人教版2024上冊(cè)/第四單元自然界的水/實(shí)驗(yàn)活動(dòng)2實(shí)驗(yàn)09水的組成及變化的探究【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?．認(rèn)識(shí)水的組成。2．了解水在通電條件下發(fā)生的變化，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)分解反應(yīng)。3．進(jìn)一步體會(huì)科學(xué)探究的過程和方法。【實(shí)驗(yàn)儀器】水電解器、燒杯、帶尖嘴的玻璃導(dǎo)管、直流電源、鐵架臺(tái)（帶滴定夾）、酒精燈、彈簧夾、導(dǎo)線、木條、火柴【實(shí)驗(yàn)試劑】硫酸鈉溶液（或氫氧化鈉溶液）、蒸餾水【實(shí)驗(yàn)過程】1．水的生成操作圖示實(shí)驗(yàn)步驟現(xiàn)象分析在帶尖嘴的導(dǎo)管口點(diǎn)燃純凈的氫氣，在火焰上方罩一個(gè)干燥的小燒杯燒杯壁上的現(xiàn)象是有水霧產(chǎn)生說明氫氣燃燒后有水生成2．水的分解操作圖示實(shí)驗(yàn)步驟現(xiàn)象分析（1）在電解器玻璃管中加滿水（水中加入少量硫酸鈉溶液或氫氧化鈉溶液），用導(dǎo)線連接電解器與電源。（2）接通直流電源，觀察玻璃管內(nèi)的現(xiàn)象并記錄。（3）切斷上述裝置的電源，用燃著的木條分別在兩個(gè)玻璃管尖嘴口檢驗(yàn)反應(yīng)中產(chǎn)生的氣體。玻璃管內(nèi)：兩電極上均產(chǎn)生氣泡,正、負(fù)極產(chǎn)生氣體的體積比約為1∶2；燃著的木條：正極產(chǎn)生的氣體使木條燃燒得更旺；負(fù)極產(chǎn)生的氣體燃燒，火焰呈淡藍(lán)色說明水通電時(shí)生成了氫氣和氧氣1.水的生成實(shí)驗(yàn)（1）氫氣與空氣（或氧氣）的混合氣體遇明火可能發(fā)生爆炸。點(diǎn)燃?xì)錃馇耙欢ㄒ獧z驗(yàn)氫氣的純度。具體操作：用拇指堵住集滿氫氣的試管口，靠近火焰，移開拇指，如果發(fā)出尖銳爆鳴聲，說明氣體不純；如果聲音很小，說明氣體較純。（2）反應(yīng)的文字表達(dá)式：氫氣+氧氣點(diǎn)燃水，符號(hào)表達(dá)式：H2＋O2點(diǎn)燃H2O。（3）氫氣燃燒生成水的實(shí)驗(yàn)說明水是由氫元素和氧元素組成的。2.水的分解實(shí)驗(yàn)（1）水中可加入少量硫酸鈉溶液或氫氧化鈉溶液,以增強(qiáng)導(dǎo)電性。（2）反應(yīng)的文字表達(dá)式：水通電氫氣+氧氣，符號(hào)表達(dá)式：H2O通電H2＋O2。（3）兩電極上產(chǎn)生的氣體和體積比口訣：“負(fù)氫正氧，負(fù)二正一”。【問題討論】1．水在通電時(shí)發(fā)生了什么變化？生成了哪幾種物質(zhì)？化學(xué)變化；生成了氫氣和氧氣。2．哪些證據(jù)可以證明水是由氫、氧兩種元素組成的？氫氣燃燒(與氧氣反應(yīng))生成了水、水在通電的條件下分解生成了氫氣和氧氣。【典例1】某同學(xué)進(jìn)行水的組成及變化的探究，其中操作錯(cuò)誤的是A．

檢驗(yàn)氧氣 B．氫氣驗(yàn)純C．

點(diǎn)燃?xì)錃?D．

熄滅酒精燈【答案】D【解析】A、電解水實(shí)驗(yàn)中，正極產(chǎn)生氧氣，負(fù)極產(chǎn)生氫氣，且二者體積比為1：2，要檢驗(yàn)氧氣，則將帶火星的木條放在尖嘴口，打開活塞放出氣體，若木條復(fù)燃，則氣體是氧氣，操作正確，選項(xiàng)不符合題意；B、氫氣驗(yàn)純的操作：用拇指堵住試管口,移近酒精燈火焰,再將拇指移開，若聽到輕微的“噗”聲，則證明氫氣很純，可以點(diǎn)燃；若聽到尖銳的爆鳴聲，說明氫氣不純，操作正確，選項(xiàng)不符合題意；C、點(diǎn)燃?xì)錃獾牟僮鳎涸趲Ъ庾斓慕饘賹?dǎo)管口點(diǎn)燃純凈的氫氣，觀察火焰的顏色，操作正確，選項(xiàng)不符合題意；D、熄滅酒精燈應(yīng)用燈帽蓋滅，不能用嘴吹，操作錯(cuò)誤，選項(xiàng)符合題意。故選：D。【典例2】如圖是電解水的實(shí)驗(yàn)裝置，下列相關(guān)說法正確的是A．M、N氣體體積比為1：2B．點(diǎn)燃N氣體產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰C．水中含有氫分子和氧分子D．水由氫元素和氧元素組成【答案】D【解析】A、在電解水實(shí)驗(yàn)中，“正氧負(fù)氫”，生成氫氣和氧氣的體積比約為2:1，左管與負(fù)極相連。產(chǎn)生的是氫氣，右管與正極相連，產(chǎn)生的是氧氣，故M、N氣體體積比為：2:1，不符合題意；B、由A的分析可知，N為氧氣，氧氣具有助燃性，不具有可燃性，無(wú)法被點(diǎn)燃，不符合題意；C、水由水分子構(gòu)成，水中不含氫分子和氧分子，不符合題意；D、電解水生成氫氣和氧氣，氫氣由氫元素組成，氧氣由氧元素組成，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后，元素的種類不變，可得水是由氫元素和氧元素組成，符合題意。故選D。【典例3】下列有關(guān)水的合成與分解的實(shí)驗(yàn)的說法，不正確的是A．圖1燒杯內(nèi)壁有水霧出現(xiàn)B．圖2連接正負(fù)兩極的玻璃管匯集的氣體體積之比為2：1C．兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均發(fā)生的是化學(xué)變化D．兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均可證明水是由氫元素和氧元素組成【答案】B【解析】A、氫氣燃燒生成水，干冷燒杯內(nèi)壁有水霧出現(xiàn)，故A不符合題意；B、在電解水實(shí)驗(yàn)中，“正氧負(fù)氫”，生成氫氣和氧氣的體積比約為2:1，故正極和負(fù)極產(chǎn)生的氣體的體積比為1:2，故B符合題意；C、電解水生成氫氣和氧氣，氫氣和氧氣在點(diǎn)燃的條件下反應(yīng)生成水，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中均有新物質(zhì)生成，屬于化學(xué)變化，故C不符合題意；D、電解水生成氫氣和氧氣，氫氣和氧氣在點(diǎn)燃的條件下反應(yīng)生成水，氫氣由氫元素組成，氧氣由氧元素組成，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后，元素的種類不變，均可得出水是由氫元素和氧元素組成，故D不符合題意。故選B。【典例4】電解水，反應(yīng)一段時(shí)間后，用燃著的木條檢驗(yàn)生成的氣體，記錄的現(xiàn)象如下表。相關(guān)說法錯(cuò)誤的是兩電極正極端的玻璃管負(fù)極端的玻璃管現(xiàn)象有氣泡體積為，木條燃得更旺體積為，氣體燃燒A．通電前應(yīng)將玻璃管內(nèi)空氣排盡 B．兩電極產(chǎn)生氣泡的速率不相同C．正極氣體為氧氣，負(fù)極氣體為氫氣 D．結(jié)合氣體密度可計(jì)算水中氫、氧原子個(gè)數(shù)比【答案】D【詳解】A、為了實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確，通電前應(yīng)將玻璃管內(nèi)空氣排盡，故選項(xiàng)正確；B、正、負(fù)極均能觀察到由無(wú)色氣泡產(chǎn)生，負(fù)極產(chǎn)生的是氫氣，體積更多，速率更快；正極產(chǎn)生的是氧氣，體積更少，速率更慢；故選項(xiàng)正確；C、電解水實(shí)驗(yàn)中，與正極相連的試管產(chǎn)生的是氧氣，與負(fù)極相連的試管產(chǎn)生的是氫氣，故選項(xiàng)正確；D、正負(fù)極收集的氣體體積比5.15mL：10.38mL1：2，結(jié)合氣體密度可計(jì)算氣體的質(zhì)量，但是不知道H、O原子的實(shí)際質(zhì)量，不能計(jì)算出氫、氧原子個(gè)數(shù)比，故選項(xiàng)錯(cuò)誤；故選：D。1．如圖是電解水的裝置示意圖，下列說法不正確的是A．b端是電源的正極B．c試管收集的氣體有可燃性C．電解水時(shí)，在水中加入少量氫氧化鈉可以增強(qiáng)水的導(dǎo)電性D．試管c中收集的氣體與試管d中收集的氣體的質(zhì)量比約為【答案】D【解析】A、b端產(chǎn)生的氣體是用向上排空氣法收集的，是氧氣，電解水正極產(chǎn)生的是氧氣，故正確；B、c試管收集到的氣體是氫氣，氫氣具有可燃性，故正確；C、電解水時(shí)，在水中加入少量的氫氧化鈉可以增強(qiáng)導(dǎo)電性，正確；D、c中收集的是氫氣，d中收集的是氧氣，根據(jù)質(zhì)量守恒定律反應(yīng)前后元素的種類和質(zhì)量不變，因此兩氣體發(fā)質(zhì)量比就是水中氫氧元素的質(zhì)量比，即，故錯(cuò)誤。故選D。2．如圖為電解水實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)圖，有關(guān)敘述不正確的是A．該實(shí)驗(yàn)說明水是由氫氣和氧氣組成的B．甲注射器中收集的氣體可以使帶火星的木條復(fù)燃C．在水中加入少量的硫酸鈉可增強(qiáng)水的導(dǎo)電性D．甲乙注射器中收集的氣體的體積比是1：2【答案】A【解析】A、電解水生成氫氣和氧氣，說明水由氫、氧兩種元素組成。A不正確；B、電解水生成氫氣和氧氣，與電源正極相連那端產(chǎn)生氧氣，與電源負(fù)極相連那端產(chǎn)生氫氣，氧氣能使帶火星木條復(fù)燃，甲注射器與電源正極端相連，收集的氣體是氧氣，可以使帶火星的木條復(fù)燃。B正確；C、電解水時(shí)，為增強(qiáng)水的導(dǎo)電性，在水中加入少量的氫氧化鈉或硫酸鈉。C正確；D、電解水生成氫氣和氧氣，與電源正極相連那端產(chǎn)生氧氣，與電源負(fù)極相連那端產(chǎn)生氫氣，甲注射器與電源正極端相連，收集的氣體是氧氣，乙注射器與電源負(fù)極端相連，收集的氣體是氫氣，氫氣體積是氧氣體積的2倍，所以甲乙注射器中收集的氣體的體積比是1：2。D正確。故選A。3．化學(xué)興趣小組為探究不同電壓對(duì)電解水速率的影響，用如圖裝置進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，并記錄不同電壓下生成氫氣所需時(shí)間。下列分析正確的是A．管與電源正極相連 B．管中氣體可以燃燒C．管與管中氣體質(zhì)量比為 D．該實(shí)驗(yàn)中，電壓越高電解水的速率越快【答案】D【解析】A、電解水實(shí)驗(yàn)中“正氧負(fù)氫，氫二氧一”，管收集到的氣體較多，是氫氣，與電源負(fù)極相連，故A錯(cuò)誤；B、b管收集到的氣體較少，是氧氣，氧氣具有助燃性，不能燃燒，故B錯(cuò)誤；C、電解水實(shí)驗(yàn)中“正氧負(fù)氫，氫二氧一”，管與管中氣體體積比為2:1，質(zhì)量比為1:8，故C錯(cuò)誤；D、由圖可知，收集相同體積的氫氣時(shí)，電壓越高，所需時(shí)間越短，則相同條件下電壓越大電解水的速率越快，故D正確。故選D。4．下列用排水法收集氫氣并檢驗(yàn)純度時(shí)，正確的實(shí)驗(yàn)操作順序是①用拇指堵住試管口，管口向下，靠近火焰，移開拇指

②用排水法收集氫氣

③聲音很小，表明氫氣已純凈

④聽到尖銳的爆鳴聲，就表明氫氣不純，需要再收集，再檢驗(yàn)。A．②①④③ B．①②④③ C．②①③④ D．①②③④【答案】A【解析】用排水法收集氫氣并檢驗(yàn)純度時(shí)，用排水法收集氫氣，用拇指堵住試管口，管口向下（氫氣的密度比空氣的小），靠近火焰，移開拇指，若聽到尖銳的爆鳴聲，表明氫氣不純，需要再收集，再檢驗(yàn)；需要再檢驗(yàn)時(shí)，用拇指堵住試管口一會(huì)兒，等試管中的氫氣的火焰熄滅后再檢驗(yàn)，以防止發(fā)生爆炸；若聲音很小，表示氫氣已純凈；故正確的實(shí)驗(yàn)操作順序是②①④③。故選：A。5．某同學(xué)用如圖裝置進(jìn)行電解水的實(shí)驗(yàn)。(1)a中收集到的氣體如何檢驗(yàn)？(2)電解水時(shí)，加入少量硫酸鈉的目的是什么？(3)該同學(xué)發(fā)現(xiàn)最終b、a兩管所得氣體的體積比小于1：2，請(qǐng)分析產(chǎn)生誤差的可能原因是什么？【答案】(1)把燃著的木條放到a管尖嘴處，打開活塞，氣體被點(diǎn)燃，發(fā)出淡藍(lán)色火焰，證明是氫氣(2)增強(qiáng)水的導(dǎo)電性(3)相同條件下，氧氣在水中的溶解能力比氫氣在水中的溶解能力強(qiáng)【解析】（1）a管與負(fù)極相連，產(chǎn)生的氣體是氫氣，檢驗(yàn)氫氣的方法是：把燃著的木條放到a管尖嘴處，打開活塞，氣體被點(diǎn)燃，發(fā)出淡藍(lán)色火焰，證明是氫氣；故答案為：把燃著的木條放到a管尖嘴處，打開活塞，氣體被點(diǎn)燃，發(fā)出淡藍(lán)色火焰，證明是氫氣；（2）純水不導(dǎo)電，電解水時(shí)，常在水中加入少量硫酸鈉，作用是增強(qiáng)水的導(dǎo)電性，故答案為：增強(qiáng)水的導(dǎo)電性；（3）相同條件下，氧氣在水中的溶解能力比氫氣在水中的溶解能力強(qiáng)，開始氧氣比氫氣溶解的多，收集到的氧氣偏少；故兩試管的氣體體積比小于1：2；故答案為：相同條件下，氧氣在水中的溶解能力比氫氣在水中的溶解能力強(qiáng)。6．興趣小組追尋科學(xué)家的足跡，對(duì)水進(jìn)行探究。【宏觀辨識(shí)】根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究水的組成(1)水的合成：在密閉容器中將氫氣和氧氣的混合氣體點(diǎn)燃，根據(jù)容器內(nèi)生成的小水珠可知，水是由組成的化合物。(2)水的分解：電解水一段時(shí)間后（如圖），觀察到管a和管b中氣體體積比為，經(jīng)檢驗(yàn)管a中的氣體是（填化學(xué)式）。【證據(jù)推理】結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推算水分子中氫、氧原子個(gè)數(shù)比。(3)方法一：根據(jù)相同條件下氣體的體積比等于其分子的個(gè)數(shù)比，得出電解水的產(chǎn)物中氫、氧原子個(gè)數(shù)比為，進(jìn)而推算出結(jié)果。(4)方法二：已知電解水實(shí)驗(yàn)中氫氣和氧氣的體積比和正、負(fù)極產(chǎn)生氣體的，可計(jì)算出水中各元素質(zhì)量比，結(jié)合氫、氧原子的相對(duì)原子質(zhì)量，可進(jìn)一步推算出結(jié)果。【模型構(gòu)建】(5)以分子構(gòu)成的物質(zhì)為例，圖中“▲”表示的是。【答案】(1)氫元素和氧元素(2)(3)/(4)密度比/密度(5)各元素質(zhì)量比【解析】（1）水（H2O）是由氫元素和氧元素組成的化合物。（2）電解水實(shí)驗(yàn)中，正極產(chǎn)生的氣體是氧氣，負(fù)極產(chǎn)生的氣體是氫氣，且氫氣與氧氣的體積比為2∶1。根據(jù)圖象，管a與電源負(fù)極相連，產(chǎn)生的是氫氣，管b與電源正極相連，產(chǎn)生的是氧氣，所以管a中的氣體是H2，觀察到管a和管b中氣體體積比為2∶1。（3）相同條件下氣體的體積比等于其分子的個(gè)數(shù)比，則電解水產(chǎn)生的氫分子（H2）與氧分子（O2）的個(gè)數(shù)比為2∶1，得出電解水的產(chǎn)物中氫、氧原子個(gè)數(shù)比為。（4）由于，已知電解水實(shí)驗(yàn)中氫氣和氧氣的體積比，要計(jì)算出水中各元素質(zhì)量比，則需要知道正、負(fù)極產(chǎn)生氣體的密度比，故填：密度比或密度。（5）化學(xué)式是通過元素符號(hào)及數(shù)字的組合表示物質(zhì)組成，知道相對(duì)分子質(zhì)量的情況下，需結(jié)合物質(zhì)中各元素質(zhì)量比來確定物質(zhì)的化學(xué)式，故填：各元素質(zhì)量比。7．某小同學(xué)設(shè)計(jì)如圖1裝置進(jìn)行電解水實(shí)驗(yàn)。(1)電解時(shí)，向水中加入氫氧化鈉的目的是。(2)切斷電源后，用燃著的木條在乙玻璃管尖嘴口檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體，觀察到的現(xiàn)象是。(3)電解時(shí)，水分子分解示意圖如圖2，補(bǔ)全橫線上的模型圖。(4)由電解水實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論：水是由組成。【答案】(1)增強(qiáng)水的導(dǎo)電性(2)木條燃燒更旺(3)(4)由氫元素和氧元素【解析】（1）電解時(shí)，向水中加入氫氧化鈉的目的是增強(qiáng)水的導(dǎo)電性；（2）切斷電源后，用燃著的木條在乙玻璃管尖嘴口檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體，觀察到的現(xiàn)象是木條燃燒更旺；（3）電解時(shí)，每2個(gè)水分子分解生成2個(gè)氫分子和1個(gè)氧分子，應(yīng)該補(bǔ)充的模型圖是；（4）由電解水實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論：水是由由氫元素和氧元素組成。8．探究水的元素組成：(1)圖一是電解水的實(shí)驗(yàn)裝置，試管D中的氣體是，寫出該反應(yīng)的文字表達(dá)式為。(2)圖二是氫氣燃燒的微觀示意圖，反應(yīng)過程的正確順序是（用a、b、c表示）。(3)以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都可以得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：。(4)甲同學(xué)利用圖三所示的方法收集氧氣并進(jìn)行氫氣燃燒的實(shí)驗(yàn)探究水的組成，乙同學(xué)認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡脑蚴恰！敬鸢浮?1)氧氣/(2)acb(3)水是由氫元素和氧元素組成(4)用排水法收集氣體，集氣瓶壁有水附著，無(wú)法證明氫氣燃燒有水生成【解析】（1）在電解水實(shí)驗(yàn)中，與電源正極相連的一端產(chǎn)生氧氣，與電源負(fù)極相連的一端產(chǎn)生氫氣，產(chǎn)生氫氣與氧氣的體積比約為2:1，故圖一試管D中的氣體是氧氣；水在通電條件下分解生成氫氣和氧氣，文字表達(dá)式為；（2）圖二是氫氣燃燒的微觀示意圖，在點(diǎn)燃條件下，氫分子分裂成氫原子，氧分子分裂成氧原子，氫原子、氧原子在重新組合形成水分子，故反應(yīng)過程的正確順序是acb；（3）圖一實(shí)驗(yàn)：電解水生成氫氣和氧氣，圖二實(shí)驗(yàn)：氫氣在氧氣中燃燒生成水，以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都可以得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：水是由氫元素和氧元素組成；（4）甲同學(xué)利用圖三所示的方法收集氧氣并進(jìn)行氫氣燃燒的實(shí)驗(yàn)探究水的組成，乙同學(xué)認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡脑蚴牵河门潘ㄊ占瘹怏w，集氣瓶壁有水附著，無(wú)法證明氫氣燃燒有水生成。9．電解水的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。下列說法正確的有。①實(shí)驗(yàn)說明水是由氫氣和氧氣氣組成的②a、b管內(nèi)氣體的質(zhì)量之比為2：1③b管中氣體能使帶火星的木條復(fù)燃④實(shí)驗(yàn)說明水中溶解了少量的氧氣⑤電解前后元素種類不變⑥實(shí)驗(yàn)中若加入少量硫酸鈉溶液可增強(qiáng)水的導(dǎo)電性【答案】③⑤⑥【解析】①電解水生成了氫氣和氧氣，氫氣是由氫元素組成，氧氣是由氧元素組成，化學(xué)變化中元素的種類不變，實(shí)驗(yàn)說明水是由氫元素和氧元素氣組成的，錯(cuò)誤；②水通電時(shí)，負(fù)極產(chǎn)生氫氣，正極產(chǎn)生氧氣，體積比為2：1，a、b管內(nèi)氣體的體積比為2：1，不是質(zhì)量之比，錯(cuò)誤；③由電解水的實(shí)驗(yàn)裝置圖可知，b管中氣體是電源的正極產(chǎn)生的氣體是氧氣，具有助燃性，能使帶火星的木條復(fù)燃，正確；④電解水生成了氫氣和氧氣，該實(shí)驗(yàn)不能說明水中溶解了少量的氧氣，錯(cuò)誤；⑤電解水過程中有新物質(zhì)生成，屬于化學(xué)變化，反應(yīng)前后元素種類不變，正確；⑥硫酸鈉在水中能離解成可自由移動(dòng)的離子，實(shí)驗(yàn)中若加入少量硫酸鈉溶液可增強(qiáng)水的導(dǎo)電性，正確。故填③⑤⑥。10．某化學(xué)興趣小組自制如圖所示裝置探究水的組成。步驟1：檢查裝置氣密性，用燒杯向廣口瓶中加入500mL1%的氫氧化鈉（NaOH）溶液，將導(dǎo)線穿過橡膠塞與自制紅銅電極連接，將塑料管套在紅銅電極上，上端插入橡膠塞上。塞緊膠塞，將橡膠管與50mL的注射器3連接好。步驟2：取下注射器1，用注射器3向瓶中打氣，使溶液進(jìn)入塑料管中，直到剛有溶液溢出再安上注射器1：取下注射器2，進(jìn)行同上操作后，安裝注射器2。(1)電解水時(shí)加入氫氧化鈉（NaOH）溶液的作用。(2)步驟3：將導(dǎo)線與24V的學(xué)生電源相連，打開開關(guān)，觀察到的現(xiàn)象是，大約2min后注射器1與注射器2收集到的氣體體積比約為，正極電源變黑，關(guān)閉電源。(3)步驟4：取下注射器1，將帶火星木條放在針頭處，推動(dòng)注射器1的活塞，木條復(fù)燃，說明注射器1中產(chǎn)生的氣體是。取下注射器2，點(diǎn)火，推動(dòng)注射器2的活塞，寫出該反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式。通過該實(shí)驗(yàn)得出水的組成結(jié)論。(4)實(shí)驗(yàn)反思：正極電源變黑可能是因?yàn)榘l(fā)生了（用符號(hào)表達(dá)式表示）。【答案】(1)增強(qiáng)水的導(dǎo)電性(2)注射器1和2的下方針頭上有氣泡冒出，并且注射器1和2的活塞上升1∶2(3)氧氣/O2(4)【解析】（1）電解水時(shí)需要通電，但水的導(dǎo)電性較差，加入氫氧化鈉（NaOH）溶液的作用是增強(qiáng)水的導(dǎo)電性。（2）水電解時(shí)產(chǎn)生氫氣和氧氣，負(fù)極產(chǎn)生氫氣、正極產(chǎn)生氧氣，氫氣和氧氣的體積比為2∶1。將導(dǎo)線與24V的學(xué)生電源相連，打開開關(guān)，觀察到的現(xiàn)象是注射器1和2的下方針頭上有氣泡冒出，并且注射器1和2的活塞上升。注射器1與電源正極相連，收集到的氣體是氧氣，注射器2與電源負(fù)極相連，收集到的氣體是氫氣，因此大約2min后注射器1與注射器2收集到的氣體體積比約為1∶2。（3）氧氣具有助燃性，能使帶火星的木條復(fù)燃。取下注射器1，將帶火星木條放在針頭處，推動(dòng)注射器1的活塞，木條復(fù)燃，說明注射器1中產(chǎn)生的氣體是氧氣。注射器2與電源負(fù)極相連，收集到的氣體是氫氣，取下注射器2，點(diǎn)火，氫氣燃燒生成水，反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式為：。（4）正極材質(zhì)為銅，產(chǎn)生的氣體是氧氣，正極電源變黑可能是因?yàn)殂~與氧氣在通電條件下反應(yīng)生成了氧化銅，該反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式為：。11．人類的日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)離不開水。為探究水的組成及變化，某小組同學(xué)設(shè)計(jì)下圖裝置進(jìn)行電解水實(shí)驗(yàn)，先在電解器玻璃管里加滿水（含少量），再接通直流電源。已知：水中加入的只起增強(qiáng)導(dǎo)電性作用，本身不參與反應(yīng)。回答下列問題：(1)圖一中甲、乙兩支玻璃管中生成氣體的體積比約為。(2)切斷電源后，用燃著的木條在乙玻璃管尖嘴口檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體，觀察到的現(xiàn)象是。(3)電解純水速率較慢，為探究不同電壓和不同濃度溶液對(duì)電解水速率的影響，小組同學(xué)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，測(cè)得產(chǎn)生氫氣所需時(shí)間如圖二：①電解溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為的溶液時(shí)，改變電壓對(duì)電解水速率的影響是。②上述實(shí)驗(yàn)中，電解水速率最快的條件是。【答案】(1)2：1(2)燃著的木條燃燒更旺(3)隨著電壓的增大，電解水速率加快10%NaOH溶液、12V電壓【解析】（1）電解水實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)正氧負(fù)氫，氧一氫二，甲管與電源的負(fù)極相連，產(chǎn)生的是氫氣，乙管與電源的正極相連，產(chǎn)生的是氧氣，故甲（氫氣）、乙（氧氣）兩支玻璃管中生成氣體的體積比約為2：1，故填：2：1；（2）在電解水實(shí)驗(yàn)中，“正氧負(fù)氫”，乙管與正極相連，產(chǎn)生的是氧氣，氧氣具有助燃性，故切斷電源后，用燃著的木條在乙玻璃管尖嘴口檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體，觀察到的現(xiàn)象是：燃著的木條燃燒的更旺，故填：燃著的木條燃燒更旺；（3）①由圖可知，電解溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的NaOH溶液時(shí)，改變電壓對(duì)電解水速率的影響是：相同條件下，電壓越大，電解水所用時(shí)間越短，說明相同條件下，電壓越大，電解水速率越快，故填：隨著電壓的增大，電解水速率加快；②由圖可知，當(dāng)電壓為12V，10%氫氧化鈉溶液時(shí)，所需時(shí)間最小，則說明反應(yīng)速率最快，故填：10%NaOH溶液、12V電壓。12．學(xué)習(xí)小組走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，探究“水在直流電作用下的變化”。I.在水電解器的玻璃管中注滿水，接通直流電源。一段時(shí)間后。發(fā)現(xiàn)兩電極都有氣泡產(chǎn)生，左右兩側(cè)玻璃管中的液面有不同程度的下降。(1)a管中產(chǎn)生的氣體和b管中產(chǎn)生的氣體的體積比約為。檢驗(yàn)b管的氣體：打開活塞，。(2)通過上述實(shí)驗(yàn)可以得出：化學(xué)變化不但生成新物質(zhì)，還會(huì)伴隨著能量的轉(zhuǎn)化。在電解水的過程中，能主要轉(zhuǎn)化為能。(3)寫出電解水的文字表達(dá)式。II.實(shí)驗(yàn)過程中，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)電解純水速率較慢。查閱資料獲知：調(diào)節(jié)電源電壓或在水中加入少量氫氧化鈉溶液都會(huì)改變電解速率。于是他進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)，電源電壓分別設(shè)定為6伏（電壓的單位“伏特”，簡(jiǎn)稱“伏”）、9伏、12伏，氫氧化鈉溶液濃度分別為5%、10%，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)取平均值，記錄如下：（保持其它條件不變，每次實(shí)驗(yàn)收集10mL氧氣）電壓反應(yīng)時(shí)間氫氧化鈉濃度6伏9伏12伏5%26分26秒12分14秒7分30秒10%17分8秒9分26秒6分22秒(4)該實(shí)驗(yàn)的目的是。(5)分析上表數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是。【答案】(1)1：2把燃著的木條放在尖嘴口，氣體燃燒，產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，證明是氫氣(2)電化學(xué)(3)(4)探究電壓和氫氧化鈉濃度對(duì)電解水速率的影響(5)電壓一定時(shí)，氫氧化鈉濃度越大，電解速率越快或氫氧化鈉濃度一定時(shí)，電壓越大，電解速率越快【解析】（1）電解水時(shí)，正極產(chǎn)生氧氣，負(fù)極產(chǎn)生氫氣，且生成氧氣和氫氣的體積比為1：2，由圖可知，a管與電源正極相連，收集的氣體為氧氣，則b管收集的氣體為氫氣，a管中產(chǎn)生的氣體和b管中產(chǎn)生的氣體的體積比約為1：2；氫氣具有可燃性，燃燒時(shí)發(fā)出淡藍(lán)色火焰，則檢驗(yàn)b管的氣體方法為：把燃著的木條放在尖嘴口，氣體燃燒，產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，證明是氫氣。（2）電解水的條件為通電，過程中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。（3）電解水生成氫氣和氧氣，反應(yīng)的文字表達(dá)式為：。（4）由表中內(nèi)容可知，變量有氫氧化鈉溶液的濃度和電源電壓，則目的為探究電壓和氫氧化鈉濃度對(duì)電解水速率的影響。（5）由表中內(nèi)容可知，當(dāng)氫氧化鈉溶液濃度相同時(shí)，電壓越大，反應(yīng)時(shí)間越短，說明電解水的速率越快；而當(dāng)電壓相同時(shí)，氫氧化鈉溶液濃度越大，反應(yīng)時(shí)間越短，說明電解水的速率越快。13．水是生命之源，人類從未停止過對(duì)水的研究。現(xiàn)有同學(xué)利用如圖水電解器進(jìn)行電解水實(shí)驗(yàn)，在水電解器中加入Na2SO4的水溶液，至充滿管A和管B(Na2SO4不參與反應(yīng))，通直流電一段時(shí)間后，現(xiàn)象如圖所示：(1)水電解反應(yīng)符號(hào)表達(dá)式為。管A中產(chǎn)生的氣體用檢驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程中中間的長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)的液面。(填升高，降低或者不變)(2)下列說法正確的是________(填字母)。A．水中加入Na2SO4溶液能增強(qiáng)導(dǎo)電性B．電極N與電源正極相連C．該過程中分子未改變，改變的是分子間的空隙D．該實(shí)驗(yàn)?zāi)茯?yàn)證水是由氫氣和氧氣組成的為證明水不是由“水元素”組成的，1785年，拉瓦錫在高溫的條件下，用水蒸氣與紅熱的鐵粉反應(yīng)，模擬實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。吹泡器吹出的氣泡不斷往上升，用燃著的木條去點(diǎn)氣泡，發(fā)現(xiàn)氣泡能被點(diǎn)著，同時(shí)生成四氧化三鐵。(3)該反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式為。(4)實(shí)驗(yàn)過程中，吹泡器吹出的氣泡不斷往上升，說明，點(diǎn)燃?xì)馀菔钱a(chǎn)生色火焰。【答案】(1)帶火星的小木條升高(2)A(3)(4)氫氣的密度比空氣的密度小淡藍(lán)【解析】（1）水在通電條件下分解生成氫氣和氧氣，反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式為：；由電解水實(shí)驗(yàn)結(jié)論“正氧一、負(fù)氫二”可知，管A中產(chǎn)生的氣體為氧氣，氧氣具有助燃性，可用帶火星的小木條檢驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)中管A、管B中都產(chǎn)生了氣體，壓強(qiáng)增大，則實(shí)驗(yàn)過程中中間的長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)的液面升高。故填：；帶火星的小木條；升高。（2）A、為增強(qiáng)水的導(dǎo)電性，電解水時(shí)水中加入氫氧化鈉、Na2SO4等。A正確；B、由電解水實(shí)驗(yàn)結(jié)論“正氧一、負(fù)氫二”可知，管B中產(chǎn)生的氣體較多，為氫氣，則電極N與電源負(fù)極相連。B不正確；C、該過程中有新物質(zhì)生成，屬于化學(xué)變化，則該過程中分子發(fā)生了改變。C不正確；D、水通電生成氫氣和氧氣，氫氣由氫元素組成，氧氣由氧元素組成，該實(shí)驗(yàn)?zāi)茯?yàn)證水是由氫元素和氧元素組成的。D不正確。綜上所述：選擇A。故填：A。（3）實(shí)驗(yàn)過程中，用燃著的木條去點(diǎn)氣泡，發(fā)現(xiàn)氣泡能被點(diǎn)著，說明該氣體為氫氣，則鐵與水蒸氣在高溫條件下反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式為。故填：。（4）實(shí)驗(yàn)過程中，用燃著的木條去點(diǎn)氣泡，發(fā)現(xiàn)氣泡能被點(diǎn)著，說明該氣體為氫氣，吹泡器吹出的氣泡不斷往上升，說明氫氣的密度比空氣的密度小，點(diǎn)燃?xì)錃猱a(chǎn)生淡藍(lán)色火焰。故填：氫氣的密度比空氣的密度小；淡藍(lán)。14．實(shí)驗(yàn)課上，同學(xué)們做了電解水的實(shí)驗(yàn)。(1)實(shí)驗(yàn)過程中：①在電解器玻璃管中加滿水。通電，觀察到玻璃管中有氣泡冒出，一段時(shí)間后，a、b管內(nèi)氣體體積比約為。②切斷電源，用燃著的木條分別檢驗(yàn)兩個(gè)玻璃管中的氣體，觀察到(填“a”或“b”)中氣體使木條燃燒更旺。(2)電解水時(shí)，通常要加入少量氫氧化鈉或硫酸鈉，目的是；一小組做電解水實(shí)驗(yàn)時(shí)，在水中加了氯化鈉，該小組發(fā)現(xiàn)與正極相連的石墨電極上出現(xiàn)黃綠色氣體。這激發(fā)了他們探究的欲望。請(qǐng)你一起參與該小組的探究活動(dòng)吧！【提出問題】加入氯化鈉的水通電時(shí)，石墨電極上分別生成了什么氣體?【查閱資料】①氯氣(Cl?)：黃綠色、有刺激性氣味的有毒氣體，常溫下1體積水能溶解2體積Cl2。②石墨電極不參與反應(yīng)【提出假設(shè)】(3)假設(shè)1：電極上分別生成了氧氣和氯氣；假設(shè)2：電極上分別生成了氫氣和氧氣；假設(shè)3:。【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】(4)該小組仍然用如上裝置來電解加了氯化鈉的水。并收集兩個(gè)電極上產(chǎn)生的氣體。

實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋或結(jié)論①按照如圖所示，連接好實(shí)驗(yàn)裝置，通電一段時(shí)間后，用a、b兩支試管分別收集兩根石墨電極上產(chǎn)生的氣體，觀察氣體的顏色。a試管收集到黃綠色氣體b試管收集到無(wú)色氣體。通過對(duì)氣體顏色的分析，說明假設(shè)肯定是錯(cuò)誤的。②用拇指堵住b試管，移近點(diǎn)燃的

酒精燈，松開拇指。聽到輕微爆鳴聲證明b試管中收集的氣體為氫氣。【實(shí)驗(yàn)反思】(5)該小組發(fā)現(xiàn)通電除了生成兩種氣體外，還生成了氫氧化鈉(NaOH)，請(qǐng)?jiān)囍鴮懗鲈谒屑尤肼然c吋通電發(fā)生反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式；【反思與評(píng)價(jià)】(6)用電解水探究水的組成實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為在電解水時(shí)(選填“可以”或“不可以”)加入少量的氯化鈉，原因是。【答案】(1)1:2a(2)增加水的導(dǎo)電性(3)電極上分別生成了氫氣和氯氣(4)2(5)(6)不可以氯化鈉參與反應(yīng)，影響實(shí)驗(yàn)【解析】（1）①在電解水的過程中，水分