濁的原因是______________________。(用化學(xué)方程式表示)

(9)實(shí)驗(yàn)3中更換石墨電極為銅電極的目的是_______________________。

Answer 1

【答案】過濾 酸 NH4Cl 灼燒 b 白色渾濁不是由于溶液溫度升高使Ca (OH)2 析出導(dǎo)致的 燒杯中溶液體積幾乎無明顯變化，溶液中明顯出現(xiàn)白色渾濁 氧化銅 稀硫酸（或稀鹽酸） 驗(yàn)證出現(xiàn)白色渾濁與石墨電極有關(guān)（或驗(yàn)證正極產(chǎn)生的氧氣能否與電極反應(yīng)）

【解析】

電解水生成氫氣和氧氣，碳在氧氣中點(diǎn)燃生成二氧化碳，二氧化碳和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水。

(1) 將黑色糊狀填充物溶于水，過濾得到溶液和固體，酸性溶液能使紫色石蕊溶液變紅色，故用石蕊試紙檢驗(yàn)溶液呈紅色，表明溶液呈酸性。

(2)生石灰與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為，氯化銨和氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣、水和氨氣，故黑色糊狀填充物中另一種氯化物的化學(xué)式為NH4Cl。

(3) 炭黑在氧氣中點(diǎn)燃生成二氧化碳，加熱，二氧化錳不反應(yīng)，故從得到的固體中得到較純的MnO2,可采用的簡便方法是灼燒。

(4) 將6.5g鋅皮與足量稀鹽酸完全反應(yīng)，則生成氫氣的質(zhì)量大于0.2g，鋅皮還可能含的另外一種金屬的相對原子質(zhì)量小于鋅的相對原子質(zhì)量，因此是鐵，故選b。

[解釋與結(jié)論]

(5)氫氧化鈣的溶解度隨的升高而減小，飽和溶液加熱至沸騰未出現(xiàn)渾濁，故實(shí)驗(yàn)1得出的結(jié)論是白色渾濁不是由于溶液溫度升高使Ca (OH)2 析出導(dǎo)致的。

(6) 燒杯中溶液體積幾乎無明顯變化，溶液中明顯出現(xiàn)白色渾濁，故猜想與假設(shè)②不成立。

(7) 銅和氧氣反應(yīng)生成的氧化銅，故實(shí)驗(yàn)3中銅電極上的黑色物質(zhì)是氧化銅，氧化銅和稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)生成氯化銅或硫酸銅和水，故要除去該物質(zhì)需要的試劑是稀硫酸（或稀鹽酸），化學(xué)式為HCl或H2SO4。

[結(jié)論與反思]

(8) 電解水生成氫氣和氧氣,氧氣和碳反應(yīng)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,反應(yīng)的化學(xué)方程式為分別為：，。

(9)實(shí)驗(yàn)3中更換石墨電極為銅電極的目的是驗(yàn)證出現(xiàn)白色渾濁與石墨電極有關(guān)（或驗(yàn)證正極產(chǎn)生的氧氣能否與電極反應(yīng)）。