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7. (漳州长泰期中)化学社团的同学们设计了如图所示装置探究水的组成。请回答下列问题:

(1) A 管中产生的气体和 B 管中产生的气体的体积比约为
(2) 实验过程中,同学们发现电解纯水速率较慢。查阅资料获知:调节电压或在水中加入少量氢氧化钠都会改变电解速率。于是他们进行了多次实验,将实验数据取平均值,记录如下。(保持其他条件不变,每次实验收集 $10mL$ 氧气)
|反应时间|电压|
| | $6V$ | $9V$ | $12V$ |
|氢氧化钠溶液浓度| $5\%$ | $26$ 分 $26$ 秒 | $12$ 分 $14$ 秒 | $7$ 分 $30$ 秒 |
| | $10\%$ | $17$ 分 $8$ 秒 | $9$ 分 $26$ 秒 | $6$ 分 $22$ 秒 |
① 实验时不选择 $6V$ 电压下实验的理由:
② 分析上表数据可得出的结论是
(1) A 管中产生的气体和 B 管中产生的气体的体积比约为
1:2
。拔下注射器,将带火星的木条放在 A 管口,观察到木条复燃
。(2) 实验过程中,同学们发现电解纯水速率较慢。查阅资料获知:调节电压或在水中加入少量氢氧化钠都会改变电解速率。于是他们进行了多次实验,将实验数据取平均值,记录如下。(保持其他条件不变,每次实验收集 $10mL$ 氧气)
|反应时间|电压|
| | $6V$ | $9V$ | $12V$ |
|氢氧化钠溶液浓度| $5\%$ | $26$ 分 $26$ 秒 | $12$ 分 $14$ 秒 | $7$ 分 $30$ 秒 |
| | $10\%$ | $17$ 分 $8$ 秒 | $9$ 分 $26$ 秒 | $6$ 分 $22$ 秒 |
① 实验时不选择 $6V$ 电压下实验的理由:
反应速率太慢
;电压 $9V$,氢氧化钠溶液浓度 $15\%$ 的条件下,如果要收集 $10mL$ 氧气需要的时间应该小于
(填“大于”或“小于”) $9$ 分 $26$ 秒。② 分析上表数据可得出的结论是
电压一定时,氢氧化钠溶液浓度越大,电解速率越快(或氢氧化钠溶液浓度一定时,电压越大,电解速率越快)
(写一条即可)。
答案:
(1)1:2 木条复燃
(2)①反应速率太慢 小于 ②电压一定时,氢氧化钠溶液浓度越大,电解速率越快(或氢氧化钠溶液浓度一定时,电压越大,电解速率越快)
(1)1:2 木条复燃
(2)①反应速率太慢 小于 ②电压一定时,氢氧化钠溶液浓度越大,电解速率越快(或氢氧化钠溶液浓度一定时,电压越大,电解速率越快)
8. (2024·常州新北月考)某化学探究小组利用如图所示装置来验证水的组成。

【实验步骤】
① 用大注射器抽取一定量的 $2\%$ 的氢氧化钠溶液,从 A 中的大圆孔注入;
② 用两个橡胶帽塞住右边两个出气口,用带针头的小注射器分别在出气口 1 和 2 处抽气,液面上升,直至水充满正负两极;
③ 接通电源,待 C 中气体体积达到最大刻度时,关闭电源;仔细观察实验装置中的现象;
④ 分别用带针头的注射器抽取气体并检验。
【交流与反思】
(1) 步骤①中在水中加入氢氧化钠的作用是______。
(2) 步骤②的目的是______。
(3) 步骤③中的现象有:A 中液面______(填“上升”“下降”或“不变”)。
(4) 电解水的文字表达式:______,若实验过程中,C 中得到 $200mL$ 气体,则 B 中得到的气体质量为______ $g$。[在实验条件下,$\rho(H_{2}) = 0.089g/L$,$\rho(O_{2}) = 1.429g/L$]
(5) 理论上电解水得到氧气和氢气的体积比为 $1:2$;某同学用碳棒作电极进行电解水实验,得到氧气和氢气的体积比小于 $1:2$,对产生此现象原因的猜想不合理的是______(填字母)。
(6) 根据上述实验的现象,你认为水是否只含一种元素? 并请说明理由:______。
[答案]:(1)增强溶液的导电性
(2)将装置内空气排尽
(3)上升
(4)水$\xrightarrow{\text{通电}}$氢气+氧气 0.142 9
(5)
(6)否;电解水生成了氢气和氧气,氢气由氢元素组成,氧气由氧元素组成,根据化学反应前后元素的种类不变,可得水是由氢元素和氧元素组成的
【实验步骤】
① 用大注射器抽取一定量的 $2\%$ 的氢氧化钠溶液,从 A 中的大圆孔注入;
② 用两个橡胶帽塞住右边两个出气口,用带针头的小注射器分别在出气口 1 和 2 处抽气,液面上升,直至水充满正负两极;
③ 接通电源,待 C 中气体体积达到最大刻度时,关闭电源;仔细观察实验装置中的现象;
④ 分别用带针头的注射器抽取气体并检验。
【交流与反思】
(1) 步骤①中在水中加入氢氧化钠的作用是______。
(2) 步骤②的目的是______。
(3) 步骤③中的现象有:A 中液面______(填“上升”“下降”或“不变”)。
(4) 电解水的文字表达式:______,若实验过程中,C 中得到 $200mL$ 气体,则 B 中得到的气体质量为______ $g$。[在实验条件下,$\rho(H_{2}) = 0.089g/L$,$\rho(O_{2}) = 1.429g/L$]
(5) 理论上电解水得到氧气和氢气的体积比为 $1:2$;某同学用碳棒作电极进行电解水实验,得到氧气和氢气的体积比小于 $1:2$,对产生此现象原因的猜想不合理的是______(填字母)。
(6) 根据上述实验的现象,你认为水是否只含一种元素? 并请说明理由:______。
[答案]:(1)增强溶液的导电性
(2)将装置内空气排尽
(3)上升
(4)水$\xrightarrow{\text{通电}}$氢气+氧气 0.142 9
(5)
B
(6)否;电解水生成了氢气和氧气,氢气由氢元素组成,氧气由氧元素组成,根据化学反应前后元素的种类不变,可得水是由氢元素和氧元素组成的
答案:
(1)增强溶液的导电性
(2)将装置内空气排尽
(3)上升
(4)水$\xrightarrow{\text{通电}}$氢气+氧气 0.142 9
(5)B
(6)否;电解水生成了氢气和氧气,氢气由氢元素组成,氧气由氧元素组成,根据化学反应前后元素的种类不变,可得水是由氢元素和氧元素组成的 提示:
(3)电解水生成了氢气和氧气,故装置内压强增大,A中液面上升。
(4)在电解水实验中,"正氧负氢",生成氢气和氧气的体积比约为2:1,B与正极相连,产生的是氧气,C与负极相连,产生的是氢气,故若实验过程中,C中得到200 mL气体,则B中得到的气体体积为100 mL,质量为0.1 L×1.429 g/L=0.142 9 g。
(5)得到氧气和氢气的体积比小于1:2,说明收集到的氧气的体积减小;部分氧气与氢气反应重新生成了水,对氧气和氢气的体积之比没有影响;部分氧气与碳棒反应,消耗了一部分氧气,收集到的氧气的体积减小;氧气在水中的溶解度大于氢气,部分氧气溶于水,收集到的氧气的体积减小;部分氧气被碳棒吸附,收集到的氧气的体积减小。
(1)增强溶液的导电性
(2)将装置内空气排尽
(3)上升
(4)水$\xrightarrow{\text{通电}}$氢气+氧气 0.142 9
(5)B
(6)否;电解水生成了氢气和氧气,氢气由氢元素组成,氧气由氧元素组成,根据化学反应前后元素的种类不变,可得水是由氢元素和氧元素组成的 提示:
(3)电解水生成了氢气和氧气,故装置内压强增大,A中液面上升。
(4)在电解水实验中,"正氧负氢",生成氢气和氧气的体积比约为2:1,B与正极相连,产生的是氧气,C与负极相连,产生的是氢气,故若实验过程中,C中得到200 mL气体,则B中得到的气体体积为100 mL,质量为0.1 L×1.429 g/L=0.142 9 g。
(5)得到氧气和氢气的体积比小于1:2,说明收集到的氧气的体积减小;部分氧气与氢气反应重新生成了水,对氧气和氢气的体积之比没有影响;部分氧气与碳棒反应,消耗了一部分氧气,收集到的氧气的体积减小;氧气在水中的溶解度大于氢气,部分氧气溶于水,收集到的氧气的体积减小;部分氧气被碳棒吸附,收集到的氧气的体积减小。
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