实验活动2 水的组成及变化的探究（培优讲义）化学新教材人教版九年级上册

本讲义聚焦初中化学“水的组成及变化的探究”核心知识点，通过氢气燃烧（水的生成）和电解水（水的分解）两个实验，从化合与分解反应角度系统梳理水由氢、氧元素组成的原理，构建实验操作、现象观察到结论推导的学习支架。 资料以科学探究与实践为主线，设计基础实验、进阶典例及对点练习，通过“正氧负氢”等口诀强化科学思维，结合微观示意图帮助理解化学变化本质。课中辅助教师实验教学，课后助力学生巩固知识、弥补盲点，落实化学观念培养。

第四单元   自然界的水  实验活动2 水的组成及变化的探究   考点 1 水的生成 【实验目的】 1.认识水的组成。 2.了解水在通电条件下发生的变化，进一步认识分解反应。 3.进一步体会科学探究的过程和方法。 【实验用品】 实验仪器 水电解器、烧杯、带尖嘴的玻璃导管、直流电源、铁架台(带铁圈和滴定夹)、酒精灯、弹簧夹、导线 实验试剂 硫酸钠溶液（或氢氧化钠溶液） 实验物品 木条、棉花、火柴 【实验一】水的生成 【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 【实验操作】 【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 【进阶典例】（25-26九年级上·河南濮阳·期末）氢气的燃烧和水的电解实验如图所示。下列说法正确的是 A．点燃前不用检验纯度 B．干冷烧杯内壁无明显变化 C．管内的气体是 D．两个实验均能说明水是由氢、氧元素组成的 【答案】D 【解析】A、氢气具有可燃性，点燃不纯氢气可能发生爆炸的危险，所以点燃前必须检验纯度，不符合题意； B、氢气燃烧生成水，干冷烧杯罩住火焰，内壁有水雾产生，不符合题意； C、依据正氧负氢、氢二氧一，可知a管连接正极产生的是氧气，不符合题意； D、水通电分解生成氢气和氧气，根据质量守恒定律可知水是由氢元素和氧元素组成的，氢气在氧气中燃烧化合生成水，根据质量守恒定律也可知水是由氢元素和氧元素组成的，两个实验均可证明水的组成，符合题意。 故选D。 解题点睛 氢气燃烧（合成法——证水） 考点 具体内容 操作前提 点燃氢气前，必须验纯（否则会爆炸）。 验纯方法 用小试管收集氢气，管口向下靠近火焰，若听到尖锐爆鸣声则不纯；若声音很小（噗声） 则纯净。 燃烧现象 纯净氢气在空气中安静燃烧，产生淡蓝色火焰，放热，干冷烧杯内壁出现水珠（水雾）。 结论 氢气 + 氧气 水，证明水由H、O元素组成（化合反应）。 【拔高典例】（25-26九年级上·云南红河·期中）水是生活中常见的物质，化学兴趣小组追寻科学家的足迹，对水的组成进行探究。 探究一：初步探究水的组成 【进行实验】 （1）填写下表 操作 现象 如图一所示，收集一瓶纯净的氢气，打开导管上的活塞，使水均匀流下，在尖嘴玻璃管处点燃氢气，并将干燥的烧杯罩在火焰上方 氢气燃烧产生淡蓝色火焰，烧杯内壁出现_____。 【分析】根据上述实验，可知氢气具有的物理性质为难溶于水。 【结论1】由实验现象可知氢气燃烧生成水。 探究二：再次探究水的组成 【实验】按图二电解添加有一定量氢氧化钠的水，接通电源后，两电极上均有气泡产生，管a和管b中的液面均下降，漏斗中的液面上升，电解一段时间后，管a和管b中气体体积比为2：1. 【讨论】 （2）用燃着的木条检验管a和管b中气体，发现管_____(填“a”或“b”)中的气体能使木条燃烧更剧烈。 （3）水中加入氢氧化钠的作用是_____。 （4）写出水通电时发生反应的符号表达式：_____。 【结论2】 （5）由以上两个实验都可以得出：水是由_____组成的。 【答案】（1）水雾 （2）b （3）增强水的导电性 （4） （5）氢元素和氧元素 【解析】（1）氢气燃烧生成水，水蒸气遇冷凝结成液态水，烧杯内壁会出现水雾。 （2）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。管b与电源正极相连，产生的是氧气，氧气具有助燃性，能使燃着的木条燃烧更剧烈。 （3）水的导电性较弱，加入氢氧化钠可增强水的导电性，使电解反应更易进行。 （4）水在通电条件下分解生成氢气和氧气，符号表达式为。 （5）氢气只含氢元素、氧气只含氧元素，电解水生成氢气和氧气，根据化学反应前后元素种类不变，可知水由氢元素和氧元素组成。 【对点练1】（25-26八年级下·上海闵行·期中）通过氢气在氧气中燃烧实验可以探究水的组成（如下图所示），有关说法正确的是（ ） A．该实验证明水是由氢气和氧气组成的 B．该实验所需的氧气可以用排水法收集 C．该反应是分解反应 D．实验中可以观察到瓶内产生一层小液滴 【答案】D 【解析】A、氢气燃烧生成水，氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成，根据反应前后元素的种类变，则该实验证明水是由氢元素和氧元素组成的，故A错误； B、排水法收集的氧气中含有水蒸气，会干扰实验现象和结论，故B错误； C、氢气燃烧生成水，该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，故C错误； D、氢气燃烧生成水，实验中可以观察到瓶内产生一层小液滴，故D正确。 故选D。 【对点练2】（25-26九年级上·湖北襄阳·期中）关于探究水的组成的实验，下列说法错误的是（ ） 图一：电解水 图二：氢气燃烧 围三：氢气在氯气中燃烧 A．图一是电解水的实验装置，试管D中的气体是氧气 B．图二是氢气燃烧的微观示意图，反应过程的正确顺序是acb C．以上两个实验中不变的粒子都是氢原子、氧原子 D．若利用图三所示的方法收集氧气并进行氢气燃烧的实验探究水的组成，可以达到实验目的 【答案】D 【解析】A、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。根据图一，试管D中产生的气体较少，则试管D中的气体是氧气，A选项正确； B、一个氢分子由两个氢原子构成，一个氧分子由两个氧原子构成，一个水分子由两个氢原子、一个氧原子构成。氢气燃烧生成水，微观过程是氢分子、氧分子在点燃条件下分裂成氢原子、氧原子，每两个氢原子和一个氧原子结合成一个水分子，大量水分子聚集形成水，根据微观示意图，反应过程的正确顺序是acb，B选项正确； C、原子是化学变化中最小的粒子，以上两个实验涉及的原子都是氢原子、氧原子，因此实验中不变的粒子都是氢原子、氧原子，C选项正确； D、采用排水法收集氧气时，集气瓶内壁有水附着，氢气在排水法收集到的氧气中燃烧，产生淡蓝色火焰，集气瓶内壁产生水雾，不能确定产生的水雾来源于氢气的燃烧，无法探究水的组成，D选项错误。 故选：D。 考点 2 水的分解 【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，观察电极上和两侧玻璃管内的现象 ①通电时，看到两个电极上都有气泡产生，负极产生气泡的速率比正极快 ②一段时间后，正、负两极的玻璃管内收集的气体体积比约为1:2 水在通电条件下能发生化学反应，生成两种气体，其体积比为 1:2 （2）电解一段时间后，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 木条复燃 证明该玻璃管内的气体是氧气 （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 气体能燃烧，火焰呈淡蓝色 玻璃管内的气体可能是氢气 （4）验纯并点燃纯净的氢气，在火焰上方罩一个干燥的烧杯，观察实验现象 烧杯内壁凝结有水雾 该玻璃管内的气体是氢气 【进阶典例】（25-26八年级上·山东淄博·期中）如图是电解水的装置图，回答下列问题： （1）将水注入电解器装置中，通电一段时间后，可以观察到a管中产生气体的体积和b管中产生气体的体积比为______。D端是电源的______极。 （2）用一根燃烧的火柴接近a管尖嘴处，打开活塞，观察到______的现象时，证明该气体是______。该气体燃烧的文字表达式______。该反应的基本类型是______。该气体燃烧是将______能转化为光能和热能 （3）检验b管中气体的方法是______，观察到______，证明该气体是______。 （4）电解水的文字表达式是______，该反应的基本类型是______。 （5）请画出两个水分子分解过程的微观示意图： 【答案】（1）2：1 负 （2）气体燃烧，有淡蓝色火焰 氢气/H2 氢气+氧气水 化合反应 化学 （3）将一根带火星的木条放在b管口并打开活塞 木条复燃 氧气/O2 （4）水氢气+氧气 分解反应 （5） 【解析】（1）电解水实验正极产生氧气，负极产生氢气，氧气和氢气的体积比为1：2。由图可知，a管气体多是氢气，b管气体少是氧气，故a管中产生气体的体积和b管中产生气体的体积比为2：1，D端与a管相连，为负极； （2）a管是氢气，具有可燃烧。所以用一根燃烧的火柴接近a管尖嘴处，打开活塞，观察到气体燃烧，有淡蓝色火焰的现象时，证明该气体是氢气；氢气在空气中燃烧生成水，该反应的文字表达式为：；该反应是由两种物质反应生成一种物质的反应，符合多变一的特点，属于化合反应；该气体燃烧是将化学能转化为光能和热能； （3）b管是氧气，具有助燃性。检验方法是将一根带火星的木条放在b管口并打开活塞，观察到木条复燃，证明该气体是氧气； （4）水通电生成氢气和氧气，该反应的文字表达式为：；该反应是一种物质生成两种物质的反应，符合一变多的特点，属于分解反应； （5）电解水反应微观实质是每个水分子分解为2个氢原子和1个氧原子，然后每2个氢原子构成1个氢分子，每2个氧原子构成1个氧分子。故电解水反应的微观示意图见答案。 解题点睛 实验2：电解水（分解法——探水） 考点 具体内容 装置要求 使用直流电（不是交流电）。 增强导电性 水中加入少量硫酸钠（Na₂SO₄） 或氢氧化钠（NaOH）——它们不参与反应，只起增强导电作用。 现象速记口诀 “正氧负氢，氢二氧一”（体积比，不是质量比）。 具体现象（对比记忆） • 正极（接电源+）：气体少，能使带火星木条复燃 → 氧气（O₂）。 • 负极（接电源-）：气体多（约是正极的2倍），能燃烧，火焰淡蓝色 → 氢气（H₂）。 体积比 vs 质量比 • 体积比：V(H₂) : V(O₂) = 2 : 1（常考）。 • 质量比：m(H₂) : m(O₂) = 1 : 8（由相对分子质量计算得出）。 文字表达式 水  氢气 + 氧气（分解反应）。 一、微观解释（考“本质”） 水分子破裂成氢原子和氧原子，原子重新组合成氢分子和氧分子。 结论：化学变化中，分子可分，原子不可分；原子是化学变化中的最小粒子。 二、高频易错点（考前必看） 易错说法（❌） 正确说法（✅） 水由氢气和氧气组成 水由氢元素和氧元素组成（水是纯净物） 电解水时，正负极气体体积比为1:2（说反了） 负极氢气 : 正极氧气 = 2 : 1 电解水加NaOH或H₂SO₄是反应物 它们是催化剂/增强导电性，不参与反应 氢气燃烧火焰是蓝色（不准确） 淡蓝色（与硫在空气中燃烧的淡蓝色火焰区分） 一句话终极总结（考场抢记） 水 氢气 + 氧气（分解，正氧负氢体积2:1），证明水由H、O元素组成；点燃氢气前必验纯。 【拔高典例】（25-26八年级下·上海·阶段检测）回答下列问题。 （1）在下图所示的电解水实验过程中发生改变的微粒是___________(填名称)，当其中一个电极产生4mL气体时，另一电极产生的气体体积可能是___________mL。根据实验能推断出水组成的依据是___________。写出电解水的符号表达式___________。 （2）在电解器中装满水，两端分别连接直流电源的正负极，接通电源，实验进行一段时间后，a、b、c三根管中液面由高到低排列顺序为___________。 （3）下列对该实验的相关说法错误的是___________。 A．a中得到的气体点燃可能发生爆炸 B．可以用带火星的木条检验b中的气体 C．该反应中，电能转化为化学能 D．电解水的反应属于化合反应 【答案】（1）水分子 2或8 化学反应前后元素种类不变，生成物含氢、氧元素，证明水由氢、氧元素组成 （2）c>a>b （3）ABD 【解析】（1）化学变化中分子可分、原子不可分，因此改变的微粒是水分子；电解水正负极气体体积比为，若4mL是正极的氧气，另一极氢气体积为8mL，若4mL是负极的氢气，另一极氧气体积为2mL；水在通电的条件下产生了氢气和氧气，其符号表达式为：，由此可推断水由氢、氧元素组成。 （2）电解水时负极b管产生的氢气体积是正极a管产生的氧气体积的2倍，管内气体越多压强越大，液面越低，水被压入中间c管，因此c管液面最高，a管液面次之，b管液面最低。 （3）A. a管得到氧气，无可燃性，不能被点燃，不会爆炸，说法错误； B. 带火星木条只能检验氧气而b管产生的是氢气，说法错误； C. 电解水将电能转化为化学能储存在生成物中，说法正确； D. 电解水是“一变多”的分解反应，不属于化合反应，说法错误。 【对点练1】（25-26九年级上·重庆·期中）为探究不同电压对电解水速率的影响，某兴趣小组用如图装置进行多次实验，并记录不同电压下生成20 mL氧气所需时间。下列分析不正确的是（ ） A．b管与电源正极相连 B．该实验能探究水的组成 C．a管与b管中气体体积比为2 :1 D．该实验中，电压越高电解水的速率越慢 【答案】D 【解析】A、电解水实验中“正氧负氢，氢二氧一”，b管收集到的气体较少，是氧气，与电源正极相连，故A正确； B、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，则说明水是由氢元素和氧元素组成的，故B正确； C、电解水实验中“正氧负氢，氢二氧一”，b管收集到的气体较少，是氧气，a管收集到的气体较多，是氢气，a管与b管中气体体积比为2 :1，故C正确； D、由图可知，收集相同体积的氢气时，电压越高，所需时间越短，则相同条件下电压越大电解水的速率越快，故D错误； 故选D。 【对点练2】（25-26八年级上·山东日照·期末）化学实践小组的同学们设计了一系列实践活动，对水质检测、水的净化、水的组成进行了项目化学习。 【任务一】认识水的净化 （1）膜分离技术可用于淡化海水，如图F所示，通过膜的主要微观粒子是______（填微观粒子名称）。 （2）某同学设计的净水过程如图E所示。物质.A是常见絮凝剂，操作b利用了活性炭的______性。 （3）操作a、操作b、操作c中净化程度最高的是操作______（选填a、b或c）。 【任务二】探究水的组成 兴趣小组同学利用以下两个实验探究出了水的组成。 （4）①请写出方案一反应的符号表达式：______。 ②方案二中______（选填“a”或“b”）管内收集的气体具有可燃性。当a管中气体的分子数目为n时，b管中气体分子数目为______（提示：相同条件下气体的体积和分子个数成正比）。 （5）电解水实验时水中加氢氧化钠或硫酸钠的目的是____________。方案二中电解水反应时的微观示意图，其反应过程的正确顺序应该依次是______。 【答案】（1）水分子 （2）吸附 （3）c （4） a （5） 增强水的导电性 ②③① 【解析】（1）海水通过淡化膜后得到淡水，说明过膜的主要微观粒子是水分子； （2）活性炭具有吸附性，能吸附水中的色素和异味，故操作b利用了活性炭的吸附性； （3）得到蒸馏水的操作为蒸馏，通过蒸馏达到的蒸馏水几乎不含杂质，是净化程度最高的操作； （4）①图一中氢气燃烧生成水，符号表达式为：； ②在电解水实验中，“正氧负氢”，a管与负极相连，产生的气体是氢气，氢气具有可燃性，b管与正极相连，产生的气体是氧气，氧气具有助燃性；生成氢气和氧气的体积比约为2:1，同条件下气体的体积和分子个数成正比，所以产生氢气和氧气的分子个数比为2:1，则当a管中气体的分子数目为n时，b管中气体分子数目为；故填：a；； （5）水是电的弱导体，电解水实验时水中加氢氧化钠或硫酸钠能增强水的导电性，加速水的分解； 电解水过程中，水分子分解成氢原子和氧原子，氢原子和氧原子重新组成氢分子和氧分子，故顺序为②③①。 1．（2026·湖北恩施·二模）利用水的分解和生成实验可探究水的组成，下列说法错误的是（ ） A．b管中的气体是氧气 B．a管与 b管中气体的质量比约为 2：1 C．图2中点燃氢气前一定要检验其纯度 D．图2中烧杯内壁有水雾出现 【答案】B 【解析】A. 电解水时，正极产生氧气，b管连接电源正极，故b管中气体是氧气，正确。 B. 电解水时，管（负极）产生氢气，管（正极）产生氧气，体积比约为；但质量比需通过反应式计算：，氢气与氧气的质量比为，不是，故错误。 C. 氢气为可燃性气体，混有空气时点燃可能发生爆炸，因此点燃前必须检验纯度，正确。 D. 氢气燃烧生成水，罩在火焰上方的冷烧杯内壁会出现水雾，正确。 2．（25-26九年级下·广东深圳·开学考试）使用风力、水力及光伏发电电解水制氢是实现氢能全过程清洁化的研究方向。电解水的过程中某电极上发生的微观变化如下图。下列说法正确的是（ ） A．该电极是正极 B．阶段一“”表示的可能是 C．电解水的化学方程式为： D．阶段一到阶段二气泡变大是因为分子的体积变大 【答案】B 【解析】 A、电解水时，正氧负氢，由图可知，为氢分子，则该电极产生的为氢气，故为负极。故选项A错误； B、在水电解过程中，水分子会发生解离，生成和，阶段一中表示的可能是。故选项B正确； C、水通电后，电解生成氧气和氢气，其化学方程式为，选项中方程为氧气未加气体符号。故选项C错误； D、阶段一到阶段二气泡变大，是因为分子间的间隔变大，而不是分子体积变大。故选项D错误。 故选B。 3．（2026·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。 4．（2026·湖南长沙·二模）探究水的组成实验中，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硫酸钠或氢氧化钠，可增强水的导电性 B．a管与b管收集的气体质量比为 C．纯净的氢气燃烧时，产生淡蓝色火焰，放出热量 D．两个实验均可证明水的组成 【答案】B 【解析】A、电解水时常加入少量硫酸钠或氢氧化钠可增强水的导电性，此选项正确； B、由电解水实验可知，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，由图可知a管与电源的正极相连，b管与电源的负极相连，所以a管与b 管收集的气体体积比为1:2，根据可知，生成氧气和氢气的质量比32:4=8:1，此选项错误； C、氢气具有可燃性，纯净的氢气燃烧时，产生淡蓝色火焰，放出热量，此选项正确； D、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，说明水是由氢、氧元素组成的，所以两个实验均可证明水的组成，此选项正确。 故选B。 5．（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。 6．（2025·河南周口·三模）探究水的组成简易实验装置如图所示。下列说法不正确的是（ ） A．为了增强水的导电性，可加入少量NaOH溶液 B．a试管中产生的气体可以使燃着的木条燃烧更旺 C．a、b试管中产生气体的质量比为1:8 D．该实验说明水由氢、氧元素组成 【答案】B 【解析】A、为了增强水的导电性，可加入少量NaOH溶液，说法正确，故不符合题意；   B、a试管与电源负极相连，产生的气体是氢气，具有可燃性，不可以使燃着的木条燃烧更旺，说法错误，故符合题意；   C、水通电分解生成氢气和氧气，化学方程式为：，  氢气和氧气的质量比为：，a管与负极相连，生成的是氢气，则b管为氧气，即a、b试管中产生气体的质量比为1:8，说法正确，故不符合题意。 D、该实验通过电解水生成氢气和氧气，说明水由氢、氧元素组成，说法正确，故不符合题意。 故选：B。 7．（25-26九年级上·广东广州·期中）水是生命之源，爱护水资源是每个公民应尽的责任。请回答下列有关问题： （1）下列是一些净水的方法，其中可使硬水变成软水的是：___________(填序号)。 ①过滤    ②蒸馏    ③沉淀      ④煮沸 （2）按图1所示装置进行实验，一段时间后，理论上A试管中产生的气体与B试管中产生的气体的体积比为___________，该实验过程中发生反应的化学方程式为___________，该反应属于___________(填“化合”或“分解”)反应。 （3）通过电解水实验，可以知道水是由___________组成的。 （4）图2是电解水时水分子分解过程示意图。通过对该示意图的分析电解水的反应实质是___________。 【答案】（1）②④ （2）1：2 2H2O2H2↑+O2↑ 分解 （3）氢元素和氧元素 （4）水分子在电流作用下分解为氢原子和氧原子，随后氢原子和氧原子分别结合成氢分子和氧分子 【解析】（1）实验室常用蒸馏的方法把硬水变成软水，生活中通过煮沸的方法把硬水变成软水；故选②④； （2）电解水的实验中“正氧负氢，氢二氧一”，所以理论上A试管中产生的气体与B试管中产生的气体的体积比为1：2； 水通电分解为氢气和氧气，化学方程式为；是一种物质反应生成两种物质，该反应属于分解反应； （3）电解水的产物是氢气和氧气，氢气和氧气是由氢元素和氧元素组成，化学反应前后元素的种类不变，所以水由氢元素和氧原子组成。 （4）由图中我们可以得出，水分子在电流作用下分解为氢原子和氧原子，随后氢原子和氧原子分别结合成氢分子和氧分子。 8．（25-26九年级上·海南省直辖县级单位·期末）下图为电解水实验，回答下列问题： （1）b管与电源的_______极相连，产生的气体是_______。 （2）电解水时，常在水中加入少量氢氧化钠或硫酸钠，其目的是_______。 （3）从该实验中能获取的信息是_______（不定项选择）。 A．纯水的导电能力较弱 B．正极产生的气体能燃烧 C．水由氢气和氧气组成 D．负极产生气体的速率比正极快 【答案】（1）负 氢气/H2 （2）增强水的导电性 （3）AD 【解析】（1）在电解水实验中，根据“正氧负氢、氢二氧一”，即与电源正极相连的试管产生氧气，与电源负极相连的试管产生氢气，且产生氢气和氧气的体积比约为2：1。观察图中b管产生气体的体积较多，所以b管与电源的负极相连，产生的气体是氢气。 （2）纯水的导电能力较弱，电解水时，常在水中加入少量氢氧化钠或硫酸钠，其目的是增强水的导电性。 （3）A、纯水的导电能力较弱，所以在电解水实验中，常在水中加入少量氢氧化钠或硫酸钠来增强水的导电性，故A选项符合题意； B、正极产生的气体是氧气，氧气具有助燃性，不能燃烧，故B选项不符合题意； C、水在通电的条件下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，根据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，故C选项不符合题意； D、由“正氧负氢、氢二氧一”可知，负极产生氢气，正极产生氧气，氢气和氧气的体积比约为2：1，所以负极产生气体的速率比正极快，故D选项符合题意。 故选AD。 9．（25-26九年级上·江西九江·期末）电解水的实验装置如图所示，下列叙述正确的是 。 A．注射器一中收集到的气体是氧气 B．该实验说明水由氢气和氧气组成 C．“+”极和“-”极上产生气泡的速率一样 D．该实验中，注射器一、注射器二中收集到气体的体积比为_____ 【答案】 A 1:2 【解析】A、电解水实验中“正氧负氢”，注射器一与电源的正极相连，收集到的气体是氧气，故选项说法正确。 B、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，可得出水是由氢元素和氧元素组成的，故选项说法不正确。 C、电解水实验中“正氧负氢，氢二氧一”，正极产生的气体是氧气，负极产生的气体是氢气，氢气体积是氧气的2倍，因此“+”极和“-”极上产生气泡的速率不一样，故选项说法不正确。 D、电解水实验中“正氧负氢，氢二氧一”，注射器一与电源的正极相连，收集到的气体是氧气，注射器二与电源的负极相连，收集到的气体是氢气，则注射器一、注射器二中收集到气体的体积比为1:2。 故选A；填：1:2。 1．（25-26八年级上·黑龙江哈尔滨·阶段检测）水是生命之源，人类对水的组成的研究经历了相当的长时间，使用了多种研究方法。 方法一：卡文迪什在密闭容器中将氢气和氧气点燃生成小液滴，确认所得液滴是水。 （1）写出该反应的化学符号表达式___________；后续科学家推测出水是由___________元素组成的。 方法二：水通电分解，如图。 【实验过程】电解器内装满水。 （2）通电发生反应。打开电源开关后，观察到电极有气泡产生，若要使气泡产生的速率加快，可以向水中加入___________(填名称)，a、b两管内的液面___________(填“上升”或“下降”)。一段时间后，先排尽管内气体，再记录数据。实验中测得生成气体体积如下表。 时间/min a管气体体积/mL b管气体体积/mL 2 6.2 3.1 4 12.2 6.1 6 18.2 9.1 先排尽管内气体的原因是___________。 （3）检验产生气体。分别用燃着的木条放在a管和b管的尖嘴口，打开活塞，可以观察到a管口气体燃烧，产生淡蓝色火焰，说明该气体是___________。同时也验证了另一种气体。 【实验结论】 （4）水电解后产生氢气和氧气的体积比约为___________，结合相关知识可以推算出氢，氧原子的个数比。 （5）通过氢气燃烧和电解水实验得出水的组成的宏观理论依据都是：化学反应前后___________。两种推理方法不同：一种方法是通过发生___________(填“化合”或“分解”)反应，由分析反应物的组成确定生成物的组成；另一种方法是通过发生___________(填“化合”或“分解”)反应，由分析生成物的组成确定反应物的组成。 【答案】（1） 氢、氧两种 （2）氢氧化钠或硫酸钠 下降 排除原先残留的空气，以便准确测量电解所产生气体的体积（合理即可） （3）氢气 （4）2：1 （5）元素的种类不变 化合 分解 【解析】（1）氢气和氧气点燃生成水，该反应的符号表达式为； 氢气和氧气点燃生成水，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，则水是由氢、氧元素组成的； （2）若要使气泡产生的速率加快，可以向水中加入氢氧化钠或硫酸钠增加导电性； 因为生成的氢气难溶于水、氧气不易溶于水，所以a、b两管内气压增大，将水压入中间容器内，故a、b两管内的液面下降； 先排尽原先管内残留的空气，以便准确测量电解水所产生气体的体积。 （3）观察到a管口气体燃烧，产生淡蓝色火焰，说明该气体是氢气； （4）水电解后产生氢气和氧气的体积比约为2：1； （5）通过氢气燃烧和电解水实验得出水的组成的理论依据都是化学反应前后元素种类不变； 两种推理方法不同：一种方法是通过发生化合反应，由分析反应物的组成确定生成物的组成，例如氢气和氧气点燃生成水；另一种方法是通过发生分解反应，由分析生成物的组成确定反应物的组成，例如水通电分解生成氢气和氧气。 2．（25-26九年级上·广东东莞·期中）在学习了电解水实验后，同学们在实验室利用如下图装置进行了电解水实验。为了增强导电性，小兰将氯化钠当做硫酸钠加入了水中，结果在电解过程中观察到两极都有气泡产生，但两极产生的气体体积不是 1：2，且正极处闻到刺激性气味，同学们就这一意外现象进行了探究。 【查阅资料】①氯气（Cl2）是一种有刺激性气味的气体。②氯气（Cl2）能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。 探究I：两极生成的气体是什么？ 【作出猜想】 （1）猜想 1：两极分别生成了氧气和氢气。 猜想2：两极分别生成了氯气和氢气。 实验小组通过讨论，认为猜想1错误，原因是_______。 【进行实验 1】 （2）小兰打开 b管活塞，将______放到b管口，观察到气体燃烧，产生_______色火焰，说明 b管中生成的是氢气。 【进行实验 2】 （3）小明打开a管活塞，将湿润的淀粉碘化钾试纸放在管口，观察到________，说明 a管中生成的是氯气。 【得出结论】同学们通过实验中的现象得知，正负两极分别产生了氯气和氢气，猜想2正确。 【反思拓展】 （4）①同学们又通过实验证明出给添加了氯化钠的水通电除了生成氢气和氯气之外，还生成了氢氧化钠，请写出此反应的符号表达式__________。 ②氢气具有可燃性，写出氢气燃烧的符号表达式__________；做有关氢气的实验前要先__________以防发生爆炸。 ③利用电解水测定水的组成时,________（填“能”或“不能”）加入氯化钠增强水的导电性。 【答案】（1）由于在正极处闻到刺激性气味，而氢气和氧气均为无味的气体，所以猜想1错误； （2）燃着的木条 淡蓝色火焰 （3）湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 （4） 验纯 不能 【解析】（1）由于在正极处闻到刺激性气味，而氢气和氧气均为无味的气体，所以猜想1错误； （2）氢气具有可燃性，燃烧时产生淡蓝色火焰，故证明b管内气体是氢气的方法是：打开b管活塞，将燃着的木条放到b管口，观察到气体燃烧，产生淡蓝色火焰，说明b管中生成的是氢气； （3）根据氯气能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，打开活塞a，将湿润的淀粉碘化钾试纸放在管口，观察到湿润的淀粉碘化钾试纸变为蓝色，说明a管中生成的为氯气； （4） ①氯化钠和水通电除了生成氢气和氯气之外，还生成了氢氧化钠，该反应的符号表达式为：； ②氢气具有可燃性，氢气燃烧时生成水，反应的符号表达式为：；氢气与空气混合遇明火会发生爆炸，则做有关氢气燃烧实验前要先验纯，以防发生危险； ③由于氯化钠和水在通电的条件下生成氢氧化钠、氢气和氯气，影响实验的测定，所以利用电解水测定水的组成时，不能加入氯化钠增强水的导电性。 3．（25-26九年级上·四川资阳·期末）某化学实践小组的同学们在学习了水的相关知识后，设计了系列探究沱江水的跨学科实践活动。 【任务一】自制净水器 （1）图1中的过滤采用了图2所示的滤膜，自来水经过该装置后其硬度(通常用钙镁离子的含量来判断)___________(填“会”或“不会”)降低。 【任务二】水质检测 （2）检测水可用市售的水质检测笔直接读出水质的TDS值，以判断水质纯度。如图3所示，若通过水质检测笔测出的TDS值为450，则该水质情况为___________。 【任务三】探究水的组成 （3）以下实验能够验证水的组成的是___________(填序号)。 A．过氧化氢分解 B．氢气在氧气中燃烧 C．将水煮沸蒸发 D．电解水 【任务四】同学们进行了“影响电解水反应速率因素”的探究，实验数据如表格所示。 实验编号 温度/℃ NaOH溶液浓度 负极气体体积/mL 电解用时间/s 1 20 2% 20 54.0 2 20 5% 20 36.2 3 30 2% 20 x 4 30 5% 20 35.4 （4）分析四组实验数据，请你判断：实验3的电解所用时间“x”可能是下列的___________s(填序号)。 A．32.4 B．35.2 C．50.2 D．55.6 【答案】（1）不会 （2）差 （3）BD （4）C 【解析】（1）硬水是含有较多可溶性钙镁矿物质盐的水，过滤除去的是难溶性杂质，无法除去离子，所以自来水经过该装置过滤后其硬度不会降低。 （2）根据图3，TDS值为450的水质为差； （3）A、过氧化氢分解生成水和氧气，该反应探究的是过氧化氢的性质，不能直接验证水的组成，不符合题意。 B、氢气在氧气中燃烧生成水，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，说明水是由氢元素和氧元素组成的，可以验证水的组成，符合题意。 C、将水煮沸蒸发是水的状态变化，属于物理变化，不能验证水的组成，不符合题意。 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，说明水是由氢元素和氧元素组成的，可以验证水的组成，符合题意。 故选BD。 （4）对比实验 1 和 2，温度相同，NaOH 溶液浓度增大，电解用时间缩短，说明增大 NaOH 溶液浓度能加快电解水反应速率。 对比实验 2 和 4，NaOH 溶液浓度相同，温度升高，电解用时间缩短，说明升高温度能加快电解水反应速率。 实验 3 与实验 1 相比，温度升高，反应速率应加快，电解用时间应小于 54.0s；实验 3 与实验 4 相比，NaOH 溶液浓度降低，反应速率应减慢，电解用时间应大于 35.4s。所以实验 3 的电解所用时间 “x” 可能是 50.2s。故选C。 4．（25-26八年级上·黑龙江绥化·期末）如图①是电解水的简易装置，试回答下列问题。 （1）请判断甲试管内的电极所连接的是电源的_______（填“正”或“负”）极。 （2）电解一段时间后，甲、乙两试管水位怎样变化_______（填“上升”或“下降”） （3）在电解水实验中，将两极产生的气体的体积与时间的关系绘制到如图②所示的平面直角坐标系中，请回答：由图②可以看出，A气体是_______，B气体是_______，你的判断依据是_________。 （4）0-4 min及4-8 min A、B气体的体积比分别约为________、________。 （5）电解水实验中为了增强水的导电性，可向水中加入少量的________。 （6）上述实验可以验证出水是由__________组成。 【答案】（1）负 （2）下降 （3）氢气 氧气 相同时间内，产生的A的体积约为B的体积的2倍 （4）2：1 2：1 （5）硫酸钠溶液/氢氧化钠溶液 （6）氢元素和氧元素 【解析】（1）电解水时，正氧负氢，氢二氧一。则甲试管内的电极所连接的是电源的负极。 （2）电解一段时间后，甲、乙两试管中均产生气体，气体压强增大，所以两试管中的水位都下降。 （3）由图②可以看出，A气体是氢气，B气体是氧气，判断依据是：相同时间内，产生的A的体积约为B的体积的2倍。 （4）根据图像可知，0-4 min及4-8 min A、B气体的体积比分别约为2：1、2：1。 （5）电解水实验中为了增强水的导电性，可向水中加入少量的硫酸钠溶液或氢氧化钠溶液。 （6）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，可得水是由氢元素和氧元素组成的。 5．（25-26九年级上·吉林松原·期中）某学校组织学生开展了以“护水”“净水”“知水”为主题的项目式学习活动，请回答下列问题。 （1）护水——下列有关保护水资源的说法正确的是_____(填字母)。 a.我国水资源总量丰富，无须节约用水 b.生活污水经分级处理后，可用作园林绿化或景观用水 c.为节约成本，可将工业污水直接排放 d.农业用水需求量大，应提倡大水漫灌的灌溉方式 （2）净水——如图为某自来水厂净水过程示意图。 ①操作a将泥沙从水中分离出去，则操作a的名称为_____。 ②操作b中加入活性炭，该操作的作用是_____。 （3）知水——如图是利用某实践活动小组制作的简易电解水装置进行的电解水实验。 ①依据A、B两端试管内产生的气体体积比可知，A端连接的是电源的_____(填“正极”或“负极”)。 ②写出该反应的文字表达式：_____。 ③结合实验现象，可得出：水是由_____组成的。 ④实验前，应向水中加入少量氢氧化钠，其目的是_____。 【答案】（1）b （2）过滤 吸附色素和异味 （3）负极 水氢气+氧气 氢元素和氧元素 增强水的导电性 【解析】（1）a .我国水资源总量丰富，但人均水资源占有量较少，且水资源分布不均，需要节约用水，错误。 b .生活污水经分级处理后，达到一定标准可用作园林绿化或景观用水，实现水资源的重复利用，正确。 c .将工业污水直接排放会污染水体，应处理达标后排放，错误。 d .农业上提倡大水漫灌的灌溉方式会浪费大量水资源，应采用喷灌、滴灌等节水灌溉方式，错误。 故选 b。 （2）①操作 a 将泥沙从水中分离出去，泥沙是不溶性固体，该操作的名称为过滤。 ②活性炭具有吸附性，操作 b 中加入活性炭的作用是吸附水中的色素和异味。 （3）①在电解水实验中，与电源负极相连的试管内产生氢气，与电源正极相连的试管内产生氧气，氢气与氧气的体积比约为2:1。依据 A、B 两端试管内产生的气体体积比可知，A 端产生的气体体积大，所以 A 端连接的是电源的负极。 ②电解水生成氢气和氧气，反应的文字表达式为水氢气+氧气。 ③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，化学反应前后元素种类不变，可得出：水是由氢元素和氧元素组成的。 ④纯水几乎不导电，实验前向水中加入少量氢氧化钠，其目的是增强水的导电性 6．（25-26九年级上·四川成都·期中）氢气是最清洁的理想能源。但其发现到应用是一个漫长的过程，以下是氢气发现、使用过程。 I、【氢气的发现与早期探究】某中学化学兴趣小组复刻历史实验，探索氢气的发现过程： （1）1766年英国科学家卡文迪许用铁与稀盐酸作用制得了可燃性的H2，同时还得到了浅绿色的氯化亚铁溶液。发现氢气后，人们一直追求将氢气作为一种绿色能源，其理由是___________；点燃制取的氢气前应___________。 （2）1785年，拉瓦锡将水蒸气通过红热的铁制枪管后得到了氢气，同时生成四氧化三铁。兴趣小组模拟高温下进行该反应，该反应的符号表达式为___________。 II、【氢气的制备与贮存】甲烷和水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一，主要流程如图1： （3）图1中“分离”的目的具体是___________。 （4）Mg2Cu是镁、铜按一定质量比融合而成的合金。Mg2Cu可用于化学储氢，其贮氢与释氢过程如图2所示。贮氢反应需要在高温和隔绝空气的条件下进行，隔绝空气的原因是___________，“释氢”过程中释放的H2与“贮氢”过程吸收的H2相比是___________(填“更多”、“更少”或“相等”)。 Ⅲ、【氢气在工业生产中的应用】 合成氨工艺需要用到氢气，在铁催化作用下，用体积比为1：3的氮气和氢气合成氨气。 （5）N2是合成氨的重要原料。工业上可从空气中获得N2，利用空气中各成分的___________不同将空气中的各成分进行分离得到N2. （6）Fe3O4是铁催化的主要成分。合成氨催化过程中，因部分Fe3O4与H2反应使催化剂“失效”。在一定温度下可用O2将其“再生”，原理如图3所示。“再生”过程中铁元素的质量分数___________(填“变大”“不变”或“变小”)；小组同学讨论再生后转化生成的Fe3O4中铁元素的化合价，有的认为是“亚铁”，有的认为是“铁”，你的观点呢？请写出Fe3O4中铁元素合理的化合价：___________。 【答案】（1）氢气燃烧产物为水没有污染 检验氢气纯度/验纯 （2） （3）除去H2中的CO2 （4）防止H2与空气混合导致爆炸 更多 （5）沸点 （6）变小 +2和+3 【解析】（1）发现氢气后，人们一直追求将氢气作为一种绿色能源，其理由是氢气的燃烧产物是水，不会污染环境； 氢气具有可燃性，混有一定量的空气，遇到明火容易发生爆炸，故点燃氢气前，应先检验氢气的纯度。 （2）水蒸气通过红热的铁制枪管后得到了氢气，同时生成四氧化三铁。反应符号表达式为：。 （3）根据图1，H2、CO2的混合气体经过“分离”除去CO2，得到H2。 （4）隔绝空气的原因是：空气中含有氧气，在高温条件下，H2易发生爆炸；由图2可知，氢气先是转化为氢化镁，氢化镁再与氯化氢反应释放出氢气，第一步只是将氢气贮存，而第二步中氢化镁还吸收氯化氢的氢元素变为氢气，则释氢释放的H2比贮氢吸收的H2多。 （5）工业上可从空气中获得N2，利用空气中各成分的沸点不同不同将空气中的各成分进行分离得到N2。 （6）Fe3O4是铁催化的主要成分。合成氨催化过程中，因部分Fe3O4与H2反应使催化剂“失效”。在一定温度下可用O2将其“再生”，原理如图3所示。“再生”过程中铁元素的质量不变，而氧元素的质量增大，所以铁元素的质量分数变小；小组同学讨论再生后转化生成的Fe3O4中铁元素的化合价，有的认为是“亚铁”，有的认为是“铁”，Fe3O4可以看作FeO•Fe2O3，所以Fe3O4中铁元素合理的化合价是+2价和+3价。 7．（25-26八年级上·山东淄博·期中）如图是电解水和氢气燃烧的实验。认真观察两装置，回答下列问题。 （1）图一是电解水的简单示意图。实验前在水中加入少量稀硫酸或氢氧化钠溶液的目的是______。在实验过程中，试管a中产生的气体可用______检验，观察到______现象，证明产生的气体是______，与试管a相连的是电池______(填“正极”或“负极”)；该反应的文字表达式是______，反应的基本类型是______。 （2）图二是氢气在空气中燃烧的实验。点燃氢气前一定要______；观察到导管口有______火焰，将干冷的烧杯倒罩在火焰上方，烧杯内壁出现______，用手触摸烧杯壁感觉______。这个实验说明氢气具有的化学性质是______，该反应的文字表达式是______，反应的基本类型是______。 （3）从微观角度看这两个实验：在化学变化中，______可以再分，而______不能再分。 （4）从能量变化角度看：电解水过程中是______能转化为______能；氢气燃烧过程中是______能转化为______能和光能。 【答案】（1）增强水的导电性 带火星的木条 木条复燃 氧气/O2 正极 分解反应 （2）验纯 淡蓝色 水雾 发烫 可燃性 化合反应 （3）分子 原子 （4）电 化学 化学 热/内 【解析】（1）纯水导电性弱，加入稀硫酸/氢氧化钠可解离出离子，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。试管a中气体体积较小，说明是氧气，氧气具有助燃性，可用带火星的木条检验，观察到木条复燃现象，证明产生的气体是氧气（O2）； 电解水生成氢气和氧气，文字表达式为：； 该反应由一种物质生成两种物质，属于基本反应类型中的分解反应。 （2）点燃氢气前一定要验纯，以防发生爆炸； 氢气燃烧产生淡蓝色火焰，将干冷的烧杯倒罩在火焰上方，烧杯内壁出现水雾； 反应放热，用手触摸烧杯壁感觉发烫； 这个实验说明氢气具有的化学性质是可燃性； 氢气与氧气在点燃条件下反应生成水，文字表达式为：； 该反应由两种物质生成一种物质，属于基本反应类型中的化合反应。 （3）化学变化中，分子破裂为原子，原子重新组合，因此分子可分、原子不可分。 （4）电解水消耗电能，转化为氢气、氧气的化学能； 氢气燃烧释放化学能，转化为热能（内能）和光能。 8．（25-26九年级上·甘肃天水·期中）某同学利用图1装置进行电解水实验，绘制得到两电极产生的气体的体积与时间的关系如图2所示。请回答： （1）结合图1、图2分析可知，B气体产生在电源的________极（填“正”或“负”）。 （2）通电一段时间后，将燃着的小木条放在A管尖嘴处，缓慢旋开活塞，可观察到________。 （3）电解水的文字表达式为________。 （4）下列实验能证明水是由氢、氧两种元素组成的是________。（填字母序号）。 A．水的电解 B．水的蒸馏 C．氢气在氧气中燃烧 D．水的煮沸 （5）从宏观角度看，图1电解水和图3海水淡化都有由液态变成气态的变化。请从微观的角度解释二者的本质区别是________。 【答案】（1）负 （2）木条燃烧得更旺 （3） （4）AC （5）图1是化学变化，图3是物理变化，二者的本质区别是化学变化中分子发生改变，物理变化中分子不变 【解析】（1）电解水时，负极产生氢气，正极产生氧气，且氢气和氧气的体积比为2：1，故B试管产生的是氢气，连接的是负极。 （2）A极产生的是氧气，氧气具有助燃性，故将燃着的小木条放在A管尖嘴处，缓慢旋开活塞，可观察到木条燃烧得更旺。 （3）电解水生成氢气和氧气，据此可写出文字表达式：。 （4）A、电解水生成氢气和氧气，根据化学反应前后元素的种类不变，可知水由氢元素和氧元素组成，该选项符合题意。 B、水的蒸馏是水的状态发生改变，是物理变化，不能证明水的组成，该选项不符合题意。 C、氢气燃烧是氢气和氧气在点燃条件下生成水，根据化学反应前后元素的种类不变，可知水由氢元素和氧元素组成，该选项符合题意。 D、水的煮沸经历了水的状态改变，是物理变化，不能证明水的组成，该选项不符合题意。 故选AC。 （5）图1是化学变化，图3是物理变化，二者的本质区别是化学变化中分子发生改变，物理变化中分子不变。 9．（25-26九年级上·山东潍坊·期中）电解水时常在水中加入少量氢氧化钠以增强水的导电性。为研究影响电解水反应速率的因素，某兴趣小组进行以下实验探究，实验装置及数据记录如表。 实验编号 温度/℃ 氢氧化钠溶液浓度/% H2体积/mL O2体积/mL 电解时间/s ① 20 2% 20 9.8 54.0 ② 20 5% 20 9.8 36.2 ③ 30 2% 20 9.6 46.2 ④ 30 5% 20 9.7 x （1）如图中实验装置所示，实验______(填标号)。 A．未开始 B．刚开始 C．已进行一段时间 （2）该小组研究的影响电解水反应速率的因素是______和______。 （3）本实验通过比较______来确定电解水速率的快慢。 （4）比较实验①和③，可得到的结论是______。 （5）分析实验①、②、③的数据，实验④的电解时间“x”可能是______(填标号)。 A．35.4 B．37.8 C．50.2 D．55.6 （6）电解水时生成H2与O2的体积比理论值为2：1，实验测得H2与O2的体积比往往大于理论值。请根据H2、O2的物理性质，猜想可能的原因是______。 【答案】（1）C （2）温度 氢氧化钠溶液的浓度 （3）产生相同体积的气体所需的时间 （4）其他条件相同时，电解水反应速率与温度有关，即温度越高，反应速率越快 （5）A （6）氧气比氢气更易溶于水 【解析】（1）电解水时，负极（铂片-）产生、正极（铂片+）产生，且体积是的2倍，“已进行一段时间” 的装置会呈现出气体体积差异。 故填：C。 （2）分析实验表格的变量：温度（）、氢氧化钠溶液浓度（），因此研究的因素是温度和氢氧化钠溶液的浓度。 故填：温度；氢氧化钠溶液的浓度。 （3）实验中收集的体积均为，通过收集相同体积的所需的电解时间来判断速率（时间越短，速率越快）。 故填：产生相同体积的气体所需的时间。 （4）实验①和③的变量是温度（浓度均为），③的温度更高，电解时间更短，因此结论是：在氢氧化钠溶液浓度相同时，温度越高，电解水的反应速率越快。 故填：其他条件相同时，电解水反应速率与温度有关，即温度越高，反应速率越快。 （5）对比实验：温度越高、浓度越高，电解速率越快（时间越短），实验④（）的温度高于实验②（），因此电解时间应小于，选项中只有A（35.4）符合。 故填：A。 （6）从物理性质分析：氢气难溶于水，氧气不易溶于水，氧气在水中的溶解量比氢气多，导致实际收集到的氧气体积偏小，因此与的体积比大于。 故填：氧气比氢气更易溶于水。 10．（25-26九年级上·安徽阜阳·期中）在研究水的组成时，同学们在老师的引导下，对电解水实验及过程中产生的“异常”现象展开了一系列的探究活动。 活动一：用如图所示的装置进行电解水实验 （1）电解水时，通常要在水中加入少量氢氧化钠或硫酸钠，其目的是___________。 （2）通电一段时间后，管a收集到的气体是___________，b管中的气体是___________，a管和b管气体的体积比是___________。 活动二：实验时，小红在水中加入了氯化钠，发现与电源正极相连的电极上产生了黄绿色气体，负极产生了无色气体。 【查阅资料】氯气(Cl2)是黄绿色、有刺激性气味的有毒气体。 【提出问题】两极产生的气体分别是什么？ 【实验探究】 （3）请回答下列问题。 实验步骤 实验现象 实验结论 将一张白纸衬在正极玻璃管后 ___________ 该气体为氯气 将燃着的木条放在负极玻璃管尖嘴口 气体燃烧，产生淡蓝色火焰 ___________ 活动三：拓展探究 （4）小红进行“活动一”时，发现产生的氧气和氢气的体积比小于1：2，她研究发现装置气密性良好，于是猜想可能原因是___________(写一点即可)。 （5）电解水时___________(选填“可以”或“不可以”)加入氯化钠，原因是___________。 【答案】（1）增强水的导电性 （2）氢气（） 氧气（） （3）产生黄绿色气体 该气体为氢气 （4）部分氧气溶于水中或氧气与电极材料反应被消耗等 （5）不可以 会产生有毒的氯气 【解析】（1）纯水的导电性较弱，加入少量氢氧化钠或硫酸钠（电解质）可增强水的导电性，使电解反应更易进行。 故填：增强水的导电性。 （2）电解水遵循 “正氧负氢、氢二氧一”：电源负极连接管a，收集到的气体是氢气（）； 电源正极连接管b，收集到的气体是氧气（）； a管（氢气体积）和b管（氧气体积）的体积比是。 故填：氢气（）；氧气（）；。 （3）氯气是黄绿色气体，因此实验现象为 “看到白纸衬出黄绿色气体”； 负极气体燃烧产生淡蓝色火焰，符合氢气的燃烧特征，因此实验结论为 “该气体为氢气”。 故填：产生黄绿色气体；该气体为氢气。 （4） 氧气在水中的溶解能力比氢气强，部分氧气溶解在水中，导致收集到的氧气体积偏少，因此氧气与氢气的体积比小于（其他合理答案如 “氧气与电极发生了反应” 也可）。 故填：部分氧气溶于水中或氧气与电极材料反应被消耗等。 （5）不可以加入氯化钠；原因是：加入氯化钠后，正极会产生有毒的氯气（而非氧气），生成杂质气体，存在安全隐患。 故填：不可以；会产生有毒的氯气。 11．（25-26九年级上·福建·期中）任务1：探究水的组成 【提出问题】水是由什么组成的？ 【查阅资料】通过电解水和点燃氢气的方法均可证明水的组成。 【设计实验】兴趣小组的同学设计了如图所示的实验来探究水的组成，其中图甲是电解水的实验装置，图乙中将电解水产生的氢气缓缓地通过装有足量无水硫酸铜(可吸收水分，干燥气体)的仪器c，并在导管口d处将气体点燃，然后把盛有冷水的烧杯置于如图乙所示的位置。 【现象与结论】 （1）图甲中玻璃管a和玻璃管b得到气体的体积比约为___________；检验玻璃管b中得到的气体的方法是___________(写出具体操作)。 （2）图乙所示的实验过程中可以观察到的实验现象是导管口d处有___________色火焰，烧杯底部外壁上有___________。 （3）写出甲中反应的符号表达式：___________；甲中没有发生变化的微粒是___________(填具体微粒)。 （4）由以上实验探究可以得到的有关水的组成的结论是___________。 【答案】（1）2：1 带火星的木条放到b玻璃管口处，然后慢慢打开活塞看木条是否复燃 （2）淡蓝 水雾 （3） H、O （4）水是由氢元素和氧元素组成的 【解析】（1）电解水实验中，正极产生氧气，负极产生氢气，且氧气和氢气的体积比为1：2，a管与负极相连，收集的是氢气，b管与正极相连，收集的气体是氧气，玻璃管a和玻璃管b得到气体的体积比约为2：1； b中气体是氧气，氧气能够支持燃烧，所以将带火星的木条放到b玻璃管口处，然后慢慢打开活塞看木条是否复燃。 （2）氢气燃烧产生淡蓝色火焰； 氢气燃烧生成水，故烧杯底部外壁上有水雾出现。 （3）甲中发生的反应为水通电分解产生氢气和氧气，符号表达式为：； 化学变化中分子改变，原子不变，在电解水的反应中没有发生改变的原子为氢原子和氧原子。 （4）水通电生成氢气和氧气，氢气燃烧生成水，氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，故可知水是由氢氧元素组成的。 12．（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）该小组仍然用如图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。 【实验结论】 （5）加入氯化钠的水通电时，石墨电极上分别生成了______。 【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）增加导电性 （3）电极上分别生成了氢气和氯气 （4）2 （5）氢气和氯气 （6）不可以 氯化钠参与反应，影响实验 【解析】（1）①水通电时，负极产生氢气，正极产生氧气，体积比为2：1；a与电源正极相连，b与电源负极相连，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与电源正极相连，管内气体为氧气；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a中气体使木条燃烧更旺； （2）纯水的导电性较弱，为了增强导电性，因此电解水时，通常要加入少量氢氧化钠溶液或稀硫酸； （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； （5）结合前面实验现象分析可知生成了氢气和氯气； （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。 13．（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）。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四单元   自然界的水  实验活动2 水的组成及变化的探究   考点 1 水的生成 【实验目的】 1.认识水的组成。 2.了解水在通电条件下发生的变化，进一步认识分解反应。 3.进一步体会科学探究的过程和方法。 【实验用品】 实验仪器 水电解器、烧杯、带尖嘴的玻璃导管、直流电源、铁架台(带铁圈和滴定夹)、酒精灯、弹簧夹、导线 实验试剂 硫酸钠溶液（或氢氧化钠溶液） 实验物品 木条、棉花、火柴 【实验一】水的生成 【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 【实验操作】 【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 火焰 氢气具有 性 在火焰上方罩一个干而冷的烧杯 烧杯内部会出现 ，触摸烧杯外壁感觉到 燃烧 ，生成 在空气中点燃纯净的氢气 氢气安静燃烧，产生 火焰 氢气具有 性 结论 水中含有 反应表达式 文字表达式： ； 符号表达式： 。 【进阶典例】（25-26九年级上·河南濮阳·期末）氢气的燃烧和水的电解实验如图所示。下列说法正确的是 A．点燃前不用检验纯度 B．干冷烧杯内壁无明显变化 C．管内的气体是 D．两个实验均能说明水是由氢、氧元素组成的 解题点睛 氢气燃烧（合成法——证水） 考点 具体内容 操作前提 点燃氢气前，必须验纯（否则会爆炸）。 验纯方法 用小试管收集氢气，管口向下靠近火焰，若听到尖锐爆鸣声则不纯；若声音很小（噗声） 则纯净。 燃烧现象 纯净氢气在空气中安静燃烧，产生淡蓝色火焰，放热，干冷烧杯内壁出现水珠（水雾）。 结论 氢气 + 氧气 水，证明水由H、O元素组成（化合反应）。 【拔高典例】（25-26九年级上·云南红河·期中）水是生活中常见的物质，化学兴趣小组追寻科学家的足迹，对水的组成进行探究。 探究一：初步探究水的组成 【进行实验】 （1）填写下表 操作 现象 如图一所示，收集一瓶纯净的氢气，打开导管上的活塞，使水均匀流下，在尖嘴玻璃管处点燃氢气，并将干燥的烧杯罩在火焰上方 氢气燃烧产生淡蓝色火焰，烧杯内壁出现_____。 【分析】根据上述实验，可知氢气具有的物理性质为难溶于水。 【结论1】由实验现象可知氢气燃烧生成水。 探究二：再次探究水的组成 【实验】按图二电解添加有一定量氢氧化钠的水，接通电源后，两电极上均有气泡产生，管a和管b中的液面均下降，漏斗中的液面上升，电解一段时间后，管a和管b中气体体积比为2：1. 【讨论】 （2）用燃着的木条检验管a和管b中气体，发现管_____(填“a”或“b”)中的气体能使木条燃烧更剧烈。 （3）水中加入氢氧化钠的作用是_____。 （4）写出水通电时发生反应的符号表达式：_____。 【结论2】 （5）由以上两个实验都可以得出：水是由_____组成的。 【对点练1】（25-26八年级下·上海闵行·期中）通过氢气在氧气中燃烧实验可以探究水的组成（如下图所示），有关说法正确的是（ ） A．该实验证明水是由氢气和氧气组成的 B．该实验所需的氧气可以用排水法收集 C．该反应是分解反应 D．实验中可以观察到瓶内产生一层小液滴 【对点练2】（25-26九年级上·湖北襄阳·期中）关于探究水的组成的实验，下列说法错误的是（ ） 图一：电解水 图二：氢气燃烧 围三：氢气在氯气中燃烧 A．图一是电解水的实验装置，试管D中的气体是氧气 B．图二是氢气燃烧的微观示意图，反应过程的正确顺序是acb C．以上两个实验中不变的粒子都是氢原子、氧原子 D．若利用图三所示的方法收集氧气并进行氢气燃烧的实验探究水的组成，可以达到实验目的 考点 2 水的分解 【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，观察电极上和两侧玻璃管内的现象 ①通电时，看到两个电极上都有气泡产生，负极产生气泡的速率比正极快 ②一段时间后，正、负两极的玻璃管内收集的气体体积比约为 水在通电条件下能发生化学反应，生成两种气体，其体积比为 （2）电解一段时间后，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 证明该玻璃管内的 气体是 （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 气体能燃烧，火焰呈 玻璃管内的气体 可能是 （4）验纯并点燃纯净的氢气，在火焰上方罩一个干燥的烧杯，观察实验现象 烧杯内壁凝结有水雾 该玻璃管内的气体是氢气 【进阶典例】（25-26八年级上·山东淄博·期中）如图是电解水的装置图，回答下列问题： （1）将水注入电解器装置中，通电一段时间后，可以观察到a管中产生气体的体积和b管中产生气体的体积比为______。D端是电源的______极。 （2）用一根燃烧的火柴接近a管尖嘴处，打开活塞，观察到______的现象时，证明该气体是______。该气体燃烧的文字表达式______。该反应的基本类型是______。该气体燃烧是将______能转化为光能和热能 （3）检验b管中气体的方法是______，观察到______，证明该气体是______。 （4）电解水的文字表达式是______，该反应的基本类型是______。 （5）请画出两个水分子分解过程的微观示意图： 解题点睛 实验2：电解水（分解法——探水） 考点 具体内容 装置要求 使用直流电（不是交流电）。 增强导电性 水中加入少量硫酸钠（Na₂SO₄） 或氢氧化钠（NaOH）——它们不参与反应，只起增强导电作用。 现象速记口诀 “正氧负氢，氢二氧一”（体积比，不是质量比）。 具体现象（对比记忆） • 正极（接电源+）：气体少，能使带火星木条复燃 → 氧气（O₂）。 • 负极（接电源-）：气体多（约是正极的2倍），能燃烧，火焰淡蓝色 → 氢气（H₂）。 体积比 vs 质量比 • 体积比：V(H₂) : V(O₂) = 2 : 1（常考）。 • 质量比：m(H₂) : m(O₂) = 1 : 8（由相对分子质量计算得出）。 文字表达式 水  氢气 + 氧气（分解反应）。 一、微观解释（考“本质”） 水分子破裂成氢原子和氧原子，原子重新组合成氢分子和氧分子。 结论：化学变化中，分子可分，原子不可分；原子是化学变化中的最小粒子。 二、高频易错点（考前必看） 易错说法（❌） 正确说法（✅） 水由氢气和氧气组成 水由氢元素和氧元素组成（水是纯净物） 电解水时，正负极气体体积比为1:2（说反了） 负极氢气 : 正极氧气 = 2 : 1 电解水加NaOH或H₂SO₄是反应物 它们是催化剂/增强导电性，不参与反应 氢气燃烧火焰是蓝色（不准确） 淡蓝色（与硫在空气中燃烧的淡蓝色火焰区分） 一句话终极总结（考场抢记） 水 氢气 + 氧气（分解，正氧负氢体积2:1），证明水由H、O元素组成；点燃氢气前必验纯。 【拔高典例】（25-26八年级下·上海·阶段检测）回答下列问题。 （1）在下图所示的电解水实验过程中发生改变的微粒是___________(填名称)，当其中一个电极产生4mL气体时，另一电极产生的气体体积可能是___________mL。根据实验能推断出水组成的依据是___________。写出电解水的符号表达式___________。 （2）在电解器中装满水，两端分别连接直流电源的正负极，接通电源，实验进行一段时间后，a、b、c三根管中液面由高到低排列顺序为___________。 （3）下列对该实验的相关说法错误的是___________。 A．a中得到的气体点燃可能发生爆炸 B．可以用带火星的木条检验b中的气体 C．该反应中，电能转化为化学能 D．电解水的反应属于化合反应 【对点练1】（25-26九年级上·重庆·期中）为探究不同电压对电解水速率的影响，某兴趣小组用如图装置进行多次实验，并记录不同电压下生成20 mL氧气所需时间。下列分析不正确的是（ ） A．b管与电源正极相连 B．该实验能探究水的组成 C．a管与b管中气体体积比为2 :1 D．该实验中，电压越高电解水的速率越慢 【对点练2】（25-26八年级上·山东日照·期末）化学实践小组的同学们设计了一系列实践活动，对水质检测、水的净化、水的组成进行了项目化学习。 【任务一】认识水的净化 （1）膜分离技术可用于淡化海水，如图F所示，通过膜的主要微观粒子是______（填微观粒子名称）。 （2）某同学设计的净水过程如图E所示。物质.A是常见絮凝剂，操作b利用了活性炭的______性。 （3）操作a、操作b、操作c中净化程度最高的是操作______（选填a、b或c）。 【任务二】探究水的组成 兴趣小组同学利用以下两个实验探究出了水的组成。 （4）①请写出方案一反应的符号表达式：______。 ②方案二中______（选填“a”或“b”）管内收集的气体具有可燃性。当a管中气体的分子数目为n时，b管中气体分子数目为______（提示：相同条件下气体的体积和分子个数成正比）。 （5）电解水实验时水中加氢氧化钠或硫酸钠的目的是____________。方案二中电解水反应时的微观示意图，其反应过程的正确顺序应该依次是 。 1．（2026·湖北恩施·二模）利用水的分解和生成实验可探究水的组成，下列说法错误的是（ ） A．b管中的气体是氧气 B．a管与 b管中气体的质量比约为 2：1 C．图2中点燃氢气前一定要检验其纯度 D．图2中烧杯内壁有水雾出现 2．（25-26九年级下·广东深圳·开学考试）使用风力、水力及光伏发电电解水制氢是实现氢能全过程清洁化的研究方向。电解水的过程中某电极上发生的微观变化如下图。下列说法正确的是（ ） A．该电极是正极 B．阶段一“”表示的可能是 C．电解水的化学方程式为： D．阶段一到阶段二气泡变大是因为分子的体积变大 3．（2026·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 4．（2026·湖南长沙·二模）探究水的组成实验中，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硫酸钠或氢氧化钠，可增强水的导电性 B．a管与b管收集的气体质量比为 C．纯净的氢气燃烧时，产生淡蓝色火焰，放出热量 D．两个实验均可证明水的组成 5．（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 6．（2025·河南周口·三模）探究水的组成简易实验装置如图所示。下列说法不正确的是（ ） A．为了增强水的导电性，可加入少量NaOH溶液 B．a试管中产生的气体可以使燃着的木条燃烧更旺 C．a、b试管中产生气体的质量比为1:8 D．该实验说明水由氢、氧元素组成 7．（25-26九年级上·广东广州·期中）水是生命之源，爱护水资源是每个公民应尽的责任。请回答下列有关问题： （1）下列是一些净水的方法，其中可使硬水变成软水的是：___________(填序号)。 ①过滤    ②蒸馏    ③沉淀      ④煮沸 （2）按图1所示装置进行实验，一段时间后，理论上A试管中产生的气体与B试管中产生的气体的体积比为___________，该实验过程中发生反应的化学方程式为___________，该反应属于___________(填“化合”或“分解”)反应。 （3）通过电解水实验，可以知道水是由___________组成的。 （4）图2是电解水时水分子分解过程示意图。通过对该示意图的分析电解水的反应实质是___________。 8．（25-26九年级上·海南省直辖县级单位·期末）下图为电解水实验，回答下列问题： （1）b管与电源的_______极相连，产生的气体是_______。 （2）电解水时，常在水中加入少量氢氧化钠或硫酸钠，其目的是_______。 （3）从该实验中能获取的信息是_______（不定项选择）。 A．纯水的导电能力较弱 B．正极产生的气体能燃烧 C．水由氢气和氧气组成 D．负极产生气体的速率比正极快 9．（25-26九年级上·江西九江·期末）电解水的实验装置如图所示，下列叙述正确的是 。 A．注射器一中收集到的气体是氧气 B．该实验说明水由氢气和氧气组成 C．“+”极和“-”极上产生气泡的速率一样 D．该实验中，注射器一、注射器二中收集到气体的体积比为_____ 1．（25-26八年级上·黑龙江哈尔滨·阶段检测）水是生命之源，人类对水的组成的研究经历了相当的长时间，使用了多种研究方法。 方法一：卡文迪什在密闭容器中将氢气和氧气点燃生成小液滴，确认所得液滴是水。 （1）写出该反应的化学符号表达式___________；后续科学家推测出水是由___________元素组成的。 方法二：水通电分解，如图。 【实验过程】电解器内装满水。 （2）通电发生反应。打开电源开关后，观察到电极有气泡产生，若要使气泡产生的速率加快，可以向水中加入___________(填名称)，a、b两管内的液面___________(填“上升”或“下降”)。一段时间后，先排尽管内气体，再记录数据。实验中测得生成气体体积如下表。 时间/min a管气体体积/mL b管气体体积/mL 2 6.2 3.1 4 12.2 6.1 6 18.2 9.1 先排尽管内气体的原因是___________。 （3）检验产生气体。分别用燃着的木条放在a管和b管的尖嘴口，打开活塞，可以观察到a管口气体燃烧，产生淡蓝色火焰，说明该气体是___________。同时也验证了另一种气体。 【实验结论】 （4）水电解后产生氢气和氧气的体积比约为___________，结合相关知识可以推算出氢，氧原子的个数比。 （5）通过氢气燃烧和电解水实验得出水的组成的宏观理论依据都是：化学反应前后___________。两种推理方法不同：一种方法是通过发生___________(填“化合”或“分解”)反应，由分析反应物的组成确定生成物的组成；另一种方法是通过发生___________(填“化合”或“分解”)反应，由分析生成物的组成确定反应物的组成。 2．（25-26九年级上·广东东莞·期中）在学习了电解水实验后，同学们在实验室利用如下图装置进行了电解水实验。为了增强导电性，小兰将氯化钠当做硫酸钠加入了水中，结果在电解过程中观察到两极都有气泡产生，但两极产生的气体体积不是 1：2，且正极处闻到刺激性气味，同学们就这一意外现象进行了探究。 【查阅资料】①氯气（Cl2）是一种有刺激性气味的气体。②氯气（Cl2）能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。 探究I：两极生成的气体是什么？ 【作出猜想】 （1）猜想 1：两极分别生成了氧气和氢气。 猜想2：两极分别生成了氯气和氢气。 实验小组通过讨论，认为猜想1错误，原因是_______。 【进行实验 1】 （2）小兰打开 b管活塞，将______放到b管口，观察到气体燃烧，产生_______色火焰，说明 b管中生成的是氢气。 【进行实验 2】 （3）小明打开a管活塞，将湿润的淀粉碘化钾试纸放在管口，观察到________，说明 a管中生成的是氯气。 【得出结论】同学们通过实验中的现象得知，正负两极分别产生了氯气和氢气，猜想2正确。 【反思拓展】 （4）①同学们又通过实验证明出给添加了氯化钠的水通电除了生成氢气和氯气之外，还生成了氢氧化钠，请写出此反应的符号表达式__________。 ②氢气具有可燃性，写出氢气燃烧的符号表达式__________；做有关氢气的实验前要先__________以防发生爆炸。 ③利用电解水测定水的组成时,________（填“能”或“不能”）加入氯化钠增强水的导电性。 3．（25-26九年级上·四川资阳·期末）某化学实践小组的同学们在学习了水的相关知识后，设计了系列探究沱江水的跨学科实践活动。 【任务一】自制净水器 （1）图1中的过滤采用了图2所示的滤膜，自来水经过该装置后其硬度(通常用钙镁离子的含量来判断)___________(填“会”或“不会”)降低。 【任务二】水质检测 （2）检测水可用市售的水质检测笔直接读出水质的TDS值，以判断水质纯度。如图3所示，若通过水质检测笔测出的TDS值为450，则该水质情况为___________。 【任务三】探究水的组成 （3）以下实验能够验证水的组成的是___________(填序号)。 A．过氧化氢分解 B．氢气在氧气中燃烧 C．将水煮沸蒸发 D．电解水 【任务四】同学们进行了“影响电解水反应速率因素”的探究，实验数据如表格所示。 实验编号 温度/℃ NaOH溶液浓度 负极气体体积/mL 电解用时间/s 1 20 2% 20 54.0 2 20 5% 20 36.2 3 30 2% 20 x 4 30 5% 20 35.4 （4）分析四组实验数据，请你判断：实验3的电解所用时间“x”可能是下列的___________s(填序号)。 A．32.4 B．35.2 C．50.2 D．55.6 4．（25-26八年级上·黑龙江绥化·期末）如图①是电解水的简易装置，试回答下列问题。 （1）请判断甲试管内的电极所连接的是电源的_______（填“正”或“负”）极。 （2）电解一段时间后，甲、乙两试管水位怎样变化_______（填“上升”或“下降”） （3）在电解水实验中，将两极产生的气体的体积与时间的关系绘制到如图②所示的平面直角坐标系中，请回答：由图②可以看出，A气体是_______，B气体是_______，你的判断依据是_________。 （4）0-4 min及4-8 min A、B气体的体积比分别约为________、________。 （5）电解水实验中为了增强水的导电性，可向水中加入少量的________。 （6）上述实验可以验证出水是由__________组成。 5．（25-26九年级上·吉林松原·期中）某学校组织学生开展了以“护水”“净水”“知水”为主题的项目式学习活动，请回答下列问题。 （1）护水——下列有关保护水资源的说法正确的是_____(填字母)。 a.我国水资源总量丰富，无须节约用水 b.生活污水经分级处理后，可用作园林绿化或景观用水 c.为节约成本，可将工业污水直接排放 d.农业用水需求量大，应提倡大水漫灌的灌溉方式 （2）净水——如图为某自来水厂净水过程示意图。 ①操作a将泥沙从水中分离出去，则操作a的名称为_____。 ②操作b中加入活性炭，该操作的作用是_____。 （3）知水——如图是利用某实践活动小组制作的简易电解水装置进行的电解水实验。 ①依据A、B两端试管内产生的气体体积比可知，A端连接的是电源的_____(填“正极”或“负极”)。 ②写出该反应的文字表达式：_____。 ③结合实验现象，可得出：水是由_____组成的。 ④实验前，应向水中加入少量氢氧化钠，其目的是_____。 6．（25-26九年级上·四川成都·期中）氢气是最清洁的理想能源。但其发现到应用是一个漫长的过程，以下是氢气发现、使用过程。 I、【氢气的发现与早期探究】某中学化学兴趣小组复刻历史实验，探索氢气的发现过程： （1）1766年英国科学家卡文迪许用铁与稀盐酸作用制得了可燃性的H2，同时还得到了浅绿色的氯化亚铁溶液。发现氢气后，人们一直追求将氢气作为一种绿色能源，其理由是___________；点燃制取的氢气前应___________。 （2）1785年，拉瓦锡将水蒸气通过红热的铁制枪管后得到了氢气，同时生成四氧化三铁。兴趣小组模拟高温下进行该反应，该反应的符号表达式为___________。 II、【氢气的制备与贮存】甲烷和水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一，主要流程如图1： （3）图1中“分离”的目的具体是___________。 （4）Mg2Cu是镁、铜按一定质量比融合而成的合金。Mg2Cu可用于化学储氢，其贮氢与释氢过程如图2所示。贮氢反应需要在高温和隔绝空气的条件下进行，隔绝空气的原因是___________，“释氢”过程中释放的H2与“贮氢”过程吸收的H2相比是___________(填“更多”、“更少”或“相等”)。 Ⅲ、【氢气在工业生产中的应用】 合成氨工艺需要用到氢气，在铁催化作用下，用体积比为1：3的氮气和氢气合成氨气。 （5）N2是合成氨的重要原料。工业上可从空气中获得N2，利用空气中各成分的___________不同将空气中的各成分进行分离得到N2. （6）Fe3O4是铁催化的主要成分。合成氨催化过程中，因部分Fe3O4与H2反应使催化剂“失效”。在一定温度下可用O2将其“再生”，原理如图3所示。“再生”过程中铁元素的质量分数___________(填“变大”“不变”或“变小”)；小组同学讨论再生后转化生成的Fe3O4中铁元素的化合价，有的认为是“亚铁”，有的认为是“铁”，你的观点呢？请写出Fe3O4中铁元素合理的化合价：___________。 7．（25-26八年级上·山东淄博·期中）如图是电解水和氢气燃烧的实验。认真观察两装置，回答下列问题。 （1）图一是电解水的简单示意图。实验前在水中加入少量稀硫酸或氢氧化钠溶液的目的是______。在实验过程中，试管a中产生的气体可用______检验，观察到______现象，证明产生的气体是______，与试管a相连的是电池______(填“正极”或“负极”)；该反应的文字表达式是______，反应的基本类型是______。 （2）图二是氢气在空气中燃烧的实验。点燃氢气前一定要______；观察到导管口有______火焰，将干冷的烧杯倒罩在火焰上方，烧杯内壁出现______，用手触摸烧杯壁感觉______。这个实验说明氢气具有的化学性质是______，该反应的文字表达式是______，反应的基本类型是______。 （3）从微观角度看这两个实验：在化学变化中，______可以再分，而______不能再分。 （4）从能量变化角度看：电解水过程中是______能转化为______能；氢气燃烧过程中是______能转化为______能和光能。 8．（25-26九年级上·甘肃天水·期中）某同学利用图1装置进行电解水实验，绘制得到两电极产生的气体的体积与时间的关系如图2所示。请回答： （1）结合图1、图2分析可知，B气体产生在电源的________极（填“正”或“负”）。 （2）通电一段时间后，将燃着的小木条放在A管尖嘴处，缓慢旋开活塞，可观察到________。 （3）电解水的文字表达式为________。 （4）下列实验能证明水是由氢、氧两种元素组成的是________。（填字母序号）。 A．水的电解 B．水的蒸馏 C．氢气在氧气中燃烧 D．水的煮沸 （5）从宏观角度看，图1电解水和图3海水淡化都有由液态变成气态的变化。请从微观的角度解释二者的本质区别是________。 9．（25-26九年级上·山东潍坊·期中）电解水时常在水中加入少量氢氧化钠以增强水的导电性。为研究影响电解水反应速率的因素，某兴趣小组进行以下实验探究，实验装置及数据记录如表。 实验编号 温度/℃ 氢氧化钠溶液浓度/% H2体积/mL O2体积/mL 电解时间/s ① 20 2% 20 9.8 54.0 ② 20 5% 20 9.8 36.2 ③ 30 2% 20 9.6 46.2 ④ 30 5% 20 9.7 x （1）如图中实验装置所示，实验______(填标号)。 A．未开始 B．刚开始 C．已进行一段时间 （2）该小组研究的影响电解水反应速率的因素是______和______。 （3）本实验通过比较______来确定电解水速率的快慢。 （4）比较实验①和③，可得到的结论是______。 （5）分析实验①、②、③的数据，实验④的电解时间“x”可能是______(填标号)。 A．35.4 B．37.8 C．50.2 D．55.6 （6）电解水时生成H2与O2的体积比理论值为2：1，实验测得H2与O2的体积比往往大于理论值。请根据H2、O2的物理性质，猜想可能的原因是______。 10．（25-26九年级上·安徽阜阳·期中）在研究水的组成时，同学们在老师的引导下，对电解水实验及过程中产生的“异常”现象展开了一系列的探究活动。 活动一：用如图所示的装置进行电解水实验 （1）电解水时，通常要在水中加入少量氢氧化钠或硫酸钠，其目的是___________。 （2）通电一段时间后，管a收集到的气体是___________，b管中的气体是___________，a管和b管气体的体积比是___________。 活动二：实验时，小红在水中加入了氯化钠，发现与电源正极相连的电极上产生了黄绿色气体，负极产生了无色气体。 【查阅资料】氯气(Cl2)是黄绿色、有刺激性气味的有毒气体。 【提出问题】两极产生的气体分别是什么？ 【实验探究】 （3）请回答下列问题。 实验步骤 实验现象 实验结论 将一张白纸衬在正极玻璃管后 ___________ 该气体为氯气 将燃着的木条放在负极玻璃管尖嘴口 气体燃烧，产生淡蓝色火焰 ___________ 活动三：拓展探究 （4）小红进行“活动一”时，发现产生的氧气和氢气的体积比小于1：2，她研究发现装置气密性良好，于是猜想可能原因是___________(写一点即可)。 （5）电解水时___________(选填“可以”或“不可以”)加入氯化钠，原因是___________。 11．（25-26九年级上·福建·期中）任务1：探究水的组成 【提出问题】水是由什么组成的？ 【查阅资料】通过电解水和点燃氢气的方法均可证明水的组成。 【设计实验】兴趣小组的同学设计了如图所示的实验来探究水的组成，其中图甲是电解水的实验装置，图乙中将电解水产生的氢气缓缓地通过装有足量无水硫酸铜(可吸收水分，干燥气体)的仪器c，并在导管口d处将气体点燃，然后把盛有冷水的烧杯置于如图乙所示的位置。 【现象与结论】 （1）图甲中玻璃管a和玻璃管b得到气体的体积比约为___________；检验玻璃管b中得到的气体的方法是___________(写出具体操作)。 （2）图乙所示的实验过程中可以观察到的实验现象是导管口d处有___________色火焰，烧杯底部外壁上有___________。 （3）写出甲中反应的符号表达式：___________；甲中没有发生变化的微粒是___________(填具体微粒)。 （4）由以上实验探究可以得到的有关水的组成的结论是___________。 12．（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）该小组仍然用如图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。 【实验结论】 （5）加入氯化钠的水通电时，石墨电极上分别生成了______。 【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_______。 13．（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）。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 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