4.3 水的组成（讲义）化学新教材沪科版五四学制八年级全一册

专题4 水的性质与组成 课题3 水的组成 课标要点 1．通过实验探究，从宏观与微观相结合的视角认识水的组成。 2．基于具体的化学反应，认识并判断化合反应、分解反应。 3．通过科学史实，体会化学家探索水的组成的智慧和方法。 学习重难点 重点：水的组成的实验探究，化合反应和分解反应的概念及判断。 难点：从微观角度理解水的合成与分解过程，以及利用元素守恒原理分析水的组成。 知识点 怎样通过实验研究水的组成（重点） 1、合成水（氢气燃烧） 实验过程 将氢气发生装置中产生的纯净氢气，用玻璃导管导出，点燃玻璃导管尖嘴口的氢气，并用干燥的烧杯罩在火焰上，观察并记录实验现象。 现象记录 导管口氢气安静地燃烧，产生淡蓝色火焰，放热；烧杯内壁有水雾凝结。 文字表达式 （用符号表示为） 实验结论 氢气在氧气中燃烧生成了水，说明水是由氢元素和氧元素组成的。 2、分解水（水的电解） 反应的文字表达式：（用符号表示为） 实现现象：两电极上有气泡产生，其中，连接负极的一端产生的气体比连接正极一端产生气体的体积多，其体积比约为2：1。 实验结论：在直流电的作用下，水发生分解，生成氢气和氧气。 a试管中联通的是电源的负极，试管内收集到的是氢气，如何检验该气体？取出试管，伸入燃着的木条，气体燃烧，产生蓝色火焰。 b试管中联通的是电源的正极，试管内收集到的是氧气，如何检验该气体？取出试管，伸入燃着的木条，木条燃烧更旺。 3、化学反应基本类型 分解反应 定义：由一种物质反应生成两种或两种以上其他物质的反应叫做分解反应。 特点：一变多，可表示为AB→A+B 如电解水、氯酸钾分解制氧气都属于分解反应 化合反应 定义：由两种或两种以上物质反应生成一种新物质的反应叫做化合反应。 特点：多变一，可表示为A+B →AB 如镁在空气中燃烧生成氧化镁，属于化合反应 4、研究物质组成的基本方法 化学上研究物质组成的方法主要包括“分”和“合”两种途径。 结论：水是由氢元素和氧元素组成的。 特别提醒 1. 为了增强水的导电性，可加入少量的硫酸或氢氧化钠。 2. 实验过程中，其体积比会有一定的误差，氧气的体积会更少些，这是因为产生的氧气有少量的一部分会溶解在水中，而氢气是更难溶于水的。 随学随练 1．如图所示为氢气燃烧的实验。下列说法不正确的是 A．点燃氢气前需要检验其纯度 B．氢气在空气中燃烧产生蓝紫色火焰 C．实验中烧杯内壁有无色液滴产生 D．实验中发生的变化属于化合反应 【答案】B 【详解】A、氢气是可燃性气体，混有一定量的空气或氧气时，遇明火可能会发生爆炸，所以点燃氢气前需要检验其纯度，故选项说法正确；   B、氢气在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，而不是蓝紫色火焰，故选项说法错误； C、氢气燃烧生成水，所以实验中烧杯内壁有无色液滴产生，故选项说法正确；   D 、氢气和氧气在点燃的条件下生成水，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．（2026·江苏常州·二模）有关电解水实验的下列叙述中，正确的是 A．在水中加少量稀硫酸可增强导电性 B．与电源正极相连的一端产生氢气 C．可证明水由氢气、氧气组成 D．正、负极产生的气体质量比是1：2 【答案】A 【详解】A.纯水导电性很弱，稀硫酸可以电离出自由移动的离子，加入少量稀硫酸能增强水的导电性，叙述正确。 B.电解水实验中正氧负氢，氢二氧一（体积比），水由氢、氧元素组成，与电源正极相连的一端产生氧气，不是氢气，叙述错误。 C.电解水证明水由氢元素和氧元素组成，水是纯净物，不含氢气、氧气两种物质，叙述错误。 D.正、负极产生的气体体积比为，不是质量比，叙述错误。 3．（25-26九年级上·安徽合肥·期中）下图是电解水实验装置图，下列有关说法错误的是 A．a试管内收集的气体是氢气，可以燃烧 B．通过电解水的实验，说明水由氢气和氧气组成 C．为增强水的导电性，可以向水中加入硫酸钠固体 D．收集到氧气与氢气的体积比是1：2 【答案】B 【详解】A.a试管连接电源负极，电解水时负极产生氢气，氢气具有可燃性，可以燃烧，说法正确。 B.电解水生成氢气和氧气，根据化学反应前后元素种类不变，实验证明水是由氢元素和氧元素组成的；水是纯净物，不可能由氢气和氧气两种物质组成，说法错误。 C.纯水的导电性很弱，向水中加入不会参与反应的硫酸钠固体，溶液中自由移动的离子增多，可以增强水的导电性，该说法符合初中电解水实验的操作常识，说法正确。 D.电解水的产物中，负极生成氢气、正极生成氧气，二者的体积比约为，即氧气与氢气的体积比是，说法正确。 4．（2026·宁夏银川·二模）同学们设计如图所示实验探究水的组成（实验1的水中加入少量氢氧化钠），下列说法不正确的是 A．实验1中加氢氧化钠的目的是增强水的导电性 B．实验2中可观察到产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水雾 C．实验1中a中产生的气体可以使带火星的小木条复燃 D．实验1、2分别通过水的分解和水的合成都证明了水的组成 【答案】C 【详解】A.纯水导电性极弱，氢氧化钠在水中可解离出自由移动的离子，加入氢氧化钠的目的就是增强水的导电性，说法正确。 B.实验2是氢气燃烧，氢气燃烧产生淡蓝色火焰，生成的水遇冷会在干燥烧杯内壁形成水雾，说法正确。 C.a管连接电源负极，产生的气体是氢气，氢气具有可燃性，没有助燃性，不能使带火星的小木条复燃（能使带火星木条复燃的是连接正极的b管中的氧气），说法错误。 D.实验1水的电解、实验2氢气的燃烧，都能根据化学反应前后元素种类不变，证明水由氢、氧元素组成，说法正确。 知识点 水在通电后分子发生了什么变化（重点） 1、水的微观构成 水是由大量水分子聚集而成的。 每个水分子由 2个氢原子和1个氧原子构成。 水的化学式为H2O。 电解水时，水分子分解为氢原子和氧原子，原子重新组合成新分子。 2、对水的电解的微观分析 水在电解过程中，水分子分成氢原子和氧原子；两个氢原子结合成一个氢分子，许多氢分子聚集为氢气；两个氧原子结合成一个氧分子，许多氧分子聚集为氧气。 3、对氢气燃烧的微观分析 氢气燃烧过程中，氢分子分成氢原子，氧分子分成氧原子；两个氢原子和一个氧原子结合成一个水分子，许多水分子聚集为水。 4、通过对水的合成和分解的微观分析可知： 在化学变化中，反应物的分子可分成原子，而原子又会重新组合成新的分子。 特别提醒 1. 微观过程描述错误 错误：认为“电解水时，水分子直接变成氢分子和氧分子”。 纠正：在化学变化中，分子不能直接变成其他分子。必须经历“分子→原子→新分子”的过程。原子是化学变化中的最小粒子。 2. 原子与分子关系混淆 错误：认为“化学变化中，原子种类发生了变化”或“原子可以再分”。 纠正：在化学变化中，原子是不能再分的最小粒子，其种类和数目都不变。变化的是原子的组合方式。 3. 分子构成表述错误 错误：将水分子写成“HO”或“H₂O₂”。 纠正：必须准确记忆：一个水分子含有两个氢原子和一个氧原子，化学式是H₂O。“H₂O₂”是过氧化氢的化学式，是另一种物质。 随学随练 1．（25-26八年级上·山东日照·期末节选）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】 (4) a (5) 增强水的导电性 ②③① 【详解】 （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。 2．（25-26九年级上·贵州贵阳·期中节选）水是生命之源，水资源对人类健康和社会发展起着重要的作用。请回答下列问题： （二）水的组成 (4)图1是电解水的实验装置，写出电解水的文字表达式________，用燃着的小木条检验a管生成的气体的现象是________，b管中气体的常见用途有________（写一条）。 (5)图2是电解水的微观过程，该过程没有发生改变的微观粒子是________和________。 (6)下列实验能证明水是由氢、氧两种元素组成的是________（多选）。 A．水的电解 B．水的蒸馏 C．氢气在氧气中燃烧 D．氢气在氯气中燃烧 【答案】 (4) 气体燃烧，发出淡蓝色火焰 供给呼吸/作助燃剂 (5) 氢原子 氧原子 (6)AC 【详解】 （4）电解水生成氢气和氧气，据此可以写出表达式：；电解水时，负极产生氢气，正极产生氧气，故a管产生的是氢气，氢气燃烧发出淡蓝色火焰；b管产生的气体是氧气，氧气可供给呼吸，作助燃剂。 （5）电解水时，水分子先分裂成氢原子和氧原子，氧原子和氢原子重新组合成氧分子和氢分子，故该过程没有发生改变的微观粒子是氢原子和氧原子。 （6）A、电解水生成氢气和氧气，根据反应前后元素的种类不变，可知水由氢、氧两种元素组成，该选项符合题意。 B、水蒸馏得到水，没有发生化学变化，无法证明水的组成，该选项不符合题意。 C、氢气燃烧生成水，根据反应前后元素的种类不变，可知水由氢、氧两种元素组成，该选项符合题意。 D、氢气在氯气中燃烧生成氯化氢，无法证明水的组成，该选项不符合题意。 故选AC。 3．（25-26九年级上·河北廊坊·期末）水是人类赖以生存的重要物质之一，请根据水的相关知识回答下列问题。 (1)如图甲所示为电解水装置，电解水的文字表达式为_____。该过程的能量转化形式为电能转化为_____。与b管相连的是电源的_____（填“正”或“负”）极。 (2)如图乙是水发生变化的微观示意图，请回答。 ①图乙中变化②反应过程中发生变化的微观粒子是_____（填“分子”或“原子”）。 ②图乙中变化①、变化②的本质区别是_____。 【答案】(1) 化学能 负 (2) ①分子 ②分子种类是否改变 【详解】（1）水在通电条件下生成氢气和氧气，文字表达式为：； 电解水过程中将电能转化为化学能； b管中产生的气体约是a管中产生的气体的2倍，则b管中产生的气体是氢气，所以与b管相连的是电源的负极； （2）①图乙中的变化②是水通电分解的反应，化学变化的实质是分子中原子的重新组合，故发生变化的粒子是水分子，故填：分子 ②图乙中变化①是加热水，水分子间隔变大，分子种类不变，变化②是水通电分解，反应前后分子种类改变，所以两者变化的本质区别是：分子种类是否改变。 拓展 研究物质的组成 1.宏观辨识与微观探析 以水的电解、氢气燃烧实验为载体，建立“宏观现象→元素守恒推导物质组成→微观粒子构成拆解”的完整认知链，打通“物质-元素-分子-原子”四层逻辑关联，彻底规避“水由氢气氧气组成”这类典型认知误区。 2.证据推理与模型认知 构建“定性+定量”双维度证据链：先通过化合/分解反应的元素守恒定性锁定组成元素，再结合气体密度、相对原子质量推导氢氧元素质量比1:8，最终建立“实验现象→数据推导→化学式确定”的物质组成探究通用模型，可直接迁移到蔗糖、有机物等未知物的元素分析场景。 3.变化观念与定量思维 跳出“仅看反应变化”的单一视角，强化“纯净物具有固定组成”的核心化学观念，理解相对原子质量的计量基准逻辑，掌握相对分子质量、元素质量比、元素质量分数的标准化计算模型。 4.科学态度与社会责任 结合食品、药品标签成分解读、化肥纯度评价等真实生活场景，让学生学会用物质组成的定量知识完成科学决策，理解化学定量研究对物质鉴别、生产选材、资源利用的实际价值，建立严谨求实的科学探究态度。 活学活用 1．（2024·河南新乡·二模）用如图电解水实验研究水的组成。 (1)经检验a管中产生，由此得出关于水的组成的推论是什么_______。 (2)电解时，水分子分解示意图如图2所示，补全横线上的模型图。 【答案】(1)水是由氢元素和氧元素组成的 (2)◯◯ 和 ◯◯ 【详解】（1）根据图示，a管连接电源正极，产生的是氧气，b管连接电源负极，产生的是氢气，且氢气和氧气的体积比约为2:1。根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，产物氧气由氧元素组成，氢气由氢元素组成，因此可推断水是由氢元素和氧元素组成的。 （2）化学变化是原子重新组合的过程，因此原子种类和个数不变。从微观示意图看：2 个水分子（）分解后，生成 2 个氢分子（）和 1 个氧分子（）。图 2 中已有 1 个氧分子模型，因此横线上应补充2 个氢分子模型（即两个由两个小白球（氢原子）构成的分子：◯◯ 和 ◯◯）。 2．（26-27九年级上·天津·开学考试）认识水的组成和结构 (1)水的生成 小组同学用锌和稀硫酸制取并收集氢气，验纯后点燃，在火焰上方罩一个__________的小烧杯，过一会儿，观察到烧杯内壁出现__________证明氢气燃烧生成水。 (2)水的分解 ①如图所示，试管a和b中产生气体的体积比约为__________，若a试管中收集气体为8 mL，则b试管中收集气体为__________mL。 ②a中产生的气体是__________(填化学式)；一段时间后，关闭电源，将燃着的木条分别放在a、b处，打开活塞后，观察到试管_______(填“a”或“b”)中的气体能使燃着的木条燃烧更旺，另一管中气体可燃。 ③实验结论是：水是由______________________________组成。 (3)①水是由__________构成。 ②水分子是由____________________构成。 ③每个水分子是由______________________________构成。 【答案】(1) 干而冷 水珠 (2) 2：1 4 b 氢元素和氧元素 (3) 水分子 氧原子和氢原子 2个氢原子和1个氧原子 【详解】（1）要检验氢气燃烧生成水，需用干而冷的小烧杯，若烧杯本身有水分，会干扰对产物水的检验； 氢气燃烧生成气态水，水蒸气接触冷的烧杯内壁会液化； （2）电解水实验遵循“正氧负氢，氢二氧一”的规律：与负极相连的试管a端生成氢气，与正极相连的试管b端生成氧气，生成氢气和氧气体积比约为2：1； ①试管a端生成氢气，试管b端生成氧气，体积比约为2：1； 若a试管中收集气体为8 mL，根据体积比约为2：1，可得b试管中收集气体为； ②a中产生的气体是氢气，对应化学式； 试管a生成氢气，具有可燃性，试管b生成氧气，具有助燃性，可使燃着的木条燃烧更旺； ③根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，电解水生成只含有氢元素的氢气和只含有氧元素的氧气，可得结论：水是由氢元素和氧元素组成的； （3）①水是由无数个水分子聚集而成； ②分子由原子构成，因此水分子由氧原子和氢原子构成； ③水的化学式为，可知每个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成。 3．（25-26八年级上·山东青岛·期末）兴趣小组的同学们利用自制装置，探究水的组成。 (1)小组同学将装置接通直流电一段时间后(如图)，观察到电极上有气泡产生，液面下降。切断电源，用燃着的木条分别检验两个注射器中的气体，观察到___________(选填“a”或“b”)中气体使木条燃烧更旺，该气体是氧气。另一注射器中的气体被点燃，火焰呈淡蓝色，该气体是___________。由上述实验可以得出：水是由___________组成的。 (2)电解水过程中发生反应的文字表达式是___________，该反应中没有发生变化的微观粒子是___________。 (3)探究物质组成的一般思路如图所示，其依据是：化学反应前后，___________不变。请写出另一种探究水的组成的实验方案___________；___________(写出操作和现象)。 【答案】(1) b 氢气 氢元素和氧元素 (2) 氢原子和氧原子 (3) 元素种类 氢气在氧气中燃烧 将氢气点燃，在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯，观察到烧杯内壁出现水雾 【详解】（1）电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，且氧气具有助燃性，b注射器与电源正极相连，则收集的为氧气，能使燃着的木条燃烧更旺；氢气具有可燃性，燃烧时发出淡蓝色火焰；氢气是由氢元素组成的、氧气是由氧元素组成的，根据反应前后元素种类不变，可知水是由氢元素和氧元素组成。 （2）电解水的文字表达式是：，化学变化中，分子改变，原子不变，则该反应中没有发生变化的为氢原子和氧原子。 （3） 探究物质组成的依据是：化学反应前后，元素种类不变。另一种探究水的组成的方案：氢气在氧气中燃烧。操作和现象：将氢气点燃，在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯，观察到烧杯内壁出现水雾。 拓展 电解水 1.宏观辨识与微观探析 通过观察电解水“正氧负氢、氢二氧一”的宏观实验现象，结合微观动画拆解水分子破裂、氢氧原子重新组合为氢分子和氧分子的完整过程，打通“宏观实验现象-微观粒子变化-化学方程式符号”三重表征关联，彻底建立“化学变化中分子可分、原子不可分”的核心认知。 2.证据推理与模型认知 构建“分解法+化合法”双向验证的完整证据链：以质量守恒定律为核心逻辑，从电解水的分解视角、氢气燃烧的化合视角双向推导水的元素组成，提炼出“通过化学反应产物反推纯净物元素组成”的通用探究模型，可直接迁移到所有未知物的组成分析场景。 3.科学探究与创新意识 围绕实验全流程设置探究任务：从“加氢氧化钠增强导电性”的原理理解，到“氧氢体积比小于1:2”的误差分析（氧气溶解度更大、电极氧化），再到“误加氯化钠生成氯气”的异常现象探究，培养学生变量控制、异常现象溯源的实验探究能力。 4.变化观念与科学态度 结合拉瓦锡揭秘水组成的化学史，体会科学认知的迭代过程；关联空间站水循环利用、氢能源开发的真实应用场景，理解电解水“电能转化为化学能”的能量变化本质，建立严谨求实的科学态度与化学服务社会的责任意识。 活学活用 1．（2026·河南郑州·模拟预测）利用分解和合成探究水的组成的过程如图所示。 (1)图1中，管a、管b产生气体的体积比约为___________。 (2)图2中，实验现象是干燥烧杯内出现___________。 (3)本探究得出的结论是水由___________组成。 【答案】(1)2：1 (2)水雾 (3)氢元素和氧元素 【详解】（1）电解水实验遵循“正氧负氢、氢二氧一”的规律，a管连接电源负极产生氢气，b管连接电源正极产生氧气，二者体积比约为2:1。 （2）氢气燃烧生成水，高温水蒸气接触冷的干燥烧杯内壁，冷凝形成液态小水滴。 （3）根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，电解水分解出氢元素组成的氢气和氧元素组成的氧气、氢气和氧气化合生成水，两个实验共同证明水由氢元素和氧元素组成。 2．（25-26九年级下·河南洛阳·期中）从不同的角度研究物质是化学中常用的研究思路。人们对水的组成的认识经历了相当长的时间。 (1)在卡文迪许的研究中，“易燃空气”实际上是_____。 (2)英国科学家尼科尔森与卡莱尔最先开启电化学。如图是电解水实验装置。实验前向水中加入少量硫酸钠溶液或氢氧化钠溶液的作用是_____。 (3)若用燃着的木条验证b试管中产生的气体，发现木条燃烧得更旺，由此得出关于水的组成的推论是______。 【答案】(1)氢气 (2)增强水的导电性 (3)水的组成中含有氧元素 【详解】（1）卡文迪许实验中发现的可燃烧的“易燃空气”就是氢气，氢气具有可燃性，符合该描述。 （2）纯水导电性极弱，加入硫酸钠或氢氧化钠后会电离出自由移动的离子，可提升水的导电性，使电解反应顺利进行。 （3）能使燃着的木条燃烧更旺的气体是氧气，氧气只含氧元素，根据化学反应前后元素种类不变，可推知水的组成中含有氧元素。 题型 氢气的燃烧 ▌例1 （24-25九年级上·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）。 解题贴士 氢气燃烧抓核心：点燃前必须验纯防爆炸，纯净时产生淡蓝色火焰，干冷烧杯罩住内壁现水雾，放热生成水，反应属化合反应，可反向推导水的元素组成‌，所有现象、安全操作、反应类型类考题直接套用即可秒选正确答案。 ▌对点练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。 ▌对点练1-2 （25-26八年级下·上海闵行·期中）1781年，卡文迪许将氢气在纯氧中点燃，氢气在空气、氧气中都能燃烧，通过________（填基本反应类型）生成水。与普利斯特里的实验（氢气在空气中燃烧）相比，卡文迪许实验的核心优点在于________。 【答案】 化合反应 使用纯氧排除了空气中其他成分的干扰，实验结论更严谨（或更能准确验证水的组成） 【详解】氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水，该反应符合“多变一”的特征，属于四大基本反应类型中的化合反应； 普利斯特里的实验以空气为助燃剂，空气含氮气、稀有气体等多种杂质，可能干扰实验结果；卡文迪许使用纯氧作为助燃剂，反应物仅为氢气和氧气，可排除其他成分的干扰，能更准确地证明水是由氢、氧元素组成的，实验严谨性更高。 题型 水的电解实验 ▌例2 （2026·江苏常州·中考真题）用如图装置进行电解水实验。下列有关说法正确的是 A．正、负极室产生气体的质量之比为1∶2 B．通电过程中注射器的活塞一直保持不动 C．缓缓挤压注射器可控制管内的气体排出 D．正极室产生的气体能被燃着的木条点燃 【答案】C 【详解】A.电解水正极生成、负极生成，二者体积比为，质量比为，不是，选项错误； B.通电后水分解产生气体，装置内压强增大，注射器活塞会向上移动，不会保持不动，选项错误； C.缓缓挤压注射器时装置内压强升高，可将电解管内的气体从气嘴压出，能够控制管内气体排出，选项正确； D.正极产生的氧气具有助燃性、无可燃性，不能被燃着的木条点燃，只有负极产生的氢气可被点燃，选项错误。 解题贴士 电解水实验直接套“正氧负氢、氢二氧一”口诀：用直流电，加电解质增强导电性，氢气点燃、氧气使带火星木条复燃，体积比2:1、质量比1:8，直接推导水由氢氧元素组成‌，所有现象、检验、结论类考题直接套用即可秒选正确答案。 ▌对点练2-1 （2026·河南商丘·二模）如图是电解水的实验操作示意图，下列有关说法正确的是   A．连接电源正极的玻璃管内产生氢气 B．产生氢气和氧气的质量比为 C．该实验说明水是由氢分子和氧分子构成的 D．可用燃着的木条检验两种气体 【答案】D 【详解】A.由电解水实验结论“正氧一、负氢二”可知，连接电源正极的玻璃管内产生的是氧气，不是氢气，故选项说法错误； B.电解水生成氢气和氧气，氢气和氧气的体积比为2:1，不是质量比，故选项说法错误； C.该实验说明水由氢元素和氧元素组成，水由水分子构成，故选项说法错误； D.燃着的木条接触氢气时，氢气被点燃产生淡蓝色火焰；接触氧气时，木条燃烧更剧烈，可区分两种气体，故选项说法正确。 【变式2-2】（25-26九年级上·山西太原·阶段检测）如图是用家庭中的物品制成的电解水装置，下列有关说法中错误的是 A．实验说明水由氢元素和氧元素组成 B．水中加入少量氢氧化钠的目的是增强水的导电性 C．正极产生氧气，负极产生氢气 D．氧气和氢气的体积之比是2：1 【答案】D 【详解】A、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。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。此选项正确。 B、电解水实验中，常在水中加入少量氢氧化钠，氢氧化钠溶于水解离出自由移动的钠离子和氢氧根离子，增强了水的导电性。此选项正确。 C、电解水实验中，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气。此选项正确。 D、电解水实验中，氧气和氢气的体积之比是1：2。此选项错误。 故选D。 题型 化合反应与分解反应 ▌例3 （25-26九年级上·湖南湘西·期中）下列反应中，既是氧化反应又是化合反应的是 A．氧化汞汞+氧气 B．酒精+氧气水+二氧化碳 C．铝+氧气氧化铝 D．硫酸铜+氢氧化钠→氢氧化铜+硫酸钠 【答案】C 【详解】A.反应为分解反应（一变多），无氧参与，既不属于氧化反应也不属于化合反应，错误； B.有氧气参与属于氧化反应，但生成物为2种，不符合“多变一”特征，不属于化合反应，错误； C.有氧气参与属于氧化反应，反应物2种、生成物仅1种，符合化合反应特征，正确； D.无氧参与，且生成物为2种，既不属于氧化反应也不属于化合反应，错误。 解题贴士 化合抓“多变一”、分解抓“一变多”，只看反应前后物质种类数，不纠结元素化合价变化，就能一秒精准区分两类基本反应‌，所有反应类型判断类考题直接套用即可秒选正确答案。 ▌对点练3-1 （2024-2025•山东昌邑市期中）下列化学反应基本类型的微观模拟图中，能表示分解反应的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A、微观上，该反应是两种分子反应生成一种分子，该反应符合“多变一”的形式，属于化合反应，故选项错误。 B、微观上，该反应是一种分子反应生成两种分子，该反应符合“一变多”的形式，属于分解反应，故选项正确。 C、微观上，该反应是一种原子和一种化合物分子反应生成一种原子和一种化合物分子，该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应，故选项错误。 D、微观上，该反应是一种化合物分子和一种化合物分子交换成分生成一种化合物分子和一种化合物分子，该反应是两种化合物相互交换成分生成两种新的化合物的反应，属于复分解反应，故选项错误。 故选：B。 【变式3-2】（26-27九年级上·安徽亳州·阶段检测）下列反应属于化合反应的是 A．过氧化氢水+氧气 B．高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 C．蜡烛+氧气二氧化碳+水 D．红磷+氧气五氧化二磷 【答案】D 【详解】A.反应物只有过氧化氢1种，生成水和氧气2种物质，不属于化合反应，不符合题意。 B.反应物只有高锰酸钾1种，生成3种物质，不属于化合反应，不符合题意。 C.反应物为蜡烛和氧气2种，生成物为二氧化碳和水2种，不属于化合反应，不符合题意。 D.反应物为红磷、氧气2种，生成物仅五氧化二磷1种，属于化合反应，符合题意。 题型 电解水的微观解释 ▌例4 （25-26八年级上·山东泰安·期末节选）某兴趣小组以“生命之源——水”为主题开展项目式学习。 任务二：探究水的分解与合成 (2)如图2为电解水实验的示意图。 ①接通直流电源一段时间，试管a中产生6mL气体，则试管b中产生气体的体积约为______mL，电解水的文字表达式为___________，反应基本类型是__________。 ②如图3是电解水与合成水的微观示意图： 水通电时，用_________检验负极气体，经验证该气体是________。通过以上两个实验事实，证明了水是由_________组成的。 【答案】 (2) 3 分解反应 燃着的木条 氢气/H2 氢、氧元素 【详解】 （2）①电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，两者的体积比为1:2。试管a连接电源负极，产生的是氢气；试管b连接电源正极，产生的是氧气。已知试管a中产生 6mL气体氢气，则试管b中氧气的体积=，电解水生成氢气和氧气，该反应的文字表达式：，该反应由一种物质生成两种物质，属于分解反应。 ②水通电时，负极产生的是氢气，具有可燃性，可用燃着的木条检验。经验证，现象为气体燃烧，产生淡蓝色火焰。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；氢气在氧气中燃烧又生成水。这两个实验共同证明：水是由氢元素和氧元素组成的。 解题贴士 电解水微观变化抓核心：通电时水分子拆为氢、氧原子，原子不再拆分，仅重新组合成氢分子、氧分子，化学变化的本质就是分子破裂、原子重组‌，所有微粒变化类考题直接套用即可秒选正确答案。 ▌对点练4-1 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。 ▌对点练4-2 1800年，英国化学家尼科尔森通过电解水得到氢气和氧气，后人不断研究和改进该实验。现有化学兴趣小组的同学设计的如图所示的电解水装置来测定水的组成。 【实验步骤】 Ⅰ.按上图安装好装置，检查装置的气密性； Ⅱ.往U形管中装入水(水面略低于支管口)； Ⅲ.取下注射器，打开电源一段时间后，关闭电源； Ⅳ.将注射器活塞推到顶后，连接注射器，再次打开电源。当注射器Ⅱ中活塞停留在10mL刻度线处，关闭电源； 【问题讨论】 (1)实验开始时，先打开电源通电一段时间后再接上注射器，其目的是____________。 (2)实验结束时注射器I中活塞停留在刻度线___处。将该注射器I接上针头，移向燃着的木条旁，推动活塞，观察到的现象是_____________________。 (3)电解水过程有如下图步骤的模拟构成(图中的●表示氧原子，○表示氢原子)，完整表示电解水过程的顺序是__________。 A． B． C． D． 【答案】(1)为了排尽装置内的空气，使收集到的氢气和氧气更纯净，从而得到准确的实验结果 (2) 5mL 燃着的木条燃烧更旺 (3)ADBC 【详解】（1）电解水实验中，装置内原本存在空气，若一开始就接上注射器，收集到的气体中会混有空气，导致测量不准确。先打开电源通电一段时间，是为了排尽装置内的空气，使收集到的氢气和氧气更纯净，从而得到准确的实验结果。 （2）水通电分解，负极产生氢气，正极产生氧气，体积比为2：1，注射器 Ⅱ 与电源负极相连，其中收集到的是氢气，体积为10mL，那么注射器 I 中收集到的氧气的体积应为氢气的一半，即5mL，所以活塞应停留在5mL刻度线处。 氧气具有助燃性，将该注射器 I 接上针头，移向燃着的木条旁，推动活塞，观察到的现象是燃着的木条燃烧更旺。 （3）电解水的微观过程是水分子先在通电条件下分解成氢原子和氧原子，然后氢原子两两结合形成氢分子，氧原子两两结合形成氧分子。首先是图A表示水分子，然后图D表示水分子在通电作用下开始分解成氢原子和氧原子，接着图B表示水分子离解成氢原子和氧原子，其中氧原子在电源正极附近聚集，氢原子在电源负极附近聚集，图C表示形成氢分子和氧分子，所以完整表示电解水过程的顺序是ADBC。 基础通关 1．（25-26九年级上·河北唐山·期末）同学们用电解水和氢气燃烧这两个实验探究水的组成。下列说法不正确的是 A．实验①中产生氢气、氧气的体积比约为 B．实验②能够证明氢气具有可燃性 C．实验①中可以加入硫酸钠来增强水的导电性 D．实验①证明水由氢、氧元素组成，而实验②不能 【答案】D 【详解】A、电解水实验中“正氧负氢，氢二氧一”，则实验①中产生氢气、氧气的体积比约为，故选项说法正确。 B、实验②中氢气在氧气中燃烧生成水，能够证明氢气具有可燃性，故选项说法正确。 C、水的导电性很弱，实验①在水中加入硫酸钠，可以增加水中自由移动的离子，能增强水的导电性，故选项说法正确。 D、实验①中水通电分解生成氢气和氧气，实验②中氢气在氧气中燃烧生成水，氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，都能证明水由氢、氧元素组成，故选项说法不正确。 故选D。 2．（2026·河南商丘·二模）“物质的组成”是化学研究的基本问题之一。如图是同学们对水的组成进行的探究实验。下列有关说法正确的是 A．两个实验都可得出水由氢、氧两种元素组成 B．两个实验都可得出水由氢、氧两种原子构成 C．实验1最终气球A与气球B的体积比为2：1 D．实验2可观察到干冷的烧杯内壁有白色液滴产生 【答案】A 【详解】A、 实验1电解水生成氢气和氧气，实验2氢气燃烧生成水，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，两个实验均可证明水由氢、氧两种元素组成，该选项正确。 B、水是由水分子构成的，水分子由氢、氧原子构成，不能表述为水由氢、氧两种原子直接构成，该选项错误。 C、电解水时正极产生氧气、负极产生氢气，正负极气体体积比为1:2，气球A连接正极、气球B连接负极，二者体积比为1:2，该选项错误。 D、氢气燃烧生成无色液态水，干冷烧杯内壁会出现无色液滴，不是白色液滴，该选项错误。 故选A。 3．（2026·河南平顶山·一模）实验室电解水的实验装置如图所示，以下说法不正确的是 A．性质分析：b管中产生的气体可以使带火星的木条复燃 B．条件分析：a管连接的是电源的正极 C．结论分析：水是由氢元素和氧元素组成的 D．作用分析：实验前在水中加入少量硫酸钠溶液，是为了增强导电性 【答案】B 【详解】A、电解水的规律为正氧负氢，氢二氧一，即生成氢气和氧气的体积比约为，结合装置图分析，a管内气体体积大于b管，根据“氢二氧一”，a管为氢气，b管为氧气。氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，说法正确。 B、根据“正氧负氢”，正极产生氧气（b管），负极产生氢气（a管），因此a管应连接电源的负极，而非正极，说法错误。 C、电解水生成氢气（含氢元素）和氧气（含氧元素），根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，因此水由氢、氧两种元素组成，说法正确。 D、纯水几乎不导电，硫酸钠溶于水会解离出自由移动的和，能增强水的导电性，加快电解速率，说法正确。 故选：B。 4．（25-26九年级上·广东河源·期中）下列是四位同学做了水的电解实验后绘制出的实验图像，说法正确的是 A．甲说：该实验说明水是由氢气和氧气组成的 B．乙说：气体N可做燃料 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，加入氢氧化钠可以增强水的导电性 【答案】D 【详解】A、水电解生成氢气和氧气，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，说明水是由氢元素和氧元素组成的，故A错误； B、根据“正氧负氢”“氧一氢二”，气体N是氧气，不能做燃料，故B错误； C、由电解水时“正氧负氢、氢二氧一”和图像可知，纵坐标可以表示M、N两种气体的体积比，根据图像乙可知M为氢气，N为氧气，二者的体积比为 2 : 1 ，质量比为 1 : 8。故C错误； D、氢氧化钠在水中能解离出自由移动的离子，在水中加入少量氢氧化钠以增强导电性，故D正确。 故选D。 5．（25-26八年级上·山东泰安·期中）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a处与b处气体的质量比为2：1 C．图1中实验可以验证水分子是由氢原子、氧原子构成的 D．图2中水分解的微观顺序是acb 【答案】C 【详解】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，则图1中a处、b处产生的气体分别是氢气、氧气，氧气具有助燃性，则图1中b处的气体可以使带火星的木条复燃，说法错误，不符合题意； B、由A选项分析可知，图1中a处、b处产生的气体分别是氢气、氧气，根据化学方程式，则a处与b处气体的质量比为，说法错误，不符合题意； C、水在通电条件下分解生成氢气和氧气，根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类不变，氢分子由氢原子构成，氧分子由氧原子构成，由此说明水分子是由氢原子、氧原子构成的，说法正确，符合题意； D、水在通电条件下分解生成氢气和氧气，其微观实质是水分子分解成氢原子、氧原子，氢原子、氧原子分别重新组合形成氢分子、氧分子，则图2中水分解的微观顺序是bca，说法错误，不符合题意。 故选：C。 6．（25-26九年级上·安徽六安·期中）海洋是地球上最大的储水库，还可以提供重要的清洁能源。我国科学家利用海水淡化技术结合发电制氢，成功实现海水制氢，装置如图所示(聚四氟乙烯薄膜只允许水分子通过)，下列有关说法正确的是 A．导线a连接的是电源正极 B．聚四氟乙烯薄膜与活性炭原理相同 C．产生的氢气和氧气的质量比为 D．通过薄膜后的水属于纯净物 【答案】D 【详解】A、导线a端产生的是氢气，氢气与负极相连，A选项错误； B、聚四氟乙烯薄膜只允许水分子通过，原理相当于过滤，而活性炭的原理是吸附，B选项错误； C、产生氢气与氧气的质量比约为1：8，2：1是体积比，不是质量比，C选项错误； D、聚四氟乙烯薄膜只允许水分子通过，不含其他杂质，因此通过薄膜后的水属于纯净物，D选项正确。 故选：D。 7．（2026·天津河西·一模）多角度研究物质是化学中常用的研究思路。某兴趣小组对水进行探究。 (1)水的合成：在密闭容器中将和的混合气体点燃，根据容器内生成的小水珠可知，水是由___________元素组成的化合物。 (2)水的分解与产物检验： ①下列与该实验无关的图标有___________。 A．护目镜 B．明火   C．用电  D．排风 ②图甲，电解一段时间后，检验A中气体时的实验现象是___________。 ③图乙是电解水的微观示意图，正确的排列顺序为___________。 (3)水的净化： 某实验小组收集浑浊的河水，模拟自来水厂的净水过程，最终得到蒸馏水。过程如下图所示。 ①操作②中利用活性炭的___________性，除去异味和一些可溶性杂质。 ②操作①、操作②和操作③中，单一净化程度最高的方法是___________(填操作名称)。 【答案】(1)氢、氧（或、） (2) D 带火星的木条复燃 ②③① (3) 吸附 蒸馏 【详解】（1）容器内有小水珠生成，说明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； （2）①A、实验过程中需要佩戴护目镜，保护眼睛； B、电解水生成了氢气，该实验需要用点燃的木条（明火）检验氢气，需要“明火”图标； C、该实验的反应条件是通电，需要“用电”图标； D、反应无有毒有害气体产生，不需要排风标识； ②在电解水实验中，“正氧负氢”，A管与正极相连，产生的是氧气，氧气具有助燃性，可用带火星的木条检验，带火星的木条复燃，说明是氧气； ③化学变化的过程是分子破裂为原子、原子重新组合为新分子，②是反应前的水分子，③是水分子破裂得到的氢、氧原子，①是原子重新组合成的氢分子和氧分子，因此顺序为②③①； （3）① 活性炭具有疏松多孔的结构，有吸附性，可除去水中的异味和部分可溶性杂质； ② 操作①实现了固液分离，是过滤，过滤仅能除去不溶性杂质，操作②是活性炭吸附，吸附仅能除去水中的色素、异味，操作③是蒸馏，蒸馏可除去所有杂质得到纯水，则蒸馏是单一净化程度最高的方法。 8．（2026·山东淄博·一模）有资料显示：氢气在空气中燃烧后的生成物中可能存在过氧化氢。 已知：过氧化氢在加热时易分解为氧气和水，其水溶液能使无色的淀粉碘化钾溶液变成蓝色。为验证资料的真实性，兴趣小组的同学进行如下实验，并记录现象如下： 试管编号 A B C D 实验现象 溶液呈无色 溶液呈蓝色 溶液呈无色 溶液呈无色 (1)对比AB两试管的实验现象可知，冰毛巾的作用之一是________。 (2)试管A中溶液不变蓝的原因是__________（文字简述，写出方程式）。 (3)通过实验可以得到结论：氢气在氧气中燃烧生成________（写物质名称，下同）；在空气中燃烧可能会生成________。 【答案】(1)降低温度，防止生成的过氧化氢受热分解 (2)温度较高，过氧化氢完全分解，无法使淀粉碘化钾溶液变蓝； (3)水 过氧化氢 【详解】（1）A、B的唯一变量为是否有冰毛巾降温，B组有冰毛巾时溶液变蓝，说明检测到了过氧化氢，因此冰毛巾的作用是降温，避免过氧化氢受热分解。 （2）A组无降温措施，氢气燃烧放热使体系温度升高，过氧化氢受热完全分解，因此没有能使淀粉碘化钾溶液变蓝的物质，对应反应为过氧化氢的热分解反应。 （3）C、D为氢气在纯氧中燃烧，无论是否降温，溶液都不变蓝，说明纯氧中燃烧只生成水；A、B为氢气在空气中燃烧，降温后可检测到过氧化氢，说明空气中燃烧可能生成过氧化氢。 素养提升 9．（25-26八年级上·山东济宁·期中）为探究水的组成，进行如下实验。 实验1(电解法)：图1、图2为电解水的实验装置。 (1)图1中a端连接电源的___________极；甲气体是___________，检验的方法是___________。 (2)图2中注射器Ⅰ中产生5mL气体时，则注射器Ⅱ收集的气体体积是___________mL；与图1相比较，该装置的优点是___________。 (3)水电解的文字表达式：___________，属于___________反应(填基本反应类型)。 实验2(燃烧法)：如图为氢气燃烧的实验装置 (4)如图进行实验，点燃纯净的氢气，观察到火焰呈___________色，在火焰上方罩一只冷而干燥的烧杯，过一会儿，观察到烧杯内壁有___________，且烧杯外壁发热。 (5)写出氢气燃烧的文字表达式___________。 (6)由上述两个实验能得到：水是由___________组成的。 拓展：为探究影响电解水反应速率的因素，利用12V直流电源进行实验，获得的数据如下： 编号 温度/℃ NaOH溶液浓度 氢气体积/mL 氧气体积/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 9.9 X 4 30 5% 20 9.9 35.4 (加入少量NaOH可增强水的导电性) (7)比较实验1和2，得到的结论是___________。 (8)实验3的电解时间“X”的范围是___________。 【答案】(1) 负 氧气 将带火星的木条伸入试管中，若木条复燃，则证明是氧气 (2) 10 能直接读出生成气体的体积，更加直观 (3) 分解 (4) 淡蓝 水雾生成 (5) (6)氢元素、氧元素 (7)其它条件相同时，NaOH溶液浓度越大，电解水的速率越快 (8)35.4~54.0 【详解】（1）由电解水实验结论“正氧一、负氢二”可知，图1中a端产生的气体较多，连接电源的负极；甲气体的体积较少，是氧气，检验的方法是：将带火星的木条伸入试管中，若木条复燃，则证明是氧气； （2）电解水时氢气和氧气体积比为2：1，注射器Ⅰ是氧气5mL，注射器Ⅱ是氢气，体积为10mL；图2与图1相比较，该装置的优点是：能直接读出生成气体的体积，更加直观； （3）电解水生成氢气、氧气，反应的文字表达式为：，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应； （4）如图进行实验，点燃纯净的氢气，观察到火焰呈淡蓝色；氢气燃烧生成水，在火焰上方罩一只冷而干燥的烧杯，过一会儿，观察到烧杯内壁有水雾生成，且烧杯外壁发热； （5）氢气燃烧生成水，反应的文字表达式为：； （6）根据化学反应前后元素的种类不变，由上述两个实验能得到：水是由氢元素、氧元素组成的； （7）对比实验必须控制变量唯一性，其它条件都应该相同，才可探究出该条件对实验是否有影响。比较实验1和2，得到的结论是：其它条件相同时，NaOH溶液浓度越大，电解水的速率越快； （8） 比较实验1和2可知，其它条件相同时，NaOH溶液浓度越大，电解水的速率越快。比较实验2和4可知，其它条件相同时，温度越高，反应速率越快。所以实验3的电解时间“X”的范围是35.4~54.0。 10．（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 【详解】（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。 11．（24-25九年级上·天津河西·期中）如图1为电解水实验装置。按要求回答下列问题。 (1)开始反应前，将a、b两管内都充满水(加入少量硫酸钠溶液)，关闭活塞，接通电源，一段时间后停止通电，产生气体V(a)：V(b)约为2∶1，且体积均不再有明显变化。 ①验证b管中气体的操作、现象与结论是______。 ②a、b两管所得气体“体积均不再有明显变化”可推知：两种气体均______(填物理性质或化学性质)。 (2)写出电解水的化学方程式______。 (3)水在电解过程中微粒运动(如示意图2)的变化顺序为______(填序号)。 【答案】(1) 将燃着的木条放在b管的尖嘴口处，木条燃烧更旺，说明为氧气 不与水反应、不易溶于水 (2)2H2O2H2↑+O2↑ (3)④③①② 【详解】（1）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，由图可知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，氧气具有助燃性。 ①验证b管中气体的方法是：将燃着的木条放在b管的尖嘴口处，木条燃烧更旺，说明为氧气； ②关闭活塞，接通电源，一段时间后停止通电，产生气体V(a)：V(b)约为2∶1，且体积均不再有明显变化，说明水两种气体均不与水反应、不易溶于水。 （2）水在通电的条件下反应生成氢气和氧气，该反应的化学方程式为。 （3）水在电解过程中，水分子分解成氢原子和氧原子，每2个氢原子结合成1个氢分子，每2个氧原子结合成1个氧分子，许多氢分子和氧分子分别聚集成氢气和氧气，故水在电解过程中微粒运动(如示意图2)的变化顺序为④③①②。 12．（24-25八年级下·上海闵行·期中）水是一种重要的物质，在日常生活和实验室中有着不可替代的作用。按要求回答问题： (1)从物质构成的微粒观角度看： 水是由许许多多的_______构成的；1个水分子由_______构成。 (2)从物质变化角度看：在实验一和实验二中水发生了不同的变化。从微观角度解释两个变化的本质区别_______。 (3)我们可以通过“分”“合”的思维方法证明水的组成。 I．分解水。 ①电解时，发生反应的文字表达式是_______；通电后能观察到的现象有_______。 ②实验二中，a管产生的气体是_______（填化学式），检验该气体的方法是_______；b管产生的气体是_______（填化学式），检验该气体的方法是_______；若正极产生8mL气体，那另一个电极产生的气体体积约为_______mL。 ③微观探析：电解水的微观示意图如图。 补全横线上的模型图_______；从微观角度解释化学变化的实质是_______。 ④电解水的实验可证明水是由_______组成的。 II．合成水。 在实验三中点燃氢气，用证明燃烧产物的方法证实了水的组成。某学生在c处加入了氧化钙，发生反应的文字表达式是_______，加入该物质的目的是_______。在实验过程中会产生的现象有_______。 【答案】(1) 水分子 2个氢原子和1个氧原子 (2)实验一，水分子本身没变，只是分子间隔改变；实验二，水分子本身改变，变成了氢分子和氧分子 (3) 玻璃管中有气泡产生，a管中气体的体积约为b管中气体体积的2倍 H2 将燃着的木条放在a管管口，若气体被点燃，发出淡蓝色的火焰，则是氢气 O2 带火星的木条放在b管管口，若木条复燃，证明是氧气 16 水分子分解为氢原子和氧原子，2个氢原子结合成1个氢分子，2个氧原子结合成1个氧分子 氢元素和氧元素 干燥氢气 产生淡蓝色的火焰，烧杯外部有水珠生成 【详解】（1）水是由许许多多的水分子构成，1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，故填：水分子；2个氢原子和1个氧原子； （2）实实验一是水的蒸发，是物理变化，实验二是电解水，是化学变化，从微观的角度：实验一，水分子本身没变，只是分子的间隔改变；实验二，水分子本身改变，变成了氢分子和氧分子，故填：实验一，水分子本身没变，只是分子间隔改变；实验二，水分子本身改变，变成了氢分子和氧分子； （3）I．①水在通电的条件下分解生成氢气和氧气，反应的文字表达式为；通电后能观察到的现象有玻璃管中有气泡产生，a管中气体的体积约为b管中气体体积的2倍，故填：；玻璃管中有气泡产生，a管中气体的体积约为b管中气体体积的2倍； ②电解水时正极产生氧气，负极产生氢气，氢气是氧气体积的2倍，实验二中，a管连接的是电源的负极，所以产生的气体是H2，检验氢气的方法是：将燃着的木条放在a管管口，若气体被点燃，发出淡蓝色的火焰，则是氢气； b管连接的是电源的正极，产生的气体是O2，氧气具有助燃性，则检验方法是：将带火星的木条放在b管管口，若木条复燃，证明是氧气；16； 若正极产生8mL气体，根据氢气是氧气体积的2倍，那负极产生的气体体积为16mL； 故填：H2；将燃着的木条放在a管管口，若气体被点燃，发出淡蓝色的火焰，则是氢气；O2；带火星的木条放在b管管口，若木条复燃，证明是氧气； ③由图可知，水分子分解为氢原子和氧原子，2个氢原子结合成1个氢分子，2个氧原子结合成1个氧分子，则缺少的为1个氧分子，故填： ；水分子分解为氢原子和氧原子，2个氢原子结合成1个氢分子，2个氧原子结合成1个氧分子； ④水在通电的条件下分解生成氢气和氧气，氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成，反应前后元素的种类不变，则说明水是由氢元素和氧元素组成，故填：氢元素和氧元素； II．电解水产生的氢气中含有水蒸气，c处加入了氧化钙，氧化钙能与水反应生成氢氧化钙，反应的文字表达式为，其作用是干燥氢气；点燃氢气，可观察到的现象为产生淡蓝色的火焰，烧杯外部有水珠生成，故填：；干燥氢气；产生淡蓝色的火焰，烧杯外部有水珠生成。 13．（25-26九年级上·湖北省直辖县级单位·阶段检测）某化学小组以石墨做电极。对电解水实验进行了如下探究。 (1)用图一装置进行实验，写出电解水的符号表达式___________，当A、B电极上均有气泡产生时，C中液面___________(填“上升”、“下降”或“不变”)。硫酸钠能增强水的导电性，写出硫酸钠的化学式___________。 (2)可通过改变电压、加入固体等方法提高电解水的速率。小组同学进行多次实验，测得产生20mL氢气所需时间如图二所示，电解水速率最快的组合是___________(填字母)。 A．5%溶液，电压为12V B．5%溶液，电压为6V C．10%溶液，电压为12V D．10%溶液，电压为6V 【问题】以石墨做电极，进行电解水实验，测得数据如下表。发现正负两极气体体积比远小于1：2。 时间/每次间隔2分11秒 10%NaOH溶液 正极气体体积(mL) 负极气体体积(mL) 第一次测量 2.2 9.7 第二次测量 4.5 19.2 第三次测量 6.9 28.4 【信息】 Ⅰ．在20℃、1个标准大气压下，1体积水中分别最多可溶解约0.018体积的氢气和0.031体积的氧气。 Ⅱ．溶液不显电性，NaOH在水中以Na+和OH-的形式存在，Na2CO3在水中以Na+和的形式存在。 Ⅲ．CO2可与NaOH溶液反应生成Na2CO3。 【猪想】 猜想一：氧气比氢气更易溶于水，导致体积比小于1：2 猜想二：石墨电极与氧气反应生成CO2被溶液吸收，导致体积比小于1：2 【实验】 (3)图一电解水装置中水的总体积为100mL，假设氢气和氧气在水中溶解达到最大值，则表中第三次电解水实际产生的氧气和氢气的体积比为___________，仍小于1：2，说明导致体积比异常原因不止氢气和氧气在水中的溶解性差异。 【反思】 (4)为使电解水反应准确高效，选择电极材料时应综合考虑多方因素，所以适合的电极材料应具备以下哪些性质___________(填字母)。 A．导电性好 B．价格昂贵 C．与氢氧化钠发生反应 D．不与氢气或氧气反应 【答案】(1) 上升 Na2SO4 (2)C (3)50：151 (4)AD 【详解】（1）水在通电条件下分解生成氢气和氧气，反应的符号表达式为；当A、B电极上均有气泡产生时，即A、B中有气体生成，气体增多，压强增大，将水压入C中，故C中液面上升；硫酸钠中钠元素显+1价，硫酸根显-2价，其化学式为Na2SO4； （2）由图二可知，产生相同体积的氢气，氢氧化钠溶液的浓度越大，电压越大，所用时间越短，即反应速率越快，所以电解水速率最快的组合是10%氢氧化钠溶液、电压为12V，故选：C； （3）图一电解水装置中水的总体积为100mL，假设氢气和氧气在水中溶解达到最大值，在20℃、1个标准大气压下，1体积水中分别最多可溶解约0.018体积的氢气和0.031体积的氧气，所以100mL水中溶解氢气的体积为，溶解氧气的体积为，所以第三次电解水实际产生的氧气的体积为6.9mL+3.1mL=10mL，实际产生氢气的体积为28.4mL+1.8mL=30.2mL，即第三次电解水实际产生的氧气和氢气的体积比为； （4）A、在电解水过程中，电极需要传导电流，使电子能够在电路中顺利转移，从而使水分解为氢气和氧气，如果电极材料的导电性差，会导致电流传输效率低，影响电解反应的速率，所以，适合的电极材料应具备良好的导电性，符合题意； B、从实际应用和成本效益的角度考虑，选择电极材料时，需在满足实验要求的前提下，尽量降低成本，价格昂贵的电极材料会增加实验或生产的成本，不利于大规模应用，因此，价格昂贵不是适合的电极材料应具备的性质，不符合题意； C、在电解水实验中，通常会加入少量的氢氧化钠来增强水的导电性，如果电极材料与氢氧化钠发生反应，不仅会消耗电解质，影响电解液的成分和性质，还可能改变电解反应的过程和产物，所以，电极材料不应与氢氧化钠发生反应，不符合题意； D、电解水的产物是氢气和氧气，如果电极材料与氢气或氧气发生反应，会消耗产生的气体，影响气体的收集和测量，因此，适合的电极材料应不与氢气或氧气反应，符合题意； 故选：AD。 迁移创新 14．兴趣小组对我国的太空舱制取氧气系统(其剖面如图所示)进行了研究性学习。 I．多角度认识制氧原理电源 (1)太空舱制氧系统中电源A极是______极；将燃着的蜡烛放入b管收集的气体中，看到燃烧______。 (2)太空舱制氧反应过程中种类和数目均没有发生变化的微粒是______(用符号表示)。 II．多措施提高制氧效率 【查阅资料】提高电解效率的措施主要包括：增强水的导电性、改变电解温度、设置超声波场等。 【讨论分析】 (3)用30%的KOH溶液代替水进行电解，目的是______。 (4)升高电解温度能提高制氧效率的原因之一是：温度升高，微粒______。 (5)如图分别为两种不同条件下不锈钢电极表面的气泡直径分布情况图。 ①气泡覆盖在电极表面使电解反应界面______(选填“增大”或“减小”)，降低了电解效率。 ②超声波振动能提高电解效率的原因是______。 【答案】(1) 负 更旺 (2)H、O (3)增强了水的导电性 (4)运动速率加快 (5) 减小 超声波振动能减少电极表面的气泡 【详解】（1）在电解水实验中，“正氧负氢”，a管中产生的是氢气，因此太空舱制氧系统中电源A极是负极；b管收集的气体是氧气，氧气具有助燃性，因此将燃着的蜡烛放入b管收集的气体中，观察到蜡烛燃烧更旺，故填：负；更旺； （2）太空舱制氧原理为水通电分解生成氢气和氧气，化学反应前后，原子的种类和数目不变，故反应过程中种类和数目均没有发生变化的微粒是氢原子和氧原子，故填：H、O； （3）水的导电性很弱，用30%的KOH溶液代替水进行电解，是因为氢氧化钾溶液中含自由移动的钾离子和氢氧根离子，增大了水中离子的浓度，即增强了水的导电性，故填：增强了水的导电性； （4）升高电解温度能提高制氧效率的原因之一是：温度升高，微粒的运动速率加快，微粒之间的接触机会变大，故填：运动速率加快； （5）①气泡覆盖在电极表面，阻碍了电极与水的接触，使电解反应界面减小，降低了电解效率，故填：减小； ②由图可知，与静音条件下相比，超声条件下，不锈钢电极表面的气泡较少，证明超声波振动能减少电极表面的气泡，故可以提高电解效率，故填：超声波振动能减少电极表面的气泡。 15．（24-25九年级上·四川成都·期中）某兴趣小组利用如图1装置做了电解水的实验。 (1)该反应的符号表达式为___________。 (2)左侧玻璃管中石墨电极与电源___________极相连，将燃着的木条放入b管收集的气体中，可以看到的现象是___________。 (3)电解水时，通常要加入少量氢氧化钠溶液，作用是___________。 (4)小组同学在做实验时，发现向水中加入食盐氯化钠(NaCl)也可以达到加氢氧化钠溶液类似的作用，如图2，但是通电一段时间后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()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氢气和氧气都是无色无味的气体。 【提出假设】猜想I：氧气和氯气；猜想Ⅱ：氢气和氧气；猜想Ⅲ：___________。 【设计实验】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收集到黄绿色气体，试管b收集到无色气体 猜想___________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___________，猜想Ⅲ正确 【反思与评价】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。 (5)为研究影响电解水反应速率的因素，兴趣小组的同学利用12V直流电源进行了相关实验探究，数据如下： 编号 温度 NaOH溶液浓度 b管气体体积 a管气体体积 电解时间 A 20℃ 2% 20 mL 9.8 mL 54.0 s B 20℃ 5% 20 mL 9.8 mL 36.2 s C 30℃ 2% 20 mL 9.9 mL X D 30℃ 5% 20 mL 9.9 mL 35.4 s ①比较实验A和B，可得到的结论是___________。 ②分析四组实验数据，实验C的电解时间“X”可能是___________(填字母)。 A．32.4        B．35.2        C．50.2        D．55.6 ③查阅资料发现，当其他条件不变时，增大直流电的电压也能加快电解水的反应速率。 在D实验的基础上，若要证明电压增大能加快电解水的反应速率，请利用如图3所示的电源设计实验方案：___________。 (6)小组同学继续查阅资料发现，除了增大电压可以加快电解水的反应速率外，还有设置超声波场等手段。如图分别为两种不同条件下石墨电极表面的气泡直径分布情况图。 ①气泡覆盖在电极表面使电解反应界面___________(选填“增大”或“减小”)，降低了电解效率。 ②超声波振动能提高电解效率的原因是___________。 【答案】(1) (2) 正 气体燃烧，发出淡蓝色火焰 (3)增强水的导电性 (4) 氢气和氯气 Ⅱ 氢气 不可以 (5) 相同条件下，氢氧化钠溶液的浓度越大，电解水的速率越快 C 在30℃，NaOH溶液浓度为5%的条件下，将电压改为15V，测定b管收集20mL气体所需的时间，然后与D实验作比较 (6) 减少 超声波振动能减少电极表面的气泡 【详解】（1）水通电生成氢气和氧气，反应的符号表达式为； （2）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，左侧玻璃管中产生的气体较少，生成的是氧气，则左侧玻璃管中石墨电极与电源正极相连；右侧玻璃管中产生的气体较多，生成的是氢气，氢气具有可燃性，故将燃着的木条放入b管收集的气体中，可以看到的现象是：气体燃烧，发出淡蓝色火焰； （3）纯水几乎不导电，故电解水时，通常要加入少量氢氧化钠(NaOH)溶液的作用是：增强水的导电性； （4）加入氯化钠的水通电时，与正极相连的石墨电极上出现黄绿色气体，氯气是一种黄绿色气体，电解水能生成氢气和氧气，故生成的气体可能是氢气和氧气，还可能是氢气和氯气，还可能是氧气和氯气，故猜想Ⅲ：氢气和氯气； 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收集到黄绿色气体，试管b收集到无色气体，氢气和氧气均是无色的，故生成的气体不可能是氢气和氧气，故猜想Ⅱ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，说明该气体具有可燃性，氢气具有可燃性，氧气不具有可燃性，则该气体为氢气； 由以上分析可知，电解水时加入氯化钠溶液，会反应生成氯气，故要证明水的组成，在电解水时不可以加入氯化钠溶液； （5）①实验A和B中，氢氧化钠溶液的浓度不同，其他因素相同，且相同条件下，氢氧化钠溶液的浓度越大，生成等体积b管气体所需时间越短，故可得出结论：相同条件下，氢氧化钠溶液的浓度越大，电解水的速率越快； ②实验B、D中温度不同，其他因素相同，且相同条件下，温度越高，生成等体积b管气体所需时间越短，说明相同条件下，温度越高，电解水速率越快，则X应＜54.0s，由以上分析可知，相同条件下，氢氧化钠溶液的浓度越大，电解水速率越快，则实验C的电解时间X应＞35.4s。故选C； ③在D实验的基础上，若要证明电压增大能加快电解水的反应速率，根据控制变量法，与D实验相比，电压不同，其他因素相同，则设计实验为：在30℃，NaOH溶液浓度为5%的条件下，将电压改为15V，测定b管收集20mL气体所需的时间，然后与D实验作比较； （6）①气泡覆盖在电极表面，阻碍了电极与水的接触，使电解反应界面减少，降低了电解效率； ②由图可知，与静音条件下相比，在超声条件下，石墨电极表面的气泡较少，说明超声波振动能减少电极表面的气泡，故可以提高电解效率。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题4 水的性质与组成 课题3 水的组成 课标要点 1．通过实验探究，从宏观与微观相结合的视角认识水的组成。 2．基于具体的化学反应，认识并判断化合反应、分解反应。 3．通过科学史实，体会化学家探索水的组成的智慧和方法。 学习重难点 重点：水的组成的实验探究，化合反应和分解反应的概念及判断。 难点：从微观角度理解水的合成与分解过程，以及利用元素守恒原理分析水的组成。 知识点 怎样通过实验研究水的组成（重点） 1、合成水（氢气燃烧） 实验过程 将氢气发生装置中产生的纯净氢气，用玻璃导管导出，点燃玻璃导管尖嘴口的氢气，并用干燥的烧杯罩在火焰上，观察并记录实验现象。 现象记录 导管口氢气安静地燃烧，产生淡蓝色火焰，放热；烧杯内壁有水雾凝结。 文字表达式 ___________________（用符号表示为_______________________） 实验结论 氢气在氧气中燃烧生成了水，说明水是由氢元素和氧元素组成的。 2、分解水（水的电解） 反应的文字表达式：___________________（用符号表示为___________________） 实现现象：两电极上有气泡产生，其中，连接负极的一端产生的气体比连接正极一端产生气体的体积多，其体积比约为2：1。 实验结论：在直流电的作用下，水发生分解，生成氢气和氧气。 a试管中联通的是电源的负极，试管内收集到的是氢气，如何检验该气体？取出试管，伸入燃着的木条，气体燃烧，产生蓝色火焰。 b试管中联通的是电源的正极，试管内收集到的是氧气，如何检验该气体？取出试管，伸入燃着的木条，木条燃烧更旺。 3、化学反应基本类型 分解反应 定义：由一种物质反应生成两种或两种以上其他物质的反应叫做分解反应。 特点：一变多，可表示为AB→A+B 如电解水、氯酸钾分解制氧气都属于分解反应 化合反应 定义：由两种或两种以上物质反应生成一种新物质的反应叫做化合反应。 特点：多变一，可表示为A+B →AB 如镁在空气中燃烧生成氧化镁，属于化合反应 4、研究物质组成的基本方法 化学上研究物质组成的方法主要包括“分”和“合”两种途径。 结论：水是由氢元素和氧元素组成的。 特别提醒 1. 为了增强水的导电性，可加入少量的硫酸或氢氧化钠。 2. 实验过程中，其体积比会有一定的误差，氧气的体积会更少些，这是因为产生的氧气有少量的一部分会溶解在水中，而氢气是更难溶于水的。 随学随练 1．如图所示为氢气燃烧的实验。下列说法不正确的是 A．点燃氢气前需要检验其纯度 B．氢气在空气中燃烧产生蓝紫色火焰 C．实验中烧杯内壁有无色液滴产生 D．实验中发生的变化属于化合反应 2．（2026·江苏常州·二模）有关电解水实验的下列叙述中，正确的是 A．在水中加少量稀硫酸可增强导电性 B．与电源正极相连的一端产生氢气 C．可证明水由氢气、氧气组成 D．正、负极产生的气体质量比是1：2 3．（25-26九年级上·安徽合肥·期中）下图是电解水实验装置图，下列有关说法错误的是 A．a试管内收集的气体是氢气，可以燃烧 B．通过电解水的实验，说明水由氢气和氧气组成 C．为增强水的导电性，可以向水中加入硫酸钠固体 D．收集到氧气与氢气的体积比是1：2 4．（2026·宁夏银川·二模）同学们设计如图所示实验探究水的组成（实验1的水中加入少量氢氧化钠），下列说法不正确的是 A．实验1中加氢氧化钠的目的是增强水的导电性 B．实验2中可观察到产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水雾 C．实验1中a中产生的气体可以使带火星的小木条复燃 D．实验1、2分别通过水的分解和水的合成都证明了水的组成 知识点 水在通电后分子发生了什么变化（重点） 1、水的微观构成 水是由大量水分子聚集而成的。 每个水分子由 2个氢原子和1个氧原子构成。 水的化学式为H2O。 电解水时，水分子分解为氢原子和氧原子，原子重新组合成新分子。 2、对水的电解的微观分析 水在电解过程中，水分子分成氢原子和氧原子；两个氢原子结合成一个氢分子，许多氢分子聚集为氢气；两个氧原子结合成一个氧分子，许多氧分子聚集为氧气。 3、对氢气燃烧的微观分析 氢气燃烧过程中，氢分子分成氢原子，氧分子分成氧原子；两个氢原子和一个氧原子结合成一个水分子，许多水分子聚集为水。 4、通过对水的合成和分解的微观分析可知： 在化学变化中，反应物的分子可分成原子，而原子又会重新组合成新的分子 特别提醒 1. 微观过程描述错误 错误：认为“电解水时，水分子直接变成氢分子和氧分子”。 纠正：在化学变化中，分子不能直接变成其他分子。必须经历“分子→原子→新分子”的过程。原子是化学变化中的最小粒子。 2. 原子与分子关系混淆 错误：认为“化学变化中，原子种类发生了变化”或“原子可以再分”。 纠正：在化学变化中，原子是不能再分的最小粒子，其种类和数目都不变。变化的是原子的组合方式。 3. 分子构成表述错误 错误：将水分子写成“HO”或“H₂O₂”。 纠正：必须准确记忆：一个水分子含有两个氢原子和一个氧原子，化学式是H₂O。“H₂O₂”是过氧化氢的化学式，是另一种物质。 随学随练 1．（25-26八年级上·山东日照·期末节选）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______。 2．（25-26九年级上·贵州贵阳·期中节选）水是生命之源，水资源对人类健康和社会发展起着重要的作用。请回答下列问题： （二）水的组成 (4)图1是电解水的实验装置，写出电解水的文字表达式________，用燃着的小木条检验a管生成的气体的现象是________，b管中气体的常见用途有________（写一条）。 (5)图2是电解水的微观过程，该过程没有发生改变的微观粒子是________和________。 (6)下列实验能证明水是由氢、氧两种元素组成的是________（多选）。 A．水的电解 B．水的蒸馏 C．氢气在氧气中燃烧 D．氢气在氯气中燃烧 3．（25-26九年级上·河北廊坊·期末）水是人类赖以生存的重要物质之一，请根据水的相关知识回答下列问题。 (1)如图甲所示为电解水装置，电解水的文字表达式为_____。该过程的能量转化形式为电能转化为_____。与b管相连的是电源的_____（填“正”或“负”）极。 (2)如图乙是水发生变化的微观示意图，请回答。 ①图乙中变化②反应过程中发生变化的微观粒子是_____（填“分子”或“原子”）。 ②图乙中变化①、变化②的本质区别是_____。 拓展 研究物质的组成 1.宏观辨识与微观探析 以水的电解、氢气燃烧实验为载体，建立“宏观现象→元素守恒推导物质组成→微观粒子构成拆解”的完整认知链，打通“物质-元素-分子-原子”四层逻辑关联，彻底规避“水由氢气氧气组成”这类典型认知误区。 2.证据推理与模型认知 构建“定性+定量”双维度证据链：先通过化合/分解反应的元素守恒定性锁定组成元素，再结合气体密度、相对原子质量推导氢氧元素质量比1:8，最终建立“实验现象→数据推导→化学式确定”的物质组成探究通用模型，可直接迁移到蔗糖、有机物等未知物的元素分析场景。 3.变化观念与定量思维 跳出“仅看反应变化”的单一视角，强化“纯净物具有固定组成”的核心化学观念，理解相对原子质量的计量基准逻辑，掌握相对分子质量、元素质量比、元素质量分数的标准化计算模型。 4.科学态度与社会责任 结合食品、药品标签成分解读、化肥纯度评价等真实生活场景，让学生学会用物质组成的定量知识完成科学决策，理解化学定量研究对物质鉴别、生产选材、资源利用的实际价值，建立严谨求实的科学探究态度。 活学活用 1．（2024·河南新乡·二模）用如图电解水实验研究水的组成。 (1)经检验a管中产生，由此得出关于水的组成的推论是什么_______。 (2)电解时，水分子分解示意图如图2所示，补全横线上的模型图。 2．（26-27九年级上·天津·开学考试）认识水的组成和结构 (1)水的生成 小组同学用锌和稀硫酸制取并收集氢气，验纯后点燃，在火焰上方罩一个__________的小烧杯，过一会儿，观察到烧杯内壁出现__________证明氢气燃烧生成水。 (2)水的分解 ①如图所示，试管a和b中产生气体的体积比约为__________，若a试管中收集气体为8 mL，则b试管中收集气体为__________mL。 ②a中产生的气体是__________(填化学式)；一段时间后，关闭电源，将燃着的木条分别放在a、b处，打开活塞后，观察到试管_______(填“a”或“b”)中的气体能使燃着的木条燃烧更旺，另一管中气体可燃。 ③实验结论是：水是由______________________________组成。 (3)①水是由__________构成。 ②水分子是由____________________构成。 ③每个水分子是由______________________________构成。 3．（25-26八年级上·山东青岛·期末）兴趣小组的同学们利用自制装置，探究水的组成。 (1)小组同学将装置接通直流电一段时间后(如图)，观察到电极上有气泡产生，液面下降。切断电源，用燃着的木条分别检验两个注射器中的气体，观察到___________(选填“a”或“b”)中气体使木条燃烧更旺，该气体是氧气。另一注射器中的气体被点燃，火焰呈淡蓝色，该气体是___________。由上述实验可以得出：水是由___________组成的。 (2)电解水过程中发生反应的文字表达式是___________，该反应中没有发生变化的微观粒子是___________。 (3)探究物质组成的一般思路如图所示，其依据是：化学反应前后，___________不变。请写出另一种探究水的组成的实验方案___________；___________(写出操作和现象)。 拓展 电解水 1.宏观辨识与微观探析 通过观察电解水“正氧负氢、氢二氧一”的宏观实验现象，结合微观动画拆解水分子破裂、氢氧原子重新组合为氢分子和氧分子的完整过程，打通“宏观实验现象-微观粒子变化-化学方程式符号”三重表征关联，彻底建立“化学变化中分子可分、原子不可分”的核心认知。 2.证据推理与模型认知 构建“分解法+化合法”双向验证的完整证据链：以质量守恒定律为核心逻辑，从电解水的分解视角、氢气燃烧的化合视角双向推导水的元素组成，提炼出“通过化学反应产物反推纯净物元素组成”的通用探究模型，可直接迁移到所有未知物的组成分析场景。 3.科学探究与创新意识 围绕实验全流程设置探究任务：从“加氢氧化钠增强导电性”的原理理解，到“氧氢体积比小于1:2”的误差分析（氧气溶解度更大、电极氧化），再到“误加氯化钠生成氯气”的异常现象探究，培养学生变量控制、异常现象溯源的实验探究能力。 4.变化观念与科学态度 结合拉瓦锡揭秘水组成的化学史，体会科学认知的迭代过程；关联空间站水循环利用、氢能源开发的真实应用场景，理解电解水“电能转化为化学能”的能量变化本质，建立严谨求实的科学态度与化学服务社会的责任意识。 活学活用 1．（2026·河南郑州·模拟预测）利用分解和合成探究水的组成的过程如图所示。 (1)图1中，管a、管b产生气体的体积比约为___________。 (2)图2中，实验现象是干燥烧杯内出现___________。 (3)本探究得出的结论是水由___________组成。 2．（25-26九年级下·河南洛阳·期中）从不同的角度研究物质是化学中常用的研究思路。人们对水的组成的认识经历了相当长的时间。 (1)在卡文迪许的研究中，“易燃空气”实际上是_____。 (2)英国科学家尼科尔森与卡莱尔最先开启电化学。如图是电解水实验装置。实验前向水中加入少量硫酸钠溶液或氢氧化钠溶液的作用是_____。 (3)若用燃着的木条验证b试管中产生的气体，发现木条燃烧得更旺，由此得出关于水的组成的推论是______。 题型 氢气的燃烧 ▌例1 （24-25九年级上·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）：　 　，　 　。 ▌对点练1-1 下列关于氢气在空气中燃烧的说法，错误的是（　　）解题贴士 氢气燃烧抓核心：点燃前必须验纯防爆炸，纯净时产生淡蓝色火焰，干冷烧杯罩住内壁现水雾，放热生成水，反应属化合反应，可反向推导水的元素组成‌，所有现象、安全操作、反应类型类考题直接套用即可秒选正确答案。 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 ▌对点练1-2 （25-26八年级下·上海闵行·期中）1781年，卡文迪许将氢气在纯氧中点燃，氢气在空气、氧气中都能燃烧，通过________（填基本反应类型）生成水。与普利斯特里的实验（氢气在空气中燃烧）相比，卡文迪许实验的核心优点在于________。 题型 水的电解实验 ▌例2 （2026·江苏常州·中考真题）用如图装置进行电解水实验。下列有关说法正确的是 A．正、负极室产生气体的质量之比为1∶2 B．通电过程中注射器的活塞一直保持不动 C．缓缓挤压注射器可控制管内的气体排出 D．正极室产生的气体能被燃着的木条点燃 ▌对点练2-1 （2026·河南商丘·二模）如图是电解水的实验操作示意图，下列有关说法正确的是  解题贴士 电解水实验直接套“正氧负氢、氢二氧一”口诀：用直流电，加电解质增强导电性，氢气点燃、氧气使带火星木条复燃，体积比2:1、质量比1:8，直接推导水由氢氧元素组成‌，所有现象、检验、结论类考题直接套用即可秒选正确答案。 A．连接电源正极的玻璃管内产生氢气 B．产生氢气和氧气的质量比为 C．该实验说明水是由氢分子和氧分子构成的 D．可用燃着的木条检验两种气体 【变式2-2】（25-26九年级上·山西太原·阶段检测）如图是用家庭中的物品制成的电解水装置，下列有关说法中错误的是 A．实验说明水由氢元素和氧元素组成 B．水中加入少量氢氧化钠的目的是增强水的导电性 C．正极产生氧气，负极产生氢气 D．氧气和氢气的体积之比是2：1 题型 化合反应与分解反应 ▌例3 （25-26九年级上·湖南湘西·期中）下列反应中，既是氧化反应又是化合反应的是 A．氧化汞汞+氧气 B．酒精+氧气水+二氧化碳 C．铝+氧气氧化铝 D．硫酸铜+氢氧化钠→氢氧化铜+硫酸钠 ▌对点练3-1 （2024-2025•山东昌邑市期中）下列化学反应基本类型的微观模拟图中，能表示分解反应的是（　　）解题贴士 化合抓“多变一”、分解抓“一变多”，只看反应前后物质种类数，不纠结元素化合价变化，就能一秒精准区分两类基本反应‌，所有反应类型判断类考题直接套用即可秒选正确答案。 A． B． C． D． 【变式3-2】（26-27九年级上·安徽亳州·阶段检测）下列反应属于化合反应的是 A．过氧化氢水+氧气 B．高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 C．蜡烛+氧气二氧化碳+水 D．红磷+氧气五氧化二磷 题型 电解水的微观解释 ▌例4 （25-26八年级上·山东泰安·期末节选）某兴趣小组以“生命之源——水”为主题开展项目式学习。 任务二：探究水的分解与合成 (2)如图2为电解水实验的示意图。 ①接通直流电源一段时间，试管a中产生6mL气体，则试管b中产生气体的体积约为______mL，电解水的文字表达式为___________，反应基本类型是__________。 ②如图3是电解水与合成水的微观示意图： 水通电时，用_________检验负极气体，经验证该气体是________。通过以上两个实验事实，证明了水是由_________组成的。 ▌对点练4-1 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（　　）解题贴士 电解水微观变化抓核心：通电时水分子拆为氢、氧原子，原子不再拆分，仅重新组合成氢分子、氧分子，化学变化的本质就是分子破裂、原子重组‌，所有微粒变化类考题直接套用即可秒选正确答案。 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 ▌对点练4-2 1800年，英国化学家尼科尔森通过电解水得到氢气和氧气，后人不断研究和改进该实验。现有化学兴趣小组的同学设计的如图所示的电解水装置来测定水的组成。 【实验步骤】 Ⅰ.按上图安装好装置，检查装置的气密性； Ⅱ.往U形管中装入水(水面略低于支管口)； Ⅲ.取下注射器，打开电源一段时间后，关闭电源； Ⅳ.将注射器活塞推到顶后，连接注射器，再次打开电源。当注射器Ⅱ中活塞停留在10mL刻度线处，关闭电源； 【问题讨论】 (1)实验开始时，先打开电源通电一段时间后再接上注射器，其目的是____________。 (2)实验结束时注射器I中活塞停留在刻度线___处。将该注射器I接上针头，移向燃着的木条旁，推动活塞，观察到的现象是_____________________。 (3)电解水过程有如下图步骤的模拟构成(图中的●表示氧原子，○表示氢原子)，完整表示电解水过程的顺序是__________。 A． B． C． D． 基础通关 1．（25-26九年级上·河北唐山·期末）同学们用电解水和氢气燃烧这两个实验探究水的组成。下列说法不正确的是 A．实验①中产生氢气、氧气的体积比约为 B．实验②能够证明氢气具有可燃性 C．实验①中可以加入硫酸钠来增强水的导电性 D．实验①证明水由氢、氧元素组成，而实验②不能 2．（2026·河南商丘·二模）“物质的组成”是化学研究的基本问题之一。如图是同学们对水的组成进行的探究实验。下列有关说法正确的是 A．两个实验都可得出水由氢、氧两种元素组成 B．两个实验都可得出水由氢、氧两种原子构成 C．实验1最终气球A与气球B的体积比为2：1 D．实验2可观察到干冷的烧杯内壁有白色液滴产生 3．（2026·河南平顶山·一模）实验室电解水的实验装置如图所示，以下说法不正确的是 A．性质分析：b管中产生的气体可以使带火星的木条复燃 B．条件分析：a管连接的是电源的正极 C．结论分析：水是由氢元素和氧元素组成的 D．作用分析：实验前在水中加入少量硫酸钠溶液，是为了增强导电性 4．（25-26九年级上·广东河源·期中）下列是四位同学做了水的电解实验后绘制出的实验图像，说法正确的是 A．甲说：该实验说明水是由氢气和氧气组成的 B．乙说：气体N可做燃料 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，加入氢氧化钠可以增强水的导电性 5．（25-26八年级上·山东泰安·期中）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a处与b处气体的质量比为2：1 C．图1中实验可以验证水分子是由氢原子、氧原子构成的 D．图2中水分解的微观顺序是acb 6．（25-26九年级上·安徽六安·期中）海洋是地球上最大的储水库，还可以提供重要的清洁能源。我国科学家利用海水淡化技术结合发电制氢，成功实现海水制氢，装置如图所示(聚四氟乙烯薄膜只允许水分子通过)，下列有关说法正确的是 A．导线a连接的是电源正极 B．聚四氟乙烯薄膜与活性炭原理相同 C．产生的氢气和氧气的质量比为 D．通过薄膜后的水属于纯净物 7．（2026·天津河西·一模）多角度研究物质是化学中常用的研究思路。某兴趣小组对水进行探究。 (1)水的合成：在密闭容器中将和的混合气体点燃，根据容器内生成的小水珠可知，水是由___________元素组成的化合物。 (2)水的分解与产物检验： ①下列与该实验无关的图标有___________。 A．护目镜 B．明火   C．用电  D．排风 ②图甲，电解一段时间后，检验A中气体时的实验现象是___________。 ③图乙是电解水的微观示意图，正确的排列顺序为___________。 (3)水的净化： 某实验小组收集浑浊的河水，模拟自来水厂的净水过程，最终得到蒸馏水。过程如下图所示。 ①操作②中利用活性炭的___________性，除去异味和一些可溶性杂质。 ②操作①、操作②和操作③中，单一净化程度最高的方法是___________(填操作名称)。 8．（2026·山东淄博·一模）有资料显示：氢气在空气中燃烧后的生成物中可能存在过氧化氢。 已知：过氧化氢在加热时易分解为氧气和水，其水溶液能使无色的淀粉碘化钾溶液变成蓝色。为验证资料的真实性，兴趣小组的同学进行如下实验，并记录现象如下： 试管编号 A B C D 实验现象 溶液呈无色 溶液呈蓝色 溶液呈无色 溶液呈无色 (1)对比AB两试管的实验现象可知，冰毛巾的作用之一是________。 (2)试管A中溶液不变蓝的原因是__________（文字简述，写出方程式）。 (3)通过实验可以得到结论：氢气在氧气中燃烧生成________（写物质名称，下同）；在空气中燃烧可能会生成________。 素养提升 9．（25-26八年级上·山东济宁·期中）为探究水的组成，进行如下实验。 实验1(电解法)：图1、图2为电解水的实验装置。 (1)图1中a端连接电源的___________极；甲气体是___________，检验的方法是___________。 (2)图2中注射器Ⅰ中产生5mL气体时，则注射器Ⅱ收集的气体体积是___________mL；与图1相比较，该装置的优点是___________。 (3)水电解的文字表达式：___________，属于___________反应(填基本反应类型)。 实验2(燃烧法)：如图为氢气燃烧的实验装置 (4)如图进行实验，点燃纯净的氢气，观察到火焰呈___________色，在火焰上方罩一只冷而干燥的烧杯，过一会儿，观察到烧杯内壁有___________，且烧杯外壁发热。 (5)写出氢气燃烧的文字表达式___________。 (6)由上述两个实验能得到：水是由___________组成的。 拓展：为探究影响电解水反应速率的因素，利用12V直流电源进行实验，获得的数据如下： 编号 温度/℃ NaOH溶液浓度 氢气体积/mL 氧气体积/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 9.9 X 4 30 5% 20 9.9 35.4 (加入少量NaOH可增强水的导电性) (7)比较实验1和2，得到的结论是___________。 (8)实验3的电解时间“X”的范围是___________。 10．（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。 11．（24-25九年级上·天津河西·期中）如图1为电解水实验装置。按要求回答下列问题。 (1)开始反应前，将a、b两管内都充满水(加入少量硫酸钠溶液)，关闭活塞，接通电源，一段时间后停止通电，产生气体V(a)：V(b)约为2∶1，且体积均不再有明显变化。 ①验证b管中气体的操作、现象与结论是______。 ②a、b两管所得气体“体积均不再有明显变化”可推知：两种气体均______(填物理性质或化学性质)。 (2)写出电解水的化学方程式______。 (3)水在电解过程中微粒运动(如示意图2)的变化顺序为______(填序号)。 12．（24-25八年级下·上海闵行·期中）水是一种重要的物质，在日常生活和实验室中有着不可替代的作用。按要求回答问题： (1)从物质构成的微粒观角度看： 水是由许许多多的_______构成的；1个水分子由_______构成。 (2)从物质变化角度看：在实验一和实验二中水发生了不同的变化。从微观角度解释两个变化的本质区别_______。 (3)我们可以通过“分”“合”的思维方法证明水的组成。 I．分解水。 ①电解时，发生反应的文字表达式是_______；通电后能观察到的现象有_______。 ②实验二中，a管产生的气体是_______（填化学式），检验该气体的方法是_______；b管产生的气体是_______（填化学式），检验该气体的方法是_______；若正极产生8mL气体，那另一个电极产生的气体体积约为_______mL。 ③微观探析：电解水的微观示意图如图。 补全横线上的模型图_______；从微观角度解释化学变化的实质是_______。 ④电解水的实验可证明水是由_______组成的。 II．合成水。 在实验三中点燃氢气，用证明燃烧产物的方法证实了水的组成。某学生在c处加入了氧化钙，发生反应的文字表达式是_______，加入该物质的目的是_______。在实验过程中会产生的现象有_______。 13．（25-26九年级上·湖北省直辖县级单位·阶段检测）某化学小组以石墨做电极。对电解水实验进行了如下探究。 (1)用图一装置进行实验，写出电解水的符号表达式___________，当A、B电极上均有气泡产生时，C中液面___________(填“上升”、“下降”或“不变”)。硫酸钠能增强水的导电性，写出硫酸钠的化学式___________。 (2)可通过改变电压、加入固体等方法提高电解水的速率。小组同学进行多次实验，测得产生20mL氢气所需时间如图二所示，电解水速率最快的组合是___________(填字母)。 A．5%溶液，电压为12V B．5%溶液，电压为6V C．10%溶液，电压为12V D．10%溶液，电压为6V 【问题】以石墨做电极，进行电解水实验，测得数据如下表。发现正负两极气体体积比远小于1：2。 时间/每次间隔2分11秒 10%NaOH溶液 正极气体体积(mL) 负极气体体积(mL) 第一次测量 2.2 9.7 第二次测量 4.5 19.2 第三次测量 6.9 28.4 【信息】 Ⅰ．在20℃、1个标准大气压下，1体积水中分别最多可溶解约0.018体积的氢气和0.031体积的氧气。 Ⅱ．溶液不显电性，NaOH在水中以Na+和OH-的形式存在，Na2CO3在水中以Na+和的形式存在。 Ⅲ．CO2可与NaOH溶液反应生成Na2CO3。 【猪想】 猜想一：氧气比氢气更易溶于水，导致体积比小于1：2 猜想二：石墨电极与氧气反应生成CO2被溶液吸收，导致体积比小于1：2 【实验】 (3)图一电解水装置中水的总体积为100mL，假设氢气和氧气在水中溶解达到最大值，则表中第三次电解水实际产生的氧气和氢气的体积比为___________，仍小于1：2，说明导致体积比异常原因不止氢气和氧气在水中的溶解性差异。 【反思】 (4)为使电解水反应准确高效，选择电极材料时应综合考虑多方因素，所以适合的电极材料应具备以下哪些性质___________(填字母)。 A．导电性好 B．价格昂贵 C．与氢氧化钠发生反应 D．不与氢气或氧气反应 迁移创新 14．兴趣小组对我国的太空舱制取氧气系统(其剖面如图所示)进行了研究性学习。 I．多角度认识制氧原理电源 (1)太空舱制氧系统中电源A极是______极；将燃着的蜡烛放入b管收集的气体中，看到燃烧______。 (2)太空舱制氧反应过程中种类和数目均没有发生变化的微粒是______(用符号表示)。 II．多措施提高制氧效率 【查阅资料】提高电解效率的措施主要包括：增强水的导电性、改变电解温度、设置超声波场等。 【讨论分析】 (3)用30%的KOH溶液代替水进行电解，目的是______。 (4)升高电解温度能提高制氧效率的原因之一是：温度升高，微粒______。 (5)如图分别为两种不同条件下不锈钢电极表面的气泡直径分布情况图。 ①气泡覆盖在电极表面使电解反应界面______(选填“增大”或“减小”)，降低了电解效率。 ②超声波振动能提高电解效率的原因是______。 15．（24-25九年级上·四川成都·期中）某兴趣小组利用如图1装置做了电解水的实验。 (1)该反应的符号表达式为___________。 (2)左侧玻璃管中石墨电极与电源___________极相连，将燃着的木条放入b管收集的气体中，可以看到的现象是___________。 (3)电解水时，通常要加入少量氢氧化钠溶液，作用是___________。 (4)小组同学在做实验时，发现向水中加入食盐氯化钠(NaCl)也可以达到加氢氧化钠溶液类似的作用，如图2，但是通电一段时间后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()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氢气和氧气都是无色无味的气体。 【提出假设】猜想I：氧气和氯气；猜想Ⅱ：氢气和氧气；猜想Ⅲ：___________。 【设计实验】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收集到黄绿色气体，试管b收集到无色气体 猜想___________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___________，猜想Ⅲ正确 【反思与评价】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。 (5)为研究影响电解水反应速率的因素，兴趣小组的同学利用12V直流电源进行了相关实验探究，数据如下： 编号 温度 NaOH溶液浓度 b管气体体积 a管气体体积 电解时间 A 20℃ 2% 20 mL 9.8 mL 54.0 s B 20℃ 5% 20 mL 9.8 mL 36.2 s C 30℃ 2% 20 mL 9.9 mL X D 30℃ 5% 20 mL 9.9 mL 35.4 s ①比较实验A和B，可得到的结论是___________。 ②分析四组实验数据，实验C的电解时间“X”可能是___________(填字母)。 A．32.4        B．35.2        C．50.2        D．55.6 ③查阅资料发现，当其他条件不变时，增大直流电的电压也能加快电解水的反应速率。 在D实验的基础上，若要证明电压增大能加快电解水的反应速率，请利用如图3所示的电源设计实验方案：___________。 (6)小组同学继续查阅资料发现，除了增大电压可以加快电解水的反应速率外，还有设置超声波场等手段。如图分别为两种不同条件下石墨电极表面的气泡直径分布情况图。 ①气泡覆盖在电极表面使电解反应界面___________(选填“增大”或“减小”)，降低了电解效率。 ②超声波振动能提高电解效率的原因是___________。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $