Question

6．水是人類寶貴的自然資源，也是一種重要的化工原料．如圖是電解水原理的實驗裝置圖．
（1）寫出電解水的化學(xué)方程式，若為氧化還原反應(yīng)，請用雙線橋表示出電子的轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目．
．
（2）假設(shè)電解了3.6gH₂O，請完成下表．

	質(zhì)  量	物質(zhì)的量	O2與H2的體積比（同溫同壓下）
O2	3.2g	0.1mol	1：2
H2	0.4g	0.2mol

（3）若在47.8gH₂O（過量）中加入2.3gNa．鈉與水反應(yīng)的離子方程式為2Na+2 H₂O═2Na⁺+2OH^-+H₂↑，，反應(yīng)后得到的溶液中溶質(zhì)是NaOH，溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為8%，若要計算該溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度，則還需要溶液密度（填物理量）．
（4）若在電解水后收集到O₂體積為22.4mL（在標準狀況下），則收集到的H₂的質(zhì)量0.004g．

Answer 1

分析 （1）發(fā)生反應(yīng)：2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為4e^-；
（2）根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計算水的物質(zhì)的量，根據(jù)2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑計算；
（3）發(fā)生反應(yīng)：2Na+2 H₂O═2NaOH+H₂↑，反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)為NaOH，根據(jù)放出計算生成NaOH、氫氣質(zhì)量，溶液質(zhì)量=水的質(zhì)量+鈉的質(zhì)量-氫氣質(zhì)量，進而計算溶液中NaOH質(zhì)量分數(shù)，根據(jù)n=$\frac{m}{M}$可以得到NaOH物質(zhì)的量，要計算該溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度，需要溶液體積，由于可以獲得溶液質(zhì)量，還需要溶液密度；
（4）根據(jù)n=$\frac{V}{{V}_{m}}$計算氧氣物質(zhì)的量，根據(jù)方程式計算生成氫氣物質(zhì)的量，再根據(jù)m=nVm計算氫氣質(zhì)量．

解答 解：（1）發(fā)生反應(yīng)：2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為4e^-，用雙線橋表示出電子的轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目為：，
故答案為：；
（2）3.6gH₂O的物質(zhì)的量為$\frac{3.6g}{18g/mol}$=0.2mol，
2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑
2         2     1
0.2mol  0.2mol  0.1mol
故生成氧氣質(zhì)量為0.1mol×32g/mol=3.2g，失去氫氣質(zhì)量為0.2mol×2g/mol=0.4g，
同溫同壓下O₂與H₂的體積比為0.1mol：0.2mol=1：2，
故答案為：

	質(zhì) 量	物質(zhì)的量	O2與H2的體積比（同溫同壓下）
O2	3.2g	0.1mol	1：2
H2	0.4g	0.2mol

；
（3）發(fā)生反應(yīng)：2Na+2 H₂O═2NaOH+H₂↑，反應(yīng)離子方程式為：2Na+2 H₂O═2Na⁺+2OH^-+H₂↑，反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)為NaOH，
2Na+2 H₂O═2NaOH+H₂↑
46          80   2
2.3g        x    y
故x=$\frac{2.3g×80}{46}$=4g
y=$\frac{2.3g×2}{46}$=0.1g
反應(yīng)后溶液質(zhì)量為2.3g+47.8g-0.1g=50g，
故溶液中NaOH質(zhì)量分數(shù)為$\frac{4g}{50g}$×100%=8%，
根據(jù)n=$\frac{m}{M}$可以得到NaOH物質(zhì)的量，要計算該溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度，需要溶液體積，由于可以獲得溶液質(zhì)量，還需要溶液密度；
故答案為：2Na+2 H₂O═2Na⁺+2OH^-+H₂↑；NaOH；80%；溶液密度；
（4）氧氣物質(zhì)的量為$\frac{0.0224L}{22.4L/mol}$=0.001mol，由2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，可知生成氫氣為0.001mol×2=0.002mol，故生成氫氣質(zhì)量為0.002mol×2g/mol=0.004g，
故答案為：0.004g．

點評 本題考查化學(xué)方程式計算、氧化還原反應(yīng)、溶液濃度有關(guān)計算等，注意掌握用單線橋、雙線橋表示電子轉(zhuǎn)移數(shù)目與方向．