基础实验2 水的组成及变化的探究（同步讲义） 化学沪教版2024九年级上册

第2章 空气与水资源 基础实验2 水的组成及变化的探究 实验目的 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。 重点和难点 重点：水的组成。 难点：能结合电解水实验探究水的组成。 ◆知识点一 电解水实验 【实验目的】 通过电解水实验认识水的组成 【实验用品】 药品：蒸馏水、氢氧化钠、木条； 仪器：水电解器、尖嘴导管、火柴、电源等。 【实验过程】 实验步骤 实验现象 实验结论 （1）在水电解器中注入足量的水（水中加有少量氢氧化钠溶液），然后接通直流电源，观察电极和两侧玻璃管内的现象。 通电后，两个电极表面都有无色气泡产生，两个玻璃管内液面均下降，与电源正极相连的玻璃管内液面下降较慢，与电源负极相连的玻璃管内液面下降较快。 电解水时正负两极都产生了气体，但产生的速度不一致，所以产生的是不一样的气体。 （2） 电解一段间后，关闭电源。将带火星的木条放在与电源正极相连的玻璃管的尖嘴处，然后打开活塞，放出少量的气体。观察实验现象，并推断气体成分。 一段时间后与电源正、负极相连的玻璃管内产生气体的体积比约为1:2 相同条件下，负极产生气体较快较多 （3）将燃着的木条放在与电源负极相连的玻璃管的尖嘴处，然后打开活塞，点燃气体。观察实验现象，并推断气体成分。 与电源正极相连的玻璃管中的气体：用带火星的木条检验，木条复燃，证明气体是氧气； 与电源负极相连的玻璃管中的气体：点燃，气体能燃烧， 火焰呈淡蓝色，证明气体是氢气。 氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的， 根据化学反应前后元素种类不变，可以推断水是由 氢、氧两种元素组成的。 【实验原理】 电解水文字表达式为： , 电解水符号表达式为： 。 注意事项： 1.电解水时要在水中加入少量氢氧化钠溶液：为增强溶液的导电性； 2.水的三态变化与水的分解的本质区别是：水的三态变化只是状态的改变，没有新物质生成，属于物理变化；水的分解过程中水分解生成了氢气和氧气，有新物质生成，属于化学变化； 3.电解水时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。 即学即练 1．如图是兴趣小组设计的电解水实验装置，下列有关说法错误的是 A．M、N两导管口处收集的气体体积比为1：2 B．将带火星的木条放在N导管口处，木条会复燃 C．M处收集的气体可以供给呼吸 D．在水中加入少量硫酸钠溶液，可增强水的导电性 2．水通电分解的实验装置如图所示，下列说法不正确的是 A．水中可加入少量硫酸钠以增强导电性 B．a玻璃管中的电极与直流电源的负极相连 C．将燃着的木条放在b玻璃管尖嘴口，开启活塞，木条燃烧更旺 D．a、b两玻璃管中产生的气体质量之比是2：1 ◆知识点二 氢气的燃烧 【实验目的】 通过氢气燃烧实验认识水的组成。 【实验仪器】 试管、烧杯、火柴等 【实验试剂】 氢气 【实验过程】 实验步骤 实验现象 实验结论 在空气中点燃纯净的氢气 氢气安静燃烧，产生淡蓝色火焰 氢气具有可燃性 在火焰上方罩一个干而冷的烧杯 烧杯内部会出现小液滴，触摸烧杯外壁感觉到发烫 燃烧放热，生成水 在空气中点燃纯净的氢气 氢气安静燃烧，产生淡蓝色火焰 氢气具有可燃性 结论 水中含有氢元素和氧元素 反应表达式 文字表达式： ； 符号表达式： 注意事项： 1.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？ 氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，水分解生成了氢气和氧气，氢气和氧气点燃生成水，根据化学反应前后元素种类不变，可以说明水是由氢、氧两种元素组成的。 2.点燃可燃性气体之前要检验气体的纯度：可燃性气体中如果混有空气，遇到明火就有爆炸的危险。 即学即练 1.下列对于氢气在空气中燃烧的说法中，错误的是 A．氢气在空气中燃烧时，发出淡蓝色火焰 B．氢气燃烧时会产生浓烈的刺激性气味 C．氢气燃烧时会放出大量的热 D．氢气燃烧属于化合反应 2.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 1、 可燃性气体的验纯 1.不纯(混有一定量空气或氧气)的可燃气体如氢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）。 2.验纯方法：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。 2、 电解水实验中氢气与氧气的体积比往往大于2∶1的误差分析 1. 由于氧气的溶解度比氢气的稍大些，导致氧气、氢气的体积比小于1：2。 2. 由于氧气的化学性质比较活泼，所以有可能有一部分氧气在电极处与电极发生了反应，使氧气损耗了一部分；导致氧气、氢气的体积比小于1：2。 3. 因电极产生副反应等造成：如用稀硫酸溶液作电解液，可能会有副反应发生；副反应生成的过氧化氢在酸性溶液中较稳定，不易放出氧气，从而使生成的氢气增多了，导致氧气、氢气的体积比小于1：2。 实践应用 1.下列说法不正确的是 A．水中含有氢气和氧气，属于混合物 B．点燃电解水产生的氢气时，不需要检验纯度 C．氢气是无色、无味、难溶于水的气体，实验室可用排水法收集氢气 D．氢气在氧气中燃烧，生成唯一产物——水，也能证明水的组成 2．水是宝贵的自然资源。如图是电解水实验的示意图：    (1)B试管中产生的气体是 ； (2)电解水的符号表达式为 ，由此说明水是由 组成的； (3)氢气燃烧的符号表达式为 ； (4)在某次电解水的实验中，测得了正负两极产生的气体的体积，数据如下： 时间/分钟 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 负极产生的气体的体积（cm3） 6 12 20 29 39 49 55 65 75 85 正极产生的气体的体积（cm3） 2 4 7 11 16 21 26 31 36 41 分析以上实验数据，负极和正极产生的气体体积之比大于2：1，可能是因为 。 考点一 电解水实验 【例1】科学家通过水的生成和水的分解来认识水的组成。电解水的实验如下图所示。下列说法正确的是 A．a管与电源正极相连 B．b管中的气体能燃烧 C．c中液面实验过程中会下降 D．该实验可证明水是由氢、氧元素组成的 【例2】电解水实验中产生气体的体积与反应时间的关系如图所示。下列分析正确的是 A．与电源负极相连的电极上产生的气体是N B．检验气体M、N可证明水的组成 C．气体M、N的质量比为1：2 D．通电后气体产生的速率相同 【变式1-1】下列关于水的电解实验（如图所示）的说法中正确的是（ ）解题要点 : 1.为了增强水的导电性，有时可在水中加入适量的稀硫酸或氢氧化钠溶液 2.电解水所用的电源为直流电 3.有时收集的气体量较少时，当检验氢气时，可能只发出爆鸣声，而看不到蓝色火焰 4.使用氢气时一定要注意安全，点燃氢气前，一定要检验氢气的纯度。 A．该实验说明了水是由氢气和氧气组成的 B．该实验的目的是检验生成物的性质 C．试管a中的气体是氧气，试管b中的气体是氢气 D．该实验说明水由氢元素和氧元素组成 【变式2-1】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，下列说法不正确的是 A．a应接电源正极 B．气体M能使带火星的木条复燃 C．该实验说明水是由氢元素和氧元素组成的 D．8min时产生的H2和O2的体积比是2:1 考点二 氢气的燃烧 【例3】下列关于由氢气的性质实验推导的说法中，不正确的是（　　） A．氢气难溶于水，如果要收集产生的氢气，可以用排水法收集 B．氢气燃烧时，火焰上罩的烧杯，内壁有水珠，说明氢气燃烧生成了水 C．将装有氢气的试管移近酒精灯火焰，松开拇指时听到“噗”的一声说明氢气较纯 D．点燃氢气前一定要检验纯度，但点燃其他气体时，并非都要验纯 【例4】有关如图所示实验的说法不正确的是 A．电解水时常加入少量稀硫酸以增强水的导电性 B．纯净的氢气燃烧时，产生淡蓝色火焰，放出热量 C．a管与b管收集的气体质量比为1：2 D．两个实验均可证明水的组成 解题要点： 1.在带尖嘴的金属导管口点燃纯净的氢气，将冷而干燥的烧杯罩在火焰的上方，出现淡蓝色火焰。手触烧杯，感觉发烫。如果用尖嘴的玻璃导管，则出现黄色火焰，这是因为玻璃中含有钠离子，使火焰呈现黄色。（焰色反应） 2.氢气是易燃易爆气体，使用前一定要检验气体纯度。 【变式3-1】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 【变式4-1】验室中氢气燃烧和电解水的实验如图所示，下列有关实验的描述中，正确的是    A． 点燃氢气前不用检验纯度 B．干冷烧杯的内壁无明显变化 C．b管气体能使带火星木条复燃 D．a、b两管中生成气体的体积比为1：2 基础达标 1．如图是水电解实验示意图，下列有关说法正确的是    A．正极连接的玻璃管内产生氢气 B．产生两种气体质量比为2：1 C．实验结论 水由氢气氧气组成 D．负极连接的玻璃管内产生的气体能燃烧 2．用如图所示的装置电解水。下列说法错误的是 A．在水中加入少量的Na2SO4可以增强导电性 B．电解水的化学方程式为：2H2O2H2↑+O2↑ C．该装置的b管中产生的是氢气，a管中产生的氧气 D．若b管中产生气体的体积为20mL，那么a管中产生的气体体积为40mL 3．有关如图实验的说法不正确的是    A．点燃氢气前检验纯度 B．两个实验均可证明水的组成 C．干冷烧杯内壁无明显变化 D．a管气体能使带火星木条复燃 4．富氢水指富含氢分子的水，在医学等领域有重要用途。下列有关富氢水的说法，错误的是 A．属于混合物 B．与水的性质不完全一样 C．氢气易溶于水 D．含氢、氧两种元素 5．有关如图实验的说法正确的是 A．a管内产生的是氢气 B．实验证明水是由氢气和氧气组成 C．a中气体和b中气体的质量比是1:2 D．两个实验均可证明水的组成 6．下列关于电解水的叙述中正确的是(　　) A．为增强水的导电性，常在水中加入一定量的稀硫酸或氢氧化钠溶液 B．在水电解器中加满水，然后接通交流电源 C．电解水的实验证明水是由氢气、氧气两种物质组成的 D．A为电源正极，相连的玻璃管内得到的气体能在空气中燃烧 7．如图是用家里的物品制成的电解装置，下列有关说法错误的是 A．生成氧气和氢气的体积之比是2:1 B．水中加入少量氢氧化钠的目的是增强水的导电性 C．与电源正极相连端产生氧气，与电源负极相连端产生氢气 D．实验说明水由氢元素和氧元素组成 8．某同学运用已学知识完成了如图所示净化水、电解水两个实验，下列说法不正确的是 A．实验（一）不能将硬水软化 B．实验（一）中的固体既可滤去不溶性物质，又可吸附一些溶解性杂质 C．实验（二）a端连接电源正极，b端连接电源负极 D．实验（一）和（二）的意义：水不仅可饮用，还可生成高效清洁能源 9．利用水电解器电解水一段时间后，下列说法不合理的是 A．正极玻璃管与负极玻璃管内产生的气体质量比约为1：2 B．正极玻璃管内产生的气体使带火星的木条复燃 C．负极玻璃管内产生的气体能被点燃 D．通电时两极均有气泡产生 10．下图是电解水实验的装置图，下列说法正确的是    A．往水中加入氢氧化钠或硫酸钠以增强导电性 B．用带火星的木条检验两管产生的气体 C．经检验a管产生的气体是氧气 D．通过实验证明了水分子由氢元素和氧元素组成 11．如图是电解水实验的示意图。 (1)在a、b两端得到的气体的体积比为 。 (2)在水中加入少量的硫酸钠的目的是 。 (3)该实验的结论：水是由 组成。 12．18世纪末，人们就开始了对水的组成的研究。 (1)英国科学家普利斯特里把“易燃空气”(氢气)和空气混合后盛在干燥、洁净的玻璃瓶中，当用电火花点火时发出震耳的爆鸣声，且玻璃瓶内壁上出现了液滴。不久，卡文迪许用纯氧代替空气进行上述实验，确认所得液滴是水。基于卡文迪许实验，可得出的关于水的组成的结论是_______(填字母)。 A．水是由氢气和氧气组成的 B．水是由氢元素和氧元素组成的 C．水是由2个氢元素和1个氧元素构成的 (2)后来，科学家进一步利用电解水实验(如图甲所示)证明水的组成。 实验中得到氧气的试管是 (填“1”或“2”)，电解水过程中，发生变化的粒子名称是 。 (3)图乙是氢气验纯的方法，点燃前试管口朝下的原因是 。 13．如图是电解水的实验，请回答下列问题：    (1)检验试管2中产生的气体的方法是什么? (2)请写出电解水的化学方程式 。 (3)该实验的结论是什么 ? 14.如图为电解水的实验简易装置图，据此回答： (1)在水的电解实验中，水中事先加入少量硫酸钠的作用是 。 (2)接通电源观察两电极都有 产生。 (3)C试管中收集到的气体是 ，可以用 检验 。 (4)电源B是 极。（填正或负） (5)实验得出结论：水是由 组成的。 (6)水的分解过程中，发生变化的微粒是 ，保持不变的微粒是 。（填具体的微粒名称） 综合应用 15．用如图所示的装置电解水，反应一段时间后，下列对有关现象或结论的描述正确的是 A．甲试管中收集到的气体能使带火星的木条复燃 B．电解的水为纯净水 C．甲、乙两试管中收集到的气体体积比约为2∶1 D．甲、乙两试管中收集到的气体质量比约为2∶1 16．化学课堂上同学们探究了如下实验： (1)电解水实验前同学们向水中加少量稀硫酸的目的是 。能用蔗糖溶液替换吗？ （填“能”或“不能”）。 (2)电解时观察到的现象有：两个电极上都有气泡产生，切断电源打开活塞b,用燃着的木条置于玻璃管尖嘴口，观察到的现象为 。 (3)通电至反应结束后，若a管收集到5mL气体，则理论上b管收集到的气体体积为 mL。 (4)电解水的符号表达式为 ，属于 反应，这个实验说明了水是由 组成。 (5)若要确定水中氢、氧元素的原子个数比，还需要的数据是 ______ 。（填序号） A．参加反应的水的质量 B．氢原子和氧原子的相对原子质量 C．氢气和氧气的沸点 D．氢气和氧气的密度 17．如图为自来水厂净水过程和电解水实验的示意图。 (1)A 物质的名称是 ，操作①的名称是 ，该操作用到的玻璃仪器有 、烧杯、玻璃棒。 (2)若经过操作①后，所得液体 C中仍有浑浊，其原因可能是 （填序号）。 a.漏斗内的滤纸有破损     b.漏斗下端未靠在烧杯内壁     c.漏斗内液面高于滤纸的边缘 (3)气体a为 （填物质名称），连接电源 极。 (4)写出电解水的文字表达式： 若 b 玻璃管中产生3mL气体，则a试管中产生气体约为 mL。 (5)电解水时通常加入一些稀硫酸，目的是 。 拓展培优 18．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，下列说法不正确的是 A．a应接电源正极 B．气体M能使带火星的木条复燃 C．实验前向水中加入少量硫酸可以增加水的导电性 D．0～3s内甲、乙试管内气体的体积比和8s时的体积比不同，原因是氧气比氢气在水中溶解得多 19．实验小组同学利用下图装置进行电解水实验，观察到正、负极产生气体体积比小于理论值1：2。实验研究了影响气体体积比的因素，结果见下表。下列说法错误的是 序号 电极材料 溶解在水中的物质 研究结果 ① 铂丝 NaOH ② 铂丝 ③ 石墨 ④ 石墨 NaOH ⑤ 铂丝 NaOH、、（气体达饱和） A．正极产生的气体是 B．对比①④或②③，说明石墨电极可能不利于的获取 C．正、负极气体体积比小于1：2可能与和在水中的溶解性有关 D．电极材料相同时，使用NaOH溶液的实验效果均优于溶液 20．水是一种重要的资源。如图，甲、乙两图都是电解水的简易装置。回答下列问题。    (1)装置甲比装置乙有一个明显的优点，这个优点是 。 (2)图中显示表明，实验是未开始，刚开始还是已进行一段时间了？ ，请写出反应的文字表达式 。 (3)关于这个实验，说法正确的是。 A．在实验前加入少量氢氧化钠，为了增强水的导电性，其本身不参加反应 B．开始电解后，A管收集到氧气，B管收集到可燃性气体 C．在刚开始的时候，负极气体体积：正极气体体积大于2：1，可能是氢气比氧气更难溶于水 D．装置乙的作用是便于检验生成物 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2章 空气与水资源 基础实验2 水的组成及变化的探究 实验目的 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。 重点和难点 重点：水的组成。 难点：能结合电解水实验探究水的组成。 ◆知识点一 电解水实验 【实验目的】 通过电解水实验认识水的组成 【实验用品】 药品：蒸馏水、氢氧化钠、木条； 仪器：水电解器、尖嘴导管、火柴、电源等。 【实验过程】 实验步骤 实验现象 实验结论 （1）在水电解器中注入足量的水（水中加有少量氢氧化钠溶液），然后接通直流电源，观察电极和两侧玻璃管内的现象。 通电后，两个电极表面都有无色气泡产生，两个玻璃管内液面均下降，与电源正极相连的玻璃管内液面下降较慢，与电源负极相连的玻璃管内液面下降较快。 电解水时正负两极都产生了气体，但产生的速度不一致，所以产生的是不一样的气体。 （2） 电解一段间后，关闭电源。将带火星的木条放在与电源正极相连的玻璃管的尖嘴处，然后打开活塞，放出少量的气体。观察实验现象，并推断气体成分。 一段时间后与电源正、负极相连的玻璃管内产生气体的体积比约为1:2 相同条件下，负极产生气体较快较多 （3）将燃着的木条放在与电源负极相连的玻璃管的尖嘴处，然后打开活塞，点燃气体。观察实验现象，并推断气体成分。 与电源正极相连的玻璃管中的气体：用带火星的木条检验，木条复燃，证明气体是氧气； 与电源负极相连的玻璃管中的气体：点燃，气体能燃烧， 火焰呈淡蓝色，证明气体是氢气。 氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的， 根据化学反应前后元素种类不变，可以推断水是由 氢、氧两种元素组成的。 【实验原理】 电解水文字表达式为： , 电解水符号表达式为： 。 注意事项： 1.电解水时要在水中加入少量氢氧化钠溶液：为增强溶液的导电性； 2.水的三态变化与水的分解的本质区别是：水的三态变化只是状态的改变，没有新物质生成，属于物理变化；水的分解过程中水分解生成了氢气和氧气，有新物质生成，属于化学变化； 3.电解水时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。 即学即练 1．如图是兴趣小组设计的电解水实验装置，下列有关说法错误的是 A．M、N两导管口处收集的气体体积比为1：2 B．将带火星的木条放在N导管口处，木条会复燃 C．M处收集的气体可以供给呼吸 D．在水中加入少量硫酸钠溶液，可增强水的导电性 【答案】B 【详解】A、由电解水实验结论“正氧负氢、氢二氧一”可知，与正极相连的M处产生的是氧气，与负极相连的N处产生的是氢气，氧气和氢气的体积比为1：2，说法正确； B、与负极相连的N处产生的是氢气，将带火星的木条放在产生氢气的N处，木条不会复燃，说法错误； C、M处收集的气体是氧气，可以供给呼吸，说法正确。 D、纯水几乎不导电，在水中加入少量硫酸钠溶液，增加水中可自由移动的离子，可增强水的导电性，说法正确。 故选B。 2．水通电分解的实验装置如图所示，下列说法不正确的是 A．水中可加入少量硫酸钠以增强导电性 B．a玻璃管中的电极与直流电源的负极相连 C．将燃着的木条放在b玻璃管尖嘴口，开启活塞，木条燃烧更旺 D．a、b两玻璃管中产生的气体质量之比是2：1 【答案】D 【详解】A.水中可加入少量硫酸钠后溶液中自由移动的离子增加，导电性增强，故正确； B.电解水时负极产生的氢气是正极产生的氧气体积的两倍，由图知a玻璃管中的气体是b玻璃管中气体的大约两倍，所以a管与直流电源的负极相连，故正确； C.将燃着的木条放在b玻璃管尖嘴口，开启活塞，木条燃烧更旺，因为b管内产生的是氧气，因为氧气具有助燃性，故正确； D.因为a管内产生的是氢气，b管内产生的是氧气，两者的质量比为1：8，故错误。 故选：D。 ◆知识点二 氢气的燃烧 【实验目的】 通过氢气燃烧实验认识水的组成。 【实验仪器】 试管、烧杯、火柴等 【实验试剂】 氢气 【实验过程】 实验步骤 实验现象 实验结论 在空气中点燃纯净的氢气 氢气安静燃烧，产生淡蓝色火焰 氢气具有可燃性 在火焰上方罩一个干而冷的烧杯 烧杯内部会出现小液滴，触摸烧杯外壁感觉到发烫 燃烧放热，生成水 在空气中点燃纯净的氢气 氢气安静燃烧，产生淡蓝色火焰 氢气具有可燃性 结论 水中含有氢元素和氧元素 反应表达式 文字表达式：氢气+氧气 水； 符号表达式： H2　+　O2　 H2O 注意事项： 1.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？ 氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，水分解生成了氢气和氧气，氢气和氧气点燃生成水，根据化学反应前后元素种类不变，可以说明水是由氢、氧两种元素组成的。 2.点燃可燃性气体之前要检验气体的纯度：可燃性气体中如果混有空气，遇到明火就有爆炸的危险。 即学即练 1.下列对于氢气在空气中燃烧的说法中，错误的是 A．氢气在空气中燃烧时，发出淡蓝色火焰 B．氢气燃烧时会产生浓烈的刺激性气味 C．氢气燃烧时会放出大量的热 D．氢气燃烧属于化合反应 【答案】B 【详解】A、氢气在空气中燃烧时，发出淡蓝色火焰，故选项说法正确。 B、氢气燃烧时生成物是水，不会产生浓烈的刺激性气味，故选项说法错误。 C、氢气燃烧时会放出大量的热，故选项说法正确。 D、氢气在空气中燃烧生成水，该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，故选项说法正确。 故选：B。 2.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，氢分子分成氢原子，氧分子分成氧原子，氢原子和氧原子结合成水分子，故原子种类没有发生改变，A正确； B、氢气、氧气和水都是由分子构成的，B错误； C、该反应中，氢分子分成氢原子，氧分子分成氧原子，氢原子和氧原子结合成水分子，分子种类发生了改变，C正确； D、该反应氢气在氧气中燃烧后生成水，氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成的，根据化学反应前后元素的种类不变，能说明水是由氢元素和氧元素组成的，D正确； 故选B。 1、 可燃性气体的验纯 1.不纯(混有一定量空气或氧气)的可燃气体如氢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）。 2.验纯方法：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。 2、 电解水实验中氢气与氧气的体积比往往大于2∶1的误差分析 1. 由于氧气的溶解度比氢气的稍大些，导致氧气、氢气的体积比小于1：2。 2. 由于氧气的化学性质比较活泼，所以有可能有一部分氧气在电极处与电极发生了反应，使氧气损耗了一部分；导致氧气、氢气的体积比小于1：2。 3. 因电极产生副反应等造成：如用稀硫酸溶液作电解液，可能会有副反应发生；副反应生成的过氧化氢在酸性溶液中较稳定，不易放出氧气，从而使生成的氢气增多了，导致氧气、氢气的体积比小于1：2。 实践应用 1.下列说法不正确的是 A．水中含有氢气和氧气，属于混合物 B．点燃电解水产生的氢气时，不需要检验纯度 C．氢气是无色、无味、难溶于水的气体，实验室可用排水法收集氢气 D．氢气在氧气中燃烧，生成唯一产物——水，也能证明水的组成 【答案】A 【详解】A、水是由氢元素和氧元素组成的一种物质属于纯净物，不属于混合物，选项错误； B、电解水时生成的氢气和氧气会分别产生在电极的两端相连试管内，故生成的氢气属于纯净物，不需验纯，选项正确； C、氢气难溶于水，实验室可用排水法收集氢气，选项正确； D、根据反应前后元素的种类不变，氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成，故生成唯一产物是水则证明水是由氢元素和氧元素组成，选项正确； 故选：A。 2．水是宝贵的自然资源。如图是电解水实验的示意图：    (1)B试管中产生的气体是 ； (2)电解水的符号表达式为 ，由此说明水是由 组成的； (3)氢气燃烧的符号表达式为 ； (4)在某次电解水的实验中，测得了正负两极产生的气体的体积，数据如下： 时间/分钟 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 负极产生的气体的体积（cm3） 6 12 20 29 39 49 55 65 75 85 正极产生的气体的体积（cm3） 2 4 7 11 16 21 26 31 36 41 分析以上实验数据，负极和正极产生的气体体积之比大于2：1，可能是因为 。 【答案】(1)氧气 (2) 氢、氧元素 (3) (4)氧气比氢气易溶于水、氧气有氧化性能氧化电极等（合理即可） 【详解】（1）电解水时，“正氧负氢”，B试管与正极相连，产生的气体是氧气； （2）水通电后生成氢气和氧气，其符号表达式为：；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，由此实验可得出水是由氢元素和氧元素组成的； （3）氢气燃烧产生水，其符号表达式为：； （4）实验数据，1～10分钟内阴、阳两极生成的气体体积之比大于2：1，可能的原因是氧气比氢气易溶于水、氧气有氧化性能氧化电极等（合理即可）。 考点一 电解水实验 【例1】科学家通过水的生成和水的分解来认识水的组成。电解水的实验如下图所示。下列说法正确的是 A．a管与电源正极相连 B．b管中的气体能燃烧 C．c中液面实验过程中会下降 D．该实验可证明水是由氢、氧元素组成的 【答案】D 【详解】A、根据图示，电解水装置中a管生成的气体为氢气，b管生成的气体为氧气，a管与电源负极相连，说法错误； B、b管中的气体是氧气，氧气具有助燃性，本身不能燃烧，说法错误； C、a、b两管产生了气体，压强增大，导致c管的液面上升，说法错误； D、该实验电解水生成氢气和氧气，化学反应前后元素种类不变，证明水是由氢、氧元素组成的，说法正确； 故选：D。 【例2】电解水实验中产生气体的体积与反应时间的关系如图所示。下列分析正确的是 A．与电源负极相连的电极上产生的气体是N B．检验气体M、N可证明水的组成 C．气体M、N的质量比为1：2 D．通电后气体产生的速率相同 【答案】B 【详解】A.电解水时，与电源负极相连的电极上产生的气体体积多为氢气，由图示可知应为M，故不符合题意； B. 检验两种气体，就可以知道水的元素组成，因为这两种气体是由水电解而成，在化学反应中，各元素的种类保持不变，故符合题意； C.气体M、N的质量比即氢气和氧气的质量比为1：8，体积比约为2：1，故不符合题意； D. 通电后，由于在相等的时间内产生的气体的体积不同，所以产生气体的速率不相同，故不符合题意。 故选：B。 【变式1-1】下列关于水的电解实验（如图所示）的说法中正确的是（ ）解题要点 : 1.为了增强水的导电性，有时可在水中加入适量的稀硫酸或氢氧化钠溶液 2.电解水所用的电源为直流电 3.有时收集的气体量较少时，当检验氢气时，可能只发出爆鸣声，而看不到蓝色火焰 4.使用氢气时一定要注意安全，点燃氢气前，一定要检验氢气的纯度。 A．该实验说明了水是由氢气和氧气组成的 B．该实验的目的是检验生成物的性质 C．试管a中的气体是氧气，试管b中的气体是氢气 D．该实验说明水由氢元素和氧元素组成 【答案】D 【解析】A、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，故选项说法错误。B、该实验的目的是测定水的组成，故选项说法错误。C、电解水时，与电源正极相连的试管内产生的气体体积少，与电源负极相连的试管内的气体体积多，且两者的体积之比大约是1：2，试管ab分别与电源的负极、正极相连，试管a中的气体是氢气，试管b中的气体是氧气，故选项说法错误。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：D。 【变式2-1】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，下列说法不正确的是 A．a应接电源正极 B．气体M能使带火星的木条复燃 C．该实验说明水是由氢元素和氧元素组成的 D．8min时产生的H2和O2的体积比是2:1 【答案】B 【详解】A、由电解水实验结论"正氧一、负氢二"可知，甲中的气体体积较小，连接的是电源的正极，故选项说法正确； B、M气体的体积较大，是氢气，氢气没有助燃性，不能使带火星的木条复燃，故选项说法错误； C、水在通电条件下生成氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，该实验说明水是由氢元素和氧元素组成的，故选项说法正确； D、由图2可知，8s时产生的H2和O2的体积比是10mL：5mL＝2：1，故选项说法正确； 故选：B。 考点二 氢气的燃烧 【例3】下列关于由氢气的性质实验推导的说法中，不正确的是（　　） A．氢气难溶于水，如果要收集产生的氢气，可以用排水法收集 B．氢气燃烧时，火焰上罩的烧杯，内壁有水珠，说明氢气燃烧生成了水 C．将装有氢气的试管移近酒精灯火焰，松开拇指时听到“噗”的一声说明氢气较纯 D．点燃氢气前一定要检验纯度，但点燃其他气体时，并非都要验纯 【答案】D 【解析】A．氢气难溶于水，如果要收集产生的氢气，可以用排水法收集，故正确；B．氢气燃烧时，火焰上罩的烧杯，内壁有水珠，说明氢气燃烧生成了水，故正确；C．将装有氢气的试管移近酒精灯火焰，松开拇指时听到“噗”的一声说明氢气较纯，故正确；D．所有可燃性气体不纯时，点燃都有可能发生爆炸，所以点燃可燃性气体前，都要检验纯度，故错误。故选D。 【例4】有关如图所示实验的说法不正确的是 A．电解水时常加入少量稀硫酸以增强水的导电性 B．纯净的氢气燃烧时，产生淡蓝色火焰，放出热量 C．a管与b管收集的气体质量比为1：2 D．两个实验均可证明水的组成 【答案】C 【分析】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，可简记为：正氧负氢、氢二氧一；氢气燃烧生成水。 【详解】A、纯水几乎不导电，实验时向水中加入少量的稀硫酸可以增强水的导电性，故选项说法正确； B、纯净的氢气在空气中燃烧时，产生淡蓝色火焰，放出热量，故选项说法正确； C、正极（a管）和负极（b管）产生的气体的体积比（而不是质量比）为1﹕2，故选项说法错误 D、电解水生成氢气和氧气，氢气燃烧生成水，都说明水由氢元素和氧元素组成，故选项说法正确。 故选C。 解题要点： 1.在带尖嘴的金属导管口点燃纯净的氢气，将冷而干燥的烧杯罩在火焰的上方，出现淡蓝色火焰。手触烧杯，感觉发烫。如果用尖嘴的玻璃导管，则出现黄色火焰，这是因为玻璃中含有钠离子，使火焰呈现黄色。（焰色反应） 2.氢气是易燃易爆气体，使用前一定要检验气体纯度。 【变式3-1】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，由化学反应前后元素种类不变可知，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。 【变式4-1】验室中氢气燃烧和电解水的实验如图所示，下列有关实验的描述中，正确的是    A． 点燃氢气前不用检验纯度 B．干冷烧杯的内壁无明显变化 C．b管气体能使带火星木条复燃 D．a、b两管中生成气体的体积比为1：2 【答案】D 【详解】A、氢气具有可燃性，为防止氢气不纯发生爆炸，点燃氢气前需检验其纯度，故选项错误； B、氢气燃烧生成水，干冷烧杯内壁有水雾出现，故选项错误； C、b管与电源的负极相连，管内是氢气，氢气能燃烧，但不能使带火星的木条复燃，故选项错误； D、电解水时正、负极产生的气体体积比为1:2，故选项正确。 故选：D。 基础达标 1．如图是水电解实验示意图，下列有关说法正确的是    A．正极连接的玻璃管内产生氢气 B．产生两种气体质量比为2：1 C．实验结论 水由氢气氧气组成 D．负极连接的玻璃管内产生的气体能燃烧 【答案】D 【详解】A.通过电解水实验可知，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气，所以与正极连接的玻璃管内产生氧气，此选项错误； B.正极产生的是氧气，负极产生的是氢气，氧气与氢气的体积比为1：2，此选项错误； C.水在通电的条件下反应生成氢气和氧气，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的种类不变，所以可得水是由氢、氧元素组成的，此选项错误； D.负极产生的是氢气，氢气具有可燃性，所以负极连接的玻璃管内产生的气体能燃烧，此选项正确； 故选D。 2．用如图所示的装置电解水。下列说法错误的是 A．在水中加入少量的Na2SO4可以增强导电性 B．电解水的化学方程式为：2H2O2H2↑+O2↑ C．该装置的b管中产生的是氢气，a管中产生的氧气 D．若b管中产生气体的体积为20mL，那么a管中产生的气体体积为40mL 【答案】C 【详解】A、电解水时，向水中加入少量的硫酸钠，可增强水的导电性，该选项说法正确； B、电解水生成氢气和氧气，方程式是，该选项说法正确； C、电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，则a试管中收集的气体为氢气、b试管收集的气体为氧气，该选项说法错误； D、电解水时，生成的氢气和氧气的体积比为2：1，若b管中产生氧气的体积为20mL，那么a管中产生的氢气体积为40mL，该选项说法正确。 故选C。 3．有关如图实验的说法不正确的是    A．点燃氢气前检验纯度 B．两个实验均可证明水的组成 C．干冷烧杯内壁无明显变化 D．a管气体能使带火星木条复燃 【答案】C 【详解】A、氢气是可燃性气体，点燃氢气前检验纯度，故A正确； B、氢气和氧气点燃条件下反应生成水，水通电生成氢气和氧气，依据反应前后元素的种类不变，两个实验均可证明水是由氢元素、氧元素组成，故B正确； C、氢气燃烧生成水，干冷烧杯内壁有水雾出现，故C错误； D、电解水，“正氧负氢”，a管与正极相连，产生的是氧气，能使带火星木条复燃，故D正确。 故选C。 4．富氢水指富含氢分子的水，在医学等领域有重要用途。下列有关富氢水的说法，错误的是 A．属于混合物 B．与水的性质不完全一样 C．氢气易溶于水 D．含氢、氧两种元素 【答案】C 【详解】A、富氢水指富含氢分子的水，富氢水中含氢气、水，属于混合物，说法正确； B、富氢水指富含氢分子的水，富氢水中含有氢分子和水分子，水中含有水分子，故富氢水与水的性质不完全相同，说法正确； C、氢气难溶于水，说法错误； D、富氢水指富含氢分子的水，富氢水中含H、O两种元素，说法正确。 故选C。 5．有关如图实验的说法正确的是 A．a管内产生的是氢气 B．实验证明水是由氢气和氧气组成 C．a中气体和b中气体的质量比是1:2 D．两个实验均可证明水的组成 【答案】D 【详解】A、电解水，正氧负氢、氢二氧一，与电源正极相连的a试管内产生的气体为氧气，故选项错误； B、电解水生成了氢气和氧气，不能说明水中含有氢气和氧气，水是由氢氧元素组成的纯净物，而不是氢气和氧气组成的混合物，故选项错误； C、两试管产生气体的体积比为1：2，而不是质量比，氧气与氢气的质量为为8:1，故选项错误； D、根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，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，可证明水是由氢元素和氧元素组成的；氢气在氧气中燃烧生成水，也可证明水是由氢元素和氧元素组成的，故选项正确。 故选：D。 6．下列关于电解水的叙述中正确的是(　　) A．为增强水的导电性，常在水中加入一定量的稀硫酸或氢氧化钠溶液 B．在水电解器中加满水，然后接通交流电源 C．电解水的实验证明水是由氢气、氧气两种物质组成的 D．A为电源正极，相连的玻璃管内得到的气体能在空气中燃烧 【答案】A 【详解】A、由于硫酸或氢氧化钠在水中能解离出自由移动的离子，电解水时为增强水的导电性，常在水中加入一定量的稀硫酸或氢氧化钠溶液，故A叙述正确； B、在水电解器中加满水，然后接通直流电源，故B叙述不正确； C、电解水的实验生成了氢气和氧气，证明水是由氢元素、氧元素组成的，故C叙述不正确； D、A试管收集的气体较多是氢气，为电源负极，试管内得到的气体能在空气中燃烧，故D叙述不正确。 故选：A。 7．如图是用家里的物品制成的电解装置，下列有关说法错误的是 A．生成氧气和氢气的体积之比是2:1 B．水中加入少量氢氧化钠的目的是增强水的导电性 C．与电源正极相连端产生氧气，与电源负极相连端产生氢气 D．实验说明水由氢元素和氧元素组成 【答案】A 【详解】A、生成氧气和氢气的体积之比是1:2，故A错误； B、水中加入少量氢氧化钠的目的是增强水的导电性，故B正确； C、电解水正极产生氧气，负极产生氢气，故C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，化学反应前后，元素的种类不变，实验说明水由氢元素和氧元素组成，故D正确； 故选：A。 8．某同学运用已学知识完成了如图所示净化水、电解水两个实验，下列说法不正确的是 A．实验（一）不能将硬水软化 B．实验（一）中的固体既可滤去不溶性物质，又可吸附一些溶解性杂质 C．实验（二）a端连接电源正极，b端连接电源负极 D．实验（一）和（二）的意义：水不仅可饮用，还可生成高效清洁能源 【答案】C 【详解】A、实验（一）中，不能降低钙镁离子的含量，也就不能将硬水软化，故A正确； B、实验（一）中，活性炭层既可滤去水中不溶性杂质，又可吸附溶解的杂质（如有色物质和有臭味的物质等），故B正确； C、实验（二）a端产生的气体较多是氢气，连接电源负极，b端产生的气体较少是氧气，连接电源正极，故C 错误； D、实验（一）和实验（二）的意义：水不仅可饮用，还可生成高效清洁能源氢气，故D正确； 故选C。 9．利用水电解器电解水一段时间后，下列说法不合理的是 A．正极玻璃管与负极玻璃管内产生的气体质量比约为1：2 B．正极玻璃管内产生的气体使带火星的木条复燃 C．负极玻璃管内产生的气体能被点燃 D．通电时两极均有气泡产生 【答案】A 【详解】A、电解水时，正极玻璃管与负极玻璃管内产生的气体体积比约为1：2，而不是质量比，该选项说法不合理； B、电解水时，正极产生氧气，氧气能使带火星的木条复燃，该选项说法正确； C、电解水时，负极产生氢气，氢气具有可燃性，则能被点燃，该选项说法正确； D、电解水时，两极均有气泡产生，该选项说法正确。 故选A。 10．下图是电解水实验的装置图，下列说法正确的是    A．往水中加入氢氧化钠或硫酸钠以增强导电性 B．用带火星的木条检验两管产生的气体 C．经检验a管产生的气体是氧气 D．通过实验证明了水分子由氢元素和氧元素组成 【答案】A 【详解】A、水是电的弱导体，实验时往往在水中加入少量的硫酸钠或氢氧化钠以增强水的导电性，选项正确； B、b管气体是氧气能使带火星的木条复燃，用带火星的小木条检验，a管内气体是氢气能燃烧，用燃着的小木条点燃，选项错误； C、a管内的气体能燃烧，产生淡蓝色火焰，是氢气，选项错误； D、该实验中，水在通电条件下生成氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，能证明水是由氢元素和氧元素组成的，元素是宏观概念，不用来描述微观粒子构成，选项错误。 故选A。 11．如图是电解水实验的示意图。 (1)在a、b两端得到的气体的体积比为 。 (2)在水中加入少量的硫酸钠的目的是 。 (3)该实验的结论：水是由 组成。 【答案】(1)2：1 (2)增强水的导电性 (3)氢、氧元素 【详解】（1）水在通电条件下生成氢气与氧气，正极生成氧气，负极生成氢气，氢气与氧气体积比为2:1； （2）纯水不导电，在水中加入少量的硫酸钠的目的是增强水的导电性； （3）化学反应前后，元素的种类不变，水在通电条件下生成氢气与氧气，氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，故得出结论，水是由氢元素、氧元素组成的。 12．18世纪末，人们就开始了对水的组成的研究。 (1)英国科学家普利斯特里把“易燃空气”(氢气)和空气混合后盛在干燥、洁净的玻璃瓶中，当用电火花点火时发出震耳的爆鸣声，且玻璃瓶内壁上出现了液滴。不久，卡文迪许用纯氧代替空气进行上述实验，确认所得液滴是水。基于卡文迪许实验，可得出的关于水的组成的结论是_______(填字母)。 A．水是由氢气和氧气组成的 B．水是由氢元素和氧元素组成的 C．水是由2个氢元素和1个氧元素构成的 (2)后来，科学家进一步利用电解水实验(如图甲所示)证明水的组成。 实验中得到氧气的试管是 (填“1”或“2”)，电解水过程中，发生变化的粒子名称是 。 (3)图乙是氢气验纯的方法，点燃前试管口朝下的原因是 。 【答案】(1)B (2) 2 水分子 (3)氢气的密度比空气小，防止氢气散逸 【详解】（1）A. 元素组成物质，水是由氢元素和氧元素组成的，此选项错误； B. 水是由氢元素和氧元素组成的，此选项正确； C. 元素没有数量的概念，分子由原子构成，一个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的，此选项错误。 故选B。 （2）电解水时，正氧负氢，氢二氧一。所以实验中得到氧气的试管是2。发生化学变化时，分子分解为原子，原子再重新结合为新的分子，则电解水过程中，发生变化的粒子名称是水分子。 （3）图乙是氢气验纯的方法，点燃前试管口朝下的原因是氢气的密度比空气小，防止氢气散逸。 13．如图是电解水的实验，请回答下列问题：    (1)检验试管2中产生的气体的方法是什么? (2)请写出电解水的化学方程式 。 (3)该实验的结论是什么 ? 【答案】(1)将带火星的木条伸入试管中，看木条是否复燃，若木条复燃则证明是氧气 (2) (3)水是由氢元素和氧元素组成的 【详解】（1）电解水时，与正极相连的试管中产生的是氧气，与负极相连的试管中产生的是氢气，且产生的氢气和氧气的体积比为2:1，试管2与正极相连，产生的是氧气，氧气具有助燃性，故检验的方法是：将带火星的木条伸入试管中，看木条是否复燃，若木条复燃则证明是氧气。 （2）水通电分解生成氢气和氧气，化学方程式为。 （3）水通电分解生成氢气和氧气，氢气由氢元素组成、氧气由氧元素组成，化学反应前后元素种类不变，故得出水是由氢元素和氧元素组成的。 14.如图为电解水的实验简易装置图，据此回答： (1)在水的电解实验中，水中事先加入少量硫酸钠的作用是 。 (2)接通电源观察两电极都有 产生。 (3)C试管中收集到的气体是 ，可以用 检验 。 (4)电源B是 极。（填正或负） (5)实验得出结论：水是由 组成的。 (6)水的分解过程中，发生变化的微粒是 ，保持不变的微粒是 。（填具体的微粒名称） 【答案】(1)增强水的导电性 (2)气泡 (3) 氧气/O2 带火星的木条 (4)负 (5)氢、氧元素 (6) 水分子 氢原子、氧原子 【详解】（1）电解水时，向水中加入少量硫酸钠，能增加水中离子的数量，从而增强水的导电性。 （2）电解水生成氢气和氧气，则两电极都有气泡产生。 （3）电解水时，生成的氢气和氧气的体积比为2：1，由图可知，C试管中收集的气体较少，则收集的气体为氧气； 氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，则可用带火星的木条检查。 （4）电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，结合前面分析可知，C试管收集的气体为氧气，D试管收集的气体为氢气，则电源B为负极。 （5）电解水生成氢气和氧气，氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成，根据反应前后元素种类不变，则说明水是由氢、氧元素组成。 （6）电解水过程中，水分子分解成氢原子和氧原子，氢原子重新组合为氢分子，氧原子重新组合为氧分子，则水分子发生变化，但氢原子和氧原子不变。 综合应用 15．用如图所示的装置电解水，反应一段时间后，下列对有关现象或结论的描述正确的是 A．甲试管中收集到的气体能使带火星的木条复燃 B．电解的水为纯净水 C．甲、乙两试管中收集到的气体体积比约为2∶1 D．甲、乙两试管中收集到的气体质量比约为2∶1 【答案】C 【详解】A、电解水实验中，根据正氧负氢，氧一氢二，甲试管与电源的负极相连，产生的是氢气，氢气具有可燃性，乙试管与电源的正极相连，产生的是氧气，氧气具有助燃性，能够使带火星的木条复燃，故A说法错误； B、实验室中一般使用蒸馏水，因为纯水本身导电能力很弱，所以在电解水实验中，常会加入少量的氢氧化钠或硫酸钠等来增强水的导电性，故B说法错误； C、电解水实验中，根据正氧负氢，氧一氢二，甲试管与电源的负极相连，产生的是氢气，乙试管与电源的正极相连，产生的是氧气，故甲、乙两试管中收集到的气体体积比约为2∶1，故C说法正确； D、电解水实验中，根据正氧负氢，氧一氢二，甲试管与电源的负极相连，产生的是氢气，乙试管与电源的正极相连，产生的是氧气，根据方程式，故甲、乙两试管中收集到的气体质量比约为4:32=1:8，故D说法错误； 故选C。 16．化学课堂上同学们探究了如下实验： (1)电解水实验前同学们向水中加少量稀硫酸的目的是 。能用蔗糖溶液替换吗？ （填“能”或“不能”）。 (2)电解时观察到的现象有：两个电极上都有气泡产生，切断电源打开活塞b,用燃着的木条置于玻璃管尖嘴口，观察到的现象为 。 (3)通电至反应结束后，若a管收集到5mL气体，则理论上b管收集到的气体体积为 mL。 (4)电解水的符号表达式为 ，属于 反应，这个实验说明了水是由 组成。 (5)若要确定水中氢、氧元素的原子个数比，还需要的数据是 ______ 。（填序号） A．参加反应的水的质量 B．氢原子和氧原子的相对原子质量 C．氢气和氧气的沸点 D．氢气和氧气的密度 【答案】(1) 增强水的导电性 不能 (2)气体燃烧，发出淡蓝色火焰 (3)10 (4) H2OH2+O2 分解 氢、氧元素 (5)BD 【详解】（1）水的导电性差，向水中加入稀硫酸，使其含有大量自由移动的离子，增强水的导电性；蔗糖在水中是以分子的形式存在，故不能用蔗糖来代替稀硫酸，故填：增强水的导电性；不能； （2）水在通电的条件下可以分解生成氧气和氢气；正极得到氧气，负极得到氢气，两者体积比为1:2； b管产生的气体是氢气，氢气具有可燃性，可观察到b管现象是气体燃烧，发出淡蓝色火焰，故填：气体燃烧，发出淡蓝色火焰； （3）在通电的条件下可以分解生成氧气和氢气；正极得到氧气，负极得到氢气，两者体积比为1:2，a管收集的是氧气，b管收集的是氢气，故当a管收集到5mL气体，则理论上b管收集到的气体体积为 10mL，故填：10； （4）水在通电的条件下可以分解生成氧气和氢气，符号表达式为，满足分解反应“一变多”的特点，属于分解反应，该实验证明了水是由氢、氧元素组成的，故填：；分解；氢、氧元素。 （5）若要确定水中氢、氧元素的原子个数比，需要知道氢原子和氧原子的相对原子质量，该温度下的氢气和氧气的密度以及生成氢气和氧气的体积，从而确定水电解产生的氢元素和氧元素的质量，进而确定水中氢、氧元素的原子个数比，故选BD。 17．如图为自来水厂净水过程和电解水实验的示意图。 (1)A 物质的名称是 ，操作①的名称是 ，该操作用到的玻璃仪器有 、烧杯、玻璃棒。 (2)若经过操作①后，所得液体 C中仍有浑浊，其原因可能是 （填序号）。 a.漏斗内的滤纸有破损     b.漏斗下端未靠在烧杯内壁     c.漏斗内液面高于滤纸的边缘 (3)气体a为 （填物质名称），连接电源 极。 (4)写出电解水的文字表达式： 若 b 玻璃管中产生3mL气体，则a试管中产生气体约为 mL。 (5)电解水时通常加入一些稀硫酸，目的是 。 【答案】(1) 明矾 过滤 漏斗 (2)ac (3) 氢气 负 (4) 水氢气+氧气 6 (5)增强水的导电性 【详解】（1）河水净化首先加絮凝剂明矾进行吸附、沉降。然后过滤，将不溶于水的物质与水分开。过滤需要用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒。故填：明矾；过滤；漏斗。 （2）经过过滤操作后，所得液体中仍有浑浊，是由于漏斗内的滤纸有破损；漏斗内液面高于滤纸的边缘；仪器不干净等。故填：ac。 （3）由于电解水产生氢气体积是氧气体积的2倍，所以据图可以看出，气体a为氢气，连接电源的负极。故填：氢气；负极。 （4）水在通电条件下生成氢气和氧气。文字表达式为。据图可知， b 玻璃管中产生氧气，a试管中产生氢气，电解水产生氢气体积是氧气体积的2倍，所以b 玻璃管中产生3mL气体，则a试管中产生气体约为6mL。故填：；6。 （5）为增强水的导电性，电解水时通常加入一些稀硫酸、氢氧化钠、硫酸钠等。故填：增强水的导电性。 拓展培优 18．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，下列说法不正确的是 A．a应接电源正极 B．气体M能使带火星的木条复燃 C．实验前向水中加入少量硫酸可以增加水的导电性 D．0～3s内甲、乙试管内气体的体积比和8s时的体积比不同，原因是氧气比氢气在水中溶解得多 【答案】B 【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，结合图2可知，气体M的体积大约是气体N的两倍，若甲试管中生成气体N，则N为氧气，a应接电源正极，说法正确； B、气体M体积较大，为氢气，不能使带火星的木条复燃，说法错误； C、纯水导电性很差，实验时水中少量硫酸的目的是增强导电性，说法正确； D、0～3s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，导致氧气体积较小，说法正确。 故选B。 19．实验小组同学利用下图装置进行电解水实验，观察到正、负极产生气体体积比小于理论值1：2。实验研究了影响气体体积比的因素，结果见下表。下列说法错误的是 序号 电极材料 溶解在水中的物质 研究结果 ① 铂丝 NaOH ② 铂丝 ③ 石墨 ④ 石墨 NaOH ⑤ 铂丝 NaOH、、（气体达饱和） A．正极产生的气体是 B．对比①④或②③，说明石墨电极可能不利于的获取 C．正、负极气体体积比小于1：2可能与和在水中的溶解性有关 D．电极材料相同时，使用NaOH溶液的实验效果均优于溶液 【答案】D 【详解】A、电解水实验中，正极产生的是，负极产生的是，该选项说法正确； B、对比①④或②③，其他条件相同时，使用铂丝电极比使用石墨电极，正、负极产生的气体体积比大，说明石墨电极可能不利于的获取，该选项说法正确； C、难溶于水，不易溶于水，正极产生的是，负极产生的是，正、负极气体体积比小于1：2可能与和在水中的溶解性有关，该选项说法正确； D、分析表格中③④可知，某一时间段内，使用溶液的实验效果优于NaOH溶液，该选项说法错误； 故选D。 20．水是一种重要的资源。如图，甲、乙两图都是电解水的简易装置。回答下列问题。    (1)装置甲比装置乙有一个明显的优点，这个优点是 。 (2)图中显示表明，实验是未开始，刚开始还是已进行一段时间了？ ，请写出反应的文字表达式 。 (3)关于这个实验，说法正确的是。 A．在实验前加入少量氢氧化钠，为了增强水的导电性，其本身不参加反应 B．开始电解后，A管收集到氧气，B管收集到可燃性气体 C．在刚开始的时候，负极气体体积：正极气体体积大于2：1，可能是氢气比氧气更难溶于水 D．装置乙的作用是便于检验生成物 【答案】(1)装置简单、便于操作 (2) 进行一段时间 (3)ABCD 【详解】（1）装置甲比装置乙有一个明显的优点，这个优点是装置简单、便于操作； （2）由实验的装置图可知，试管的上部已收集了一部分气体，表明了实验已进行一段时间了；水通电生成氢气和氧气，反应的文字表达式为：； （3）A、水的导电能力较差，在水中加入少量硫酸或氢氧化钠时能够增强水的导电性，其本身不参与反应，故A正确； B、电解水时，A管对于电源正极，正极产生的是氧气，B管对应电源负极，负极产生的是氢气，故B正确； C、电解水时，氧气比氢气更易溶于水，会导致负极与正极的气体体积比大于2：1，故C正确； D、装置乙的作用是便于检验生成物，故D正确； 故选ABCD。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$