水是生命之源,是“永远值得探究的物质”,人类从未停止过对水的研究。
Ⅰ、1783年,拉瓦锡利用如图装置探究水的组成:往A杯中滴加少量的水,水通过灼热的铁管时发生汽化,水蒸气与铁在高温条件下反应,生成一种黑色固体四氧化三铁和“可燃空气”,将气体通过放在冷水中的铜管,在B装置中收集到纯净的可燃空气。最终拉瓦锡证明了水的组成。
(1)水蒸气与铁在高温条件下反应的化学方程式是________。
(2)将气体通过放在冷水中的铜管,目的是除去________。
(3)若该实验中生成的可燃空气的质量为a,黑色固体质量为b,可燃空气完全燃烧生成水的质量为c,则a、b、c三者应该满足的关系是________。
Ⅱ、1800年,英国化学家尼科尔森通过电解水得到氢气和氧气,后人不断研究和改进该实验。小刘同学将硫酸钠加入水电解器,通电一段时间后如图所示。
(4)下列说法正确的是___(填字母)。
A. 硫酸钠增强水的导电性 | B. 电解过程中通直流电 |
C. 电极N与电源正极相连 | D. 管A和管B的气体体积比为1:2 |
Ⅲ、小潘和小谢同学为测定水中氢、氧元素质量比,用如下装置设计实验。
【资料】①
②干燥剂CaO可以吸收水蒸气
①用电解水的产物制备氧化铜:
连接ac,打开电源,点燃酒精灯,一段时间后,熄灭酒精灯,断开ac,冷却装置待用。
②小潘同学提出:连接bc、de,用电解水的产物还原上述制备的氧化铜,可以通过称量各装置反应前后的质量差(下表所示)来测定水中氢、氧元素质量比。
装置编号 | 甲 | 乙 | 丙 | 丁 |
反应前后的质量差(单位:g) | m1 | | | m4 |
(5)水中氢、氧元素的质量比是________(用含字母的式子表示)。
实验测得数值要与理论值作比较,理论上水中氢、氧元素的质量比是1:8。
(6)实验时,打开电源,过一段时间后,再点燃酒精灯的目的是________。
(7)若其他操作无误,在实验结束时的操作为熄灭酒精灯→拆卸装置→冷却后称量,则实验测得水中的氢、氧元素质量比的数值会有怎样的变化?________并解释原因:________。