基础实验2 水的组成及变化的探究-【暑假弯道超车】2025年新九年级化学暑假提升精品讲义（沪教版2024）

基础实验2 水的组成及变化的探究 学习目标 提前掌握本节核心知识，为开学学习打好基础。 思维导图 用图表整理章节逻辑，帮助建立系统化认知。 新知预习 通过预习内容初步理解新知识，培养独立思考能力。 考点精析 结合例题解析高频考点，掌握解题思路，减少开学后学习压力。 分层作业 基础达标：确保核心知识掌握，建立信心。 过关检测：提升应用能力，衔接开学后学习。 1.通过实验探究水在直流电作用下的变化； 2.通过电解水实验，认识水的组成； 3.学习利用元素守恒思想探究物质组成的方法。 一、水的电解实验 1.水的电解实验分析 简记： 或者（ ） 实验装置 实验步骤 实验现象 现象分析 1.接通电源 两电极端均产生气泡，一段时间后， 负极端气体体积约为正极端气体体积2倍 相同条件下，负极产生气体较快较多 2.用 分别 两极气体 端气体让 ， 端气体能 正极端气体具有 负极端气体具有 实验结论 反应表达式 注意事项 水通电生成氢气和氧气，说明 文字表达式： 符号表达式： 电源选择 ；水中加入硫酸钠或氢氧化钠的目的： 反思交流 1. 气体聚集在玻璃管上端，说明气体具有什么性质？ 2. 实验时正负极端产生的气体体积比小于1:2的原因？ ； 。 3.本实验得到的气体体积比和质量比图像 氢气氧气的体积比约为 ； 质量比约为 【易错提醒】 ①做水的电解实验时，要在水中加入少量 或 溶液，其目的是 。 ②所用电源为 ，若用交流电会有 危险。电解过程中， 转化为 。 二、氢气燃烧 1.纯净的氢气在空气中 ，产生 ， ， 。 2.点燃氢气前，要先检验 3.检验方法：收集一试管氢气，用拇指堵住，移近火焰移开拇指点火，若发出 表明氢气不纯（此时点燃较危险）；若 则表明氢气较纯。 4.氢气是理想能源，原因是 5.不纯的氢气(混有一定量空气或氧气)遇明火可能会爆炸，氢气的爆炸极限的体积分数为4%～74.2%，因此点燃前必须 （如图所示操作）。若发出 （此时点燃较危险）； 。 问题讨论 1.电解水时为什么要在水中加入少量氢氧化钠溶液? 2.点燃可燃性气体之前为什么要检验气体的纯度? 3.水的三态变化与水的分解的本质区别是什么? 4.分析水的分解和生成实验，哪些现象和事实能说明水不只含有一种元素? 考点1 水电解实验 【例1】电解水实验就像一场“魔术”，揭示了水的组成奥秘，展现了化学反应的奇妙过程。某化学小组从“合”与“分”两个角度进行实验验证水的组成(如图1和2)。 1．下列说法错误的是（ ） A．图1烧杯内壁有水雾出现 B．图1的氢气(难溶于水)可用排水法收集 C．图2正负两极汇集的气体体积比为2∶1 D．两个实验均可证明水是化合物 2．关于图2中电解水实验，说法正确的是(不定项)（ ） A．从现象上：两电极上都冒气泡，中间漏斗内液面上升 B．从变化上：属于物理变化 C．从宏观上分析：水是由氢气和氧气组成的 D．从微观上分析：水分子先拆分成原子，再重新组合成新分子 【变式1-1】（2025·江苏苏州·模拟预测）在完成“电解水实验”时，发现该反应速率较慢，且氢气与氧气的体积比很难达到理论值。为探究电解水时所需NaOH溶液的最佳浓度，在图1所示装置中分别注入不同溶质质量分数的NaOH溶液，并滴加少量酚酞试液，在相同电压下电解3min，电解时NaOH的质量不发生变化，并且b管与电极连接处红色褪去，产生氢气和氧气的体积如图2所示。下列说法正确的是 A．上述反应中分子的种类和数目都不变 B．电解质量分数为12%的NaOH溶液所产生的氢气、氧气体积比最接近理论值 C．该实验中氢氧化钠溶液的浓度越大，产生气体的速率越快 D．b管与电源的正极相连并且生成的微粒为O2和H+ 【变式1-2】（2025·福建厦门·模拟预测）小海同学利用家中常见物品组装电解水装置（如图，夹持仪器已略去），下列说法错误的是（ ） A．水中加入适量以增强导电性 B．若a管生成5mL气体，则理论上b管生成10mL气体 C．用带火星的木条检验b管生成的气体 D．该实验可证明水不是由单一元素组成的 考点2 氢气的性质 【例2】（2025·河北唐山·三模）小组同学设计实验制取干燥的氢气并点燃验证水的组成。下列相关实验操作正确的是（ ） A．制取氢气 B．干燥 C．氢气验纯 D．氢气燃烧 【变式2-1】某校化学兴趣小组的同学在老师的指导下进行“水的组成的探究实验”。如图进行电解水实验： （1）玻璃管a端连接电源的 （填“正"或“负”）极，a管里产生的是 。用带火星的木条靠近a管尖嘴处，慢慢打开活塞，观察到 。 （2）若当a 管产生10mL气体时，b 试管产生气体的体积为 。由上述实验得到的结论是 ，该反应的符号表达式为 。 （3）纯水的导电能力很弱，电解水时常在水中加入一些氢氧化钠或硫酸钠，以增强水的导电性。为研究影响电解水反应速率的因素，兴趣小组进行了实验探究（直流电，电压12V），数据记录如下表，请回答问题： 实验编号 温度/℃ 氢氧化钠溶液浓度 H2体积/mL 02体积/mL 电解时间/s A 20 2% 20 9.8 54.0 B 20 5% 20 9.8 36.2 C 30 2% 20 9.6 46.2 D 30 5% 20 9.7 X 该兴趣小组研究的影响电解水反应速率的因素是 和氢氧化钠溶液浓度。比较实验A和C，可得到的结论是 。分析实验A、B、C的数据，实验D的电解时间“X”应该是 （填序号）。 ①35.4            ②37.8           ③50.2              ④55.6 【反思与评价】 （4）研究物质组成的方法是：根据化学反应前后 不变的原理，设计实验让物 质参与一个化学反应，通过分析反应物或生成物的元素组成进一步确定该物质的组成。 【变式2-2】（24-25九年级上·广东揭阳·期中）实验课上，同学们做了电解水的实验： （1）电解水时，通常要加入少量氢氧化钠或硫酸钠，目的是 。 某同学在做电解水实验时，向水中加入氯化钠，发现与正极相连的石墨电极上出现黄绿色气体。 【提出问题】加入氯化钠的水通电时，石墨电极上分别生成了什么气体？ 【查阅资料】 ①氯气(Cl2)是一种黄绿色、有刺激性气味的有毒气体。常温下1体积水里能溶解2体积的氯气； ②氯化钠溶液就是在水中加入氯化钠固体。 【提出假设】假设1：氧气和氯气；假设2：氢气和氧气；假设3：氢气和氯气。 【设计实验】 （2）用如图所示装置来电解氯化钠溶液，并收集两个电极上产生的气体。 实验步骤 实验现象 解释或结论 ①按照如图装置，通电一段时间后，用a、b两支试管分别收集两根石墨电极上产生的气体，观察气体颜色 试管a收集到 气体，试管b收集到 气体 假设2错误 ②用拇指堵住试管b，移近点燃的酒精灯，移开拇指点火 听到爆鸣声 证明b试管中收集到的气体为 （3）写出b试管中气体燃烧的符号表达式 。 【反思与评价】 （4）a.联系电解水的实验，要证明水的组成，你认为在电解水时 (填“可以“或“不可以”)加氯化钠溶液，通过实验可证明水是由 组成的。 b.某城市住宅饮用水的处理过程如图所示： i.步骤①的网格净水原理类似于步骤 (填“②”“③”或“④”等序号)。 ii.地下水中的细菌和颗粒等杂质比湖水。河水等地表水中的少，请说出一个原因： 。 基础达标 1．（2025·重庆·模拟预测）从环保角度出发，机动车最理想的燃料是（ ） A．氢气 B．天然气 C．酒精 D．汽油 2．识别图像是学习化学的必备能力。如图为氢氧燃料电池的工作原理示意图及电解水实验中产生气体的体积与时间的关系。下列说法不正确的是（ ） A．氢气具有可燃性 B．电解水与电源负极相连的电极上产生气体M C．气体M、N的质量比为1：2 D．氢氧燃料电池把氢气和氧气反应的化学能直接转化为电能 3．（2025·河南三门峡·二模）如图是教材中两个实验，下列有关说法正确的是（ ） A．两个实验均可验证水的组成 B．两个实验中发生的反应都是分解反应 C．实验①中氢气在空气中燃烧火焰颜色为蓝紫色 D．实验②、两管中生成气体的体积比约为 4．（2025·山东·二模）同学们在实验室中用如图装置进行了电解水实验，以下说法正确的是（ ） A．向水中加入硫酸钠增强导电性 B．实验说明水由氢气和氧气组成 C．与负极相连一端产生的气体少 D．与正极相连一端的气体能燃烧 5．（2025·安徽合肥·模拟预测）如图是兴趣小组设计的电解水实验创新装置，下列有关说法正确的是（ ） A．实验中可观察到玻璃管内气体的质量之比为 B．与电源正极端相连的玻璃管内液面下降速率更快 C．在水中加入硫酸钠溶液，可增强水的导电性 D．反应停止后，两玻璃管中气压不同不会影响读数 6．（2025·陕西咸阳·模拟预测）氧气和水是人类和动植物不可缺少的生命物质，围绕这两种物质，同学们进行了跨学科实践活动设计，下列方案不合理的是（ ） A．自制简易鱼缸供氧器 B．自制简易净水器 C．自制电解水装置 D．自制海水淡化装置 7．（2025·福建泉州·一模）如图是电解水实验的改进装置，下列有关说法不正确的是（ ） A．开始实验前，两注射器内要装满水 B．可用带火星的木条检验正极产生的气体 C．正极、负极产生的气体体积比为2：1 D．该实验能证明水由氢元素和氧元素组成 8．（24-25九年级上·江西新余·期末）水是生命之源，人的生命活动离不开水。 （1）1800年，尼克尔森利用“伏打电池”给水通电，分析得出水是由 组成的化合物。 （2）兴趣小组同学用如图所示装置进行电解水实验。实验时，水中加通入少量硫酸钠溶液或氢氧化钠溶液，其作用是 ，同学们观察到a管和b管收集的气体体积比约为 ，与b管相连的是电源的 极。 （3）从微观角度说明水沸腾与水电解的过程根本区别是 。 9．（24-25九年级上·吉林长春·期中）实验课上，同学们做了电解水的实验。 （1）实验过程中： ①在电解器玻璃管中加满水。通电，观察到玻璃管中有气泡冒出，一段时间后，a、b管内气体体积比约为 。 ②切断电源，用燃着的木条分别检验两个玻璃管中的气体，观察到 (填“a”或“b”) 中气体使木条燃烧更旺。 （2）电解水时，通常要加入少量氢氧化钠或硫酸钠，目的是 ； 一小组做电解水实验时，在水中加了氯化钠，该小组发现与正极相连的石墨电极上出现黄绿色气体。这激发了他们探究的欲望。请你一起参与该小组的探究活动吧！ 【提出问题】 加入氯化钠的水通电时，石墨电极上分别生成了什么气体? 【查阅资料】 ①氯气(Cl₂)：黄绿色、有刺激性气味的有毒气体，常温下 1 体积水能溶解2体积Cl2。 ②石墨电极不参与反应 【提出假设】 （3）假设1：电极上分别生成了氧气和氯气； 假设2：电极上分别生成了氢气和氧气； 假设3: 。 【设计实验】 （4）该小组仍然用如上装置来电解加了氯化钠的水。并收集两个电极上产生的气体。        实验步骤 实验现象 解释或结论 ①按照如图所示，连接好实验装置，通电一段时间后，用a、b两支试管分别收集两根石墨电极上产生的气体，观察气体的颜色。 a试管收集到黄绿色气体 b试管收集到无色气体。 通过对气体颜色的分析，说明假设 肯定是错误的。 ②用拇指堵住b试管， 移近点燃的      酒精灯， 松开拇指。 听到轻微爆鸣声 证明b试管中收集的气体为氢气。 【实验反思】 （5）该小组发现通电除了生成两种气体外，还生成了氢氧化钠(NaOH)，请试着写出在水中加入氯化钠时通电发生反应的符号表达式： ； 【反思与评价】 （6）用电解水探究水的组成实验，你认为在电解水时 (选填“可以”或“不可以”) 加入少量的氯化钠，原因是 。 10．（24-25九年级上·重庆长寿·期中）某兴趣小组以“生命之源水”为主题开展项目式学习。 【任务一】认识水的蒸发 （1）如图反映烧杯内的水在不同温度下放置时发生变化的微观示意图，则时烧杯内对应的微观示意图为____________（填序号）。 A． B． C． 【任务二】探究水的电解 如图是兴趣小组利用注射器改装的电解水实验装置。两支注射器排尽空气后，均吸取20mL氢氧化钠溶液，接通电源。 （2）实验中观察到两支注射器内均有气泡产生，且左侧液面下降得比右侧液面快，经检验气体成分后，可推知水是由 组成的。 【任务三】探究影响电解水速率的因素 以收集20mL氢气为标准，记录时间和收集氧气的体积，实验数据如下表： 实验序号 ① ② ③ ④ ⑤ 温度/℃ 15 15 15 30 45 外加电压/V 6 9 12 6 6 氧气/mL 9.9 10.0 9.0 9.6 9.7 时间/s 54.6 23.4 15.0 46.2 35.4 （3）实验①②③可探究 对电解水速率的影响，欲探究温度对电解水速率的影响，应选择的实验组是 （填实验序号）。 （4）根据表中数据得出的结论是 （写1点）。 （5）除上述因素外，影响电解水速率的因素还有 （写1点）。 过关检测 1．（2025·河南周口·二模）如图是电解水的装置示意图。下列说法正确的是（ ） A．a端是电源的正极 B．d试管收集的气体有可燃性 C．电解水时，在水中加入少量氢氧化钠可以增强水的导电性 D．试管c中收集的气体与试管d中收集的气体的质量比约为1：2 2．（24-25九年级上·辽宁朝阳·期中）如图是教材中的两个实验，下列有关说法错误的是（ ） A．实验①中可观察到烧杯内壁出现水雾 B．两个实验中发生的反应都是分解反应 C．实验②中a、b 两管上方产生气体的体积比约为2：1 D．两个实验均可证明水的组成 3．（24-25九年级上·福建福州·期中）实验室用电解水实验装置来探究水的元素组成，装置如图所示，下列说法不正确的是（ ） A．该探究说明水中含有氢分子和氧分子 B．向水中加入少量硫酸钠或氢氧化钠可增强水的导电性 C．b管中的气体是氧气 D．水电解的化学方程式为 4．（2025·山东淄博·一模）关于如图所示两个实验，下列说法不正确的是（ ） A．在图1中，氢气与氧气的体积比约为2：1 B．在图1中，点燃a气体前需要检验其纯度 C．在图1中，与玻璃管b相连的是电源的负极 D．在图2中，氢气在空气中燃烧产生淡蓝色火焰 5．通过研究氢气的燃烧来认识水的组成，下列说法正确的是（ ） A．氢气在纯氧中安静地燃烧，产生黄色火焰 B．点燃纯净的氢气，在火焰上方罩一个干冷烧杯，可以看到白烟 C．点燃氢气，罩在火焰上的干冷烧杯中有水生成 D．由实验可知水是由氢气和氧气组成的 6．（2025·广东深圳·三模）水是生命中不可或缺的物质。同学们从自制净水器、水质检测、电解水和保护水资源等方面展开项目式学习。下列描述错误的是（ ） A．净水器自进水口（箭头所示）起，滤芯填充顺序：小鹅卵石→细沙→活性炭 B．通过水质检测笔测出的TDS值为450，则该水质纯度较高 C．电解水装置中a处的气体为 D．制作保护水资源海报——积极地投入保护水资源的行动中 7．（2025·湖南邵阳·三模）2025年3月22日，第三十三届“世界水日”与第三十八届“中国水周”活动同步启动。今年“世界水日”主题为“冰川保护”。下列有关于水的说法正确的是（ ） A．电解水时正极与负极产生气体的体积比约为 B．生活中降低水的硬度最常用的方法是煮沸 C．海水中已被发现的化学元素有100多种 D．通过过滤操作可除去水中异味和色素 8．（2025·河北唐山·二模）化学是一门以实验为基础的学科。下列有关制取氢气的实验操作中，不正确的是（ ） A．检查装置气密性 B．倾倒稀硫酸 C．检验氢气纯度 D．收集氢气 9．（2025·吉林松原·三模）如图为电解水的实验装置，小智同学利用该装置验证水的组成。 （1）根据收集气体的装置判断，a电极为电源的 (填“正”或“负”)极。 （2）检验d试管气体已收集满的方法是 。 （3）该实验的结论是水由 组成。 （4）向形管内水中加入少量NaOH的目的是 。 10．（2025·云南玉溪·二模）如图所示，图1是电解水的装置，图2是甲、乙试管中收集到的气体体积与时间的关系图。甲试管中生成气体N。回答下列问题： （1）a应接电源 (填“正”或“负”)极。气体N的化学式是 ，甲、乙两试管内产生气体的体积比约为 。 （2）实验前向水中加入少量硫酸的目的是 。 （3）内甲、乙试管内气体的体积比和时的体积比不同，原因是 （4）检验两试管内产生的气体，可证明水是由 元素组成的。 11．（24-25九年级上·福建泉州·期中）为探究水电解实验的最佳条件，某化学小组利用图1装置开展如图探究。 【查阅资料】 ①氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠、硫酸钠等电解质增强导电性，加快反应速率。 ②去离子水是指除去呈离子形式杂质后的纯水，生产成本较高。 （1）检查装置气密性：先用燕尾夹夹紧医用软管，再将注射器竖直向下浸入水中(如图2)，若观察到 (填标号)现象，说明气密性良好。 【实验1】探究不同电解质对水电解速率的影响 往图1水杯中分别加入等量的浓度为12%的碳酸钠、硫酸钠、氢氧化钾和氢氧化钠溶液进行实验，计算氢气产生速率，结果如图3。 （2）电解水反应的符号表达式为 ，从能量变化角度看，该过程是将 能转化为化学能。 （3）由图3判断：影响水电解速率最大的电解质是 。 （4）从实验效果分析， (填“有”或“没有”)必要使用去离子水进行本实验。 【实验2】再探影响电解水速率的因素，实验记录结果如表： 实验编号 电压(V) 温度(℃) 氢氧化钠溶液浓度 H2体积(mL) 时间(s) a 6 15 2% 20 54.0 b 6 15 5% 20 36.2 c 6 30 2% 20 46.2 d 6 30 5% 20 t （5）本实验探究影响电解水速率的因素是 。 （6）本实验通过比较 判断电解水速率快慢。 （7）根据对实验a、b、c数据的分析，实验d的时间t最有可能是______。(填标号) A．35.4 B．37.8 C．50.2 D．55.6 （8）比较实验a、c可得出结论： 。 12．（24-25九年级上·重庆·期中）探究“不同电极材料对电解水产生的正负极气体体积比的影响”。 实验方法：分别取不同的电极材料，在电解器玻璃管中加满水(水中加入少量硫酸钠溶液)，接通直流电源，在保证其他条件都相同而只有电极材料不同时按图1装置进行实验，观察并记录玻璃管内的现象。 （1）实验原理：图2是水通电分解的微观示意图，其化学方程式为 。 实验记录： 实验序号 电极材料 玻璃管内气体体积() 体积比 正极 负极 1 铂 5.0 10.2 0.98：2 2 铜 4.8 10.7 0.90：2 3 碳棒 3.2 10.4 0.62：2 （2）实验结论：由上述三组实验可知，电解水实验的电极材料选用 最合适。 【问题与思考】 （3）电解水时，水中加入少量硫酸钠溶液的目的是 。 （4）实验3中，正极气体体积偏小的原因可能是部分氧气和碳棒反应生成二氧化碳，将正极气体通入澄清石灰水中，现象为 。 （5）结合资料卡片，分析实验3中体积比偏小的原因还可能是 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 基础实验2 水的组成及变化的探究 学习目标 提前掌握本节核心知识，为开学学习打好基础。 思维导图 用图表整理章节逻辑，帮助建立系统化认知。 新知预习 通过预习内容初步理解新知识，培养独立思考能力。 考点精析 结合例题解析高频考点，掌握解题思路，减少开学后学习压力。 分层作业 基础达标：确保核心知识掌握，建立信心。 过关检测：提升应用能力，衔接开学后学习。 1.通过实验探究水在直流电作用下的变化； 2.通过电解水实验，认识水的组成； 3.学习利用元素守恒思想探究物质组成的方法。 一、水的电解实验 1.水的电解实验分析 简记：正氧负氢，氢二氧一或者（负氢多二） 实验装置 实验步骤 实验现象 现象分析 1.接通电源 两电极端均产生气泡，一段时间后，负极端气体体积约为正极端气体体积2倍 相同条件下，负极产生气体较快较多 2.用燃着的木条 分别检验两极气体 正极端气体让小木条燃烧更旺， 负极端气体能燃烧，产生淡蓝色火焰 正极端气体具有助燃性 负极端气体具有可燃性 实验结论 反应表达式 注意事项 水通电生成氢气和氧气，说明水由氢元素和氧元素组成 文字表达式： 符号表达式： 电源选择直流电；水中加入硫酸钠或氢氧化钠的目的：增强水的导电性 反思交流 1. 气体聚集在玻璃管上端，说明气体具有什么性质？ 气体密度小于水，且溶解性不大 2. 实验时正负极端产生的气体体积比小于1:2的原因？ 氧气不易溶于水，氢气难溶于水；且氧气可能和金属电极发生反应。 3.本实验得到的气体体积比和质量比图像 氢气氧气的体积比约为2 : 1； 质量比约为1 : 8 【易错提醒】 ①做水的电解实验时，要在水中加入少量H2SO4或NaOH溶液，其目的是增强水的导电性，提高化学反应速率。 ②所用电源为直流电源，若用交流电会有爆炸危险。电解过程中，电能转化为化学能。 二、氢气燃烧 1.纯净的氢气在空气中安静地燃烧，产生淡蓝色火焰，放出大量热，生成水。 2.点燃氢气前，要先检验氢气的纯度 3.检验方法：收集一试管氢气，用拇指堵住，移近火焰移开拇指点火，若发出尖锐的爆鸣声表明氢气不纯（此时点燃较危险）；若声音很小则表明氢气较纯。 4.氢气是理想能源，原因是燃烧产物是水，不产生污染 5.不纯的氢气(混有一定量空气或氧气)遇明火可能会爆炸，氢气的爆炸极限的体积分数为4%～74.2%，因此点燃前必须验纯（如图所示操作）。若发出尖锐的爆鸣声表明氢气不纯（此时点燃较危险）；声音很小则表明氢气较纯。 问题讨论 1.电解水时为什么要在水中加入少量氢氧化钠溶液? 增强水的导电性 2.点燃可燃性气体之前为什么要检验气体的纯度? 氢气和空气的混合气体点燃前有可能发生爆炸（氢气的爆炸极限的体积分数为4%～74.2%，），因此点燃前必须验纯。 3. 水的三态变化与水的分解的本质区别是什么? 水的三态变化水分子没有改变，只是改变了分子间的距离，属于物理变化；电解水的实验中，水分子本身发生了变化，生成了氢分子和氧分子，属于化学变化。 4. 分析水的分解和生成实验，哪些现象和事实能说明水不只含有一种元素? 水的分解生成了氢气和氧气，发生了分解反应，说明水不只含有一种元素；氢气在氧气中燃烧生成了水，发生了化合反应，说明水不只含有一种元素。 考点1 水电解实验 【例1】电解水实验就像一场“魔术”，揭示了水的组成奥秘，展现了化学反应的奇妙过程。某化学小组从“合”与“分”两个角度进行实验验证水的组成(如图1和2)。 1．下列说法错误的是（ ） A．图1烧杯内壁有水雾出现 B．图1的氢气(难溶于水)可用排水法收集 C．图2正负两极汇集的气体体积比为2∶1 D．两个实验均可证明水是化合物 2．关于图2中电解水实验，说法正确的是(不定项)（ ） A．从现象上：两电极上都冒气泡，中间漏斗内液面上升 B．从变化上：属于物理变化 C．从宏观上分析：水是由氢气和氧气组成的 D．从微观上分析：水分子先拆分成原子，再重新组合成新分子 【答案】1．C 2．AD 【解析】1．A、图1实验为氢气在空气中燃烧，氢气和空气中的氧气在点燃条件下反应生成水，干而冷的烧杯罩在火焰上方，水蒸气遇冷凝结为小水珠，因此烧杯内壁有水雾出现，选项A正确； B、因为氢气难溶于水，所以氢气可用排水法收集，选项B正确； C、电解水实验中正极得到的是氧气，负极得到的是氢气，氧气和氢气的体积比为：1∶2，选项C不正确； D 、图1为氢气和氧气在点燃条件下反应生成水，图2为水在通电条件下分解生成氢气和氧气，氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，因此根据反应前后元素的种类不变，这两个反应都能说明水是由氢、氧两种元素组成的化合物，选项D正确。 故选C。 2．A、图2电解水实验中，正极得到氧气，负极得到氢气，氧气不易溶于水，氢气难溶于水，因此两电极上都冒气泡。又因为‌电解产生的氢气和氧气在密闭装置中无法自由逸出，会持续积累在有限空间内，导致管内压强增大，从而将液体压入中间漏斗‌，导致其液面上升，选项A正确； B、电解水实验中水分解生成氢气和氧气，生成了新物质，属于化学变化，选项B不正确； C、图2实验中，水在通电条件下分解生成氢气和氧气，氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，根据反应前后元素的种类不变，说明水是由氢、氧两种元素组成的，水中不存在氢气和氧气，选项C不正确； D、该实验从微观上看，水分子先拆分成氢原子和氧原子，然后氢原子两两结合成氢分子，氧原子两两结合成氧分子，选项D正确。 故选AD。 【变式1-1】（2025·江苏苏州·模拟预测）在完成“电解水实验”时，发现该反应速率较慢，且氢气与氧气的体积比很难达到理论值。为探究电解水时所需NaOH溶液的最佳浓度，在图1所示装置中分别注入不同溶质质量分数的NaOH溶液，并滴加少量酚酞试液，在相同电压下电解3min，电解时NaOH的质量不发生变化，并且b管与电极连接处红色褪去，产生氢气和氧气的体积如图2所示。下列说法正确的是 A．上述反应中分子的种类和数目都不变 B．电解质量分数为12%的NaOH溶液所产生的氢气、氧气体积比最接近理论值 C．该实验中氢氧化钠溶液的浓度越大，产生气体的速率越快 D．b管与电源的正极相连并且生成的微粒为O2和H+ 【答案】D 【解析】A、电解水反应 ，分子种类（由水分子变为氢分子、氧分子 ）和数目（2个变3个 ）都改变，A 错误。 B、电解水中理论上氢气、氧气体积比为2:1。计算各浓度下体积比：10%：5:2.1≈2.38:1；12%：6.2:3.0≈2.07:1；14%：7.5:3.7≈2.03:1；16%：8.2:4.5≈1.82:1 。14%时更接近2:1，B 错误。 C、由图2，随着NaOH溶液浓度增大，相同时间内产生气体体积先增后减，电解质量分数为20%的NaOH溶液比电解质量分数为18%的NaOH溶液产生的气体体积少，该结果说明实验中氢氧化钠溶液的浓度越大，产生气体的速率不一定越快，C 错误。 D、电解水时，“正氧负氢”，b管产生气体体积小，是氧气，故b管与电源正极相连。初始溶液含酚酞呈红色（因NaOH溶液碱性），电解中b管（正极区）发生反应，OH−参与反应被消耗，导致连接处红色褪去（是电解时在b管内产生了H+，氢离子和氢氧根离子结合成了水分子，溶液中性），则正极生成的微粒是O2 ，H+ ，D 正确。 故选D。 【变式1-2】（2025·福建厦门·模拟预测）小海同学利用家中常见物品组装电解水装置（如图，夹持仪器已略去），下列说法错误的是（ ） A．水中加入适量以增强导电性 B．若a管生成5mL气体，则理论上b管生成10mL气体 C．用带火星的木条检验b管生成的气体 D．该实验可证明水不是由单一元素组成的 【答案】C 【解析】A、水的导电性较弱，加入适量Na2SO4​，Na2SO4​在水中解离出钠离子和硫酸根离子，可增强水的导电性，该选项正确； B、电解水时，与电源正极相连的试管（a 管）产生氧气，与电源负极相连的试管（b 管）产生氢气，氢气和氧气的体积比约为2∶1。若 a 管生成5mL氧气，根据体积比，理论上 b 管生成氢气的体积为10mL，该选项正确； C、b 管生成的气体是氢气，氢气具有可燃性，不具有助燃性，不能用带火星的木条检验，应用燃着的木条检验，该选项错误； D、电解水生成氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据化学反应前后元素种类不变，可证明水是由氢、氧两种元素组成，不是由单一元素组成，该选项正确。 故选C。 考点2 氢气的性质 【例2】（2025·河北唐山·三模）小组同学设计实验制取干燥的氢气并点燃验证水的组成。下列相关实验操作正确的是（ ） A．制取氢气 B．干燥 C．氢气验纯 D．氢气燃烧 【答案】D 【解析】A.实验室用锌粒和稀硫酸制取氢气时，长颈漏斗的下端管口应伸入液面以下，形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸出，图中长颈漏斗下端未伸入液面以下，操作错误，故A错误； B.浓硫酸干燥氢气时，氢气应从长管进短管出，能与浓硫酸充分接触，达到干燥目的，接反，氢气会把浓硫酸压出，造成危险，图中操作错误，故B错误； C.氢气密度比空气小，检验氢气纯度时，用大拇指堵住试管口，管口向下移近酒精灯火焰，图中试管口朝上，操作错误，故C错误； D.氢气在空气里燃烧实验中，在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气，然后在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯，观察到烧杯内壁有水珠形成，说明氢气的燃烧产物是水，该实验操作正确，故D正确。 故选：D。 【变式2-1】某校化学兴趣小组的同学在老师的指导下进行“水的组成的探究实验”。如图进行电解水实验： （1）玻璃管a端连接电源的 （填“正"或“负”）极，a管里产生的是 。用带火星的木条靠近a管尖嘴处，慢慢打开活塞，观察到 。 （2）若当a 管产生10mL气体时，b 试管产生气体的体积为 。由上述实验得到的结论是 ，该反应的符号表达式为 。 （3）纯水的导电能力很弱，电解水时常在水中加入一些氢氧化钠或硫酸钠，以增强水的导电性。为研究影响电解水反应速率的因素，兴趣小组进行了实验探究（直流电，电压12V），数据记录如下表，请回答问题： 实验编号 温度/℃ 氢氧化钠溶液浓度 H2体积/mL 02体积/mL 电解时间/s A 20 2% 20 9.8 54.0 B 20 5% 20 9.8 36.2 C 30 2% 20 9.6 46.2 D 30 5% 20 9.7 X 该兴趣小组研究的影响电解水反应速率的因素是 和氢氧化钠溶液浓度。比较实验A和C，可得到的结论是 。分析实验A、B、C的数据，实验D的电解时间“X”应该是 （填序号）。 ①35.4            ②37.8           ③50.2              ④55.6 【反思与评价】 （4）研究物质组成的方法是：根据化学反应前后 不变的原理，设计实验让物 质参与一个化学反应，通过分析反应物或生成物的元素组成进一步确定该物质的组成。 【答案】（1）正 氧气 带火星的木条复燃 （2）20mL 水是由氢元素和氧元素组成的 （3）温度 在氢氧化钠溶液浓度相同的条件下，温度越高，电解水反应速率越快 ① （4）元素种类 【分析】为了增强水的导电性，可以向水中加入适量氢氧化钠溶液、稀硫酸、硫酸钠溶液等物质。电解水时，正极产生的是氧气，氧气能使带火星的木条复燃，负极产生的是氢气，氢气燃烧生成水，氧气和氢气的体积比约为1：2，质量比是8：1。对比实验要确定好常量和变量。 【解析】（1）根据“正氧负氢，氢二氧一”，玻璃管a产生的气体少，则玻璃管a端连接电源的正极，a管里产生的是氧气；用带火星的木条靠近a管尖嘴处，慢慢打开活塞观察到带火星的木条复燃。故填：①正；②氧气；③带火星的木条复燃； （2）若当a管产生10mL气体时，b试管产生气体的体积为20mL；反应前后元素种类不变，电解水生成氢气和氧气，由上述实验得到的结论是水由氢元素和氧元素组成，该反应的符号表达式为。故填：①20mL；②水由氢元素和氧元素组成；③； （3）该兴趣小组研究的影响电解水反应速率的因素是温度和氢氧化钠溶液浓度。比较实验A和C，可得到的结论是在氢氧化钠溶液浓度相同的条件下，温度越高，电解水反应速率越快。对比A、B、C的数据，实验D的电解时间“X”应该小于36.2，可能是35.4，选①。故填：①温度；②在氢氧化钠溶液浓度相同的条件下，温度越高，电解水反应速率越快；③①； （4）研究物质组成的方法是：根据化学反应前后元素种类不变的原理，设计实验让物质参与一个化学反应，通过分析反应物或生成物的元素组成进一步确定该物质的组成。故填：元素种类。 【变式2-2】（24-25九年级上·广东揭阳·期中）实验课上，同学们做了电解水的实验： （1）电解水时，通常要加入少量氢氧化钠或硫酸钠，目的是 。 某同学在做电解水实验时，向水中加入氯化钠，发现与正极相连的石墨电极上出现黄绿色气体。 【提出问题】加入氯化钠的水通电时，石墨电极上分别生成了什么气体？ 【查阅资料】 ①氯气(Cl2)是一种黄绿色、有刺激性气味的有毒气体。常温下1体积水里能溶解2体积的氯气； ②氯化钠溶液就是在水中加入氯化钠固体。 【提出假设】假设1：氧气和氯气；假设2：氢气和氧气；假设3：氢气和氯气。 【设计实验】 （2）用如图所示装置来电解氯化钠溶液，并收集两个电极上产生的气体。 实验步骤 实验现象 解释或结论 ①按照如图装置，通电一段时间后，用a、b两支试管分别收集两根石墨电极上产生的气体，观察气体颜色 试管a收集到 气体，试管b收集到 气体 假设2错误 ②用拇指堵住试管b，移近点燃的酒精灯，移开拇指点火 听到爆鸣声 证明b试管中收集到的气体为 （3）写出b试管中气体燃烧的符号表达式 。 【反思与评价】 （4）a.联系电解水的实验，要证明水的组成，你认为在电解水时 (填“可以“或“不可以”)加氯化钠溶液，通过实验可证明水是由 组成的。 b.某城市住宅饮用水的处理过程如图所示： i.步骤①的网格净水原理类似于步骤 (填“②”“③”或“④”等序号)。 ii.地下水中的细菌和颗粒等杂质比湖水。河水等地表水中的少，请说出一个原因： 。 【答案】（1）增强水的导电性 （2）黄绿色 无色 氢气/H2 （3） （4）不可以 氢元素和氧元素 ③ 地下水经过了沙石、土壤的过滤，地表水易被污染 【解析】（1）电解水时，通常要加入少量氢氧化钠或硫酸钠，目的是增强水的导电性。 （2）由步骤②用拇指堵住试管b，移近点燃的酒精灯，移开拇指点火，听到爆鸣声，所以 b 试管中收集到的气体为氢气；由步骤①的解释或结论假设2错误，所以假设3：氢气和氯气正确，所以试管 a 收集到的是氯气，氯气是黄绿色的，所以试管 a 收集到黄绿色气体，氢气为无色的，所以试管b收集到无色气体。 （3）b试管中的气体为氢气，氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水，反应的符号表达式。 （4）a.该实验由于生成了氯气，则无法证明水是由氢元素和氧元素组成，故电解水时不可以加氯化钠；根据题意，电解水实验有氢气和氧气生成，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，故根据质量守恒定律反应前后元素种类不变，水由氢元素和氧元素组成； b. i.步骤①的网格可以将不溶性的固体杂质除去，类似于步骤③过滤，可以分离固体和液体； ii.地下水中的细菌和颗粒等杂质比湖水。河水等地表水中的少，可能的原因是地下水经过了沙石、土壤的过滤，地表水易被污染等，故地下水中的细菌和颗粒等杂质比湖水、河水等地表水中的少。 基础达标 1．（2025·重庆·模拟预测）从环保角度出发，机动车最理想的燃料是（ ） A．氢气 B．天然气 C．酒精 D．汽油 【答案】A 【解析】氢气燃烧只产生水，清洁无污染，故从环保角度出发，机动车最理想的燃料是氢气。 故选A。 2．识别图像是学习化学的必备能力。如图为氢氧燃料电池的工作原理示意图及电解水实验中产生气体的体积与时间的关系。下列说法不正确的是（ ） A．氢气具有可燃性 B．电解水与电源负极相连的电极上产生气体M C．气体M、N的质量比为1：2 D．氢氧燃料电池把氢气和氧气反应的化学能直接转化为电能 【答案】C 【解析】A、氢气燃烧生成水，氢气具有可燃性，说法正确； B、电解水与电源负极相连的电极上产生的气体是氢气，与电源正极相连的电极上产生的气体是氧气，氢气与氧气的体积比为2：1，说法正确； C、根据“正氧负氢，氢二氧一，质量氢一氧八”可知，气体M（氢气）、N（氧气）的质量比为1:8，说法错误； D、氢氧燃料电池把氢气和氧气反应的化学能直接转化为电能，说法正确。 故选C。 3．（2025·河南三门峡·二模）如图是教材中两个实验，下列有关说法正确的是（ ） A．两个实验均可验证水的组成 B．两个实验中发生的反应都是分解反应 C．实验①中氢气在空气中燃烧火焰颜色为蓝紫色 D．实验②、两管中生成气体的体积比约为 【答案】A 【解析】A、电解水生成氢气和氧气，氢气在氧气中燃烧生成水，氢气和氧气分别由氢元素和氧元素组成，说明水是由氢元素和氧元素组成的，故说法正确； B、氢气燃烧实验生成水，是由两种物质生成一种物质的反应是化合反应。电解水生成氢气和氧气，是由一种物质分解产出两种物质的反应是分解反应，故说法错误； C、实验①中氢气在空气中燃烧火焰颜色为淡蓝色，故说法错误； D、实验②电解水实验中，a管连接负极，负极产生氢气，b管连接正极，正极产生氧气，且体积比为2：1，故说法错误； 故选A。 4．（2025·山东·二模）同学们在实验室中用如图装置进行了电解水实验，以下说法正确的是（ ） A．向水中加入硫酸钠增强导电性 B．实验说明水由氢气和氧气组成 C．与负极相连一端产生的气体少 D．与正极相连一端的气体能燃烧 【答案】A 【解析】A、纯水导电性较弱，加入硫酸钠，硫酸钠在水中解离出可以自由移动的带电离子，增强导电性，便于实验进行。符合题意； B、电解水生成氢气、氧气，化学反应前后元素种类不变，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，则水由氢元素和氧元素组成。不符合题意； C、电解水正极产生氧气、负极产生氢气，产生氧气和氢气的体积比为1:2，所以与负极相连一端产生的气体多。不符合题意； D、与正极相连一端的气体是氧气，氧气不具有可燃性，不能燃烧。不符合题意； 故选A。 5．（2025·安徽合肥·模拟预测）如图是兴趣小组设计的电解水实验创新装置，下列有关说法正确的是（ ） A．实验中可观察到玻璃管内气体的质量之比为 B．与电源正极端相连的玻璃管内液面下降速率更快 C．在水中加入硫酸钠溶液，可增强水的导电性 D．反应停止后，两玻璃管中气压不同不会影响读数 【答案】C 【解析】A、电解水实验中，正极产生氧气，负极产生氢气，玻璃管内气体的体积之比约为1∶2，而质量之比为8∶1 ，A 错误； B、与电源正极端相连的玻璃管内产生氧气，与电源负极端相连的玻璃管内产生氢气，氢气和氧气的体积比约为2∶1，所以与电源负极端相连的玻璃管内液面下降速率更快，B 错误； C、纯水几乎不导电，在水中加入硫酸钠溶液，硫酸钠在水中解离出钠离子和硫酸根离子，可增强水的导电性，C 正确； D、反应停止后，若两玻璃管中气压不同，会导致液面高度不同，从而影响读数，D 错误。 故选C。 6．（2025·陕西咸阳·模拟预测）氧气和水是人类和动植物不可缺少的生命物质，围绕这两种物质，同学们进行了跨学科实践活动设计，下列方案不合理的是（ ） A．自制简易鱼缸供氧器 B．自制简易净水器 C．自制电解水装置 D．自制海水淡化装置 【答案】B 【解析】A、自制简易鱼缸供氧器，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，氧气不易溶于水且不与水反应，故该方案设计合理，不符合题意； B、自制简易净水器，应按从上至下的顺序用小卵石除去颗粒较大的不溶性杂质，用石英砂除去颗粒较小的不溶性杂质，用活性炭吸附水中的异味及色素，用蓬松棉滤去活性炭，用纱布支撑、将各部分隔离开，故该方案设计不合理，符合题意； C、自制电解水装置，与电源正极相连的一端产生氧气，与电源负极相连的一端产生氢气，产生氢气与氧气的体积比约为2:1，故该方案设计合理，不符合题意； D、自制海水淡化装置，海水在太阳光的作用下蒸发变成水蒸气，再冷凝得到淡水，故该方案设计合理，不符合题意。 故选：B。 7．（2025·福建泉州·一模）如图是电解水实验的改进装置，下列有关说法不正确的是（ ） A．开始实验前，两注射器内要装满水 B．可用带火星的木条检验正极产生的气体 C．正极、负极产生的气体体积比为2：1 D．该实验能证明水由氢元素和氧元素组成 【答案】C 【解析】A、开始实验前，两注射器内要装满水，用排水法来收集生成的氢气和氧气，故选项说法正确； B、电解水时正极产生氧气，氧气能使带火星的木条复燃，所以可用带火星的木条检验正极产生的气体，故选项说法正确； C、电解水时正极产生氧气，负极产生氢气，生成氧气和氢气的体积比为1:2，则正极、负极产生的气体体积比为1:2，则故选项说法不正确； D、电解水生成氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，则该实验能证明水由氢元素和氧元素组成，故选项说法正确。 故选：C。 8．（24-25九年级上·江西新余·期末）水是生命之源，人的生命活动离不开水。 （1）1800年，尼克尔森利用“伏打电池”给水通电，分析得出水是由 组成的化合物。 （2）兴趣小组同学用如图所示装置进行电解水实验。实验时，水中加通入少量硫酸钠溶液或氢氧化钠溶液，其作用是 ，同学们观察到a管和b管收集的气体体积比约为 ，与b管相连的是电源的 极。 （3）从微观角度说明水沸腾与水电解的过程根本区别是 。 【答案】（1）氢元素和氧元素 （2）增强水的导电性 2∶1 正 （3）分子种类是否改变 【解析】（1）水是由氢元素和氧元素组成的化合物。 （2）水的导电性较差，实验时，水中加通入少量硫酸钠溶液或氢氧化钠溶液，其作用是增强水的导电性； 电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，氧气与氢气的体积比约为1∶2。根据图像，a中产生气体较多，可知是氢气，则a管和b管收集的气体体积比约为2∶1； b管内产生的气体是氧气，与b管相连的是电源的正极。 （3）水由水分子构成，水沸腾是水由液态变为气态，分子间隔增大，分子种类不改变；水电解生成氢气和氧气，水分子变为氢分子和氧分子，从微观角度说明，水沸腾与水电解的过程根本区别是分子种类是否改变。 9．（24-25九年级上·吉林长春·期中）实验课上，同学们做了电解水的实验。 （1）实验过程中： ①在电解器玻璃管中加满水。通电，观察到玻璃管中有气泡冒出，一段时间后，a、b管内气体体积比约为 。 ②切断电源，用燃着的木条分别检验两个玻璃管中的气体，观察到 (填“a”或“b”) 中气体使木条燃烧更旺。 （2）电解水时，通常要加入少量氢氧化钠或硫酸钠，目的是 ； 一小组做电解水实验时，在水中加了氯化钠，该小组发现与正极相连的石墨电极上出现黄绿色气体。这激发了他们探究的欲望。请你一起参与该小组的探究活动吧！ 【提出问题】 加入氯化钠的水通电时，石墨电极上分别生成了什么气体? 【查阅资料】 ①氯气(Cl₂)：黄绿色、有刺激性气味的有毒气体，常温下 1 体积水能溶解2体积Cl2。 ②石墨电极不参与反应 【提出假设】 （3）假设1：电极上分别生成了氧气和氯气； 假设2：电极上分别生成了氢气和氧气； 假设3: 。 【设计实验】 （4）该小组仍然用如上装置来电解加了氯化钠的水。并收集两个电极上产生的气体。        实验步骤 实验现象 解释或结论 ①按照如图所示，连接好实验装置，通电一段时间后，用a、b两支试管分别收集两根石墨电极上产生的气体，观察气体的颜色。 a试管收集到黄绿色气体 b试管收集到无色气体。 通过对气体颜色的分析，说明假设 肯定是错误的。 ②用拇指堵住b试管， 移近点燃的      酒精灯， 松开拇指。 听到轻微爆鸣声 证明b试管中收集的气体为氢气。 【实验反思】 （5）该小组发现通电除了生成两种气体外，还生成了氢氧化钠(NaOH)，请试着写出在水中加入氯化钠时通电发生反应的符号表达式： ； 【反思与评价】 （6）用电解水探究水的组成实验，你认为在电解水时 (选填“可以”或“不可以”) 加入少量的氯化钠，原因是 。 【答案】（1）1:2 a （2）增加水的导电性 （3）电极上分别生成了氢气和氯气 （4）2 （5） （6）不可以 氯化钠参与反应，影响实验 【解析】（1）①在电解水的过程中，水分子在通电的情况下被分解成氢气和氧气。正极发生氧化反应，生成氧气，负极发生还原反应，生成氢气。正极和负极得到的气体的体积比为1:2，一段时间后，a、b管内气体体积比约为1:2。 ②氧气会让木条燃烧的更旺，a管内气体为氧气，故填a。 （2）纯水的导电性较弱，为了增强水的导电性，因此电解水时，通常要加入少量氢氧化钠溶液或稀硫酸。故填：增加水的导电性。 （3）根据反应前后元素种类不变，反应物中含有钠元素、氯元素、氢元素和氧元素，则生成的气体可能为氯气、氢气或氧气，结合其它猜想，假设3可能为：电极上分别生成了氢气和氯气。 （4）a试管收集到黄绿色气体，说明生成的气体中有氯气，则假设2不正确。故填：2。 （5）结合前面分析，可知氯化钠和水在通电时反应生成氢氧化钠、氢气和氯气，反应的符号表达式为：。 （6）由实验现象可知，电解水的实验中，若水中加入氯化钠，其中的氯化钠也参加反应生成氯气而影响实验，所以电解水时不可以加入少量的氯化钠溶液，氯化钠参与反应影响实验。故填：不可以；氯化钠参与反应，影响实验。 10．（24-25九年级上·重庆长寿·期中）某兴趣小组以“生命之源水”为主题开展项目式学习。 【任务一】认识水的蒸发 （1）如图反映烧杯内的水在不同温度下放置时发生变化的微观示意图，则时烧杯内对应的微观示意图为____________（填序号）。 A． B． C． 【任务二】探究水的电解 如图是兴趣小组利用注射器改装的电解水实验装置。两支注射器排尽空气后，均吸取20mL氢氧化钠溶液，接通电源。 （2）实验中观察到两支注射器内均有气泡产生，且左侧液面下降得比右侧液面快，经检验气体成分后，可推知水是由 组成的。 【任务三】探究影响电解水速率的因素 以收集20mL氢气为标准，记录时间和收集氧气的体积，实验数据如下表： 实验序号 ① ② ③ ④ ⑤ 温度/℃ 15 15 15 30 45 外加电压/V 6 9 12 6 6 氧气/mL 9.9 10.0 9.0 9.6 9.7 时间/s 54.6 23.4 15.0 46.2 35.4 （3）实验①②③可探究 对电解水速率的影响，欲探究温度对电解水速率的影响，应选择的实验组是 （填实验序号）。 （4）根据表中数据得出的结论是 （写1点）。 （5）除上述因素外，影响电解水速率的因素还有 （写1点）。 【答案】（1）A （2）氢元素和氧元素 （3）外加电压 ①④⑤ （4）其他条件相同时，外加电压越大，电解速率越快（或反应温度越高，电解速率越快） （5）氢氧化钠溶液的浓度（合理即可） 【解析】（1）温度越高，蒸发越快，与20℃时对应的微观示意图相比，50℃时对应的微观示意图为A。 （2）实验中观察到两支注射器内均有气泡产生，且左侧液面下降得比右侧液面快，左侧产生的气体为氢气、右侧产生的气体为氧气，该实验说明水由氢元素和氧元素组成。 （3）实验①②③的温度相同，外加电压不同，可探究外加电压对电解水速率的影响； 实验①④⑤的外加电压均为6V，且温度互不相同，可用于探究温度对电解水速率的影响。 （4）由表可知，其他条件相同时，外加电压越大，电解速率越快；反应温度越高，电解速率越快。 （5）除温度和外加电压外，所用氢氧化钠溶液的浓度也可影响电解水速率（答案合理即可）。 过关检测 1．（2025·河南周口·二模）如图是电解水的装置示意图。下列说法正确的是（ ） A．a端是电源的正极 B．d试管收集的气体有可燃性 C．电解水时，在水中加入少量氢氧化钠可以增强水的导电性 D．试管c中收集的气体与试管d中收集的气体的质量比约为1：2 【答案】C 【解析】A、电解水正极产生氧气，负极产生氢气，a端产生的气体是用向下排空气法收集的，是氢气，所以a端是电源的负极，故错误； B、结合分析A可知，d试管收集的气体是氧气，氧气具有助燃性，不具有可燃性，故错误； C、水是电的弱导体，电解水时，在水中加入少量的氢氧化钠可以增强导电性，故正确； D、c中收集的是氢气，d中收集的是氧气，氢气和氧气的体积比为1:2，不是质量比，故错误。 故选D。 2．（24-25九年级上·辽宁朝阳·期中）如图是教材中的两个实验，下列有关说法错误的是（ ） A．实验①中可观察到烧杯内壁出现水雾 B．两个实验中发生的反应都是分解反应 C．实验②中a、b 两管上方产生气体的体积比约为2：1 D．两个实验均可证明水的组成 【答案】B 【解析】A、实验①中氢气燃烧生成水，可观察到烧杯内壁出现水雾，故选项正确； B、氢气燃烧生成水，该反应符合“多变一”的特点，是化合反应，电解水生成氢气和氧气，该反应符合“一变多”的特点，是分解反应，故选项不正确； C、实验②中a管与负极相连，产生氢气、b管与正极相连，产生氧气，则a、b两管上方产生气体的体积比约为2：1，故选项正确； D、氢气和氧气点燃生成水，水通电分解生成氢气和氧气，氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，则两个实验均可证明水是由氢元素和氧元素组成的，故选项正确； 故选：B。 3．（24-25九年级上·福建福州·期中）实验室用电解水实验装置来探究水的元素组成，装置如图所示，下列说法不正确的是（ ） A．该探究说明水中含有氢分子和氧分子 B．向水中加入少量硫酸钠或氢氧化钠可增强水的导电性 C．b管中的气体是氧气 D．水电解的化学方程式为 【答案】A 【解析】A、电解水实验说明水是由氢元素和氧元素组成的。水是由水分子构成，水分子由氢原子和氧原子构成，水中不存在氢分子和氧分子，A 说法错误； B、纯水导电性较弱，向水中加入少量硫酸钠或氢氧化钠，它们在水中解离出离子，可增强水的导电性 ，B 说法正确； C、电解水时，与电源正极相连的试管（b 管）产生氧气 ，与电源负极相连的试管（a 管）产生氢气，即 “正氧负氢” ，C 说法正确； D、水电解生成氢气和氧气，化学方程式为，D 说法正确。 故选A。 4．（2025·山东淄博·一模）关于如图所示两个实验，下列说法不正确的是（ ） A．在图1中，氢气与氧气的体积比约为2：1 B．在图1中，点燃a气体前需要检验其纯度 C．在图1中，与玻璃管b相连的是电源的负极 D．在图2中，氢气在空气中燃烧产生淡蓝色火焰 【答案】C 【解析】A、电解水实验中，与电源正极相连的一端产生氧气，与电源负极相连的一端产生氢气，产生氢气与氧气的体积比约为2:1，则在图1中，a、b管中产生的气体分别为氢气、氧气，其体积比约为2:1，说法正确，不符合题意； B、由A选项分析可知，在图1中，a管中产生的气体为氢气，氢气具有可燃性，与空气混合遇明火易发生爆炸，因此在点燃氢气前需要检验其纯度，说法正确，不符合题意； C、由A选项分析可知，在图1中，a、b管中产生的气体分别为氢气、氧气，根据“正氧负氢”可知，与玻璃管b相连的是电源的正极，说法错误，符合题意； D、在图2中，氢气在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，说法正确，不符合题意。 故选：C。 5．通过研究氢气的燃烧来认识水的组成，下列说法正确的是（ ） A．氢气在纯氧中安静地燃烧，产生黄色火焰 B．点燃纯净的氢气，在火焰上方罩一个干冷烧杯，可以看到白烟 C．点燃氢气，罩在火焰上的干冷烧杯中有水生成 D．由实验可知水是由氢气和氧气组成的 【答案】C 【解析】A、氢气在纯氧中安静地燃烧，产生淡蓝色火焰，而不是黄色火焰， 错误； B、点燃纯净的氢气，在火焰上方罩一个干冷烧杯，氢气燃烧生成水，会看到烧杯内壁有水雾出现，而不是白烟（白烟是固体小颗粒分散在空气中形成的），错误； C、点燃氢气，氢气燃烧生成水，罩在火焰上的干冷烧杯内壁会有水珠凝结，即能证明有水生成，正确； D、氢气燃烧生成水，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，可知水是由氢元素和氧元素组成的，而不是由氢气和氧气组成， 错误。 故选C。 6．（2025·广东深圳·三模）水是生命中不可或缺的物质。同学们从自制净水器、水质检测、电解水和保护水资源等方面展开项目式学习。下列描述错误的是（ ） A．净水器自进水口（箭头所示）起，滤芯填充顺序：小鹅卵石→细沙→活性炭 B．通过水质检测笔测出的TDS值为450，则该水质纯度较高 C．电解水装置中a处的气体为 D．制作保护水资源海报——积极地投入保护水资源的行动中 【答案】B 【解析】A、净水器中滤芯填充顺序为小鹅卵石→细沙→活性炭，小鹅卵石先除去较大颗粒不溶物，细沙进一步除去较小颗粒不溶物，活性炭吸附色素和异味等，该描述正确； B、从水质纯度图看，TDS值越高，水质纯度越低，TDS值为450时，会结水垢，水质纯度较低，不是较高，该描述错误； C、电解水时，负极产生氢气，a处连接电源负极，所以a处的气体为H2，该描述正确； D、制作保护水资源海报是积极投入保护水资源行动的体现，该描述正确。 故选B。 7．（2025·湖南邵阳·三模）2025年3月22日，第三十三届“世界水日”与第三十八届“中国水周”活动同步启动。今年“世界水日”主题为“冰川保护”。下列有关于水的说法正确的是（ ） A．电解水时正极与负极产生气体的体积比约为 B．生活中降低水的硬度最常用的方法是煮沸 C．海水中已被发现的化学元素有100多种 D．通过过滤操作可除去水中异味和色素 【答案】B 【解析】A、电解水时正极与负极产生气体的体积比约为1:2，选项错误； B、煮沸能将水中的钙镁离子转化成沉淀，降低水的硬度，选项正确； C、海水中已被发现的化学元素有氧、氢、钠、钙、镁、氯、硫等80多种，选项错误； D、通过过滤操作可除去水中不溶性杂质，活性炭具有吸附性，能吸附水中的色素和异味，选项错误； 故选B。 8．（2025·河北唐山·二模）化学是一门以实验为基础的学科。下列有关制取氢气的实验操作中，不正确的是（ ） A．检查装置气密性 B．倾倒稀硫酸 C．检验氢气纯度 D．收集氢气 【答案】A 【解析】A、由于长颈漏斗下端没有形成液封，受热的空气会从长颈漏斗逸出，无法在导管口看到气泡，无法检查气密性。故不正确； B、倾倒液体时，取下瓶塞倒放在桌面上，标签向着手心，略斜的持试管，瓶口紧挨试管口。故正确。 C、检验氢气纯度的正确方法是，用拇指堵住装满氢气的试管口，移近酒精灯的火焰，移开拇指点火，发出尖锐爆鸣声，表明氢气不纯；声音很小表明氢气较纯。故正确。 D、氢气密度比空气小，可用向下排气法收集，故正确。 故选A。 9．（2025·吉林松原·三模）如图为电解水的实验装置，小智同学利用该装置验证水的组成。 （1）根据收集气体的装置判断，a电极为电源的 (填“正”或“负”)极。 （2）检验d试管气体已收集满的方法是 。 （3）该实验的结论是水由 组成。 （4）向形管内水中加入少量NaOH的目的是 。 【答案】（1）负 （2）将带火星的木条放在试管口，若木条复燃，则已收集满 （3）氢元素和氧元素 （4）增强溶液的导电性 【解析】（1）电解水实验中“正氧负氢”，a电极对应c试管，c试管管口向下，是向下排空气法，适用于收集密度比空气小的气体。水通电分解生成氢气和氧气，正极产生氧气，负极产生氢气，氢气密度比空气小，所以a 电极为电源的负极，故填：负； （2）d试管收集的是氧气，氧气具有助燃性，可使带火星木条复燃。检验氧气已收集满的方法是将带火星的木条放在试管口，若木条复燃，则已收集满，故填：将带火星的木条放在试管口，若木条复燃，则已收集满； （3）水在通电的条件下分解为氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，说明水是由氢元素和氧元素组成的，故填：氢元素和氧元素； （4）水的导电性很弱，向形管内水中加入少量NaOH，能增加水中自由移动的离子，可以增强溶液的导电性，故填：增强溶液的导电性。 10．（2025·云南玉溪·二模）如图所示，图1是电解水的装置，图2是甲、乙试管中收集到的气体体积与时间的关系图。甲试管中生成气体N。回答下列问题： （1）a应接电源 (填“正”或“负”)极。气体N的化学式是 ，甲、乙两试管内产生气体的体积比约为 。 （2）实验前向水中加入少量硫酸的目的是 。 （3）内甲、乙试管内气体的体积比和时的体积比不同，原因是 （4）检验两试管内产生的气体，可证明水是由 元素组成的。 【答案】（1）正 O2 1∶2 （2）增强水的导电性 （3）氧气比氢气在水中的溶解性稍大，且氧气可能与电极发生反应被消耗 （4）氢、氧 【解析】（1）电解水时，与电源负极相连的试管生成的气体是氢气，与电源正极相连的试管生成的气体是氧气，且氢气和氧气的体积比约为2∶1。由图 2 可知甲试管中气体N的体积小于乙试管中气体M的体积，所以甲试管产生的是氧气，a应接电源正极； 甲试管产生的是氧气，化学式为O2； 甲试管内产生氧气，则乙试管内产生氢气，甲、乙两试管内产生气体的体积比约为1∶2。 （2）水的导电性较弱，纯水中自由移动的离子很少。硫酸在水中能解离出氢离子和硫酸根离子，增加水中自由移动离子的浓度，从而增强水的导电性，使电解水的反应能够更顺利地进行。 （3）在0~3s内，反应刚开始，氧气在水中溶解量相对较多，且可能在电极处发生一些副反应被消耗一部分，导致此时甲、乙试管内气体体积比与理论值2∶1有偏差；随着反应进行，水中溶解氧逐渐饱和，后续生成的氧气不再大量溶解和被消耗，8s时气体体积比更接近理论值2∶1。 故填：氧气比氢气在水中的溶解性稍大，且氧气可能与电极发生反应被消耗。 （4）电解水生成氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成。根据化学反应前后元素种类不变，可以证明水是由氢、氧元素组成的。 11．（24-25九年级上·福建泉州·期中）为探究水电解实验的最佳条件，某化学小组利用图1装置开展如图探究。 【查阅资料】 ①氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠、硫酸钠等电解质增强导电性，加快反应速率。 ②去离子水是指除去呈离子形式杂质后的纯水，生产成本较高。 （1）检查装置气密性：先用燕尾夹夹紧医用软管，再将注射器竖直向下浸入水中(如图2)，若观察到 (填标号)现象，说明气密性良好。 【实验1】探究不同电解质对水电解速率的影响 往图1水杯中分别加入等量的浓度为12%的碳酸钠、硫酸钠、氢氧化钾和氢氧化钠溶液进行实验，计算氢气产生速率，结果如图3。 （2）电解水反应的符号表达式为 ，从能量变化角度看，该过程是将 能转化为化学能。 （3）由图3判断：影响水电解速率最大的电解质是 。 （4）从实验效果分析， (填“有”或“没有”)必要使用去离子水进行本实验。 【实验2】再探影响电解水速率的因素，实验记录结果如表： 实验编号 电压(V) 温度(℃) 氢氧化钠溶液浓度 H2体积(mL) 时间(s) a 6 15 2% 20 54.0 b 6 15 5% 20 36.2 c 6 30 2% 20 46.2 d 6 30 5% 20 t （5）本实验探究影响电解水速率的因素是 。 （6）本实验通过比较 判断电解水速率快慢。 （7）根据对实验a、b、c数据的分析，实验d的时间t最有可能是______。(填标号) A．35.4 B．37.8 C．50.2 D．55.6 （8）比较实验a、c可得出结论： 。 【答案】（1）b （2） 电 （3）氢氧化钠/NaOH （4）没有 （5）温度、氢氧化钠溶液浓度 （6）收集相等体积氢气需要的时间 （7）A （8）温度越高，反应速率越快 【解析】（1）检查该装置气密性时，先用燕尾夹夹紧医用软管，再将注射器竖直向下浸入水中，由于软管中的气体压缩，压强大于大气压，则液面会低于外界液面，即为b，则说明气密性良好； （2）水电解生成氢气和氧气，反应的符号表达式为：，该过程是将电能转化为化学能； （3）由图可知，选用氢氧化钠时，产生氢气的速率最大；且影响水电解速率最大的电解质是氢氧化钠； （4）由图可知，对比加入碳酸钠时的去离子水和自来水的效果，效果相差不大，没有必要使用去离子水进行本实验； （5）根据表中数据可知，本实验研究影响电解水速率的因素是温度、氢 氧化钠溶液浓度； （6）通过实验数据可知，本实验通过比较收集相等体积 氢气需要的时间确定电解水速率快慢； （7）对比b、d可知，实验d的时间t小于36.2，实验d的 时间t最有可能是35.4，故选：A； （8）比较实验a、c可得出结论：其他条件相同时温度越高，反应速率越快。 12．（24-25九年级上·重庆·期中）探究“不同电极材料对电解水产生的正负极气体体积比的影响”。 实验方法：分别取不同的电极材料，在电解器玻璃管中加满水(水中加入少量硫酸钠溶液)，接通直流电源，在保证其他条件都相同而只有电极材料不同时按图1装置进行实验，观察并记录玻璃管内的现象。 （1）实验原理：图2是水通电分解的微观示意图，其化学方程式为 。 实验记录： 实验序号 电极材料 玻璃管内气体体积() 体积比 正极 负极 1 铂 5.0 10.2 0.98：2 2 铜 4.8 10.7 0.90：2 3 碳棒 3.2 10.4 0.62：2 （2）实验结论：由上述三组实验可知，电解水实验的电极材料选用 最合适。 【问题与思考】 （3）电解水时，水中加入少量硫酸钠溶液的目的是 。 （4）实验3中，正极气体体积偏小的原因可能是部分氧气和碳棒反应生成二氧化碳，将正极气体通入澄清石灰水中，现象为 。 （5）结合资料卡片，分析实验3中体积比偏小的原因还可能是 。 【答案】（1） （2）铂 （3）增强水的导电性 （4）澄清石灰水变浑浊 （5）相同条件下氧气比氢气更容易溶于水 【解析】（1）由水通电分解的微观示意图可知，电解水生成了氢气和氧气，反应的化学方程式为。故填：； （2）由上述三组实验可知，电解水实验的电极材料选用铂最合适，是因为利用铂作电极时，实验结果更接近真实值。故填：铂； （3）纯水的导电性很弱，为了增强水的导电性，通常在水中加入少量硫酸钠溶液。故填：增强水的导电性； （4）实验3中，正极气体体积偏小的原因可能是部分氧气和碳棒反应生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，故将正极气体通入澄清石灰水中，现象为澄清石灰水变浑浊。故填：澄清石灰水变浑浊，； （5）结合资料卡片，实验3中体积比偏小的原因还可能是相同条件下氧气比氢气更容易溶于水。故填：相同条件下氧气比氢气更容易溶于水。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$