第四单元实验活动2 水的组成及变化的探究 同步测试题- 2026-2027学年九年级化学人教版上册

实验活动2 水的组成及变化的探究 同步测试题 2026-2027学年上学期初中化学人教版（新教材）九年级上册 一、单选题 1．用电解水实验探究水的元素组成，下列说法不正确的是 A．a管和b管中气体体积比约为 B．b管中的气体能使燃着的木条烧得更旺 C．该探究的依据是化学变化前后元素种类不变 D．该探究说明水中含有氢分子和氧分子 2．如图所示，同学们用电解水和氢气燃烧这两个实验探究水的组成。下列说法正确的是 A．实验①中产生氢气、氧气的体积比约为 B．进行实验②之前需要检验氢气的纯度 C．两个实验中发生的反应均属于分解反应 D．实验①能证明水的组成，而实验②不能 3．“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。下列有关说法不正确的是 A．点燃氢气前一定要检验氢气的纯度 B．通过实验可知，水是由氢原子和氧原子构成的 C．两个实验都可得出水是由氢、氧两种元素组成的 D．试管1 和试管2中得到的气体分别是氢气和氧气 4．下图是某化学反应的微观示意图(“ ”与“ ”代表不同种元素的原子)。有关说法不正确的是 A．甲中的一个分子由三个原子构成 B．化学反应的实质是原子的重新组合 C．该反应可能是水的电解 D．该反应前后元素的化合价不变 5．对于下列说法，有关微观解释正确的是 A．水通电分解生成氢气和氧气，是因为水中含有氢分子和氧分子 B．化学反应过程的实质是分子破裂原子重新组合 C．水结冰后体积变大是水分子的体积增大造成的 D．原子序数为16的原子，位于周期表中第2周期 6．在一定条件下水分子分解的示意图如下（表示氧原子，表示氢原子）。下列从水分子分解示意图获得的信息中，正确的是 A．组成水的氢、氧元素和氢气、氧气中的元素存在形式相同 B．1个水分子是由1个氧元素和2个氢元素构成的 C．该反应的基本类型不是分解反应 D．该反应中水分子、氢分子和氧分子的个数比是2：2：1 7．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 8．如图是水分子在一定条件下分解的示意图，从中获得的信息不正确的是    A．一个水分子由二个氢原子和一个氧原子构成 B．水由水分子构成 C．水分解过程中，分子的种类不变 D．水分解过程中，原子的数目不变 9．同学们在完成“电解水实验”时，发现该反应速率较慢，且产物氢气与氧气的体积比很难达到理论值。为探究电解水时所需NaOH溶液的最佳浓度，在图1所示装置中分别注入质量分数为10%、12%、14%、16%、18%、20%的NaOH溶液，在9V电压下电解3min，产生氢气和氧气的体积如图2所示。下列说法正确的是 A．管a中产生的气体能支持燃烧 B．上述反应中元素、分子的种类都不变 C．该实验中氢氧化钠溶液的浓度越大，产生气体的速率越快 D．电解质量分数为14%的NaOH溶液所产生的氢气、氧气体积比最接近理论值 二、填空题 10．下图是电解水的实验装置图及水分子分解示意图 (1)电解水时，负极与正极产生气体的体积比为___________。 (2)实验得出的结论是水由___________组成。 (3)根据水分子分解示意图（图2），解释水分解符合质量守恒定律的原因___________。 11．认真阅读短文，回答问题 自古以来，人们认为水是组成世间万物的一种元素，不可再分。18世纪中叶，英国化学家普利斯特利用锌加入稀硫酸中制得“易燃空气”，将“易燃空气”与空气混合点燃，发现容器内壁上出现了液滴。 另一位英国化学家卡文迪什证实了普利斯特利的发现，并用纯氧代替空气，证明试管中生成的液滴确实是水，还确认了2体积“易燃空气”与1体积氧气恰好化合成水。得出“水是一个结合物而不是简单元素”。 法国化学家拉瓦锡重复了他们的实验，并做了另外一个实验：将水蒸气通过灼热的铁管，管口收集到一种可燃性气体。这个变化可以表示为：铁+水黑色固体+“易燃空气”，实验后称量发现水的质量减少，铁管的质量增加，经研究证明黑色固体为四氧化三铁，装置示意图如图1所示。至此，水不是单一元素物质，而是由氢、氧两种元素组成的观点得到了化学界公认。 1800年，英国化学家尼科尔森通过用伏打电池在常温下对水进行通电分解，得到氢气和氧气，再次确认了水的组成。 (1)易燃空气其实是___________(写名称)，写出文中法国化学家拉瓦锡另外做的一个实验的符号表达式___________。 (2)尼科尔森在常温下对水进行通电分解实验的符号表达式为___________。 (3)图2是水分解的微观示意图。水分子分解过程中粒子运动的先后顺序是___________(填序号)。 (4)在整个发现过程中，科学家利用了“分合”思想证明了水的组成。下面实验中属于“合”思想的是___________(填编号)。 ①氢气燃烧实验     ②水通电实验      ③铁管实验 12．完成下列各题：    (1)如图1为电解水的实验装置图。接通电源观察两电极都有气泡产生，通电一段时间后，玻璃管b收集到的气体是______，检验电源正极产生的气体，可以用______，观察到的现象为______。过一段时间后，若气体a的体积约为10mL，则气体b的体积约为______mL。 (2)图2为水分解的微观过程： 分析水分子分解示意图，在直流电的作用下，水分子分解成______和______（用图2中的微粒名称填空）；每两个氧原子结合成______，每两个氢原子结合成______由此可知水的分解过程中，发生改变的微粒是______（用图2中的微粒名称填空）。 (3)通过电解水能得到最理想能源――氢气，纯净的氢气在空气中安静地燃烧，火焰呈______色，放出热量。写出氢气燃烧的文字表达式______，该反应所属的基本类型为______反应（填“化合”或“分解”）。 13． 利用电解水实验可探究水的组成，请根据如图回答问题。 (1)电源B的类型是_____________，a管对应的电极连接电源的______________(填“正极”、  “负极”或“不能确定”)。 (2)在水的电解实验中，正、负极产生的气体的质量比是_________________。 (3)上述实验得出结论：水是由_________________组成的(填元素名称)。 (4)点燃b管中的气体前需要_____________，其化学方程式为：__________________。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 D B B D B D B C D 1．D 【详解】A、电解水实验正极产生氧气，负极产生氢气。产生氧气和氢气的体积比为1:2。a与负极相连，b与正极相连，所以a管和b管中气体体积比约为2：1，正确； B、b管收集到的是氧气，具有助燃性，能使燃着的木条烧得更旺，正确； C、该探究的依据是化学变化前后元素种类不变，从而从水分解的产物是氢气和氧气得出水由氢元素和氧元素组成，正确； D、化学反应前后元素的种类不变，水通电分解生成氢气和氧气说明水由氢元素和氧元素组成，水是由水分子构成的，不含有氢分子和氧分子，错误； 故选D。 2．B 【详解】A、实验①电解水实验中，产生氢气与氧气体积比约为2:1，故选项说法错误； B、氢气等可燃性气体在空气中达到一定浓度时，遇到明火容易发生爆炸，因此可燃性气体在点燃前必须检验纯度，故选项说法正确； C、氢气和氧气点燃生成水的反应属于化合反应，水在通电条件下生成氢气和氧气的反应属于分解反应，故选项说法错误； D、氢气和氧气点燃生成水，水在通电条件下生成氢气和氧气，根据化学反应前后元素种类不变，两个实验均可证明水由氢元素和氧元素组成，故选项说法错误。 故选：B。 3．B 【详解】A、氢气具有可燃性，如果不纯点燃氢气可能发生爆炸的危险，所以点燃前必须检验纯度，故选项说法正确； B、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，故选项说法错误； C、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是由氢、氧两种元素组成的，故选项说法正确； D、根据“负氢氧正”可知，1管与负极相连，收集的气体为氢气，2管与正极相连，收集的气体为氧气，试管1 和试管2中得到的气体分别是氢气和氧气，故选项说法正确。 故选B。 4．D 【详解】A、由图可知，甲中的一个分子由三个原子构成 ，故A正确； B、化学反应的实质是分子分为原子，原子的重新组合，故B正确； C、电解水的化学方程式为：，2个水分子在通电的条件下反应生成2个氢分子和1个氧分子，故该反应可能是水的电解，故C正确； D、该反应中，两种元素均由化合态转化为游离态，化合价均发生了改变，故D错误。 故选D。 5．B 【详解】A、水通电分解生成氢气和氧气，是因为水中含有氢元素和氧元素，故A错误； B、化学反应过程的实质是分子破裂原子重新组合成新的分子，故B正确； C、水结冰后体积变大是水分子间的间隔增大造成的，而水分子本身不变，故C错误； D、电子层数=核外电子层数，原子序数为16的原子，核外电子分3层排布，故位于周期表中第3周期，故D错误。 故选B。 6．D 【详解】A、水中的氢、氧元素以化合物的形式存在，氢气、氧气中的元素以单质形式存在，故A不符合题意； B、1个水分子是由1个氧原子和2个氢原子构成的，故B不符合题意； C、水分子在通电条件下生成氢分子和氧分子，该反应的基本类型是分解反应，故C不符合题意； D、由示意图知，该反应中水分子、氢分子和氧分子的个数比是2：2：1，故D符合题意。 故选D。 7．B 【详解】A.相同时间内，生成气体N的体积较少，气体N为氧气，即甲试管中生成氧气，a应接电源正极，故A正确； B.气体 M为氢气，氢气不能使带火星的木条复燃，故B错误； C.电解水生成氢气和氧气，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C正确； D.8min时产生的H₂和O₂的体积比是2:1，故D正确。 故选：B。 8．C 【详解】A、由图中可以看出一个水分子由二个氢原子和一个氧原子构成，正确； B、由图中可以看出水是由分子构成物质，水由水分子构成，正确； C、由图中可以看出反应前只有水分子，反应后有氧分子和氢分子，故水分解过程中，分子的种类改变，不正确； D、由图中可以看出反应前有6个原子，反应后也有6个原子，故水分解过程中，原子的数目不变，正确。 故选C。 9．D 【详解】A、电解水生成的氧气和氢气的体积比约为1:2，由图可知，管a收集的气体较多，则为氢气，氢气具有可燃性，不能支持燃烧，该选项说法不正确； B、电解水为化学变化，反应前后元素种类不变，但分子种类发生改变，该选项说法不正确； C、由图2可知，电解质量分数为20%的NaOH溶液比电解质量分数为18%的NaOH溶液产生的气体体积少，该实验中氢氧化钠溶液的浓度越大，产生气体的速率不一定越快，该选项说法不正确； D、由图2可知，电解质量分数为14%的NaOH溶液所产生的氢气、氧气体积比最接近理论值，该选项说法正确。 故选D。 10．(1)2:1 (2)氢元素和氧元素 (3)化学反应前后，氢原子、氧原子的种类、个数、质量都不变（合理均可） 【详解】（1）根据电解水“正氧负氢、氢二氧一”，负极产生的是氢气，正极产生的是氧气，氢气与氧气的体积比为2:1，故填：2:1； （2）水在通电的条件下生成氢气和氧气，氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成，根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，则该实验说明水是由氢元素和氧元素组成，故填：氢元素和氧元素； （3）化学反应前后各元素的种类和质量不变；水电解是构成水分子的氢原子和氧原子进行了重新组合，每两个氢原子构成一个氢分子，每两个氧原子构成一个氧分子，众多的氢分子、氧分子组成氢气和氧气，但反应前后氢原子、氧原子原子的种类、数目和质量不变，遵守质量守恒定律，故填：化学反应前后，氢原子、氧原子的种类、个数、质量都不变（合理均可）。 11．(1) 氢气 (2) (3)①③② (4)① 【详解】（1）由题中信息可知，易燃空气是氢气； 锡另外做的一个实验为铁与水蒸气在高温的条件下反应生成四氧化三铁和氢气，符号表达式为：气； （2）水电解生成氢气和氧气，符号表达式为：； （3）水分子分成氢原子和氧原子，氢原子与氢原子结合成氢分子，大量的氢分子聚集氢气，氧原子与氧原子结合成氧分子，大量的氧分子聚集氧气。在水分子分解过程中，粒子运动的先后顺序是①③②； （4）①氢气燃烧实验是将氢元素与氧元素结合，来证明水的组成； ②水通电实验是通过将氢元素和氧元素分开来来证明水的组成； ③铁管实验将氢元素和氧元素分开来来证明水的组成。 故选①。 12．(1) 氧气/O2 带火星的木条 木条复燃 5 (2) 氢原子 氧原子 1个氧分子 1个氢分子 水分子 (3) 淡蓝 化合 【详解】（1）水通电分解时，正极产生的气体是氧气，可以使带火星的木条复燃；负极产生的气体是氢气，可以在空气中燃烧，氢气和氧气的体积比为2：1。玻璃管a和负极连接，为氢气，玻璃管b和正极连接，为氧气。检验电源正极产生的气体，即检验氧气，可以用带火星的木条检验氧气，观察到的现象为木条复燃。过一段时间后，若气体a的体积约为10mL，则气体b的体积约为5mL。 （2）由微观示意图可知，在直流电的作用下，水分子分解成氧原子和氢原子；每两个氧原子结合成一个氧分子，每两个氢原子结合成一个氢分子。由此可知水的分解过程中，发生改变的微粒是水分子，没有发生改变的氢原子和氧原子。 （3）氢气在空气中燃烧的现象为火焰呈淡蓝色，放出热量。氢气燃烧生成水，文字表达式为，该反应中反应物有2种，生成物只有1种，属于化合反应。 13．(1) 直流电 正极 (2)8:1 (3)氢、氧两种元素 (4) 验纯 【详解】（1）电源B的类型是直流电，电解水实验中，正极生成的气体较少是氧气，负极生成的气体较多是氢气，a管对应的电极连接电源的正极； （2）电解水实验中，正极生成的气体较少是氧气，负极生成的气体较多是氢气，水H2O中氧元素、氢元素的质量比=16：(1×2)=8:1,正、负极产生的气体的质量比是8:1； （3）根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，生成物中含氢、氧元素，故上述实验得出结论：水是由氢、氧两种元素组成； （4）b管中产生的气体是氢气，氢气点燃前需要验纯，氢气在氧气中燃烧反应生成水，反应的化学方程式为：。 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） 学科网（北京）股份有限公司 $