水的組成及變化的探究（解析版）-2024九年級化學教材實驗大盤點

人教版2024上冊/第四單元自然界的水/實驗活動2

實驗09水的組成及變化的探究

/實驗梳理

1.認識水的組成。

【實驗目的】2.了解水在通電條件下發(fā)生的變化，進一步認識分解反應。

3.進一步體會科學探究的過程和方法。

水電解器、燒杯、帶尖嘴的玻璃導管、直流電源、鐵架臺（帶滴定夾）、酒精燈、彈簧夾、

【實驗儀器】

導線、木條、火柴

【實驗試劑】硫酸鈉溶液（或氫氧化鈉溶液）、蒸儲水

eA3盒③

i.水的生成

操作圖示實驗步驟現(xiàn)象分析

【實驗過程】在帶尖嘴的導管口點

燃純凈的氫氣，在火燒杯壁上的現(xiàn)象

說明氫氣燃燒后

焰上方罩一個干燥的是有水霧產(chǎn)生

小燒杯有水生成

2.水的分解

操作圖示實驗步驟現(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

玻璃管內:兩電極

氧化鈉溶液)，用導

上均產(chǎn)生氣泡,正、

線連接電解器與電源。

負極產(chǎn)生氣體的

體積比約為1：2；

(2)接通直流電源，說明水通電時生成

觀察玻璃管內的現(xiàn)象

燃著的木條正極了氫氣和氧氣

并記錄。

產(chǎn)生的氣體使木

條燃燒得更旺負

(3)切斷上述裝置的

極產(chǎn)生的氣體燃

電源，用燃著的木條

燒，火焰呈淡藍色

分別在兩個玻璃管尖

嘴口檢驗反應中產(chǎn)生

的氣體。

/實驗點撥

1.水的生成實驗

(1)氫氣與空氣(或氧氣)的混合氣體遇明火可能發(fā)生爆炸。點燃氫氣前一定要檢驗氫氣的純度。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)反應的文字表達式：氫氣+氧氣鷺水,符號表達式：出+。2銬H2OO

(3)氫氣燃燒生成水的實驗說明水是由氫元素和氧元素組成的。

2.水的分解實驗

(1)水中可加入少量硫酸鈉溶液或氫氧化鈉溶液.以增強導電性。

(2)反應的文字表達式：水暨氫氣+氧氣,符號表達式：處0與H2+02O

(3)兩電極上產(chǎn)生的氣體和體積比口訣：“負氫正氫，負三正二”。

【問題討論】

1.水在通電時發(fā)生了什么變化？生成了哪幾種物質？

化學變化；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）生成了水、水在通電的條件下分解生成了氫氣和氧氣。

/典例精析

【典例1】某同學進行水的組成及變化的探究，其中操作錯誤的是

【答案】D

【解析】A、電解水實驗中，正極產(chǎn)生氧氣,負極產(chǎn)生氫氣，且二者體積比為1：2,要檢驗氧氣，則將帶

火星的木條放在尖嘴口，打開活塞放出氣體,若木條復燃，則氣體是氧氣，操作正確，選項不符合題意;

B、氫氣驗純的操作：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，可以點燃；若聽到尖銳的爆鳴聲，說明氫氣不純，操作正確，選項不符合題意；

C、點燃氫氣的操作：在帶尖嘴的金屬導管口點燃純凈的氫氣，觀察火焰的顏色，操作正確，選項不符合題

思；

D、熄滅酒精燈應用燈帽蓋滅，不能用嘴吹，操作錯誤，選項符合題意。

故選：D。

【典例2】如圖是電解水的實驗裝置，下列相關說法正確的是

A.M、N氣體體積比為1：2

B.點燃N氣體產(chǎn)生淡藍色火焰

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、在電解水實驗中，“正氧負氫”，生成氫氣和氧氣的體積比約為2:1,左管與負極相連。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，無法被點燃，不符合題意；

C、水由水分子構成，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)質量守恒定律，化學反應前后,

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。

【典例下列有關水的合成與分解的實驗的說法，不正確的是

圖1

A.圖1燒杯內壁有水霧出現(xiàn)

B.圖2連接正負兩極的玻璃管匯集的氣體體積之比為2：1

C.兩個實驗均發(fā)生的是化學變化

D.兩個實驗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，干冷燒杯內壁有水霧出現(xiàn)，故A不符合題意；

B、在電解水實驗中，“正氧負氫”，生成氫氣和氧氣的體積比約為2:1,故正極和負極產(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，氫氣和氧氣在點燃的條件下反應生成水，兩個實驗中均有新物質生成，屬于化

學變化，故C不符合題意；

D、電解水生成氫氣和氧氣，氫氣和氧氣在點燃的條件下反應生成水，氫氣由氫元素組成，氧氣由氧元素組

成，根據(jù)化學反應前后，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，反應一段時間后，用燃著的木條檢驗生成的氣體，記錄的現(xiàn)象如下表。相關說法錯誤的

是

兩電極正極端的玻璃管負極端的玻璃管

現(xiàn)象有氣泡體積為5.15mL,木條燃得更旺體積為1038mL,氣體燃燒

A.通電前應將玻璃管內空氣排盡B.兩電極產(chǎn)生氣泡的速率不相同

C.正極氣體為氧氣，負極氣體為氫氣D.結合氣體密度可計算水中氫、氧原子個數(shù)比

【答案】D

【詳解】A、為了實驗準確，通電前應將玻璃管內空氣排盡，故選項正確；

B、正、負極均能觀察到由無色氣泡產(chǎn)生，負極產(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；故選項正確；

C、電解水實驗中，與正極相連的試管產(chǎn)生的是氧氣，與負極相連的試管產(chǎn)生的是氫氣，故選項正確；

D、正負極收集的氣體體積比5.15mL：10.38mLal：2,結合氣體密度可計算氣體的質量，但是不知道H、

。原子的實際質量，不能計算出氫、氧原子個數(shù)比，故選項錯誤；

故選：D。

/對點特訓

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，在水中加入少量氫氧化鈉可以增強水的導電性

D.試管c中收集的氣體與試管d中收集的氣體的質量比約為1:2

【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，在水中加入少量的氫氧化鈉可以增強導電性，正確；

D、c中收集的是氫氣，d中收集的是氧氣，根據(jù)質量守恒定律反應前后元素的種類和質量不變，因此兩氣

體發(fā)質量比就是水中氫氧元素的質量比，即(lx2):16=l:8,故錯誤。

故選D。

2.如圖為電解水實驗裝置改進圖，有關敘述不正確的是

A.該實驗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燃

C.在水中加入少量的硫酸鈉可增強水的導電性

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，與電源負極相連那端產(chǎn)生氫氣，氧氣能使帶火

星木條復燃，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燃。B正確；

C、電解水時，為增強水的導電性，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Ao

3.化學興趣小組為探究不同電壓對電解水速率的影響，用如圖裝置進行多次實驗，并記錄不同電壓下生成

20mL氫氣所需時間。下列分析正確的是

A.a管與電源正極相連B.b管中氣體可以燃燒

c.a管與b管中氣體質量比為2:1D.該實驗中，電壓越高電解水的速率越快

【答案】D

【解析】A、電解水實驗中“正氧負氫，氫二氧一”，a管收集到的氣體較多，是氫氣，與電源負極相連，故

A錯誤;

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錯誤;

C、電解水實驗中“正氧負氫，氫二氧一”，a管與b管中氣體體積比為2:1,質量比為1:8,故C錯誤；

D、由圖可知，收集相同體積的氫氣時，電壓越高，所需時間越短，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純度時，正確的實驗操作順序是

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。

A.②①④③B.①②④③C.②①③④D.①②③④

【答案】A

【解析】用排水法收集氫氣并檢驗純度時，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；需

要再檢驗時，用拇指堵住試管口一會兒，等試管中的氫氣的火焰熄滅后再檢驗，以防止發(fā)生爆炸；若聲音

很小，表示氫氣已純凈；故正確的實驗操作順序是②①④③。

故選：A。

5.某同學用如圖裝置進行電解水的實驗。

(l)a中收集到的氣體如何檢驗?

(2)電解水時，加入少量硫酸鈉的目的是什么？

(3)該同學發(fā)現(xiàn)最終b、a兩管所得氣體的體積比小于1：2,請分析產(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，氣體被點燃，發(fā)出淡藍色火焰，證明是氫氣

⑵增強水的導電性

(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

【解析】(1)a管與負極相連，產(chǎn)生的氣體是氫氣，檢驗氫氣的方法是：把燃著的木條放到a管尖嘴處，

打開活塞，氣體被點燃，發(fā)出淡藍色火焰，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，氣體被點燃，發(fā)出淡藍色火焰，證明是氫氣；

(2)純水不導電，電解水時，常在水中加入少量硫酸鈉，作用是增強水的導電性，故答案為：增強水的導

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，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。

6.興趣小組追尋科學家的足跡，對水進行探究。

【宏觀辨識】根據(jù)實驗探究水的組成

(1)水的合成：在密閉容器中將氫氣和氧氣的混合氣體點燃，根據(jù)容器內生成的小水珠可知，水是由

組成的化合物。

(2)水的分解：電解水一段時間后(如圖)，觀察到管a和管b中氣體體積比為,經(jīng)檢驗管a中的氣

體是(填化學式)。

【證據(jù)推理】結合實驗現(xiàn)象推算水分子中氫、氧原子個數(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數(shù)比，得出電解水的產(chǎn)物中氫、氧原子個數(shù)比

為,進而推算出結果。

(4)方法二：已知電解水實驗中氫氣和氧氣的體積比和正、負極產(chǎn)生氣體的,可計算出水中各元素質

量比，結合氫、氧原子的相對原子質量，可進一步推算出結果。

【模型構建】

(5)以分子構成的物質為例，圖中表示的是o

【答案】(1)氫元素和氧元素

⑵2:1H2

(3)2:1/4:2

(4)密度比/密度

(5)各元素質量比

【解析】(1)水(比0)是由氫元素和氧元素組成的化合物。

(2)電解水實驗中，正極產(chǎn)生的氣體是氧氣，負極產(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數(shù)比，則電解水產(chǎn)生的氫分子(H2)與氧分子(。2)的個數(shù)

比為2:1,得出電解水的產(chǎn)物中氫、氧原子個數(shù)比為(2?2)：(2尸4：2=2：1。

(4)由于質量=體積?密度，已知電解水實驗中氫氣和氧氣的體積比，要計算出水中各元素質量比，則需要

知道正、負極產(chǎn)生氣體的密度比，故填：密度比或密度。

(5)化學式是通過元素符號及數(shù)字的組合表示物質組成，知道相對分子質量的情況下，需結合物質中各元

素質量比來確定物質的化學式，故填：各元素質量比。

7.某小同學設計如圖1裝置進行電解水實驗。

圖1

(1)電解時，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產(chǎn)生的氣體，觀察到的現(xiàn)象是

(3)電解時，水分子分解示意圖如圖2,補全橫線上的模型圖。

CQD+A^oo+—

o氫原子o氧原子

圖2

(4)由電解水實驗，得出結論：水是由組成。

【答案】(1)增強水的導電性

(2)木條燃燒更旺

8

(3)

8

(4)由氫元素和氧元素

【解析】(1)電解時，向水中加入氫氧化鈉的目的是增強水的導電性；

(2)切斷電源后，用燃著的木條在乙玻璃管尖嘴口檢驗產(chǎn)生的氣體，觀察到的現(xiàn)象是木條燃燒更旺;

(3)

OO

電解時，每2個水分子分解生成2個氫分子和1個氧分子，應該補充的模型圖是8；

(4)由電解水實驗，得出結論：水是由由氫元素和氧元素組成。

8.探究水的元素組成:

(1)圖一是電解水的實驗裝置，試管D中的氣體是,寫出該反應的文字表達式為o

(2)圖二是氫氣燃燒的微觀示意圖，反應過程的正確順序是(用a、b、c表示)。

(3)以上兩個實驗都可以得出實驗結論：。

(4)甲同學利用圖三所示的方法收集氧氣并進行氫氣燃燒的實驗探究水的組成，乙同學認為該實驗不能達到

實驗目的的原因是0

【答案】⑴氧氣/?水—一氫氣+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，無法證明氫氣燃燒有水生成

【解析】(1)在電解水實驗中，與電源正極相連的一端產(chǎn)生氧氣，與電源負極相連的一端產(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，文字表達式為水遭曳氫氣+氧氣；

(2)圖二是氫氣燃燒的微觀示意圖，在點燃條件下，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，故反應過程的正確順序是acb；

(3)圖一實驗：電解水生成氫氣和氧氣，圖二實驗：氫氣在氧氣中燃燒生成水，以上兩個實驗都可以得出

實驗結論：水是由氫元素和氧元素組成；

(4)甲同學利用圖三所示的方法收集氧氣并進行氫氣燃燒的實驗探究水的組成，乙同學認為該實驗不能達

到實驗目的的原因是：用排水法收集氣體，集氣瓶壁有水附著，無法證明氫氣燃燒有水生成。

9.電解水的實驗裝置如圖所示。下列說法正確的有o

活塞

①實驗說明水是由氫氣和氧氣氣組成的

②a、b管內氣體的質量之比為2：1

③b管中氣體能使帶火星的木條復燃

④實驗說明水中溶解了少量的氧氣

⑤電解前后元素種類不變

⑥實驗中若加入少量硫酸鈉溶液可增強水的導電性

【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，化學變化中元素的種

類不變，實驗說明水是由氫元素和氧元素氣組成的，錯誤；

②水通電時，負極產(chǎn)生氫氣，正極產(chǎn)生氧氣，體積比為2：1,a、b管內氣體的體積比為2：1,不是質量之

比，錯誤;

③由電解水的實驗裝置圖可知，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

木條復燃，正確；

④電解水生成了氫氣和氧氣，該實驗不能說明水中溶解了少量的氧氣，錯誤；

⑤電解水過程中有新物質生成，屬于化學變化，反應前后元素種類不變，正確；

⑥硫酸鈉在水中能離解成可自由移動的離子，實驗中若加入少量硫酸鈉溶液可增強水的導電性，正確。

故填③⑤⑥。

10.某化學興趣小組自制如圖所示裝置探究水的組成。

注射器1瑁目-注射器2

連電源正極I連電源負極

橡膠塞塑料管

噲T注射器3

染紅色1%_

NaOH溶液

自制紅銅電極

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,進行同上操作后，安裝注射器2。

(1)電解水時加入氫氧化鈉(NaOH)溶液的作用0

(2)步驟3：將導線與24V的學生電源相連，打開開關，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，推動注射器1的活塞，木條復燃，說明注射器1中產(chǎn)

生的氣體是。取下注射器2,點火，推動注射器2的活塞，寫出該反應的符號表達式o通過

該實驗得出水的組成結論。

(4)實驗反思：正極電源變黑可能是因為發(fā)生了(用符號表達式表示)。

【答案】⑴增強水的導電性

(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/。2耳+。2星燃氏0

通電

(4)Cu+O2?CuO

【解析】(1)電解水時需要通電，但水的導電性較差，加入氫氧化鈉(NaOH)溶液的作用是增強水的導

電性。

(2)水電解時產(chǎn)生氫氣和氧氣，負極產(chǎn)生氫氣、正極產(chǎn)生氧氣，氫氣和氧氣的體積比為2：1。將導線與24V

的學生電源相連，打開開關，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燃。取下注射器1,將帶火星木條放在針頭處，推動注射器1

的活塞，木條復燃，說明注射器1中產(chǎn)生的氣體是氧氣。

注射器2與電源負極相連，收集到的氣體是氫氣，取下注射器2,點火，氫氣燃燒生成水，反應的符號表達

點燃

式為：H2+O2-H2OO

(4)正極材質為銅，產(chǎn)生的氣體是氧氣，正極電源變黑可能是因為銅與氧氣在通電條件下反應生成了氧化

銅，該反應的符號表達式為：Cv+Oz通B電C”。。

????

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，某小組同學設計下圖裝置進行電解

水實驗，先在電解器玻璃管里加滿水(含少量NaOH),再接通直流電源。

已知：水中加入的NaOH只起增強導電性作用，本身不參與反應?；卮鹣铝袉栴}:

(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NaOH溶液對電解水速率的影響，小組同學進行多次實

驗，測得產(chǎn)生20mL氫氣所需時間如圖二：

①電解溶質質量分數(shù)為5%的NaQH溶液時，改變電壓對電解水速率的影響是

②上述實驗中，電解水速率最快的條件是o

【答案】⑴2：1

(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)電解水實驗中，根據(jù)正氧負氫，氧一氫二，甲管與電源的負極相連，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)在電解水實驗中，“正氧負氫”，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，電解溶質質量分數(shù)為5%的NaOH溶液時，改變電壓對電解水速率的影響是：相同條件

下，電壓越大，電解水所用時間越短，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，當電壓為12V,10%氫氧化鈉溶液時，所需時間最小，則說明反應速率最快，故填10%NaOH

溶液、12V電壓。

12.學習小組走進實驗室，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。一段時間后。發(fā)現(xiàn)兩電極都有氣泡產(chǎn)生，左右兩側玻璃管

中的液面有不同程度的下降。

活塞-?(1：?一活塞

b—[—a

(l)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b管的氣體：打開活

塞，。

(2)通過上述實驗可以得出：化學變化不但生成新物質，還會伴隨著能量的轉化。在電解水的過程中，

能主要轉化為能。

(3)寫出電解水的文字表達式。

II.實驗過程中，同學們發(fā)現(xiàn)電解純水速率較慢。查閱資料獲知調節(jié)電源電壓或在水中加入少量氫氧化鈉溶

液都會改變電解速率。于是他進行了多次實驗，電源電壓分別設定為6伏(電壓的單位“伏特”，簡稱

“伏”)、9伏、12伏，氫氧化鈉溶液濃度分別為5%、10%,將實驗數(shù)據(jù)取平均值，記錄如下：(保持其它

條件不變，每次實驗收集10mL氧氣)

電壓

反應時間6伏9伏12伏

氫氧化鈉濃度

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）該實驗的目的是o

（5）分析上表數(shù)據(jù)可得出的結論是0

【答案】（1）1：2把燃著的木條放在尖嘴口，氣體燃燒，產(chǎn)生淡藍色火焰，證明是氫氣

⑵電化學

（3）水3^氫氣+氧氣

（4）探究電壓和氫氧化鈉濃度對電解水速率的影響

（5）電壓一定時，氫氧化鈉濃度越大，電解速率越快或氫氧化鈉濃度一定時，電壓越大，電解速率越快

【解析】（1）電解水時，正極產(chǎn)生氧氣，負極產(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，燃燒時發(fā)出淡藍色火焰，則檢驗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)生淡藍色火焰，證明是氫氣。

（2）電解水的條件為通電，過程中電能轉化為化學能。

（3）電解水生成氫氣和氧氣，反應的文字表達式為：水譬氫氣+氧氣。

（4）由表中內容可知，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電解

水速率的影響。

（5）由表中內容可知，當氫氧化鈉溶液濃度相同時，電壓越大，反應時間越短，說明電解水的速率越快;

而當電壓相同時，氫氧化鈉溶液濃度越大，反應時間越短，說明電解水的速率越快。

13.水是生命之源，人類從未停止過對水的研究。

現(xiàn)有同學利用如圖水電解器進行電解水實驗，在水電解器中加入Na2sO’的水溶液，至充滿管A和管

B（Na2s。4不參與反應），通直流電一段時間后，現(xiàn)象如圖所示：

(1)水電解反應符號表達式為=管A中產(chǎn)生的氣體用_____檢驗，實驗過程中中間的長頸漏斗內的液

面______0(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Na2s。4溶液能增強導電性

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.該實驗能驗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，模擬實

驗裝置如圖所示。吹泡器吹出的氣泡不斷往上升，用燃著的木條去點氣泡，發(fā)現(xiàn)氣泡能被點著，同時生成

四氧化三鐵。

(3)該反應的符號表達式為o

(4)實驗過程中，吹泡器吹出的氣泡不斷往上升，說明，點燃氣泡是產(chǎn)生_____色火焰。

【答案】⑴H10TH/0,帶火星的小木條升高

(2)A

⑶尸e+l^O舄?e3(\+H

(4)氫氣的密度比空氣的密度小淡藍

【解析】(1)水在通電條件下分解生成氫氣和氧氣，反應的符號表達式為：H20fHa+O,；由電解水實

驗結論“正氧一、負氫二”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；

實驗中管A、管B中都產(chǎn)生了氣體，壓強增大，則實驗過程中中間的長頸漏斗內的液面升高。故填：

H?OT■也+0/帶火星的小木條；升高。

'通電22

(2)A、為增強水的導電性，電解水時水中加入氫氧化鈉、Na2so4等。A正確；

B、由電解水實驗結論“正氧一、負氫二”可知，管B中產(chǎn)生的氣體較多，為氫氣，則電極N與電源負極相

連。B不正確；

C、該過程中有新物質生成，屬于化學變化，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，該實驗能驗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：Ao

(3)實驗過程中，用燃著的木條去點氣泡，發(fā)現(xiàn)氣泡能被點著，說明該氣體為氫氣，則鐵與水蒸氣在高溫

條件下反應生成四氧化三鐵和氫氣，反應的符號表達式為尸e+^O盤刑。，+凡。故填:

Fe+H2O^Fe3O4+H

(4)實驗過程中，用燃著的木條去點氣泡，發(fā)現(xiàn)氣泡能被點著，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，點燃氫氣產(chǎn)生淡藍色火焰。故填：氫氣的密度比空氣的密度

小；淡藍。

14.實驗課上，同學們做了電解水的實驗。

加了氯

化鈉的水

電源

(1)實驗過程中:

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，一段時間后，a、b管內氣體體積比約

為。

②切斷電源，用燃著的木條分別檢驗兩個玻璃管中的氣體，觀察到(填“a”或"b”)中氣體使木條燃燒

更旺。

(2)電解水時，通常要加入少量氫氧化鈉或硫酸鈉，目的是；

一小組做電解水實驗時，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。請你一起參與該小組的探究活動吧！

【提出問題】

加入氯化鈉的水通電時，石墨電極上分別生成了什么氣體？

【查閱資料】

①氯氣(Cl2)：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CL

②石墨電極不參與反應

【提出假設】

(3)假設1：電極上分別生成了氧氣和氯氣；

假設2：電極上分別生成了氫氣和氧氣；

假設3:o

【設計實驗】

(4)該小組仍然用如上裝置來電解加了氯化鈉的水。并收集兩個電極上產(chǎn)生的氣體。

實驗步驟實驗現(xiàn)象解釋或結論

①按照如圖所示，連接好實驗裝置，通電一段時間后，用a、a試管收集到

通過對氣體顏色的分析，說

b兩支試管分別收集兩根石墨電極上產(chǎn)生的氣體，觀察氣體的黃綠色氣體

明假設—肯定是錯誤的。

顏色。

b試管收集到

無色氣體。

聽到輕微爆證明b試管中收集的氣體為

②用拇指堵住b試管，移近點燃的酒精燈，松開拇指。

鳴聲氫氣。

【實驗反思】

(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),請試著寫出在水中加入氯化鈉口寸通電

發(fā)生反應的符號表達式―；

【反思與評價】

(6)用電解水探究水的組成實驗，你認為在電解水時(選填“可以”或“不可以”)加入少量的氯化鈉，原因

是O

【答案】⑴1:2a

(2)增加水的導電性

(3)電極上分別生成了氫氣和氯氣

(4)2

⑸氯化鈉+水父氫氣+毓氣+氫氧化鈉

(6)不可以氯化鈉參與反應，影響實驗

【解析】(1)①在電解水的過程中，水分子在通電的情況下被分解成氫氣和氧氣。正極發(fā)生氧化反應，生

成氧氣，負極發(fā)生還原反應，生成氫氣。正極和負極得