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c
1:2
气体燃烧,产生淡蓝色火焰,放出热量
水是由氢元素和氧元素组成的
$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$
10%
12 V
碳元素
电解水生成氧气,氧气和碳反应生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊(合理答案均可)
烧杯
石灰石(或大理石)、稀盐酸
能随时控制反应的发生与停止
a
反应物是固体和液体,反应条件是常温

吸收硫化氢,防止其污染空气
4.48
【分析】本题围绕电解水实验展开,解题思路如下:1. 明确电解水“正氧负氢,氢二氧一”的规律,电极处是反应起始位置,气泡首先在电极处产生,据此判断气泡出现位置和气体体积比;2. 根据气体性质(氢气可燃、氧气助燃)分析气体检验现象;3. 依据电解水产物结合质量守恒推导实验结论,书写化学方程式;4. 结合图表中产生相同体积氢气的时间判断电解速率,时间越短速率越大;5. 利用石墨组成元素及氧气的化学性质分析白色浑浊的原因。
【解析】
(1) 电解水时,电极是反应发生的位置,气泡首先在电极处产生,甲玻璃管的电极位于c处,故通电后甲中气泡首先出现在c处;根据“正氧负氢,氢二氧一”,甲连接电源正极产生氧气,乙连接负极产生氢气,二者体积比约为1:2。
(2) 乙玻璃管中气体为氢气,氢气具有可燃性,将燃着的木条放在尖嘴口,会观察到气体燃烧,产生淡蓝色火焰,放出热量。
【实验结论】(1) 电解水生成氢气和氧气,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,得出水是由氢元素和氧元素组成的结论;(2) 水在通电条件下分解生成氢气和氧气,化学方程式为$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$。
【实验改进】(1) 产生20mL氢气所需时间越短,电解水速率越大,由图Ⅱ可知,NaOH溶液浓度为10%、电压为12V时,所需时间最短,故电解速率最大;(2) 石墨的组成元素为碳元素;电解水时正极产生氧气,氧气与石墨中的碳反应生成二氧化碳,二氧化碳与溶液中的$\ce{Ca(OH)_{2}}$反应生成碳酸钙白色浑浊,故出现白色浑浊。
【答案】
c
1:2
气体燃烧,产生淡蓝色火焰,放出热量
水是由氢元素和氧元素组成的
$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$
10%
12 V
碳元素
电解水生成氧气,氧气和碳反应生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊(合理答案均可)
【知识点】电解水实验、化学方程式书写、碳的化学性质
【点评】本题全面考查电解水的现象、结论、化学方程式书写及实验改进探究,既注重基础知识点的掌握,又考查图表分析和逻辑推理能力,是对电解水相关知识的综合应用。
【难度系数】0.7
【分析】
本题围绕实验室气体制取展开,需依次分析各问题:
1. 识别仪器:标号①为常见玻璃仪器,直接判断名称。
2. 制取CO₂的原料:实验室用大理石/石灰石与稀盐酸;装置B的优点:利用多孔塑料板,通过活塞开关控制固液接触/分离,从而控制反应启停;CO₂密度比空气大,用向上排空气法收集,需长管进气。
3. 制取H₂S的发生装置:反应物为固体+液体,反应常温,对应固液常温型装置;防倒吸装置:需选能容纳倒吸液体的装置,乙装置符合;F中NaOH与H₂S反应,用于处理有毒尾气。
4. 化学计算:先算纯CaCO₃质量,再根据分解反应的质量比计算CaO质量。
【解析】
(1) 标号①的仪器为烧杯。
(2) 实验室制取CO₂的原料是石灰石(或大理石)和稀盐酸;装置B有多孔塑料板,关闭活塞时气体压强增大,液体被压回长颈漏斗,固液分离,反应停止,打开活塞则液体流下,反应开始,故优点是能随时控制反应的发生与停止;CO₂密度比空气大,用装置C收集时,气体应从长管a端通入。
(3) ① 制取H₂S的反应物是固体硫化亚铁和稀硫酸,反应条件为常温,属于固液常温型反应,故选用装置A。
② 装置E需防倒吸,甲装置导管均短,无法储存倒吸液体,乙装置可容纳倒吸的液体,防止倒吸进入前序装置,故选乙。
③ H₂S有毒,能与NaOH溶液反应,装置F的作用是吸收硫化氢,防止其污染空气。
(4) 设理论上可制得氧化钙的质量为x。
碳酸钙的质量:10 t × 80% = 8 t
反应方程式:$\ce{CaCO_{3}\xlongequal{高温}CaO + CO_{2}↑}$
相对质量:$\ce{CaCO_{3}}$为100,$\ce{CaO}$为56
则 $\frac{100}{56} = \frac{8 t}{x}$,解得 $x = \frac{8 t × 56}{100} = 4.48 t$。
【答案】
烧杯;石灰石(或大理石)、稀盐酸;能随时控制反应的发生与停止;a;反应物是固体和液体,反应条件是常温;乙;吸收硫化氢,防止其污染空气;4.48
【知识点】
实验室制取二氧化碳;气体发生/收集装置;化学方程式计算;尾气处理
【点评】
本题综合考查实验室气体制取的原理、装置选择、防倒吸设计及化学计算,需学生掌握常见气体制取的核心要点,难度适中,注重基础应用。
【难度系数】
0.5