Question

15．每年的3月22日是“世界水日”，中國水周主題是“節(jié)約保護水資源，大力建設生態(tài)文明”． 用所學知識回答下列問題．
（一）生活中的水．
【資料在線】我國生活飲用水的標準（摘錄部分）．感官指標：水質無色無味且澄清透明．化學指標：pH6.5～8.5；總硬度＜250mg/L（以碳酸鈣計）；銅＜1.0mg/L，鋁＜0.2mg/L…細菌學指標：細菌總數(shù)＜100個/mL等．
（1）自來水廠用過濾的方法使水澄清透明，再用一種物質來吸附色素和異味，從而達到感官指標．而化學指標中的銅、鋁等指的是元素（選填“原子”或“元素”）
（2）漂白粉可用于水的殺菌消毒，其有效成分是次氯酸鈣[化學式為Ca（ClO）₂]．試計算：
①Ca（ClO）₂ 中鈣：氯：氧元素的質量比40：71：32；
②143克Ca（ClO）₂中鈣元素的質量是40克．
（二）探究水的組成
某�；瘜W興趣小組想親自感受科學家的探究歷程，他們選擇了“水的組成粗略測定”為探究內容．
【查閱資料】
①水難導電，在水中可加入少量氫氧化鈉可以增強導電性．
氫氧化鈉在水中能電離出鈉離子和氫氧根離子．請你寫出對應的離子
符號：鈉離子Na⁺，氫氧根離子OH^-．
②測定水的組成作出重大貢獻的科學家是拉瓦錫．
（選填“門捷列夫”、“拉瓦錫”或“張青蓮”）
【進行試驗】如圖裝置進行實驗并記錄數(shù)據(jù)．
【實驗分析】兩個電極附近產(chǎn)生很多氣泡，a管內氣泡產(chǎn)生較b管快，小組成員用燃著的木條分別在兩個玻璃尖嘴導管口檢驗產(chǎn)生的氣體，觀察到：放在b端管口燃著的木條燃燒更旺．分析得出：水通電的符號表達式為2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，進而推出水是由氫元素和氧元素組成的．
【定量研究】小組經(jīng)過多次試驗后發(fā)現(xiàn)：氫氣和氧氣的體積比幾乎都是2：1．同學們還想進一步認識水的組成．查閱資料：氫氣的密度是0.09g/L，氧氣的密度是1.43g/L．同學們經(jīng)過計算得出水中氫元素與氧元素的質量比為：18：143．

Answer 1

分析 （一）（1）根據(jù)元素的宏觀含義表示一種元素；與微觀含義表示該元素的一個原子，進行分析解答本題．
（2）根據(jù)元素質量的計算方法考慮；次氯酸鈣的質量乘以鈣元素在次氯酸鈣中的質量分數(shù)即可；
（二）【查閱資料】根據(jù)離子的寫法分析；拉瓦錫對測定水的組成作出重大貢獻；
【實驗分析】根據(jù)電解水實驗的現(xiàn)象和結論分析回答；
【定量研究】根據(jù)質量守恒恒定律可知，水中氫、氧元素的質量比就等于生成的氫氣和氧氣的質量比，根據(jù)“正氧負氫，氫二氧一”，根據(jù)m=ρv，即可計算兩者的質量比．

解答 解：（一）（1）宏觀物質的組成，用宏觀概念元素來表示；分子的構成，用微觀粒子來表示．礦泉水中的“銅、鋁”等不能以單質、分子、原子形式存在，而是指元素．
（2）次氯酸鈣中鈣、氯、氧三元素的質量比為：40：35.5×2：16×2=40：71：32；
143克Ca（ClO）₂中鈣元素的質量是：143g×$\frac{40}{143}$×100%=40g；
（二）【查閱資料】離子的寫法：寫在元素（或原子團）的右上角，數(shù)值在前，正負號在后，數(shù)值為1的1要省略．
故鈉離子為Na⁺；氫氧根離子OH^-；
拉瓦錫對測定水的組成作出重大貢獻給出了氧與氫的命名，
【實驗分析】電解水生成了氫氣和氧氣．反應的化學方程式是：2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑；通電一段時間后，切斷電源，用燃著的木條分別在兩個玻璃管尖嘴口檢驗反應產(chǎn)生的氣體，由b端管口燃著的木條燃燒更旺．可得出：水是由 氫元素和氧元素組成的；
【定量研究】由質量守恒后定律可知，水中氫、氧元素的質量比就等于生成的氫氣和氧氣的質量比．根據(jù)生成的氫氣與氧氣的體積比是2：1，由m=ρv可知，氫氣和氧氣的質量比是：$\frac{0.09g/L×2}{1.43g/L×1}$=$\frac{18}{143}$，所以，水中氫、氧元素質量比是18：143．
故答案為：（一）（1）元素．
（2）40：71：32；40；
（二）【查閱資料】Na⁺；OH^-；拉瓦錫；
【實驗分析】燃燒更旺；2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑；氫元素和氧元素；
【定量研究】18：143．

點評 解決本題明確水的組成，化學符號的書寫，電解水的實驗等，本題考查的知識點比較多．