水是生命之源，是“永遠(yuǎn)值得探究的物質(zhì)”，人類(lèi)從未停止過(guò)對(duì)水的研究。1785年，拉瓦錫將水蒸氣通過(guò)紅熱的鐵制槍管，水蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣，同時(shí)生成四氧化三鐵，實(shí)驗(yàn)示意圖如圖所示。1800年，尼克爾森利用電解法進(jìn)行水的分解實(shí)驗(yàn)。
（1）拉瓦錫“槍管實(shí)驗(yàn)”涉及的反應(yīng)符號(hào)表達(dá)式為 ，通過(guò)該實(shí)驗(yàn)，可得出有關(guān)水的結(jié)論是
a
a
（填字母）。
a.水由氫、氧兩種元素組成
b.水可以分解產(chǎn)生氫氣和氧氣
（2）某興趣小組也對(duì)電解水實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了相關(guān)探究。
查閱資料：
水的導(dǎo)電能力很弱，加入少量NaOH、Ca（OH）2、NaCl等物質(zhì)可增強(qiáng)水的導(dǎo)電性。
氯氣（Cl2）是黃綠色、有刺激性氣味的有毒氣體。為研究電解水時(shí)增強(qiáng)水的導(dǎo)電能力的方法，分別向水中加入少量NaOH、Ca（OH）2、NaCl,攪拌至充分溶解，利用如所示裝置分別進(jìn)行了電解水實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：
| 水中加入的物質(zhì)管內(nèi)位置 |
第一組 |
第二組 |
第三組 |
| NaOH |
Ca（OH）2 |
NaCl |
| 管a電極附近 |
產(chǎn)生少量氣泡 |
產(chǎn)生少量氣泡，溶液變渾濁 |
產(chǎn)生少量黃綠色氣體 |
| 管b電極附近 |
產(chǎn)生較多氣泡 |
產(chǎn)生較多氣泡 |
產(chǎn)生較多氣泡 |
①第二組實(shí)驗(yàn)中，管a電極附近的溶液變渾濁，原因可能是
石墨與電解水生成的氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，二氧化碳與澄清石灰水反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀
石墨與電解水生成的氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，二氧化碳與澄清石灰水反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀
。
②結(jié)合第三組實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析，要探究水的組成，能否在水中加入NaCl來(lái)增強(qiáng)導(dǎo)電性，請(qǐng)作出判斷并說(shuō)明理由
不能，氯化鈉也參與反應(yīng)
不能，氯化鈉也參與反應(yīng)
。
（3）為研究影響電解水反應(yīng)速率的因素，利用12V直流電源進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)探究，數(shù)據(jù)如下：
| 編號(hào) |
溫度 |
NaOH溶液濃度 |
b管氣體體積 |
a管氣體體積 |
電解時(shí)間 |
| A |
20℃ |
2% |
20mL |
9.8mL |
54.0s |
| B |
20℃ |
5% |
20mL |
9.8mL |
36.2s |
| C |
30℃ |
2% |
20mL |
9.9mL |
X |
| D |
30℃ |
5% |
20mL |
9.9mL |
35.4s |
①比較實(shí)驗(yàn)A和B，可得到的結(jié)論是
NaOH溶液濃度越高，電解水的速率越快
NaOH溶液濃度越高，電解水的速率越快
。
②分析四組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)C的電解時(shí)間“X”可能是
c
c
（填字母）。
a.32.4
b.35.2
c.50.2
d.55.6
③查閱資料發(fā)現(xiàn)，當(dāng)其他條件不變時(shí)，增大直流電的電壓也能加快電解水的反應(yīng)速率。在D實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，若要證明電壓增大能加快電解水的反應(yīng)速率，請(qǐng)利用如圖所示的電源設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：
在30℃，NaOH溶液濃度為5%的條件下，將電壓改為15V，測(cè)定b管收集20mL氣體所需的時(shí)間，然后與D實(shí)驗(yàn)作比較
在30℃，NaOH溶液濃度為5%的條件下，將電壓改為15V，測(cè)定b管收集20mL氣體所需的時(shí)間，然后與D實(shí)驗(yàn)作比較
。
