2.4 跨学科实践活动：学习探究水的组成的 科学史并制作分子模型（同步讲义）化学科粤版2024九年级上册

第二单元 空气、物质的构成与组成 成第十讲 学习探究水的组成的科学史并制作分子模型 教学目标 1. 探索物质组成与构成的历程；学习科学家探索物质组成与构成的历程；设计实验方案，探究水的组成及变化。 2. 制作分子模型；选取适合的材料制作分子模型，通过拆分和组合模型演示电解水的微观过程。 3. 编写、展示“水分子漫游记”情景剧。 重点和难点 重点：1. 电解水的实验及根据实验现象确定水的组成。 2. 水分子模型制作。 难点：1. 通过电解水的实验活动分析水的组成。 2. 研究物质组成的一般思路。 ◆知识点一 学习探索物质组成与构成的历程 1. 物质是由 、 等微观粒子构成的。 2. 1781 年，英国科学家普里斯特利、卡文迪什分别将“可燃空气（ ）”与空气或“脱 燃素空气（ ）”混合后点燃爆炸，发现有 生成。拉瓦锡听说这一发现后， 认为水不可能是由 元素组成的。 3. 氢气的性质 （1）物理性质：无色、无臭的气体，密度比空气 ， 溶于水。 （2）化学性质：具有可燃性。在空气中燃烧，产生 火焰，生成 ；混有一定质量空气或氧气的氢气遇明火会发生 。 即学即练 1．（2024-2025•山东滨州无棣县期中）氢气在氧气中燃烧后生成水，下列说法错误的是（　　） A．该反应中，原子种类没有发生改变 B．氢气、氧气和水都是由原子构成的 C．该反应中，分子种类发生了改变 D．该反应能说明水是由氢元素和氧元素组成的 2．下列关于氢气在空气中燃烧的说法，错误的是（　　） A．发出淡蓝色火焰 B．放出大量的热 C．产生浓烈的刺激性气味 D．燃烧前一定要检验其纯度 ◆知识点二 水的组成及变化的探究实验 1. 水的电解实验 （1）实验现象：通电后两极上开始产生气泡。通电一段时间后，两个玻璃管内收集了一些气体，与正极相连的玻璃管内的气体体积 ，与负极相连玻璃管内的气体体积 ，体积比约为 。 （2）气体的检验 ①正极：用带火星的木条接近液面下降较少的玻璃管尖嘴处，打开活塞，发现木条 ，证明是 。 ②负极：用点燃的火柴接近液面下降较多的玻璃管尖嘴处，打开活塞，发现该气体能够燃烧，火焰呈 ，证明是 。 （3）实验结论：水在直流电的作用下分解生成 和 ；水是由 元素和 元素组成的；化学反应中分子可分，原子能重组。 （4）实验结论：文字表达式：。 2. 水的组成 （1）水是由 、 两种元素组成的。（宏观） （2）水是由 构成的，根据精确的实验测定，每个水分子是由 氢原子和 氧原子构成的，因此水的化学式为H2O。（微观） 即学即练 1．（2025•重庆）“水的组成及变化的探究”为学生必做实验。下列对该实验的说法不正确的是（　　） A．正极产生的气体能燃烧 B．氢气点燃前必须验纯 C．该实验证明水由氢元素和氧元素组成 D．正极与负极产生气体的体积比为1：2 2．（2024-2025•山东淄博期末）如图是电解水的实验装置，下列相关说法正确的是（　　） A．该实验中生成的M、N气体的质量比为2：1 B．该实验中，N气体能被点燃产生淡蓝色火焰 C．该实验说明水是由氢分子和氧分子组成的 D．实验证明水是由氢、氧两种元素组成的 ◆知识点三微观反应模型 从微观角度解释水的电解 当水分子分解时，生成了 原子和 原子，2个氢原子结合成1个氢 ，很多氢分子聚集成 ；2个氧原子结合成1个氧 ，很多氧分子聚集成 。 即学即练 1．（2025•陕西榆林期末）如图为电解水的实验装置图和微观示意图，下列叙述正确的是（　　） A．图1玻璃管a中产生的气体可以使带火星的木条复燃 B．图1玻璃管a、b中产生气体的体积比为2：1 C．图2中水分解的微观顺序是甲→丙→乙 D．该实验能证明水是由氢原子和氧原子组成的 2．（2025•湖南凤凰县期末）据金融界2024年12月10日消息，国家知识产权局信息显示，长春绿动氢能科技有限公司取得一项名为“用于水电解制氢的纯水系统”的专利。如图为电解水实验示意图及其反应过程的微观模型图，说法错误的是（　　） A．可用带火星的木条检验试管2产生的氧气 B．该反应属于分解反应 C．电解水的实验说明水由氢气和氧气组成 D．通过微观模型图可以看出：反应前后原子的种类、数目都没有发生改变 一、水的电解探究水的组成实验 1. 实验过程及现象：连接好装置，为增强水的导电性，可在水中加入少量稀硫酸或氢氧化钠溶液（一般不加氢氧化钠溶液，容易起泡沫）。闭合电路后，会看到试管内的电极上出现气泡，过一段时间，与电源正（氧气），负极（氢气）相连的试管产生的气体体积比约为1：2。通过计算可得氧气与氢气的质量比为8：1；氢，氧两种分子和原子个数比都是2：1。可简单概括为：“正氧负氢1：2，质量比为8：1”。 2. 该实验结论或推论有： （1）水由氢、氧两种元素组成； （2）水（分子）中，氢、氧两种元素的原子个数比为2：1，两气体的分子个数比为2：1、体积比为2：1； （3）水通电生成氢气、氧气，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气．该反应的化学方程式为2H2O通电¯2H2↑+O2↑； （4）化学反应前后，原子种类、个数不变，元素种类不变； （5）在化学变化中，分子可分，而原子不可分。 实践应用 1．（2025•云南）利用分解和合成探究水的组成的过程，对形成研究物质组成的思路与方法具有重要意义。下列说法不正确的是（　　） A．图1中，管a、管b产生气体的体积比约为2：1 B．图2中，观察到干燥烧杯内出现水雾，可知水中一定含有氢元素 C．两个化学变化过程中，分子、原子种类均发生改变 D．本探究得出的结论是水由氢、氧元素组成 2．（2024•济南）如图是探究水的组成及变化的实验装置示意图。下列说法中，正确的是（　　） A．a管中的气体可燃烧，燃烧时发出淡蓝色火焰 B．该实验生成氢气与氧气的质量比为2：1 C．该实验说明水是由氢分子和氧分子组成的 D．该变化是将电能转化为化学能的过程 二、电解水的微观解释 1.微粒观点的应用就是从物质的微粒性角度来分析解决实际问题，运用分子、原子或离子等微观粒子的知识来分析解释实际问题。 2.水是由氢、氧两种元素组成的，在化学变化中水分子分解成氢原子和氧原子，每2个氧原子构成1个氧分子，每2个氢原子构成1个氢分子，反应前后水分子发生了改变，氢原子和氧原子没有发生改变。 实践应用 3．从电解水反应的微观示意图中获得的信息正确的是（　　） A．化学反应是分子的重新组合 B．化学反应前后原子的数目增多 C．化学反应前后元素种类不变 D．该反应说明水由氢气和氧气组成 4．下列从电解水的微观示意图中获得的信息正确的是（　　） A．氢分子和氧分子是该变化中的最小粒子 B．水是由氢气和氧气组成的 C．“”所表示的粒子，可保持氧气的化学性质 D．一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成 考点一 氢气的燃烧 【例1】（2025·广东广州·期中）如图所示，在空气中点燃纯净的氢气。 （1）观察到的现象是 　 　、　 　。 （2）氢气燃烧生成水的微观过程中，不发生变化的微粒有 　 　；该反应基本类型是 　 　。 （3）用手轻轻触摸烧杯，感觉到 　 　。 （4）通过实验，你获得的结论是（答出两点）：　 　，　 　。 【变式1-1】下列关于氢气在空气中燃烧的说法，错误的是（　　） A．发出淡蓝色火焰 B．放出大量的热 C．产生浓烈的刺激性气味 D．燃烧前一定要检验其纯度 【变式1-2】（2025•广西南宁横县期中）关于氢气在空气中燃烧实验的下列说法正确的是（　　） A．从现象上判断：水由碳、氢、氧元素组成的 B．从变化上分类：该变化属于物理变化 C．从宏观上分析：水是氢气和氧气组成的 D．从微观上分析：分子在化学变化中可分 考点二 水的电解实验 【例2】（2024•河南）电解水的简易实验装置如图所示。下列说法不正确的是（　　） A．甲管中的电极连接的是电源正极 B．乙管中的气体能使带火星的木条复燃 C．该实验生成的氢气与氧气的质量比为1：8 D．该实验可证明水是由氢、氧两种元素组成的 【变式2-1】（2025•安徽合肥庐阳区期中）某兴趣小组利用如图所示装置进行电解水实验，测得负极与正极产生气体的体积比大于2：1，兴趣小组同学对此异常现象进行分析，下列说法不正确的是（　　） A．H2难溶于水而O2不易溶于水，可能与不同气体溶解度有关 B．石墨电极对气体有吸附性，可能是吸附的O2比H2多 C．石墨电极与O2反应且生成CO2被氢氧化钠溶液吸收 D．若改用铂丝电极重新进行实验，将会产生更大的误差 【变式2-2】（2025春•广东中山市月末）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．实验②中a、b两管上方产生气体的体积比约为2：1 C．两个实验中发生的反应都是分解反应 D．两个实验均可证明水的组成 考点三 电解水的微观解释 【例3】（2025•山东青岛月考）如图为镁原子的结构示意图，下列有关镁原子的说法正确的是（　　） A．镁原子的核内质子数为12 B．镁原子的核外电子数为2 C．镁原子在化学反应中易得到2个电子，形成镁离子Mg2+ D．镁原子最外电子层达到了稳定结构 【变式3-1】如图为水电解的实验装置图和微观示意图，下列叙述正确的是（　　） A．图1中a处的气体可以使带火星的木条复燃 B．图1中水电解的反应类型是复分解反应 C．图1中a与b的分子个数比为2：1，质量比为1：8 D．图2中水分解的微观顺序是acb 【变式3-2】结合所学的知识，回答下列问题： （1）水是人类最宝贵的自然资源．小明利用如图1所示的装置探究水的组成．通电一段时间后，试管a和试管b所收集到的气体体积之比为______，该实验的文字表达式为________． （2）如图2是水分子分解的示意图，请回答问题：该变化中发生变化的粒子是___________；没有发生变化的粒子是___________；产生的新粒子的是__________________________． 图1 图2 基础达标 1．下列关于氢气在空气中燃烧的说法，错误的是（　　） A．发出淡蓝色火焰 B．放出大量的热 C．产生浓烈的刺激性气味 D．燃烧前一定要检验其纯度 2．（2025•黑龙江绥化期末）下列说法中正确的是（　　） A．水是由氢气和氧气组成的 B．水是由两个氢元素和一个氧元素组成的 C．水是由氢原子和氧原子构成的 D．水是由水分子构成的 3．（2025•福建南安市期中）如图所示，关于电解水实验叙述错误的是（　　） A．试管A中的气体能燃烧 B．试管B中的气体是氧气 C．电池的C端是负极 D．该实验证明水是由氢气和氧气组成的 4．（2025•广东广州期中）下列关于电解水的说法中正确的是（　　） A．电解水产生氢气和氧气，说明水是由氢分子和氧分子构成的 B．电解水时，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气 C．电解水时，产生氢气与氧气的体积比为1：2 D．电解水反应的条件是“电解” 5．（2025•南安市校级月考）如图所示，关于电解水实验叙述错误的是（　　） A．试管A中的气体能燃烧 B．试管B中的气体是氧气 C．电池的C端是负极 D．该实验证明水是由氢气和氧气组成的 6．（2025•淄博期末）如图是电解水的实验装置，下列相关说法正确的是（　　） A．该实验中生成的M、N气体的质量比为2：1 B．该实验中，N气体能被点燃产生淡蓝色火焰 C．该实验说明水是由氢分子和氧分子组成的 D．实验证明水是由氢、氧两种元素组成的 7．下列是四位同学做了水的电解实验，并绘制出如图所示实验图像，说法正确的是（　　） A．甲说：点燃负极不纯的气体M会有烟鸣声 B．乙说：产生的M、N两种气体体积比1：2 C．丙说：纵坐标可以表示M、N两种气体的质量比 D．丁说：电解水时，加入氢氧化钠作催化剂 8．（2024秋•乳山市期末）下列有关水的合成与分解的实验的说法，不正确的是（　　） A．图1烧杯内壁有水雾出现 B．图2连接正负两极的玻璃管汇集的气体质量之比为1：2 C．两个实验均发生的是化学变化 D．两个实验均可证明水是由氢元素和氧元素组成 9．（2025•黑龙江哈尔滨南岗区期中）某实验小组用如图所示装置完成电解水的实验并收集产生的气体（U型管中加入了少量氢氧化钠），下列说法正确的是（　　） A．a端应连接电源的正极 B．d管收集到的气体能够燃烧 C．U型管中加入氢氧化钠的目的是增强导电性 D．该实验说明水分子中含有氢分子和氧分子 10．某兴趣小组利用如图所示的装置进行电解水实验。下列说法中正确的是（　　） A．负极产生的气体可以燃烧，燃烧时产生黄色火焰 B．该实验中，保持水的化学性质的最小粒子是氢、氧两种原子 C．通过实验可得出结论：水是由氢气和氧气组成的 D．若将纯镍丝电极换成石墨电极，可能会导致正、负极气体体积比小于1：2 11．如图实验用来探究水的组成。 （1）电解水时，负极与正极产生气体的体积比是 　 　； （2）如何在仪器b尖嘴口检验产生的气体 　 　； （3）实验得出的结论是水由 　 　组成。 12．在宏观、微观和符号之间建立联系是化学特有的思维方式。根据电解水的实验，回答下列问题。 （1）宏观现象：水通电的简易实验装置如图所示，A试管中产生的气体是 　 　，试管A、B中产生气体的体积比约为 　 　。 （2）结论：该实验证明水是由 　 　组成的。每个水分子是由 　 　构成的。 （3）微观分析：该反应中发生分解的微粒名称是 　 　。 综合应用 1．（2025•山东滨州无棣县期中）氢气在氧气中燃烧后生成水，下列说法错误的是（　　） A．该反应中，原子种类没有发生改变 B．氢气、氧气和水都是由原子构成的 C．该反应中，分子种类发生了改变 D．该反应能说明水是由氢元素和氧元素组成的 2．（2025•上海闵行区期末）关于电解水实验说法正确的是（　　） A．从变化上：该变化属于物理变化 B．从现象上：正极产生的气体能使带火星的木条复燃 C．从宏观上：水由氢气和氧气组成 D．从微观上：水分子由两个氢原子和一个氧原子构成 3．（225•山东淄博期末）如图是电解水的实验装置，下列相关说法正确的是（　　） A．该实验中生成的M、N气体的质量比为2：1 B．该实验中，N气体能被点燃产生淡蓝色火焰 C．该实验说明水是由氢分子和氧分子组成的 D．实验证明水是由氢、氧两种元素组成的 4．下列有关水的合成与分解的实验的说法，不正确的是（　　） A．图1烧杯内壁有水雾出现 B．图2连接正负两极的玻璃管汇集的气体体积之比为2：1 C．两个实验均可证明水是化合物 D．两个实验均可证明水是由氢元素和氧元素组成 5．用如图所示的装置进行水的电解实验时，有以下描述： ①甲、乙两试管内收集到的气体的体积比约为2：1； ②甲试管和电源的正极相连，乙试管和电源的负极相连； ③甲试管内产生的气体能燃烧，且燃烧时火焰呈淡蓝色； ④乙试管内产生的气体能使带火星的木条复燃； ⑤由实验可知，水是由氢原子和氧原子直接构成的。 以上五个描述中，正确的是（　　） A．只有①③④ B．只有②④⑤ C．只有①②③ D．只有①②③④ 6．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。若甲试管中生成气体N，下列说法错误的是（　　） A．b应接电源负极 B．实验时水中加入氢氧化钠的目的是增强水的导电性 C．该实验说明水由氢气和氧气组成 D．0～2s内甲、乙试管内气体的体积比和8s时体积比不同，可能的原因是氧气比氢气在水中溶解得多 7．电解水，反应一段时间后，用燃着的木条检验生成的气体，记录的现象如下表。相关说法错误的是（　　） 两电极 正极端的玻璃管 负极端的玻璃管 现象 有气泡 体积为5.15mL，木条燃得更旺 体积为10.38mL，气体燃烧 A．通电前应将玻璃管内空气排尽 B．两电极产生气泡的速率不相同 C．正极气体为氧气，负极气体为氢气 D．结合气体密度可计算水中氢、氧原子个数比 8．同学们在实验室探究不同电压下10%氢氧化钠溶液对电解水速率的影响，多次实验测得产生20mL氢气所需时间如图所示，有关分析正确的是（　　） A．a管与b管中气体质量比为2：1 B．a管中的气体可以用带火星的木条检验 C．相同条件下电压越大电解水的速率越快 D．实验后氢氧化钠溶液的溶质质量分数不变 9．（2025春•哈尔滨月考）利用以下两个实验方案探究出了水的组成。 （1）图2表示方案 　 　 （填“一”或“二”）的反应。 （2）图2的A中两种分子构成的共同点是 　 　 。 （3）由图2可知，由分子构成的物质在发生化学变化时，一种物质的分子会变成 　 　 。 拓展培优 1．我国首次实现“固态氢能”发电并网，“绿电”与“绿氢”转化的示意图如图所示。下列有关说法错误的是（　　） A．电解水过程可将电能转化为化学能 B．电解水微观实质是分子分成原子，原子重新组合成新分子 C．电解水制氢时正、负极产生气体的体积比为2：1 D．高压加注压缩氢能源时，氢分子间的间隔变小 2．从宏观、微观、符号相结合的视角学习化学知识，形成化学思维方式。 （1）电解水的化学反应方程式为 　 　。该反应属于 　 　反应（填基本反应类型）。 （2）如图1所示，正极产生的气体是 　 　（填化学式）。 （3）图2是水通电分解的微观示意图： ①由氢分子的模型图可知：一个氢分子由 　 　构成。 ②在水分解过程中，不发生变化的微粒是 　 　（填微观粒子名称）。 ③由图2可知该化学反应的实质是 　 　。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第二单元 空气、物质的构成与组成 成第十讲 学习探究水的组成的科学史并制作分子模型 教学目标 1. 探索物质组成与构成的历程；学习科学家探索物质组成与构成的历程；设计实验方案，探究水的组成及变化。 2. 制作分子模型；选取适合的材料制作分子模型，通过拆分和组合模型演示电解水的微观过程。 3. 编写、展示“水分子漫游记”情景剧。 重点和难点 重点：1. 电解水的实验及根据实验现象确定水的组成。 2. 水分子模型制作。 难点：1. 通过电解水的实验活动分析水的组成。 2. 研究物质组成的一般思路。 ◆知识点一 学习探索物质组成与构成的历程 1. 物质是由 原子 、 分子 等微观粒子构成的。 2. 1781 年，英国科学家普里斯特利、卡文迪什分别将“可燃空气（ 氢气 ）”与空气或“脱 燃素空气（ 氧气）”混合后点燃爆炸，发现有 水 生成。拉瓦锡听说这一发现后， 认为水不可能是由 一种 元素组成的。 3. 氢气的性质 （1）物理性质：无色、无臭的气体，密度比空气 小 ， 难 溶于水。 （2）化学性质：具有可燃性。在空气中燃烧，产生 淡蓝色 火焰，生成 水 ；混有一定质量空气或氧气的氢气遇明火会发生 爆炸 。 即学即练 1．（2024-2025•山东滨州无棣县期中）氢气在氧气中燃烧后生成水，下列说法错误的是（　　） A．该反应中，原子种类没有发生改变 B．氢气、氧气和水都是由原子构成的 C．该反应中，分子种类发生了改变 D．该反应能说明水是由氢元素和氧元素组成的 【答案】B 【详解】A、该反应中，反应实质是分子分成原子，原子重新组合成新分子，原子种类没有发生改变，故说法正确； B、氢气、氧气和水都是由分子构成的，故说法错误； C、该反应中，反应实质是分子分成原子，原子重新组合成新分子，该反应中，分子种类发生了改变，故说法正确； D、氢气在氧气中燃烧后生成水，氢气和氧气分别是由氢元素和氧元素组成的，说明水是由氢元素和氧元素组成的，故说法正确。 故选：B。 2．下列关于氢气在空气中燃烧的说法，错误的是（　　） A．发出淡蓝色火焰 B．放出大量的热 C．产生浓烈的刺激性气味 D．燃烧前一定要检验其纯度 【答案】C 【详解】A、氢气在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰，故选项说法正确。 B、氢气在空气中燃烧，放出大量的热，故选项说法正确。 C、氢气在空气中燃烧生成水，不会产生浓烈的刺激性气味，故选项说法错误。 D、可燃性气体与空气混合后点燃可能发生爆炸，氢气具有可燃性，为防止发生爆炸，燃烧前一定要检验其纯度，故选项说法正确。 故选：C。 ◆知识点二 水的组成及变化的探究实验 1. 水的电解实验 （1）实验现象：通电后两极上开始产生气泡。通电一段时间后，两个玻璃管内收集了一些气体，与正极相连的玻璃管内的气体体积 小 ，与负极相连玻璃管内的气体体积 大 ，体积比约为 1∶2 。 （2）气体的检验 ①正极：用带火星的木条接近液面下降较少的玻璃管尖嘴处，打开活塞，发现木条 复燃 ，证明是 氧气 。 ②负极：用点燃的火柴接近液面下降较多的玻璃管尖嘴处，打开活塞，发现该气体能够燃烧，火焰呈 淡蓝色，证明是 氢气 。 （3）实验结论：水在直流电的作用下分解生成 氢气 和 氧气 ；水是由 氢 元素和 氧 元素组成的；化学反应中分子可分，原子能重组。 （4）实验结论：文字表达式：。 2. 水的组成 （1）水是由 氢 、 氧 两种元素组成的。（宏观） （2）水是由 水分子 构成的，根据精确的实验测定，每个水分子是由 2个 氢原子和 1个 氧原子构成的，因此水的化学式为H2O。（微观） 即学即练 1．（2025•重庆）“水的组成及变化的探究”为学生必做实验。下列对该实验的说法不正确的是（　　） A．正极产生的气体能燃烧 B．氢气点燃前必须验纯 C．该实验证明水由氢元素和氧元素组成 D．正极与负极产生气体的体积比为1：2 【答案】A 【详解】A.电解水实验中，正极产生的气体是氧气，氧气具有助燃性，不具有可燃性，故A说法不正确； B.氢气具有可燃性，点燃前必须验纯，故B说法正确； C.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，该实验证明水由氢元素和氧元素组成，故C说法正确； D.电解水时，正极与负极产生气体的体积比为1：2，故D说法正确。 故选：A。 2．（2025•山东淄博期末）如图是电解水的实验装置，下列相关说法正确的是（　　） A．该实验中生成的M、N气体的质量比为2：1 B．该实验中，N气体能被点燃产生淡蓝色火焰 C．该实验说明水是由氢分子和氧分子组成的 D．实验证明水是由氢、氧两种元素组成的 【答案】D 【详解】A、该实验中生成的M（氢气）、N（氧气）气体的质量比为1：8，故选项不正确。 B、该实验中，N气体（氧气）不能被点燃，故选项不正确。 C、反应前后元素种类不变。电解水生成氢气和氧气，说明水由氢元素和氧元素组成，不能说明水是由氢分子和氧分子组成的，故选项不正确。 D、实验证明水是由氢、氧两种元素组成的，故选项正确。 故选：D。 ◆知识点三微观反应模型 从微观角度解释水的电解 当水分子分解时，生成了 氧 原子和 氢 原子，2个氢原子结合成1个氢 分子 ，很多氢分子聚集成 氢气 ；2个氧原子结合成1个氧 分子 ，很多氧分子聚集成 氧气 。 即学即练 1．（2025•陕西榆林期末）如图为电解水的实验装置图和微观示意图，下列叙述正确的是（　　） A．图1玻璃管a中产生的气体可以使带火星的木条复燃 B．图1玻璃管a、b中产生气体的体积比为2：1 C．图2中水分解的微观顺序是甲→丙→乙 D．该实验能证明水是由氢原子和氧原子组成的 【答案】B 【详解】A、电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，由图可知，a管与电源负极相连，收集的气体为氢气，氢气不能使带火星的木条复燃，故错误； B、电解水的方程式为：2H2O2H2↑+O2↑，则生成的氢分子和氧分子的个数比为2：1，a中收集的为氢气，b中收集的气体为氧气，则图1中a与b的产生气体的体积比为2：1，故正确； C、电解水过程中，水分子分成氢原子和氧原子，氢原子重新组合为氢分子，氧原子重新组合为氧分子，则图为乙→丙→甲，故错误； D、化学反应前后元素种类不变，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，该实验证明水是由氢元素和氧元素的组成的，故错误；故选：B。 2．（2025•湖南凤凰县期末）据金融界2024年12月10日消息，国家知识产权局信息显示，长春绿动氢能科技有限公司取得一项名为“用于水电解制氢的纯水系统”的专利。如图为电解水实验示意图及其反应过程的微观模型图，说法错误的是（　　） A．可用带火星的木条检验试管2产生的氧气 B．该反应属于分解反应 C．电解水的实验说明水由氢气和氧气组成 D．通过微观模型图可以看出：反应前后原子的种类、数目都没有发生改变 【答案】C 【详解】A、电解水时“正氧负氢、氧一氢二”，则试管2中产生的是氧气，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，可用带火星的木条检验试管2产生的氧气，故选项说法正确。 B、电解水生成氢气和氧气，该反应符合一变多的特点，属于分解反应，故选项说法正确。 C、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的种类不变可知，电解水的实验说明水由氢元素和氧元素组成，故选项说法错误。 D、通过微观模型图可以看出：反应前后原子的种类、数目都没有发生改变，故选项说法正确。故选：C。 一、水的电解探究水的组成实验 1. 实验过程及现象：连接好装置，为增强水的导电性，可在水中加入少量稀硫酸或氢氧化钠溶液（一般不加氢氧化钠溶液，容易起泡沫）。闭合电路后，会看到试管内的电极上出现气泡，过一段时间，与电源正（氧气），负极（氢气）相连的试管产生的气体体积比约为1：2。通过计算可得氧气与氢气的质量比为8：1；氢，氧两种分子和原子个数比都是2：1。可简单概括为：“正氧负氢1：2，质量比为8：1”。 2. 该实验结论或推论有： （1）水由氢、氧两种元素组成； （2）水（分子）中，氢、氧两种元素的原子个数比为2：1，两气体的分子个数比为2：1、体积比为2：1； （3）水通电生成氢气、氧气，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气．该反应的化学方程式为2H2O通电¯2H2↑+O2↑； （4）化学反应前后，原子种类、个数不变，元素种类不变； （5）在化学变化中，分子可分，而原子不可分。 实践应用 1．（2025•云南）利用分解和合成探究水的组成的过程，对形成研究物质组成的思路与方法具有重要意义。下列说法不正确的是（　　） A．图1中，管a、管b产生气体的体积比约为2：1 B．图2中，观察到干燥烧杯内出现水雾，可知水中一定含有氢元素 C．两个化学变化过程中，分子、原子种类均发生改变 D．本探究得出的结论是水由氢、氧元素组成 【答案】C 【详解】A.电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，氢气和氧气的体积比约为2：1，图1中管a与负极相连产生氢气，管b与正极相连产生氧气，体积比约为2：1，故A正确； B. 氢气燃烧生成水，干燥烧杯内壁出现水雾，根据化学反应前后元素种类不变，可知水一定含有氢元素，故B正确； C. 化学变化中分子种类可以发生改变，但原子种类保持不变，故C错误； D.电解水生成氢气和氧气，氢气燃烧生成水，都可得出水由氢、氧元素组成，故D正确。故选C。 2．（2024•济南）如图是探究水的组成及变化的实验装置示意图。下列说法中，正确的是（　　） A．a管中的气体可燃烧，燃烧时发出淡蓝色火焰 B．该实验生成氢气与氧气的质量比为2：1 C．该实验说明水是由氢分子和氧分子组成的 D．该变化是将电能转化为化学能的过程 【答案】D 【详解】A、由电解水实验结论“正氧负氢、氢二氧一”可知，a管与电源的正极相连，产生的是氧气，能支持燃烧，不能燃烧，故选项说法错误。 B、 该实验生成氢气与氧气的体积比（而不是质量比）为2：1，故选项说法错误。 C、 微观上，氢气是由氢分子构成的，氢分子是由氢原子构成的，氧气是由氧分子构成的，氧分子是由氧原子构成的，则电解水实验说明了水分子是由氢原子和氧原子构成的，水分子中不含氢分子、氧分子，故选项说法错误。 D、该变化消耗电能，是将电能转化为化学能的过程，故选项说法正确。 故选D。 二、电解水的微观解释 1.微粒观点的应用就是从物质的微粒性角度来分析解决实际问题，运用分子、原子或离子等微观粒子的知识来分析解释实际问题。 2.水是由氢、氧两种元素组成的，在化学变化中水分子分解成氢原子和氧原子，每2个氧原子构成1个氧分子，每2个氢原子构成1个氢分子，反应前后水分子发生了改变，氢原子和氧原子没有发生改变。 实践应用 3．从电解水反应的微观示意图中获得的信息正确的是（　　） A．化学反应是分子的重新组合 B．化学反应前后原子的数目增多 C．化学反应前后元素种类不变 D．该反应说明水由氢气和氧气组成 【答案】C 【详解】A、由微观反应示意图可知，化学反应是分子破裂成原子，原子的重新组合过程，A错。 B、由质量守恒定律可知，化学反应前后原子的数目不变，故B错。 C、由质量守恒定律可知，化学反应前后元素种类不变，故C正确。 D、电解水生成氢气和氧气，氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，由质量守恒定律可知，该反应说明水由氢元素和氧元素组成，故D错。故选：C。 4．下列从电解水的微观示意图中获得的信息正确的是（　　） A．氢分子和氧分子是该变化中的最小粒子 B．水是由氢气和氧气组成的 C．“”所表示的粒子，可保持氧气的化学性质 D．一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成 【答案】D 【详解】A、原子是化学变化中的最小粒子，因此氢原子和氧原子是该变化中的最小粒子，故A错误； B、水是由氢元素和氧元素组成的，故B错误； C、氧气是由氧分子构成的，氧分子是保持氧气化学性质的粒子，而“”表示的是水分子，故C错误； D、由微粒的构成可知，一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成，故D正确。 故选：D。 考点一 氢气的燃烧 【例1】（2025·广东广州·期中）如图所示，在空气中点燃纯净的氢气。 （1）观察到的现象是 　 　、　 　。 （2）氢气燃烧生成水的微观过程中，不发生变化的微粒有 　 　；该反应基本类型是 　 　。 （3）用手轻轻触摸烧杯，感觉到 　 　。 （4）通过实验，你获得的结论是（答出两点）：　 　，　 　。 【答案】（1）产生淡蓝色火焰；烧杯内壁有水雾出现；（2）氢原子和氧原子；化合反应； （3）发烫；（4）氢气具有可燃性；氢气燃烧属于放热反应（合理即可） 【详解】（1）在空气中点燃纯净的氢气，观察到的现象是产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水雾出现。 （2） 氢气燃烧生成水的微观过程中，原子是化学变化中的最小粒子，不发生变化的微粒有氢原子和氧原子；该反应符合“多变一”的形式，符合化合反应的特征，属于化合反应。 （3）用手轻轻触摸烧杯，感觉到发烫。 （4）通过实验，你获得的结论是氢气具有可燃性、氢气燃烧属于放热反应（合理即可）。 【变式1-1】下列关于氢气在空气中燃烧的说法，错误的是（　　） A．发出淡蓝色火焰 B．放出大量的热 C．产生浓烈的刺激性气味 D．燃烧前一定要检验其纯度 【答案】C 【详解】A、氢气在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰，故选项说法正确。 B、 氢气在空气中燃烧，放出大量的热，故选项说法正确。 C、 氢气在空气中燃烧生成水，不会产生浓烈的刺激性气味，故选项说法错误。 D、 可燃性气体与空气混合后点燃可能发生爆炸，氢气具有可燃性，为防止发生爆炸，燃烧前一定要检验其纯度，故选项说法正确。故选：C。 【变式1-2】（2025•广西南宁横县期中）关于氢气在空气中燃烧实验的下列说法正确的是（　　） A．从现象上判断：水由碳、氢、氧元素组成的 B．从变化上分类：该变化属于物理变化 C．从宏观上分析：水是氢气和氧气组成的 D．从微观上分析：分子在化学变化中可分 【答案】D 【详解】A.在点燃的条件下，氢气和氧气反应生成水，氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，由质量守恒定律可知，水是由氢元素与氧元素组成的，不含碳元素，选项说法错误； B. 该过程中，氢气和氧气两种物质反应生成了新物质﹣﹣水，发生的属于化学变化，选项说法错误； C. 在点燃的条件下，氢气和氧气反应生成水，氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，由质量守恒定律可知，水是由氢元素与氧元素组成的，而不是由氢气与氧气组成的，选项说法错误； D. 由化学反应的实质可知，在该反应中氢分子分成氢原子，氧分子分成氧原子，然后每两个氢原子和一个氧原子构成一个水分子，即分子在化学变化中再分，选项说法正确。 故选：D。 考点二 水的电解实验 【例2】（2024•河南）电解水的简易实验装置如图所示。下列说法不正确的是（　　） A．甲管中的电极连接的是电源正极 B．乙管中的气体能使带火星的木条复燃 C．该实验生成的氢气与氧气的质量比为1：8 D．该实验可证明水是由氢、氧两种元素组成的 【答案】A 【详解】A、由电解水实验结论“正氧负氢、氢二氧一”可知，甲管中的电极连接的是电源负极，故选项说法错误。 B、由电解水实验结论“正氧负氢、氢二氧一”可知，乙管中的气体是氧气，能使带火星的木条复燃，故选项说法正确。 C、电解水时正负极产生气体分别是氧气、氢气，由质量守恒定律，生成氢气和氧气的质量来自于水中氢元素和氧元素的质量，水中氢元素和氧元素的质量比为（1×2）：16＝1：8，则电解水生成氢气和氧气的质量比为1：8，故选项说法正确。 D、电解水生成氢气和氧气，氢气和氧气分别是由氢元素和氧元素组成的，说明水是由氢元素和氧元素组成的，故选项说法正确。 故选：A。 【变式2-1】（2025•安徽合肥庐阳区期中）某兴趣小组利用如图所示装置进行电解水实验，测得负极与正极产生气体的体积比大于2：1，兴趣小组同学对此异常现象进行分析，下列说法不正确的是（　　） A．H2难溶于水而O2不易溶于水，可能与不同气体溶解度有关 B．石墨电极对气体有吸附性，可能是吸附的O2比H2多 C．石墨电极与O2反应且生成CO2被氢氧化钠溶液吸收 D．若改用铂丝电极重新进行实验，将会产生更大的误差 【答案】D 【详解】A、不同气体溶解度大小不同，H2难溶于水而O2不易溶于水，因此测得负极与正极产生气体的体积比大于2：1，故说法正确； B、石墨电极对气体有吸附性，吸附饱和后才释放气体，可能是吸附的O2比H2多，因此测得负极与正极产生气体的体积比大于2：1，故说法正确； C、石墨是碳单质，能与氧气反应生成CO2被氢氧化钠溶液吸收，因此测得负极与正极产生气体的体积比大于2：1，故说法正确； D、石墨电极会与氧气反应生成二氧化碳，导致正极产生的氧气较少，改用铂丝电极进行实验，避免了石墨电极造成的氧气的减少，故说法错误。故选：D。 【变式2-2】（2025春•广东中山市月末）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．实验②中a、b两管上方产生气体的体积比约为2：1 C．两个实验中发生的反应都是分解反应 D．两个实验均可证明水的组成 【答案】C 【详解】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、 实验②中a（产生氢气）、b（产生氧气）两管上方产生气体的体积比约为2：1，故选项正确。 C、 氢气燃烧生成水，是化合反应，电解水生成氢气和氧气，是分解反应，故选项不正确。 D、两个实验均可证明水的组成，是因为反应前后元素种类不变，故选项正确。故选：C。 考点三 电解水的微观解释 【例3】（2025•山东青岛月考）如图为镁原子的结构示意图，下列有关镁原子的说法正确的是（　　） A．镁原子的核内质子数为12 B．镁原子的核外电子数为2 C．镁原子在化学反应中易得到2个电子，形成镁离子Mg2+ D．镁原子最外电子层达到了稳定结构 【答案】A 【详解】A、由镁原子的结构示意图可知，其核内质子数为12，故A说法正确； B、镁原子的核外电子数为2+8+2＝12，最外层电子数为2，故B说法错误； C、镁原子的最外层电子数为2，小于4，在化学反应中易失去2个电子，形成镁离子Mg2+，故C说法错误； D、最外层电子数为8时（氦为2）的结构，属于稳定结构，镁原子的最外层电子数为2，不是稳定结构，故D说法错误。故选：A。 【变式3-1】如图为水电解的实验装置图和微观示意图，下列叙述正确的是（　　） A．图1中a处的气体可以使带火星的木条复燃 B．图1中水电解的反应类型是复分解反应 C．图1中a与b的分子个数比为2：1，质量比为1：8 D．图2中水分解的微观顺序是acb 【答案】C 【详解】A、由“正氧负氢、氢二氧一”可知，图1中a处的气体是氢气，氢气具有可燃性，没有助燃性，不能使带火星的木条复燃，故A说法错误； B、 图1中水电解生成氢气和氧气，该反应是由一种物质生成两种物质，符合“一变多”的特点，属于分解反应，故B说法错误； C、图1中a处与电源的负极相连，产生的气体为氢气，氢气具有可燃性，b处于电源的正极相连，产生的气体为氧气，水通电分解生成氢气和氧气，化学方程式为：，故图1中a（氢气）与b（氧气）的分子个数比为2：1，质量比为4：32＝1：8，故C说法正确； D、在通电条件下水分子分解成氢原子和氧原子，每两个氢原子结合成一个氢分子，每两个氧原子结合成一个氧分子，故分解的微观顺序为bca，故D说法错误。 故选C。 【变式3-2】结合所学的知识，回答下列问题： （1）水是人类最宝贵的自然资源．小明利用如图1所示的装置探究水的组成．通电一段时间后，试管a和试管b所收集到的气体体积之比为______，该实验的文字表达式为________． （2）如图2是水分子分解的示意图，请回答问题：该变化中发生变化的粒子是___________；没有发生变化的粒子是___________；产生的新粒子的是__________________________． 图1 图2 答案：（1）2：1； （2）H2O（或水分子）；H、O（或氢原子、氧原子）；H2和O2（或氢分子、氧分子） 【详解】（1）水是人类最宝贵的自然资源．小明利用如图1所示的装置探究水的组成．通电一段时间后，试管a和试管b所收集到的气体体积之比为2：1，该实验的文字表达式为：， （2）由如图2水分子分解的示意图可知，该变化中发生变化的微粒是 水分子；没有发生变化的微粒是氧原子、氢原子；产生的新微粒是氢分子、氧分子。 基础达标 1．下列关于氢气在空气中燃烧的说法，错误的是（　　） A．发出淡蓝色火焰 B．放出大量的热 C．产生浓烈的刺激性气味 D．燃烧前一定要检验其纯度 【答案】C 【详解】A、氢气在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰，故选项说法正确。 E、 氢气在空气中燃烧，放出大量的热，故选项说法正确。 F、 氢气在空气中燃烧生成水，不会产生浓烈的刺激性气味，故选项说法错误。 G、 可燃性气体与空气混合后点燃可能发生爆炸，氢气具有可燃性，为防止发生爆炸，燃烧前一定要检验其纯度，故选项说法正确。 故选：C。 2．（2025•黑龙江绥化期末）下列说法中正确的是（　　） A．水是由氢气和氧气组成的 B．水是由两个氢元素和一个氧元素组成的 C．水是由氢原子和氧原子构成的 D．水是由水分子构成的 【答案】D 【详解】A、水是由氢元素和氧元素组成的，不是由氢气和氧气组成的，故A错误； B、元素只讲种类，不讲个数，不能说两个氢元素和一个氧元素，应表述为水是由氢元素和氧元素组成，故B错误； C、水是由水分子构成，水分子是由氢原子和氧原子构成，不能直接说水由氢原子和氧原子构成，故C错误； D、水是由水分子构成的，故D正确； 故选：D。 3．（2025•福建南安市期中）如图所示，关于电解水实验叙述错误的是（　　） A．试管A中的气体能燃烧 B．试管B中的气体是氧气 C．电池的C端是负极 D．该实验证明水是由氢气和氧气组成的 【答案】D 【详解】A、由电解水实验结论“正氧负氢、氢二氧一”可知，试管A中产生的是氢气，气体能燃烧，故选项说法正确。 B、由电解水实验结论“正氧负氢、氢二氧一”可知，试管B中产生的气体体积少，是氧气，故选项说法正确。 C、根据解析可知，A中气体是氢气，电池的负极相连的气体是氢气，C端是负极，故选项说法正确。 D、电解水生成氢气和氧气，氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，该实验证明了水是由氢元素和氧元素组成的，故选项说法错误。故选：D。 4．（2025•广东广州期中）下列关于电解水的说法中正确的是（　　） A．电解水产生氢气和氧气，说明水是由氢分子和氧分子构成的 B．电解水时，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气 C．电解水时，产生氢气与氧气的体积比为1：2 D．电解水反应的条件是“电解” 【答案】B 【详解】A、电解水产生氢气和氧气，说明水是由氢元素和氧元素组成的，该选项说法不正确； B、电解水时，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气，该选项说法正确； C、电解水时，产生氢气与氧气的体积比为2：1，该选项说法不正确； D、电解水反应的条件是通电，不是电解，该选项说法不正确。故选：B。 5．（2025•南安市校级月考）如图所示，关于电解水实验叙述错误的是（　　） A．试管A中的气体能燃烧 B．试管B中的气体是氧气 C．电池的C端是负极 D．该实验证明水是由氢气和氧气组成的 【答案】D 【详解】A、由电解水实验结论“正氧负氢、氢二氧一”可知，试管A中产生的是氢气，气体能燃烧，故选项说法正确。 B、由电解水实验结论“正氧负氢、氢二氧一”可知，试管B中产生的气体体积少，是氧气，故选项说法正确。 C、根据解析可知，A中气体是氢气，电池的负极相连的气体是氢气，C端是负极，故选项说法正确。 D、电解水生成氢气和氧气，氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，该实验证明了水是由氢元素和氧元素组成的，故选项说法错误。故选：D。 6．（2025•淄博期末）如图是电解水的实验装置，下列相关说法正确的是（　　） A．该实验中生成的M、N气体的质量比为2：1 B．该实验中，N气体能被点燃产生淡蓝色火焰 C．该实验说明水是由氢分子和氧分子组成的 D．实验证明水是由氢、氧两种元素组成的 【答案】D 【详解】A、该实验中生成的M（氢气）、N（氧气）气体的质量比为1：8，故选项不正确。 B、该实验中，N气体（氧气）不能被点燃，故选项不正确。 C、反应前后元素种类不变。电解水生成氢气和氧气，说明水由氢元素和氧元素组成，不能说明水是由氢分子和氧分子组成的，故选项不正确。 D、实验证明水是由氢、氧两种元素组成的，故选项正确。故选：D。 7．下列是四位同学做了水的电解实验，并绘制出如图所示实验图像，说法正确的是（　　） A．甲说：点燃负极不纯的气体M会有烟鸣声 B．乙说：产生的M、N两种气体体积比1：2 C．丙说：纵坐标可以表示M、N两种气体的质量比 D．丁说：电解水时，加入氢氧化钠作催化剂 【答案】A 【详解】A、由电解水时“正氧负氢、氢二氧一”可知，负极生成的气体是氢气，具有可燃性，点燃负极不纯的气体M会有爆鸣声，故选项说法正确。 B、由图可知，产生的M、N两种气体体积比2：1，故选项说法错误。 C、电解水时，与电源负极相连的玻璃管内的气体体积多，是氢气；与电源正极相连的玻璃管内产生的气体体积少，是氧气；且两者的体积之比大约是2：1，电解水生成纵坐标可以表示M、N两种气体的体积比，故选项说法错误。 D、纯水几乎不导电，电解水时，加入氢氧化钠的目的是增强水的导电性，不是作催化剂，故选项说法错误。故选：A。 8．（2024秋•乳山市期末）下列有关水的合成与分解的实验的说法，不正确的是（　　） A．图1烧杯内壁有水雾出现 B．图2连接正负两极的玻璃管汇集的气体质量之比为1：2 C．两个实验均发生的是化学变化 D．两个实验均可证明水是由氢元素和氧元素组成 【答案】B 【详解】A、氢气燃烧生成水，干冷烧杯内壁有水雾出现，故不符合题意； B、在电解水实验中，“正氧负氢、氢二氧一”，是生成氢气和氧气的体积比约为2：1，正极和负极产生的气体的体积比为1：2，不是质量比，故符合题意； C、电解水生成氢气和氧气，氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水，两个实验中均有新物质生成，属于化学变化，故不符合题意； D、电解水生成氢气和氧气，氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据化学反应前后，元素的种类不变，均可得出水是由氢元素和氧元素组成，故不符合题意。 故选：B。 9．（2025•黑龙江哈尔滨南岗区期中）某实验小组用如图所示装置完成电解水的实验并收集产生的气体（U型管中加入了少量氢氧化钠），下列说法正确的是（　　） A．a端应连接电源的正极 B．d管收集到的气体能够燃烧 C．U型管中加入氢氧化钠的目的是增强导电性 D．该实验说明水分子中含有氢分子和氧分子 【答案】C 【详解】A、氢气密度比空气小，c是向下排空气法收集气体，收集气体密度比空气小，氢气密度比空气小，a中产生的是氢气，与负极相连，故A错误； B、d是向上排空气法收集，气体密度比空气大，氧气密度比空气大，则d中收集的是氧气，电解水时，产生氧气的体积少，产生氢气体积多，且两者的体积之比大约是1：2，故c先收集满，故B错误； C、实验时常在水中加入硫酸或氢氧化钠增强水的导电性，所以U型管中加入少量氢氧化钠的目的是增强导电性，故C正确； D、分子是由原子构成的，水分子是由氢原子和氧原子构成的，水分子中不含氢分子与氧分子，D错误。 故选：C。 10．某兴趣小组利用如图所示的装置进行电解水实验。下列说法中正确的是（　　） A．负极产生的气体可以燃烧，燃烧时产生黄色火焰 B．该实验中，保持水的化学性质的最小粒子是氢、氧两种原子 C．通过实验可得出结论：水是由氢气和氧气组成的 D．若将纯镍丝电极换成石墨电极，可能会导致正、负极气体体积比小于1：2 【答案】D 【详解】A、水通电时，负极产生氢气，正极产生氧气，体积比为2：1，氢气具有可燃性，燃烧时产生淡蓝色火焰。该选项不正确。 B、分子是保持物质化学性质的最小微粒，水由水分子构成，故保持水的化学性质的最小粒子是水分子。该选项不正确。 C、通电分解水产生氧气和氢气，氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成，化学变化中元素的种类不变，因此水是由氢元素和氧元素组成的。该选项不正确。 D、石墨是碳单质，能与氧气反应，若将纯镍丝电极换成石墨电极，可能会导致正、负极气体体积比小于1：2。该选项正确。 故选：D。 11．如图实验用来探究水的组成。 （1）电解水时，负极与正极产生气体的体积比是 　 　； （2）如何在仪器b尖嘴口检验产生的气体 　 　； （3）实验得出的结论是水由 　 　组成。 【答案】（1）2：1； （2）将带火星的木条放在玻璃管尖嘴口，木条复燃，说明是氧气； （3）氢元素和氧元素。 【详解】（1）电解水时，与电源负极相连的玻璃管内的气体体积多，是氢气；与电源正极相连的玻璃管内产生的气体体积少，是氧气；且两者的体积之比大约是2：1。 （2）仪器b与电源的正极相连，产生的气体是氧气，可将带火星的木条放在玻璃管尖嘴口，木条复燃，说明是氧气。 （3）电解水生成氢气和氧气，氢气和氧气分别是由氢元素和氧元素组成的，说明水是由氢元素和氧元素组成的。 12．在宏观、微观和符号之间建立联系是化学特有的思维方式。根据电解水的实验，回答下列问题。 （1）宏观现象：水通电的简易实验装置如图所示，A试管中产生的气体是 　 　，试管A、B中产生气体的体积比约为 　 　。 （2）结论：该实验证明水是由 　 　组成的。每个水分子是由 　 　构成的。 （3）微观分析：该反应中发生分解的微粒名称是 　 　。 【答案】（1）氢气；2：1；（2）氢元素和氧元素；两个氢原子和一个氧原子；（3）水分子 【详解】（1）在电解水实验中，“正氧负氢、氢二氧一”，生成氢气和氧气的体积比约为2：1，A管与负极相连，产生的是氢气，B管与正极相连，产生的是氧气，故通电一段时间后，试管A、B 中产生气体的体积比约为2：1。 （2）通电分解水生成氢气和氧气，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；氢气是由氢分子构成的，氢分子是由氢原子构成的，氧气是由氧分子构成的，氧分子是由氧原子构成的，生成氢分子和氧分子的个数比为2：1，则一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的。 （3）化学变化是分子分解成原子，原子重新组合成新分子的过程，水在通电的条件下反应生成氢气和氧气，水分子分成了氢原子和氧原子，然后氢原子、氧原子分别重新组合形成氢分子、氧分子，故发生分解的微粒是水分子。 综合应用 1．（2025•山东滨州无棣县期中）氢气在氧气中燃烧后生成水，下列说法错误的是（　　） A．该反应中，原子种类没有发生改变 B．氢气、氧气和水都是由原子构成的 C．该反应中，分子种类发生了改变 D．该反应能说明水是由氢元素和氧元素组成的 【答案】B 【详解】A、该反应中，反应实质是分子分成原子，原子重新组合成新分子，原子种类没有发生改变，故说法正确； B、氢气、氧气和水都是由分子构成的，故说法错误； C、该反应中，反应实质是分子分成原子，原子重新组合成新分子，该反应中，分子种类发生了改变，故说法正确； D、氢气在氧气中燃烧后生成水，氢气和氧气分别是由氢元素和氧元素组成的，说明水是由氢元素和氧元素组成的，故说法正确。 故选：B。 2．（2025•上海闵行区期末）关于电解水实验说法正确的是（　　） A．从变化上：该变化属于物理变化 B．从现象上：正极产生的气体能使带火星的木条复燃 C．从宏观上：水由氢气和氧气组成 D．从微观上：水分子由两个氢原子和一个氧原子构成 【答案】B 【详解】A、电解水实验中，水通电分解生成氢气和氧气，有新物质生成，属于化学变化，故选项说法错误。 B、由电解水实验结论“正氧负氢、氢二氧一”可知，正极产生的气体是氧气，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，故选项说法正确。 C、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，反应前后元素种类不变，说明水是由氢、氧两种元素组成，故选项说法错误。 D、根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类不变，水在通电的条件下生成氢气和氧气，氢气是由氢分子构成的，氧气是由氧分子构成的，微观上水分子是由氢原子和氧原子构成的，故选项说法错误。 故选：B。 3．（225•山东淄博期末）如图是电解水的实验装置，下列相关说法正确的是（　　） A．该实验中生成的M、N气体的质量比为2：1 B．该实验中，N气体能被点燃产生淡蓝色火焰 C．该实验说明水是由氢分子和氧分子组成的 D．实验证明水是由氢、氧两种元素组成的 【答案】D 【详解】A、该实验中生成的M（氢气）、N（氧气）气体的质量比为1：8，故选项不正确。 B、该实验中，N气体（氧气）不能被点燃，故选项不正确。 C、反应前后元素种类不变。电解水生成氢气和氧气，说明水由氢元素和氧元素组成，不能说明水是由氢分子和氧分子组成的，故选项不正确。 D、实验证明水是由氢、氧两种元素组成的，故选项正确。 故选：D。 4．下列有关水的合成与分解的实验的说法，不正确的是（　　） A．图1烧杯内壁有水雾出现 B．图2连接正负两极的玻璃管汇集的气体体积之比为2：1 C．两个实验均可证明水是化合物 D．两个实验均可证明水是由氢元素和氧元素组成 【答案】B 【详解】A、氢气燃烧生成水，干冷烧杯内壁有水雾出现，故A正确； B、在电解水实验中，“正氧负氢”，生成氢气和氧气的体积比约为2：1，故正极和负极产生的气体的体积比为1：2，故B错误； C、电解水生成氢气和氧气，氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据化学反应前后，元素的种类不变，可得出水是由氢元素和氧元素组成，所以水是化合物，故C正确； D、电解水生成氢气和氧气，氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据化学反应前后，元素的种类不变，均可得出水是由氢元素和氧元素组成，故D正确。 故选：B。 5．用如图所示的装置进行水的电解实验时，有以下描述： ①甲、乙两试管内收集到的气体的体积比约为2：1； ②甲试管和电源的正极相连，乙试管和电源的负极相连； ③甲试管内产生的气体能燃烧，且燃烧时火焰呈淡蓝色； ④乙试管内产生的气体能使带火星的木条复燃； ⑤由实验可知，水是由氢原子和氧原子直接构成的。 以上五个描述中，正确的是（　　） A．只有①③④ B．只有②④⑤ C．只有①②③ D．只有①②③④ 【答案】A 【详解】①甲、乙两试管内收集到的气体的体积比约为2：1，故选项正确； ②甲试管和电源的负极相连，乙试管和电源的正极相连，故选项不正确； ③甲试管内产生的气体能燃烧，且燃烧时火焰呈淡蓝色，故选项正确； ④乙试管内产生的气体是氧气，氧气能使带火星的木条复燃，故选项正确； ⑤由实验可知，水分子是由氢原子和氧原子直接构成的，故选项不正确。 故选：A。 6．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。若甲试管中生成气体N，下列说法错误的是（　　） A．b应接电源负极 B．实验时水中加入氢氧化钠的目的是增强水的导电性 C．该实验说明水由氢气和氧气组成 D．0～2s内甲、乙试管内气体的体积比和8s时体积比不同，可能的原因是氧气比氢气在水中溶解得多 【答案】C 【详解】A、甲试管中生成气体N，则乙试管中生成气体M，一段时间后，生成气体M和气体N的体积比约为2：1，故气体M为氢气，气体N为氧气，则b应接电源负极，不符合题意； B、纯水不导电，实验时水中加入氢氧化钠的目的是增强水的导电性，不符合题意； C、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，可得水是由H、O元素组成，符合题意； D、氧气不易溶于水，氢气难溶于水，相同条件下，氧气比氢气在水中溶解的多，故0～2s内甲、乙试管内气体的体积比和8s时的体积比不同，可能的原因是氧气比氢气在水中溶解得多，不符合题意。 故选：C。 7．电解水，反应一段时间后，用燃着的木条检验生成的气体，记录的现象如下表。相关说法错误的是（　　） 两电极 正极端的玻璃管 负极端的玻璃管 现象 有气泡 体积为5.15mL，木条燃得更旺 体积为10.38mL，气体燃烧 A．通电前应将玻璃管内空气排尽 B．两电极产生气泡的速率不相同 C．正极气体为氧气，负极气体为氢气 D．结合气体密度可计算水中氢、氧原子个数比 【答案】D 【详解】A、通电前应将玻璃管内空气排尽，以防止对氢气、氧气体积的测定造成影响，选项说法正确。 B、两电极产生气泡的速率不相同，负极产生的气体的速率快，故选项说法正确。 C、正极端的玻璃管气体的体积为5.15mL，能使木条燃得更旺，为氧气；负极端的玻璃管，体积为10.38mL，气体燃烧，为氢气，故选项说法正确。 D、正、负极收集的气体体积比5.15mL：10.38mL≈1：2，m＝ρV，可以计算出气体的质量比，但是不知道氢、氧原子的实际质量，不能计算出氢、氧原子个数比；根据产生气体的体积比即可计算水中氢、氧原子个数比，故选项说法错误。 故选：D。 8．同学们在实验室探究不同电压下10%氢氧化钠溶液对电解水速率的影响，多次实验测得产生20mL氢气所需时间如图所示，有关分析正确的是（　　） A．a管与b管中气体质量比为2：1 B．a管中的气体可以用带火星的木条检验 C．相同条件下电压越大电解水的速率越快 D．实验后氢氧化钠溶液的溶质质量分数不变 【答案】C 【详解】A、a管与b管中气体体积比为2：1，说法错误； B、a管中气体的体积较大，是氢气，氢气具有可燃性，没有助燃性，不能用带火星的木条检验，说法错误； C、由图示可知，收集相同体积的氢气时，电压越高，所需时间越短，因此相同条件下电压越大电解水的速率越快，说法正确； D、实验过程中，氢氧化钠的质量不变，水的质量减少，因此实验后氢氧化钠溶液的溶质质量分数增大，说法错误。 故选：C。 9．（2025春•哈尔滨月考）利用以下两个实验方案探究出了水的组成。 （1）图2表示方案 　 　 （填“一”或“二”）的反应。 （2）图2的A中两种分子构成的共同点是 　 　 。 （3）由图2可知，由分子构成的物质在发生化学变化时，一种物质的分子会变成 　 　 。 【答案】（1）一； （2）每种分子都由一种原子构成、一个分子都由两个原子构成； （3）其他物质的分子； 【详解】（1）图2是氢气和氧气反应生成水的微观示意图，表示方案一的反应； （2）图2的A中两种分子分别是氢分子和氧分子，氢分子和氧分子都由一种原子构成、一个分子都由两个原子构成； （3）图2中氢分子和氧分子反应生成水分子，由图2可知，由分子构成的物质在发生化学变化时，一种物质的分子会变成其他物质的分子。 拓展培优 1．我国首次实现“固态氢能”发电并网，“绿电”与“绿氢”转化的示意图如图所示。下列有关说法错误的是（　　） A．电解水过程可将电能转化为化学能 B．电解水微观实质是分子分成原子，原子重新组合成新分子 C．电解水制氢时正、负极产生气体的体积比为2：1 D．高压加注压缩氢能源时，氢分子间的间隔变小 【答案】C 【详解】A、电解水过程可将电能转化为化学能，故A说法正确； B、从微观视角分析，电解水时水分子分成了氢原子和氧原子，然后氢原子、氧原子分别重新组合形成氢分子、氧分子，电解水反应的实质是分子分成原子，原子重新组合成新分子，故C说法正确； C、电解水制氢时正、负极产生气体的体积比为1：2，故B说法错误； D、由分子构成的物质，状态改变时，分子间的间隔改变，则高压加注压缩氢能源时，氢分子间的间隔变小，故D说法正确。 故选：C。 2．从宏观、微观、符号相结合的视角学习化学知识，形成化学思维方式。 （1）电解水的化学反应方程式为 　 　。该反应属于 　 　反应（填基本反应类型）。 （2）如图1所示，正极产生的气体是 　 　（填化学式）。 （3）图2是水通电分解的微观示意图： ①由氢分子的模型图可知：一个氢分子由 　 　构成。 ②在水分解过程中，不发生变化的微粒是 　 　（填微观粒子名称）。 ③由图2可知该化学反应的实质是 　 　。 【答案】（1）；分解；（2）O2；（3）①2个氢原子；②原子； ③分子分成原子，原子重新结合成新分子 【详解】（1）水在通电条件下生成氢气和氧气，反应的化学方程式为：；该反应由一种物质生成两种物质，属于分解反应。 （2）电解水时，正极产生的气体是氧气，化学式为O2。 （3）①由分子结构模型可知，一个氢分子由2个氢原子构成。 ②由微观反应示意图知，在水分解过程中，原子的种类不变。 ③由微观反应示意图可知，在水分解过程中，水分子分成氢原子、氧原子，2个氢原子重新结合成1个氢分子，2个氧原子重新结合成1个氧分子，则化学反应的实质是分子分成原子，原子重新结合成新分子。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$