某学习小组同学对电解水时,在水中增加其他物质感到好奇,于是进行了探究。
【信息检索】:①纯水中大约每十亿个水分子中,只有大约两个水分子电离生成氢离子和氢氧根离子。
②硫酸钠、氢氧化钠、氯化钠等物质在水中易解离出离子,如Na2SO4→Na++SO。
③溶液电导率是衡量导电性的指标之一,离子浓度越大,电导率越高,导电性越好。
④Cl2为黄绿色有刺激性气味的有毒气体,可溶于水,与氢气在光照条件下会发生爆炸。
探究一:电解水时为什么要加其他物质?
(1)根据题目信息分析电解水时,水中加入硫酸钠等物质的作用是______ 。
(2)为了证明(1)的推理结论,小组同学用如图装置分别做了实验,请你帮助他们完善相应环节内容。
【结论】根据实验①和②可得出:硫酸钠加入水中_______ (填“能”或“否”)增强水的导电性。根据实验①和③可得出:氢氧化钠加入水中能增强水的导电性,则实验③正极现象是_______ 。根据实验_______ (填实验步骤序号)可得出:氯化钠加入水中能增强水的导电性。
探究二:电解水时,能增强水导电性的物质都能加入吗?小组同学在探究一的基础上,分别做了以下实验:
(3)根据实验⑦正极现象并结合题干信息分析:正极产生的气体是________ ,说明电解水时,为了增强导电性,_______ (填“能”或“不能”)加入氯化钠。
【总结与提升】电解水时,能增强水的导电性的物质_______ (填“一定”或“不一定”)都可以加入。
【信息检索】:①纯水中大约每十亿个水分子中,只有大约两个水分子电离生成氢离子和氢氧根离子。
②硫酸钠、氢氧化钠、氯化钠等物质在水中易解离出离子,如Na2SO4→Na++SO。
③溶液电导率是衡量导电性的指标之一,离子浓度越大,电导率越高,导电性越好。
④Cl2为黄绿色有刺激性气味的有毒气体,可溶于水,与氢气在光照条件下会发生爆炸。
探究一:电解水时为什么要加其他物质?
(1)根据题目信息分析电解水时,水中加入硫酸钠等物质的作用是
(2)为了证明(1)的推理结论,小组同学用如图装置分别做了实验,请你帮助他们完善相应环节内容。
正极现象 | 负极现象 | |
实验①:蒸馏水,通电 | 没有气泡 | 没有气泡 |
实验②:蒸馏水中加入足量硫酸钠,溶解后通电 | 产生明显气泡 | 产生明显气泡 |
实验③:蒸馏水中加入足量氢氧化钠,溶解后通电 | 产生明显气泡 | |
实验④:蒸馏水中加入足量氯化钠,溶解后通电 | 产生明显气泡 | 产生明显气泡 |
探究二:电解水时,能增强水导电性的物质都能加入吗?小组同学在探究一的基础上,分别做了以下实验:
正极现象 | 负极现象 | |
实验⑤:用燃着的木条检验实验②中两电极上产生的气体 | 气体无色无味,使小木条燃烧更旺 | 气体无色无味,能燃烧,火焰呈淡蓝色 |
实验⑥:用燃着的木条检验实验③中两电极上产生的气体 | 气体无色无味,使小木条燃烧更旺 | 气体无色无味,能燃烧,火焰呈淡蓝色 |
实验⑦:用燃着的木条检验实验④中两电极上产生的气体 | 气体呈黄绿色有刺激性气味,不能使小木条燃烧更旺 | 气体无色无味,能燃烧,火焰呈淡蓝色 |
(3)根据实验⑦正极现象并结合题干信息分析:正极产生的气体是
【总结与提升】电解水时,能增强水的导电性的物质
更新时间:2024-02-05 08:59:45
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解题方法
【推荐1】水被认为是生命之源。如图为电解水的简易装置。
(1)电解水的化学方程式为______ 。试管②中生成的气体为______
(2)该实验正极和负极产生两种气体质量之比为______
(3)电解水实验得到的结论为:水是由______ 组成。
(4)附中化学兴趣小组为探究影响电解水反应快慢的因素,收集了如下实验数据:
【解释与结论】
Ⅱ组实验④中的x =______ 。对比实验①②,可得出的结论是上的是______ 。
(5)通过对比Ⅰ、Ⅱ组实验,发现在蒸馏水中加入 NaOH 后,产生气体的速率会______ 。该现象______ (填“能”或“不能”)说明 NaOH 为电解水反应的催化剂。
(6)通过本实验得出,影响电解水反应快慢的因素有______(填序号)。
【反思与评价】
(7)表中数据氢气与氧气的体积比略大于 2:1,从物质性质角度分析可能的原因是______(填序号)。
(1)电解水的化学方程式为
(2)该实验正极和负极产生两种气体质量之比为
(3)电解水实验得到的结论为:水是由
(4)附中化学兴趣小组为探究影响电解水反应快慢的因素,收集了如下实验数据:
组别 | 实验 序号 | 电解液体种类 | 电压(V) | 反应时间 (min) | 氢气体积 (mL) | 氧气体积 (mL) |
Ⅰ | ① | 200mL蒸馏水 | 2 | 5 | 0 | 0 |
② | 200mL蒸馏水 | 10 | 5 | 1 | 0.4 | |
Ⅱ | ③ | 200mL蒸馏水+1.2g NaOH | 10 | 5 | 10 | 4.9 |
④ | 200mL蒸馏水+3.0g NaOH | x | 5 | 15 | 7.4 |
Ⅱ组实验④中的x =
(5)通过对比Ⅰ、Ⅱ组实验,发现在蒸馏水中加入 NaOH 后,产生气体的速率会
(6)通过本实验得出,影响电解水反应快慢的因素有______(填序号)。
A.电压大小 | B.加入 NaOH 的质量 | C.氢气的体积 |
【反思与评价】
(7)表中数据氢气与氧气的体积比略大于 2:1,从物质性质角度分析可能的原因是______(填序号)。
A.相同条件下,氧气在水中的溶解能力大于氢气 |
B.部分氧气与电极发生了反应 |
C.氢气与水发生了化学反应 |
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科学探究题
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解题方法
【推荐2】有人提出使用“高科技的添加剂”可以使水变成汽油,小岑同学在学习过物质构成的奥秘后,认为可以用物质组成的观点揭开这个骗局。
【提出问题】根据水的组成和汽油的组成判断,水是否可以变成汽油。
【猜想与验证】
(1)确定水的组成。
实验装置示意图如图所示:其中电极A是___________ 极(填“正”或“负”),通电一段时间后,试管甲与试管乙中所得气体体积比约为___________ ,该反应的化学方程式为___________ 。
(2)确定汽油的组成。
实验操作如下:
实验结论:汽油的组成中一定含有___________ 元素,可能含有___________ 元素。
(3)揭开骗局:水不能变成汽油,理由:___________ 。
【提出问题】根据水的组成和汽油的组成判断,水是否可以变成汽油。
【猜想与验证】
(1)确定水的组成。
实验装置示意图如图所示:其中电极A是
(2)确定汽油的组成。
实验操作如下:
实验步骤 | 实验现象 | 结论 |
①点燃使用汽油作燃料的油灯 将光洁干冷的烧杯罩在火焰上方 | 烧杯内壁出现水雾 | 证明汽油在空气中燃烧后的产物中有水。 |
②将烧杯迅速翻转,注入 | 现象: | 证明汽油在空气中燃烧后的产物中有二氧化碳。 |
(3)揭开骗局:水不能变成汽油,理由:
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科学探究题
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐3】探究一:为探究分子运动现象,兴趣小组进行了以下实验。
(1)图1是按课木进行的实验,一段时间后,A烧杯中的实验现象是______ ,说明分子具有的性质是______ 。
(2)图2与图1相比,优点是______ (写一条即可)。
探究二:两个实验小组同学分别利用不同的方法测定空气中氧气的含量:
【A组实验:利用红磷燃烧测定空气中氧气含量】
如图1是利用气压传感器测定红磷燃烧时集气瓶内气压变化的实验装置;图2是集气瓶内气压的变化情况。
(3)点燃燃烧匙内的红磷后,立即伸入集气瓶中并把橡皮塞塞紧。待红磷熄灭并冷却后,打开止水夹。写出红磷燃烧的符号表达式是_______ 。
(4)下列有关图2分析错误的是_______。
(5)经多次实验发现,当反应停止并恢复至室温,用氧气浓度传感器测得集气瓶内始终有8%左右的氧气残留,但实际实验中倒吸入瓶内的水还是能达到体积,其操作上可能的问题是_______ 。
【B组实验:加热铜粉测定空气中氧气含量】
如图3是铜粉与氧气加热后生成黑色固体氧化铜(CuO)实验装置。
实验的主要实验步骤如下:①组装装置,检查装置的气密性;②向试管中加入足量的铜粉;③点燃酒精灯,不停地抽拉注射器的活塞,充分反应后停止加热。
(6)实验开始时,若注射器活塞前沿停在45 mL的刻度线上,实验结束并等到具支试管冷却后观察,活塞前沿约停在_______ mL的刻度线上。
(7)若实验过程中没有不断推拉注射器,则可能导致测定的氧气的体积分数_______ (填“偏大”、“偏小”、“不变”)。
探究三:
【提出问题】电解水时,负极产生的氢气与正极产生的氧气的体积比理论上应为2:1,但在实际实验过程中,产生气体的体积比是多少呢?
【探究过程】用水电解器电解水,测定两管逸出气体的体积,记录如下表。
【探究结论】
(8)装置气密性良好、读数正确,但电解开始阶段两管气体的体积比不符合理论比值的原因是_______ 。
(9)在做电解水的实验时,要较准确地得出氢气与氧气的体积比约为2:1的结论,应注意什么?_______ 。
(1)图1是按课木进行的实验,一段时间后,A烧杯中的实验现象是
(2)图2与图1相比,优点是
探究二:两个实验小组同学分别利用不同的方法测定空气中氧气的含量:
【A组实验:利用红磷燃烧测定空气中氧气含量】
如图1是利用气压传感器测定红磷燃烧时集气瓶内气压变化的实验装置;图2是集气瓶内气压的变化情况。
(3)点燃燃烧匙内的红磷后,立即伸入集气瓶中并把橡皮塞塞紧。待红磷熄灭并冷却后,打开止水夹。写出红磷燃烧的符号表达式是
(4)下列有关图2分析错误的是_______。
A.BC段气压增大的主要原因是燃烧放热 |
B.CD段气压减小的主要原因是集气瓶内氧气不断被消耗且瓶内温度逐渐冷却 |
C.DE段气压增大的主要原因是止水夹打开后烧杯中的水倒吸进入集气瓶 |
D.若用木炭代替红磷完成此实验,集气瓶内气压变化趋势与图2基本一致 |
(5)经多次实验发现,当反应停止并恢复至室温,用氧气浓度传感器测得集气瓶内始终有8%左右的氧气残留,但实际实验中倒吸入瓶内的水还是能达到体积,其操作上可能的问题是
【B组实验:加热铜粉测定空气中氧气含量】
如图3是铜粉与氧气加热后生成黑色固体氧化铜(CuO)实验装置。
实验的主要实验步骤如下:①组装装置,检查装置的气密性;②向试管中加入足量的铜粉;③点燃酒精灯,不停地抽拉注射器的活塞,充分反应后停止加热。
(6)实验开始时,若注射器活塞前沿停在45 mL的刻度线上,实验结束并等到具支试管冷却后观察,活塞前沿约停在
(7)若实验过程中没有不断推拉注射器,则可能导致测定的氧气的体积分数
探究三:
【提出问题】电解水时,负极产生的氢气与正极产生的氧气的体积比理论上应为2:1,但在实际实验过程中,产生气体的体积比是多少呢?
【探究过程】用水电解器电解水,测定两管逸出气体的体积,记录如下表。
时间/min 体积/mL | 1 | 2 | 3 | 4 | 4 | 5 | 7 | 8 |
连接电源负极的管A中的气体 | 6 | 12 | 20 | 29 | 39 | 49 | 59 | 69 |
连接电源正极的管B中的气体 | 2 | 4 | 7 | 11 | 16 | 21 | 26 | 31 |
(8)装置气密性良好、读数正确,但电解开始阶段两管气体的体积比不符合理论比值的原因是
(9)在做电解水的实验时,要较准确地得出氢气与氧气的体积比约为2:1的结论,应注意什么?
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科学探究题
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适中
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【推荐1】【实验回顾】18世纪末,英国科学家普利斯特里和卡文迪许把“易燃空气”与空气或氧气混合后盛在干燥、洁净的玻璃瓶中,当用电火花点火时,发出震耳的爆鸣声,且玻璃瓶内壁上出现了液滴。一年之后,拉瓦锡重复了他们的实验,并做了一个相反的实验:让水蒸气通过一根烧红的枪管,得到了“易燃空气”。这里的“易燃空气”是指___ (填化学式),拉瓦锡通过上述实验得到的结论是___ 。
【实验重现】某化学兴趣小组的同学为了体验科学家们探究的过程,
在创新的基础上,在实验室中重做了上述两个实验,做法如下:
实验1:水的通电分解实验
(1)如图1所示,接通电源,看到了两电极上开始产生气泡,一段时间后两玻璃管内的现象是___ 。
(2)关闭电源,分别打开活塞a和b,用燃着的木条在两玻璃管尖嘴口检验反应产生的气体,看到的现象a___ ,证明该气体为___ ;b___ ,证明该气体为___ 。
实验2:“易燃空气”与氧气混合后的点燃实验,实验室现有过氧化氢溶液、氯酸钾、二氧化锰、稀硫酸、锌粒,和图2所示常用仪器:
(1)利用下述仪器和药品制取较多量的“易燃空气”,且可以随时补充液体,你选择的仪器有___ (填序号),药品是___ ,反应原理用化学方程式表示为___ 。
(2)该兴趣小组的同学把“易燃空气”与氧气按一定比例混合后盛在干燥、洁净的玻璃瓶中,用电火花点火,顺利完成上述实验。
(3)该兴趣小组的同学决定利用制得的“易燃空气”和空气继续进行探究,他们取7支试管,依次盛水90%(体积分数)、80%、70%……再用排水集气法收集“易燃空气”,而后分别把试管口移近酒精灯的火焰,实验结果如下表所示:
分析表中信息可知,在混合气体爆炸范围内,“易燃空气”的体积分数约为___ ;所以我们在点燃“易燃空气”之前必须要___ 。
【实验重现】某化学兴趣小组的同学为了体验科学家们探究的过程,
在创新的基础上,在实验室中重做了上述两个实验,做法如下:
实验1:水的通电分解实验
(1)如图1所示,接通电源,看到了两电极上开始产生气泡,一段时间后两玻璃管内的现象是
(2)关闭电源,分别打开活塞a和b,用燃着的木条在两玻璃管尖嘴口检验反应产生的气体,看到的现象a
实验2:“易燃空气”与氧气混合后的点燃实验,实验室现有过氧化氢溶液、氯酸钾、二氧化锰、稀硫酸、锌粒,和图2所示常用仪器:
(1)利用下述仪器和药品制取较多量的“易燃空气”,且可以随时补充液体,你选择的仪器有
(2)该兴趣小组的同学把“易燃空气”与氧气按一定比例混合后盛在干燥、洁净的玻璃瓶中,用电火花点火,顺利完成上述实验。
(3)该兴趣小组的同学决定利用制得的“易燃空气”和空气继续进行探究,他们取7支试管,依次盛水90%(体积分数)、80%、70%……再用排水集气法收集“易燃空气”,而后分别把试管口移近酒精灯的火焰,实验结果如下表所示:
序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
“易燃空气”体积分数(%) | 90 | 80 | 70 | 50 | 20 | 10 | 5 |
空气体积分数(%) | 10 | 20 | 30 | 50 | 80 | 90 | 95 |
点燃现象 | 安静 燃烧 | 安静 燃烧 | 弱的 爆鸣声 | 强的 爆鸣声 | 强的 爆鸣声 | 弱的 爆鸣声 | 不燃烧 不爆鸣 |
分析表中信息可知,在混合气体爆炸范围内,“易燃空气”的体积分数约为
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科学探究题
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适中
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解题方法
【推荐2】古人云:“水为食之先”,它塑造了人类的历史。某兴趣小组以“生命之源—水”为主题开展项目式学习。
【任务一】认识水的重要作用
(1)在化工生产中将固体物质溶于水配制成溶液再进行化学反应,这样做的目的是_______ 。
(2)绿色植物可以利用水和二氧化碳合成有机物,为人类提供能量,除此之外,水还能和二氧化碳发生的化学反应是_______ (用化学方程式表示)。
【任务二】净化水
(3)实验室采用过滤操作除去水中难溶性杂质,用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、_______ 。
【任务三】探究水的组成
如图是电解水的实验装置图:
(4)电解水实验中向水中添加了Na2SO4,Na2SO4在水中能解离出_______ (填离子符号)。
(5)用燃着的木条置于玻璃管a尖嘴口,打开活塞,若观察到_______ ,则证明气体为O2。
(6)依据质量守恒定律,可推知水是由氢元素和氧元素组成的。
【任务四】拓展探究
兴趣小组在进行电解水实验前,向溶液中滴加2滴酚酞溶液,实验过程中发现玻璃管b电极附近的溶液迅速变红,玻璃管a电极附近的溶液仍呈无色,断开电源一段时间后,两管内溶液均显无色。
(7)实验中玻璃管b电极附近的溶液迅速变红,说明此时溶液呈_______ (填“酸性”“中性”或“碱性”)。
(8)最终溶液变为无色,其原因可能是_______ ,设计实验验证你的猜想:_______ 。
【任务一】认识水的重要作用
(1)在化工生产中将固体物质溶于水配制成溶液再进行化学反应,这样做的目的是
(2)绿色植物可以利用水和二氧化碳合成有机物,为人类提供能量,除此之外,水还能和二氧化碳发生的化学反应是
【任务二】净化水
(3)实验室采用过滤操作除去水中难溶性杂质,用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、
【任务三】探究水的组成
如图是电解水的实验装置图:
(4)电解水实验中向水中添加了Na2SO4,Na2SO4在水中能解离出
(5)用燃着的木条置于玻璃管a尖嘴口,打开活塞,若观察到
(6)依据质量守恒定律,可推知水是由氢元素和氧元素组成的。
【任务四】拓展探究
兴趣小组在进行电解水实验前,向溶液中滴加2滴酚酞溶液,实验过程中发现玻璃管b电极附近的溶液迅速变红,玻璃管a电极附近的溶液仍呈无色,断开电源一段时间后,两管内溶液均显无色。
(7)实验中玻璃管b电极附近的溶液迅速变红,说明此时溶液呈
(8)最终溶液变为无色,其原因可能是
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科学探究题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐3】我国北方的水比南方的更“硬”一些,烧水时易产生水垢。
(1)水质“硬”是由于水中含有较多________ (填离子符号)。
如图1是实验室净化天然水的流程:
【原理分析】
(2)①请从“沉降”“蒸馏”“蒸发”“吸附”“过滤”中选择合适的关键词填空:图中方框B____ 。
②操作过程:在过滤时,同学们发现过滤后得到的滤液仍然浑浊,可能的原因之一是______ 。
用如图2所示实验装置(气密性良好)探究影响电解水反应快慢的因素。
【进行实验】20℃时,在不同条件下进行实验,数据记录如下:
【解释与结论】
(3)II组实验⑤中的x=_______ 。
【反思与评价】
(4)通过本实验得出,影响电解水反应快慢的因素有_______ 。
(5)下列做法不利于节约水资源或减少水体污染的是_______ 。
①农业和园林浇灌改漫灌为喷灌、滴灌
②工业废水直接排入江河中
③为提高农作物产量,大量使用化肥、农药
④生活污水集中处理和排放
(1)水质“硬”是由于水中含有较多
如图1是实验室净化天然水的流程:
【原理分析】
(2)①请从“沉降”“蒸馏”“蒸发”“吸附”“过滤”中选择合适的关键词填空:图中方框B
②操作过程:在过滤时,同学们发现过滤后得到的滤液仍然浑浊,可能的原因之一是
用如图2所示实验装置(气密性良好)探究影响电解水反应快慢的因素。
【进行实验】20℃时,在不同条件下进行实验,数据记录如下:
组别 | 实验序号 | 液体种类 | 电压/V | 时间/min | 氢气体积/mL | 氧气体积/mL |
I | ① | 200mL蒸馏水 | 2 | 45 | 0 | 0 |
② | 200mL蒸馏水 | 10 | 45 | 极少 | 极少 | |
③ | 200mL蒸馏水 | 16 | 45 | 5 | 2.5 | |
II | ④ | 200mL蒸馏水+0.8g氢氧化钠 | 10 | 3.0 | 10 | 4.9 |
⑤ | 200mL蒸馏水+1.6g氢氧化钠 | x | 2.6 | 10 | 4.9 | |
⑥ | 200mL蒸馏水+3.2g氢氧化钠 | 10 | 2.0 | 10 | 5.0 |
(3)II组实验⑤中的x=
【反思与评价】
(4)通过本实验得出,影响电解水反应快慢的因素有
(5)下列做法不利于节约水资源或减少水体污染的是
①农业和园林浇灌改漫灌为喷灌、滴灌
②工业废水直接排入江河中
③为提高农作物产量,大量使用化肥、农药
④生活污水集中处理和排放
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【推荐1】某化学兴趣小组用图1所示的装置,对氢氧化钙溶液进行探究。
【查阅资料】溶液的导电能力越强,溶液的电导率越大。单位体积溶液中某离子的个数越多,测该离子的浓度越大,溶液的导电能力越强。
(1)在上图的A、B两个相同装置中,分别放入等体积的水和饱和石灰水,通电,发现装置_______ (选“A”或“B”)灯泡更亮,原因是_______ 。
(2)接通直流电,同时利用温度传感器测量溶液的温度。观察到B装置中插入溶液的两个碳棒(石墨)电极附近有气泡产生,一段时间后发现烧杯中的溶液的温度由变为,同时出现白色浑浊,这可能是因为析出了氢氧化钙固体,析出氢氧化钙固体的原因可能是一部分水被电解,溶剂减少,还可能是_______ 。
(3)仔细观察,发现B装置中,白色浑浊出现在正极附近。联想电解水时,与电源正极相连的电极附近产生的气体是_______ (请用化学式表示,下同),它可能与石墨电极中的碳反应生成二氧化碳而使石灰水变浑浊,如果假设成立,请你写出石灰水变浑浊的化学方程式_______ 。为了验证白色浑浊液体的成分,取上述实验得到的浑浊液体少量,滴加酚酞变红色,说明浑浊液体中还存在_______ 。
(4)将B装置中剩余浑浊液搅拌均匀后分成等体积的两份,第一组同学取一份加入一定量的稀盐酸,没有发现气泡产生。第二组同学取另一份倒入密封的三颈烧瓶中进行数字化实验。连接好传感器等装置,先开启测量二氧化碳含量的数据传感器,然后用注射器注入足量的稀盐酸数字化实验装置及所测量到的二氧化碳体积分数变化情况如图。
实验结论:第二组同学通过图像分析说明白色浑浊溶液中存在和。
实验反思:
①第一组同学的实验中,没有发现产生气泡,原因可能是_______ 。
②第二组同学在数字化实验中,发现曲线图开始时段的百分比下降,可能的原因是_______ 。
【查阅资料】溶液的导电能力越强,溶液的电导率越大。单位体积溶液中某离子的个数越多,测该离子的浓度越大,溶液的导电能力越强。
(1)在上图的A、B两个相同装置中,分别放入等体积的水和饱和石灰水,通电,发现装置
(2)接通直流电,同时利用温度传感器测量溶液的温度。观察到B装置中插入溶液的两个碳棒(石墨)电极附近有气泡产生,一段时间后发现烧杯中的溶液的温度由变为,同时出现白色浑浊,这可能是因为析出了氢氧化钙固体,析出氢氧化钙固体的原因可能是一部分水被电解,溶剂减少,还可能是
(3)仔细观察,发现B装置中,白色浑浊出现在正极附近。联想电解水时,与电源正极相连的电极附近产生的气体是
(4)将B装置中剩余浑浊液搅拌均匀后分成等体积的两份,第一组同学取一份加入一定量的稀盐酸,没有发现气泡产生。第二组同学取另一份倒入密封的三颈烧瓶中进行数字化实验。连接好传感器等装置,先开启测量二氧化碳含量的数据传感器,然后用注射器注入足量的稀盐酸数字化实验装置及所测量到的二氧化碳体积分数变化情况如图。
实验结论:第二组同学通过图像分析说明白色浑浊溶液中存在和。
实验反思:
①第一组同学的实验中,没有发现产生气泡,原因可能是
②第二组同学在数字化实验中,发现曲线图开始时段的百分比下降,可能的原因是
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科学探究题
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适中
(0.65)
【推荐2】某实验小组用石墨做电极进行电解水实验,为增加导电性,改用Ca(OH)2饱和溶液进行电解,实验时除两个电极均有气泡冒出外,溶液中还出现了白色浑浊,该小组对白色浑浊出现的原因进行了如下探究。
【猜想与假设】
① 溶液温度升高导致Ca(OH)2析出而出现白色浑浊。
② 水减少导致Ca(OH)2析出而出现白色浑浊。
③ 与石墨电极有关。
【查阅资料】
① Ca(OH)2的溶解度:20℃时为0.16 g,100℃时为0.07 g。
② 在加热条件下铜能与氧气反应生成黑色的氧化铜。铜与稀硫酸不反应;氧化铜能与稀硫酸反应。
【进行实验】
【解释与结论】
(1)实验1得出的结论是_______ 。
(2)实验2通电3 min后得到的溶液为_______ (填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(3)猜想与假设②不成立,依据的现象是_______ 。
(4)实验3中更换石墨电极为铜电极的目的是_______ 。
【反思与评价】
(5)为除去实验3中铜电极上的黑色物质,需要的试剂是______ 。
(6)通过探究过程,用石墨做电极进行实验时,Ca(OH)2溶液中出现白色浑浊的原因是_______ 。
【猜想与假设】
① 溶液温度升高导致Ca(OH)2析出而出现白色浑浊。
② 水减少导致Ca(OH)2析出而出现白色浑浊。
③ 与石墨电极有关。
【查阅资料】
① Ca(OH)2的溶解度:20℃时为0.16 g,100℃时为0.07 g。
② 在加热条件下铜能与氧气反应生成黑色的氧化铜。铜与稀硫酸不反应;氧化铜能与稀硫酸反应。
【进行实验】
实验 | 实验装置 | 主要实验操作 | 实验现象 |
1 | -- | 取20mLCa(OH)2饱和溶液加热至沸腾 | 溶液中未出现白色浑浊 |
2 | 取Ca(OH)2饱和溶液于烧杯中,加5ml水,通电3min | 烧杯中溶液体积几乎无明显变化,溶液中明显出现白色浑浊 | |
3 | 更换石墨电极为铜电极,取Ca(OH)2饱和溶液于烧杯中,通电3min | 与电源正极相连的铜电极变黑,溶液中未出现白色浑浊 |
【解释与结论】
(1)实验1得出的结论是
(2)实验2通电3 min后得到的溶液为
(3)猜想与假设②不成立,依据的现象是
(4)实验3中更换石墨电极为铜电极的目的是
【反思与评价】
(5)为除去实验3中铜电极上的黑色物质,需要的试剂是
(6)通过探究过程,用石墨做电极进行实验时,Ca(OH)2溶液中出现白色浑浊的原因是
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科学探究题
|
适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐3】水是生命资源。为了探究水的组成,化学兴趣小组的同学进行电解水验证实验。
同学们利用如图所示的装置进行实验,闭合开关后灯泡微亮,两个石墨电极上有极少量气泡产生;针对这个异常现象,查阅资料后知道是由于纯水的导电能力比较弱;经过讨论后,同学们认为可以向水中加入某些物质形成溶液,使溶液中存在大量______ 而增强溶液的导电性。
【进行实验】兴趣小组的同学利用饱和Ca(OH)2溶液进行导电性实验。闭合开关后灯泡亮,两个石墨电极上均有大量气泡产生,其中负极产生的气体是______ ,同时在与电源正极相连的石墨电极附近产生大量白色浑浊物。
【发现问题】
正极附近为什么会产生白色浑浊物,白色浑浊物是什么物质?
【提出猜想】
(1)部分水被电解,水的减少导致Ca(OH)2析出。
(2)通电过程中溶液温度升高使Ca(OH)2析出;做出猜想2的理由是______ 。
(3)电解产生的氧气与石墨电极发生反应生成了二氧化碳;二氧化碳和石灰水反应产生白色浑浊,实验中产生CaCO3反应的化学方程式是______ 。
【进行实验】
验证猜想1
饱和石灰水恒温蒸发水,出现少量白色浑浊物。
结论:白色浑浊物的产生与水的减少______ (填“有”或“没有”)关系。
验证猜想2
测通电过程中水温的变化,结果:水从室温升高至30 ℃时产生少量白色浑浊物。
结论:白色浑浊物的产生与______ 。
验证猜想3
(1)用铂丝(不与氧气反应)代替石墨电极重复Ca(OH)2溶液导电性实验,白色浑浊明显减少。
(2)把兴趣小组实验中浑浊的液体进行过滤,把分离出的固体分于两支试管中、向一支试管中______ (写出所用试剂和现象,下同),结论:固体中含有Ca(OH)2;向另一支试管中______ ,结论:固体中含有CaCO3。
【实验结论】白色浑浊的物质是______ (填“纯净物”或“混合物”)。白色浑浊的产生与通电过程水分减少、温度升高和电极材料石墨有关。
同学们利用如图所示的装置进行实验,闭合开关后灯泡微亮,两个石墨电极上有极少量气泡产生;针对这个异常现象,查阅资料后知道是由于纯水的导电能力比较弱;经过讨论后,同学们认为可以向水中加入某些物质形成溶液,使溶液中存在大量
【进行实验】兴趣小组的同学利用饱和Ca(OH)2溶液进行导电性实验。闭合开关后灯泡亮,两个石墨电极上均有大量气泡产生,其中负极产生的气体是
【发现问题】
正极附近为什么会产生白色浑浊物,白色浑浊物是什么物质?
【提出猜想】
(1)部分水被电解,水的减少导致Ca(OH)2析出。
(2)通电过程中溶液温度升高使Ca(OH)2析出;做出猜想2的理由是
(3)电解产生的氧气与石墨电极发生反应生成了二氧化碳;二氧化碳和石灰水反应产生白色浑浊,实验中产生CaCO3反应的化学方程式是
【进行实验】
验证猜想1
饱和石灰水恒温蒸发水,出现少量白色浑浊物。
结论:白色浑浊物的产生与水的减少
验证猜想2
测通电过程中水温的变化,结果:水从室温升高至30 ℃时产生少量白色浑浊物。
结论:白色浑浊物的产生与
验证猜想3
(1)用铂丝(不与氧气反应)代替石墨电极重复Ca(OH)2溶液导电性实验,白色浑浊明显减少。
(2)把兴趣小组实验中浑浊的液体进行过滤,把分离出的固体分于两支试管中、向一支试管中
【实验结论】白色浑浊的物质是
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【推荐1】某小组同学在完成实践作业时,将过氧化氢溶液滴到刚刚切好的土豆片上,发现土豆片上立即冒气泡,他们对产生的气体、土豆片是否可作为过氧化氢分解的催化剂以及土豆片为什么能加快过氧化氢的分解展开了项目化学习的探究。
任务一:检验产生的气体
(1)同学们先取5 mL5%的过氧化氢溶液于试管中,后加入一定量的新鲜土豆片,把带火星的木条伸入试管中,观察到带火星的木条复燃,说明有______ 产生。
任务二:探究土豆片是否可作为过氧化氢分解的催化剂
【猜想假设】猜想一:土豆片可作过氧化氢分解的催化剂;
猜想二:土豆片不可作过氧化氢分解的催化剂;
【进行实验】
(2)同学们设计并完成下列探究实验。
【反思评价】
(3)在上述探究实验中,“实验步骤①"和“实验步骤②”起的作用是______ 。
(4)小萌同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内的“猜想判断”,她补充设计了如下两个实验。
第一个实验:在步骤③前后,各对土豆片进行一次称量,其目的是______ 。
第二个实验:在步骤③反应后向试管内重新加入过氧化氢溶液,又有大量气泡产生,并将带火星的木条伸入试管中,观察到带火星的木条复燃,再重复以上操作,现象依然如此。
【得出结论】通过上述实验,最终得出土豆片可以作为过氧化氢分解制取氧气的催化剂。
任务三:了解土豆片加快过氧化氢分解的原因
【查阅资料】过氧化氢酶广泛存在于动、植物组织中,土豆中含有过氧化氢酶,它能催化过氧化氢的分解。
【表达交流】
(5)写出过氧化氢酶催化分解过氧化氢的文字表达式:______ 。
任务一:检验产生的气体
(1)同学们先取5 mL5%的过氧化氢溶液于试管中,后加入一定量的新鲜土豆片,把带火星的木条伸入试管中,观察到带火星的木条复燃,说明有
任务二:探究土豆片是否可作为过氧化氢分解的催化剂
【猜想假设】猜想一:土豆片可作过氧化氢分解的催化剂;
猜想二:土豆片不可作过氧化氢分解的催化剂;
【进行实验】
(2)同学们设计并完成下列探究实验。
项目 | 实验步骤 | 实验现象 | 实验结论及猜想判断 | |
结论 | 猜想判断 | |||
方案 | ①取5mL 5%的过氧化氢溶液于 试管中,伸入带火星的木条 | 有极少量气泡产生, 木条不复燃 | 常温下过氧化氢 分解缓慢 | 猜想一成立 |
②另取5mL水于试管中,加入 一定量新鲜的土豆片,伸入带 火星的木条 | 土豆片不能使水 分解产生氧气 | |||
③另取5mL5%的过氧化氢溶液 于试管中,加入一定量新鲜的土 豆片,伸入带火星的木条 | 产生大量气泡,带火 星的木条复燃 |
【反思评价】
(3)在上述探究实验中,“实验步骤①"和“实验步骤②”起的作用是
(4)小萌同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内的“猜想判断”,她补充设计了如下两个实验。
第一个实验:在步骤③前后,各对土豆片进行一次称量,其目的是
第二个实验:在步骤③反应后向试管内重新加入过氧化氢溶液,又有大量气泡产生,并将带火星的木条伸入试管中,观察到带火星的木条复燃,再重复以上操作,现象依然如此。
【得出结论】通过上述实验,最终得出土豆片可以作为过氧化氢分解制取氧气的催化剂。
任务三:了解土豆片加快过氧化氢分解的原因
【查阅资料】过氧化氢酶广泛存在于动、植物组织中,土豆中含有过氧化氢酶,它能催化过氧化氢的分解。
【表达交流】
(5)写出过氧化氢酶催化分解过氧化氢的文字表达式:
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科学探究题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐2】据统计,我国每年报废的手机超过 1 亿部,若不进行有效回收利用, 会造成巨大的浪费和污染。同学们对废旧手机中的金属回收产生兴趣。
【提出问题】从废旧手机中可以回收到哪些有价值的金属?如何回收?
【查阅资料】
ⅰ.手机电路板中的金属及其价格如下表所示:
说明:Fe、Cu、Al、Ni 的含量用质量分数(%)表示,Au、Ag、Pd 的含量的单位为“g/t”。
ⅱ.Ni 的金属活动性位于氢前,Pd 的金属活动性位于氢后,NiCl2溶液为绿色。
ⅲ.2Cu+O2+2H2SO4 CuSO4+2H2O
(1)【实验方案】
第一步:选择值得回收的金属。
依据资料ⅰ中的数据,废旧手机中有回收价值的金属有 Au、Ag、Cu 、Pd,原因是:①它们市场价格较高;②_____ 。
第二步:设计实验分离、回收部分金属。
(2)【问题讨论】
①由步骤Ⅰ中的现象,可推知焊锡的物理性质是_____ 。
②步骤Ⅱ对应的实验现象是_____ 。
③步骤Ⅱ所得的溶液中,一定含有的金属元素是_____ 。
④步骤Ⅴ的操作是_____ 。
(3)【反思交流】
为了确认步骤Ⅳ中滤纸上的金属成分,应进一步查阅的资料为_____ 。
【提出问题】从废旧手机中可以回收到哪些有价值的金属?如何回收?
【查阅资料】
ⅰ.手机电路板中的金属及其价格如下表所示:
种类 | Fe | Cu | Al | Ni | Au | Ag | Pd(钯) |
市场价格($/t) | 365 | 7175.5 | 1710.5 | 14235 | 4.7×107 | 7.6×105 | 2.7×107 |
矿石中含量 | 72.4 | 0.87 | 29.1 | 1.02 | 4 | 120 | 0.4 |
手机电路板中含量 | 5 | 13 | 1 | 0.1 | 350 | 1380 | 210 |
说明:Fe、Cu、Al、Ni 的含量用质量分数(%)表示,Au、Ag、Pd 的含量的单位为“g/t”。
ⅱ.Ni 的金属活动性位于氢前,Pd 的金属活动性位于氢后,NiCl2溶液为绿色。
ⅲ.2Cu+O2+2H2SO4 CuSO4+2H2O
(1)【实验方案】
第一步:选择值得回收的金属。
依据资料ⅰ中的数据,废旧手机中有回收价值的金属有 Au、Ag、Cu 、Pd,原因是:①它们市场价格较高;②
第二步:设计实验分离、回收部分金属。
序号 | 实验步骤 | 实验现象 |
I | 取一废旧手机电路板,用电吹风机靠近电路焊接点的焊锡吹热风。一段时间后,用镊子将金属电路从塑料板拽出 | 焊锡熔化 |
II | 将金属电路放入烧杯,加入过量10%的稀盐酸浸泡 | …… |
III | 取Ⅱ未溶解的金属电路,用蒸馏水洗净后,放入如图所示装置,进行实验 | 溶液逐渐变成蓝色,仍有微量金属固体未溶解 |
IV | 过滤Ⅲ烧杯的物质,洗涤滤纸上的物质 | 滤纸上仍有微量金属固体 |
V | …… | 得到红色固体 |
①由步骤Ⅰ中的现象,可推知焊锡的物理性质是
②步骤Ⅱ对应的实验现象是
③步骤Ⅱ所得的溶液中,一定含有的金属元素是
④步骤Ⅴ的操作是
(3)【反思交流】
为了确认步骤Ⅳ中滤纸上的金属成分,应进一步查阅的资料为
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科学探究题
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐3】化学课上老师进行以下实验探究分子的特性。
如图1,烧杯甲中装有20mL蒸馏水,并滴入了几滴酚酞,在烧杯乙中装有10mL浓氨水。用一个大烧杯将甲、乙两个小烧杯罩在一起。一段时间后,甲烧杯中的溶液由无色变为红色。关于酚酞变红,同学们提出了三种猜想:
猜想一:从乙烧杯中蒸发出水蒸气,部分水分子运动进入甲烧杯,水使酚酞变红。
猜想二:从乙烧杯中挥发出氨气,部分氨气分子运动进入甲烧杯,氨气使酚酞变红。
猜想三:从乙烧杯中挥发出氨气,部分氨气分子运动进入甲烧杯与水结合形成氨水,氨水使酚酞变红。
(1)同学们经过讨论后一致认为猜想一是不可能的,理由是_____ 。
(2)为了探究另外两种猜想是否正确,同学们设计了如下实验方案,请补充下表:
课堂上老师按图1装置进行分子运动探究实验时,同学们闻到一股难闻的刺激性气味,课后在老师的指导下,化学兴趣小组对原实验装置进行了改进,并探究分子的运动及影响分子运动快慢的因素。
【进行实验】
改进装置如图2所示(夹持装置已省略)。在U形管的两个管口分别放入卷成筒状的棉纱布,并用橡皮塞塞紧。用注射器吸取2mL酚酞溶液插入橡皮塞慢慢注入棉纱布B中,使其润湿;在另一管口插入吸取了2mL浓氨水的注射器并注入棉纱布A中。
【分析讨论】
(3)几分钟后看到的现象是_____ 。
(4)通过该实验可得出分子具有的特性是_____ 。
【拓展延伸】
同学们经过讨论后认为,仅通过上述实验并不能得出影响分子运动快慢的因素,于是又设计了两个实验。
实验1:
组装一套与图2装置完全相同的装置(如图3),并用热毛巾捂住插有浓氨水注射器的管口,用图2、图3装置同时进行实验。
(5)实验现象是_____ 。该现象说明分子运动速率与温度的关系是_____ 。
实验2:
已知氯化氢分子的质量大于氨气分子的质量。如图4将装置平放在桌面上,同时用注射器分别向棉纱布上注入等量的浓氨水和浓盐酸。过一会儿后,观察到产生的白烟并不是在U形管的中间位置,而在如图所示位置。
(6)该现象说明分子运动速率与分子质量的关系是_____ 。
如图1,烧杯甲中装有20mL蒸馏水,并滴入了几滴酚酞,在烧杯乙中装有10mL浓氨水。用一个大烧杯将甲、乙两个小烧杯罩在一起。一段时间后,甲烧杯中的溶液由无色变为红色。关于酚酞变红,同学们提出了三种猜想:
猜想一:从乙烧杯中蒸发出水蒸气,部分水分子运动进入甲烧杯,水使酚酞变红。
猜想二:从乙烧杯中挥发出氨气,部分氨气分子运动进入甲烧杯,氨气使酚酞变红。
猜想三:从乙烧杯中挥发出氨气,部分氨气分子运动进入甲烧杯与水结合形成氨水,氨水使酚酞变红。
(1)同学们经过讨论后一致认为猜想一是不可能的,理由是
(2)为了探究另外两种猜想是否正确,同学们设计了如下实验方案,请补充下表:
实验操作 | 实验现象 | 实验结论 | |
将一张滤纸浸入酚酞溶液中,1分钟后取出,悬挂在通风处晾干,用剪刀将其剪成两片 | 将其中一片干燥滤纸放入收集满氨气的集气瓶中 | 滤纸不变色 | 猜想 |
在另一片滤纸上滴几滴蒸馏水,再放入收集满氨气的集气瓶中 | 滤纸变成红色 |
课堂上老师按图1装置进行分子运动探究实验时,同学们闻到一股难闻的刺激性气味,课后在老师的指导下,化学兴趣小组对原实验装置进行了改进,并探究分子的运动及影响分子运动快慢的因素。
【进行实验】
改进装置如图2所示(夹持装置已省略)。在U形管的两个管口分别放入卷成筒状的棉纱布,并用橡皮塞塞紧。用注射器吸取2mL酚酞溶液插入橡皮塞慢慢注入棉纱布B中,使其润湿;在另一管口插入吸取了2mL浓氨水的注射器并注入棉纱布A中。
【分析讨论】
(3)几分钟后看到的现象是
(4)通过该实验可得出分子具有的特性是
【拓展延伸】
同学们经过讨论后认为,仅通过上述实验并不能得出影响分子运动快慢的因素,于是又设计了两个实验。
实验1:
组装一套与图2装置完全相同的装置(如图3),并用热毛巾捂住插有浓氨水注射器的管口,用图2、图3装置同时进行实验。
(5)实验现象是
实验2:
已知氯化氢分子的质量大于氨气分子的质量。如图4将装置平放在桌面上,同时用注射器分别向棉纱布上注入等量的浓氨水和浓盐酸。过一会儿后,观察到产生的白烟并不是在U形管的中间位置,而在如图所示位置。
(6)该现象说明分子运动速率与分子质量的关系是
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