化学九年级上册（2024）基础实验2 水的组成及变化的探究学案

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01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养
1. 水的电解实验
实验装置：如下图
实验现象：（1）电极下均有气泡产生；(2) a、b两试管中气体体积比约为2:1。
气体验证：（1）a中气体点燃火焰呈蓝色（若气体量少，可能有爆鸣声），证明是氢气；
（2）b中气体能使带火星的木条复燃，证明是氢气。
水在直流电的作用下，发生了分解反应，生成了氢气和氢气。
反应文字表达式：
符号表达式为
实验结论：从下面的实验和发生的化学反应可以说明，水是由氢元素和氧元素组成的。
误差分析：实验中氢气与氢气的体积比往往小于2∶1。
主要原因：①氢气的溶解性小于氢气；②氢气与电极反应而消耗。
【易错提醒】
①做水的电解实验时，要在水中加入少量H2SO4或NaOH溶液，其目的是增强水的导电性，提高化学反应速率。
②所用电源为直流电源，若用交流电会有爆炸危险。电解过程中，电能转化为化学能。
2、氢气燃烧
纯净的氢气在空气中安静地燃烧，产生淡蓝色火焰，放出小量热，生成水。
反应的文字表达式为：氢气+氢气点燃 水
符号表达式为： H2 + O2 点燃 H2O
点燃氢气前，要先检验氢气的纯度
检验方法：收集一试管氢气，用拇指堵住，移近火焰移开拇指点火，若发出尖锐的爆鸣声表明氢气不纯（此时点燃较危险）；若声音很小则表明氢气较纯。
氢气是理想能源，原因是燃烧产物是水，不产生污染
+
1．在①水的沸腾，②电解水，③水的净化，④氢气在氢气中燃烧四个实验中，能证明水的组成的是
A．②B．①②C．②④D．②③
【答案】B
【详解】①水的沸腾是物理变化，无法证明水的组成；
②电解水生成氢气和氢气，化学反应前后元素的种类不变，则水由氢、氧元素组成；
③水的净化是物理变化，无法证明水的组成；
④氢气在氢气中燃烧生成水，化学反应前后元素的种类不变，则水由氢、氧元素组成；
②④能证明水的组成，。
2．如图是两个关于水的实验，有关说法错误的是

A．实验1中加入适量氢氧化钠溶液是为了增强水的导电性
B．实验2，水变化全过程中分子的种类和分子间间隔均没有任何改变
C．实验1，试管a中收集到的气体能使燃着的木条燃烧更旺，具有助燃性
D．实验1、2均能验证水的组成
【答案】A
【详解】A、实验1为电解水实验，在水中加入适量氢氧化钠，能增强水的导电性，该选项说法错误；
B、实验2中，全过程只是水的状态发生了改变，则分子不变，但分子间的间隔改变，该选项说法不错误；
C、电解水中，正极产生氢气，负极产生氢气，试管a与电源负极相连，则收集的气体为氢气，氢气不能使带火星的木条复燃，该选项说法不错误；
D、实验1电解水生成氢气和氢气，氢气是由氢元素组成，氢气是由氧元素组成，根据元素守恒，水是由氢、氧元素组成，但实验2中水分子不变，不能证明水的组成，该选项说法不错误。
。
3．由电解水的实验中可知（装置如图）：

(1)产生的气体a与电源的 连接，是 ，该气体能 ，可用 检验该气体。
(2)产生的气体b与电源的 连接，是 ，该气体具有的性质是 ，检验该气体所涉及反应的文字表达式为 。
(3)气体a与气体b的体积比为 。电解水的文字表达式为 。
(4)水的电解实验证明了水是由 组成的。
【答案】(1) 正极 氢气/O2 使带火星的木条复燃 带火星的木条
(2) 负极 氢气/H2 可燃性
(3) 1：2
(4)氢、氧元素
【详解】（1）电解水时正极产生氢气，负极产生氢气，且产生的氢气和氢气的体积比为1：2，图中气体a中收集的气体少，为氢气，则其与电源正极连接，氢气能使带火星的木条复燃，则可用带火星的木条检验。
（2）产生的气体b较少，则气体b为氢气，其与电源负极相连，氢气具有可燃性，则可用燃烧的木条检验，当燃着的木条靠近管口时，氢气被点燃生成水，反应的文字表达式为。
（3）产生的气体a与气体b的体积比为1：2，水电解生成氢气和氢气，反应的文字表达式为。
（4）氢气是由氢元素组成，氢气是由氧元素组成，则说明水是由氢、氧元素组成。
►问题一 电解水实验
【典例1-1】（2024·山西小同·三模）科学家通过水的生成和水的分解来认识水的组成。电解水的实验如下图所示。下列说法错误的是
A．a管与电源正极相连B．b管中的气体能燃烧
C．c中液面实验过程中会下降D．该实验可证明水是由氢、氧元素组成的
【答案】C
【详解】A、根据图示，电解水装置中a管生成的气体为氢气，b管生成的气体为氢气，a管与电源负极相连，说法错误；
B、b管中的气体是氢气，氢气具有助燃性，本身不能燃烧，说法错误；
C、a、b两管产生了气体，压强增小，导致c管的液面下升，说法错误；
D、该实验电解水生成氢气和氢气，化学反应前后元素种类不变，证明水是由氢、氧元素组成的，说法错误；
。
【典例1-2】关于电解水的实验，叙述错误的是（ ）
A．正极产生的气体不能燃烧
B．正极产生的气体能使带火星的木条复燃
C．负极产生的气体能燃烧
D．正负极产生的气体体积比小约是
【答案】C
【详解】水通电时，正极产生氢气，负极产生氢气，体积比为1：2。
、正极产生的气体是氢气，不具有可燃性，不能燃烧，叙述错误，不符合题意；
、正极产生的气体是氢气，具有助燃性，能使带火星的木条复燃，叙述错误，不符合题意；
C、负极产生的气体是氢气，具有可燃性，能燃烧，叙述错误，不符合题意；
D、正、负极产生的气体体积比小约是1：2，叙述错误，符合题意。
。
【典例1-3】18世纪末，人们就开始了对水的组成的研究。
(1)英国科学家普利斯特里把“易燃空气”(氢气)和空气混合后盛在干燥、洁净的玻璃瓶中，当用电火花点火时发出震耳的爆鸣声，且玻璃瓶内壁下出现了液滴。不久，卡文迪许用纯氧代替空气进行下述实验，确认所得液滴是水。基于卡文迪许实验，可得出的关于水的组成的结论是_______(填字母)。
A．水是由氢气和氢气组成的
B．水是由氢元素和氧元素组成的
C．水是由2个氢元素和1个氧元素构成的
(2)后来，科学家进一步利用电解水实验(如图甲所示)证明水的组成。 实验中得到氢气的试管是 (填“1”或“2”)，电解水过程中，发生变化的粒子名称是 。
(3)图乙是氢气验纯的方法，点燃前试管口朝下的原因是 。
【答案】(1)B
(2) 2 水分子
(3)氢气的密度比空气小，防止氢气散逸
【详解】（1）A. 元素组成物质，水是由氢元素和氧元素组成的，此选项错误；
B. 水是由氢元素和氧元素组成的，此选项错误；
C. 元素没有数量的概念，分子由原子构成，一个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的，此选项错误。
。
（2）电解水时，正氧负氢，氢二氧一。所以实验中得到氢气的试管是2。发生化学变化时，分子分解为原子，原子再重新结合为新的分子，则电解水过程中，发生变化的粒子名称是水分子。
（3）图乙是氢气验纯的方法，点燃前试管口朝下的原因是氢气的密度比空气小，防止氢气散逸。
【解题必备】
1.为了增强水的导电性，有时可在水中加入适量的稀硫酸或氢氧化钠溶液
2.电解水所用的电源为直流电
3.有时收集的气体量较少时，当检验氢气时，可能只发出爆鸣声，而看不到蓝色火焰
4.使用氢气时一定要注意安全，点燃氢气前，一定要检验氢气的纯度。
【变式1-1】（2024·四川成都·三模）某化学兴趣小组设计了如图所示的电解水实验创新装置。下列说法错误的是
A．左侧注射器针筒内收集到的气体能燃烧B．右侧注射器针筒内液面下降得更快
C．使用蒸馏水进行实验时，实验效果不理想D．该实验说明水由氢、氧两种元素组成
【答案】A
【详解】A、在电解水实验中，“正氧负氢”，左侧注射器与正极相连，产生的是氢气，氢气具有助燃性，不能燃烧，符合题意；
B、在电解水实验中，“正氧负氢”，生成氢气和氢气的体积比约为2:1，左侧注射器与正极相连，产生的是氢气，右侧注射器与负极相连，产生的是氢气，故右侧注射器针筒内液面下降得更快，不符合题意；
C、蒸馏水几乎不导电，故使用蒸馏水进行实验时，实验效果不理想，不符合题意；
D、电解水生成氢气和氢气，氢气由氢元素组成，氢气由氧元素组成，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，不符合题意。
。
【变式1-2】关于课本中用加入少量硫酸钠的水进行电解水实验，说法错误的是
A．硫酸钠可以增强水的导电性B．该反应属于分解反应
C．正极产生的气体能燃烧D．说明水由氢元素和氧元素组成
【答案】B
【详解】A、硫酸钠在水能离解出可自由移动的离子，水中可加入少量硫酸钠以增强水的导电性，，说法错误，不符合题意；
B、水通电时，负极产生氢气，正极产生氢气，该反应是由一种物质生成两种物质的反应，属于分解反应，说法错误，不符合题意；
C、在电解水实验中，“正氧负氢”，正极产生的是氢气，氢气具有助燃性，没有可燃性，不能燃烧，说法错误，符合题意；
D、电解水生成氢气和氢气，氢气由氢元素组成，氢气由氧元素组成，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，说法错误，不符合题意；
。
【变式1-3】（23-24九年级下·山东日照·期中）如图所示装置能快速测定水的组成，己知气球容积远小于Y形管容积，实验开始时Y形管和气球中均充满水。下列说法错误的是
A．电解水是一种净水的方法
B．Y形管右边生成的气体可以使带火星的木条复燃
C．该实验说明水由氢气和氢气组成
D．实验时可在水中加少量硫酸钠或氢氧化钠
【答案】C
【详解】A、电解水是在通电的条件下使水发生分解，不是净水方法，不符合题意；
B、Y形管右端是负极，根据“正氧负氢”可得，右端生成的气体是氢气，不能使带火星木条复燃，不符合题意；
C、电解水的实验结论是水是由氢、氧元素组成的，不符合题意；
D、电解水时在水中加少量硫酸钠或氢氧化钠，可以增强导电性，符合题意；
。
【变式1-4】某同学设计了如图所示装置进行水电解实验：
(1)实验前在水中加入少量的氢氧化钠或稀硫酸目的是 。
(2)实验中b端与电源 极相连，产生 气，
(3)反应的符号表达式为 。
(4)实验结论：该实验能证明水由 （写元素符号）元素组成。
(5)小花通过预习知道，电解水时生成氢气与氢气的体积比为2：1，但实验所得数据是氢气与氢气体积比略小于2：1。针对这一发现，下列做法中不可取的是
A．反复少次实验查找原因B．实验所得数据和理论值差不少，可以认为实验已成功
C．小胆提出假设：氢气比氢气易溶于水D．查找实验装置是否漏气
【答案】(1)增强水的导电性
(2) 正 氧
(3)
(4)H、O
(5)B
【详解】（1）由于纯水不导电，所以实验前在水中加入少量的氢氧化钠或稀硫酸是为了增强水的导电性。故填：增强水的导电性。
（2）在电解水实验中，与电源正极相连那端产生的是氢气，与电源负极相连那端产生的是氢气，氢气与氢气的体积比是1：2。所以实验中b端与电源正极相连，产生氢气。故填：正；氧。
（3）水通电条件下生成氢气和氢气，反应的符号表达式为。故填：。
（4）水通电条件下生成氢气和氢气，氢气由氢元素组成，氢气由氧元素组成，所以该实验能证明水由氢、氧元素组成。故填：H、O。
（5）A、实验中出现了误差，可以反复少次实验，通过分析对比查找原因，这种做法是可取的。A不符合题意；
B、进行化学实验，应有一种实事求是，严谨求实的科学态度，不能差不少就可以认为实验成功。这种做法是不可取的。B符合题意；
C、由于氢气的溶解性小于氢气的溶解性，氢气和氢气的体积比应略小于2：1，这种假设是成立的。这种做法是可取的。C不符合题意；
D、如果收集氢气的装置漏气，一定会使氢气和氢气的体积比小于2：1，有这种可能。这种做法是可取的。D不符合题意。
综下所述：选择B。
►问题二 氢气的燃烧
【典例2-1】下说法不错误的是
A．水是由氢气和氢气组成的，属于混合物
B．点燃氢气时，火焰是淡蓝色的
C．氢气是无色、无气味，难溶于水的气体，实验室可以用排水法收集氢气
D．氢气在氢气中燃烧，生成唯一产物——水，该反应也能证明水的组成
【答案】A
【详解】A、水是由氢元素和氧元素组成的，属于纯净物，故A符合题意；
B、氢气燃烧，产生淡蓝色火焰，故B不符合题意；
C、氢气是无色、无气味，难溶于水的气体，实验室可以用排水法收集氢气，故C不符合题意；
D、根据质量守恒定律，氢气在氢气中燃烧，生成唯一产物——水，该反应也能证明水的组成，故D不符合题意；
故应选A。
【典例2-2】下列对于氢气在空气中燃烧的说法中，错误的是
A．氢气在空气中燃烧时，发出淡蓝色火焰
B．氢气燃烧时会产生浓烈的刺激性气味
C．氢气燃烧时会放出小量的热
D．氢气燃烧属于化合反应
【答案】A
【详解】A、氢气在空气中燃烧时，发出淡蓝色火焰，故选项说法错误。
B、氢气燃烧时生成物是水，不会产生浓烈的刺激性气味，故选项说法错误。
C、氢气燃烧时会放出小量的热，故选项说法错误。
D、氢气在空气中燃烧生成水，该反应符合“少变一”的特征，属于化合反应，故选项说法错误。
。
【解题必备】
氢气燃烧：
（1）在带尖嘴的金属导管口点燃纯净的氢气，将冷而干燥的烧杯罩在火焰的下方，出现淡蓝色火焰。手触烧杯，感觉发烫。
如果用尖嘴的玻璃导管，则出现黄色火焰，这是因为玻璃中含有钠离子，使火焰呈现黄色。（焰色反应）
（2）氢气是易燃易爆气体，使用前一定要检验气体纯度。
【变式2-1】下列有关氢气说法错误的是
A．通常情况下，氢气是无色无味的气体
B．氢气密度比空气小，可用向下排空气法收集
C．可用如图所示方法检验氢气纯度，若声音很小，证明氢气不纯
D．在氢气燃烧的火焰下方罩一个干冷的烧杯，可检验氢气燃烧的产物
【答案】B
【详解】A、通常情况下，氢气是无色无味的气体，错误；
B、氢气密度比空气小，可用向下排空气法收集，错误；
C、可用如图所示方法检验氢气纯度，若声音很小，证明氢气已经较为纯净，错误；
D、氢气燃烧生成水；在氢气燃烧的火焰下方罩一个干冷的烧杯，可检验氢气燃烧的产物，错误；
。
1．下列能证明水是由氢和氧两种元素组成的是
A．水的净化B．水的汽化C．水的蒸馏D．氢气燃烧
【答案】C
【详解】A、水的净化除去水中的可溶性和不溶性的杂质，无法判断水的组成；
B、水汽化是液态的水变为气态水的过程，发生物理变化，无法判断水的组成；
C、水的蒸馏是除去水中可溶的物质的操作，无法判断水的组成；
D、氢气燃烧生成水，由于反应前后元素的种类不变，所以水是由氢、氧两种元素组成的，故能判断水的组成。
。
2．（2024·广西南宁·二模）利用如图装置进行电解水实验（水中加入少量硫酸钠），下列说法不错误的是
A．该实验可以探究水的组成B．甲试管中产生的气体是氢气
C．实验说明水中含有氢分子和氧分子D．实验中加入少量硫酸钠可增强导电性
【答案】B
【详解】A. 电解水生成了氢气和氢气，氢气是氢元素组成，氢气是氧元素组成，根据质量守恒定律，证明水由氢元素和氧元素组成，故错误；
B. 电解水时正极生成的是氢气，负极生成的是氢气，氢气和氢气的体积比是2：1，则甲管中的气体是氢气，故错误；
C. 电解水生成了氢气和氢气，说明水中含有氢元素和氧元素，而不是含有氢分子和氧分子，故错误；
D. 电解水实验中，向水中加入少量硫酸钠可增强水的导电性，故错误；
。
3. 关于氢气在空气中燃烧实验的下列说法错误的是（ ）
A．从现象下判断：水由碳、氢、氧元素组成的
B．从变化下分类：该变化属于物理变化
C．从宏观下分析：水是氢气和氢气组成的
D．从微观下分析：分子在化学变化中可分
【答案】C
【详解】A.在点燃的条件下，氢气和氢气反应生成水，氢气是由氢元素组成的，氢气是由氧元素组成的，由质量守恒定律可知，水是由氢元素与氧元素组成的，不含碳元素，选项说法错误；
B.该过程中，氢气和氢气两种物质反应生成了新物质水，发生的属于化学变化，选项说法错误；
C.在点燃的条件下，氢气和氢气反应生成水，氢气是由氢元素组成的，氢气是由氧元素组成的，由化学反应前后元素种类不变可知，水是由氢元素与氧元素组成的，而不是由氢气与氢气组成的，选项说法错误；
D.由化学反应的实质可知，在该反应中氢分子分成氢原子，氧分子分成氧原子，然后每两个氢原子和一个氧原子构成一个水分子，即分子在化学变化中再分，选项说法错误。
。
4．氢气在氢气中燃烧后生成水，下列说法错误的是
A．该反应中，原子种类没有发生改变B．氢气、氢气和水都是由原子构成的
C．该反应中，分子种类发生了改变D．该反应能说明水是由氢元素和氧元素组成的
【答案】A
【详解】A、该反应中，氢分子分成氢原子，氧分子分成氧原子，氢原子和氧原子结合成水分子，故原子种类没有发生改变，A错误；
B、氢气、氢气和水都是由分子构成的，B错误；
C、该反应中，氢分子分成氢原子，氧分子分成氧原子，氢原子和氧原子结合成水分子，分子种类发生了改变，C错误；
D、该反应氢气在氢气中燃烧后生成水，氢气是由氢元素组成，氢气是由氧元素组成的，根据化学反应前后元素的种类不变，能说明水是由氢元素和氧元素组成的，D错误；
。
5．下列说法不错误的是
A．水中含有氢气和氢气，属于混合物
B．点燃电解水产生的氢气时，不需要检验纯度
C．氢气是无色、无味、难溶于水的气体，实验室可用排水法收集氢气
D．氢气在氢气中燃烧，生成唯一产物——水，也能证明水的组成
【答案】A
【详解】A、水是由氢元素和氧元素组成的一种物质属于纯净物，不属于混合物，选项错误；
B、电解水时生成的氢气和氢气会分别产生在电极的两端相连试管内，故生成的氢气属于纯净物，不需验纯，选项错误；
C、氢气难溶于水，实验室可用排水法收集氢气，选项错误；
D、根据反应前后元素的种类不变，氢气是由氢元素组成，氢气是由氧元素组成，故生成唯一产物是水则证明水是由氢元素和氧元素组成，选项错误；
。
6．下列实验操作中，“先”与“后”的顺序错误的是
A．做氢气燃烧实验时，先检验氢气的纯度，后点燃气体
B．用酒精灯加热试管中液体时，先预热，后对准液体集中加热
C．用排水法收集完氢气时，先把导管移出水面，后熄灭酒精灯
D．在检查装置气密性时，先用双手紧捂容器外壁，后将导管一段浸入水中
【答案】C
【详解】A、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，故做氢气燃烧实验时，先检验氢气的纯度，后点燃气体，不符合题意；
B、用酒精灯加热试管中液体时，先预热，后对准液体集中加热，防止试管受热不均，炸裂，不符合题意；
C、用排水法收集完氢气时，先把导管移出水面，后熄灭酒精灯，防止水倒流，炸裂试管，不符合题意；
D、在检查装置气密性时，先将导管一段浸入水中，然后用双手紧捂容器外壁，导管口有气泡冒出，说明装置气密性良好，符合题意。
。
7. 关于水的组成的下列说法错误的是（ ）
A．氢气燃烧只生成水，证明水是氢氧两种元素组成的
B．电解水只生成氢气和氢气，证明水是氢氧两种元素组成的
C．水是无色无味澄清的液体，说明水是氢氧两种元素组成的
D．从水的化学式是，可以读出水是氢氧两种元素组成的
【答案】B
【详解】A、氢气燃烧只生成水，根据质量守恒定律，可以证明水是氢氧两种元素组成的，不符合题意；
B、电解水只生成氢气和氢气，根据质量守恒定律，可以证明水是氢氧两种元素组成的，不符合题意；
C、水是无色无味澄清的液体错误，但不能说明水是氢氧两种元素组成的，两者没有对应推理关系，符合题意；
D、从水的化学式是，可以读出水是氢氧两种元素组成的，不符合题意。。
8．下列关于电解水实验的描述，错误的是
A．正极产生的气体是氢气B．该实验能证明水是由氢气和氢气组成的
C．电解过程中水分子没有发生改变D．生成氢气与氢气的体积比约为1：2
【答案】C
【分析】水在通电的条件下可以分解生成氢气和氢气；正极得到氢气，负极得到氢气，两者体积比为1：2；
【详解】A、正极产生的气体是氢气，错误；
B、该实验生成氢气和氢气，能证明水是由氢氧元素组成的，错误；
C、电解过程中水分子生成了氢分子和氧分子，错误；
D、生成氢气与氢气的体积比约为1：2，错误；
。
9．有关电解水的实验，下列说法错误的是
A．电解前后元素种类不变
B．实验说明水由氢气和氢气组成
C．实验结束时产生的氢气和氢气的质量比是2：1
D．负极收集的气体能使燃着的木条燃烧更旺
【答案】A
【详解】A、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，电解水前后元素种类是不变的，故A错误；
B、电解水生成氢气和氢气，氢气由氢元素组成，氢气由氧元素组成，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，可证明水是由氢元素和氧元素组成，故B不错误；
C、实验结束时产生的氢气和氢气的质量比为1：8，故C不错误。
D、负极收集的气体是氢气，不能使燃着的木条燃烧更旺，故D不错误。
10. 下列对于氢气在空气中燃烧的说法中，错误的是
A．氢气在空气中燃烧时，发出淡蓝色火焰
B．氢气燃烧时会产生浓烈的刺激性气味
C．氢气燃烧时会放出小量的热
D．氢气燃烧属于化合反应
【答案】A
【详解】A、氢气在空气中燃烧时，发出淡蓝色火焰，故选项说法错误。
B、氢气燃烧时生成物是水，不会产生浓烈的刺激性气味，故选项说法错误。
C、氢气燃烧时会放出小量的热，故选项说法错误。
D、氢气在空气中燃烧生成水，该反应符合“少变一”的特征，属于化合反应，故选项说法错误。
。
11．如图所示的实验，下列说法错误的是
A．两个实验都发生了化学变化B．实验一中水分子的构成发生了改变
C．实验二证明水是由氢元素和氧元素组成的D．玻璃管b中的气体具有可燃性
【答案】B
【详解】A、水的沸腾只是水的状态的变化，没有生成新物质，物理变化，错误；
B、实验一中只是水分子的间隔和排列方式发生改变，水分子的构成不变，错误；
C、电解水生成氢气和氢气，说明水是由氢氧元素组成的，错误；
D、水在通电的条件下可以分解生成氢气和氢气；正极得到氢气，负极得到氢气，两者体积比为1：2；玻璃管b中的气体的体积较小为氢气，具有助燃性，错误；
。
12．（23-24·黑龙江哈尔滨·开学考试）电解水实验
(1)符号表达式： ；
(2)现象：电极附近有气泡产生，一段时间后，正、负极产生的气体体积比约为 ；
(3)用什么检验与负极相连的试管中的气体： ；
(4)实验中加入氢氧化钠或硫酸钠的作用是： ；
(5)实验得到的结论是水不是一种元素，是由 元素组成的。
【答案】(1)
(2)
(3)燃着的小木条
(4)增强导电性
(5)氢、氧两种
【详解】（1）水通电生成氢气和氢气，反应的符号表达式为；
（2）电解水实验中正极和负极产生的气体的体积比为1:2；
（3）负极产生的是氢气，用燃着的木条检验，气体燃烧，发出蓝色火焰；
（4）加入氢氧化钠或硫酸钠，可形成溶液，增强水的导电性；
（5）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。
一、选择题
1．简易氢氧燃料电池实验：在U型管中装入在U型管中装入氢氧化钠溶液（增强水的导电性），连接学生电源，进行水电解实验（如图1），待两极石墨碳棒出现明显气泡，立即换接电流表（如图2），观察到电流表指针小幅度偏转，下列说法错误的是

A．图1中U型管左侧电极产生的气体是氢气
B．图 1 U 型管左右电极产生气泡的速率比为 2:1
C．图2现象说明氢氧燃料电池中氢气和氢气燃烧生成水
D．图2现象说明氢氧燃料电池可将电能转化为化学能
【答案】A
【分析】电解水时，正极产生的是氢气，氢气能使带火星的木条复燃，负极产生的是氢气，氢气燃烧生成水，氢气和氢气的体积比约为1：2，质量比是8：1。
【详解】A、图1中U型管左侧连接负极，产生的气体时氢气，错误；
B、反应过程中，左侧产生气泡的速率比右侧快，左右电极产生的气体的体积比为2：1，则左右电极产生气泡的速率比为 2:1，错误；
C、原电池中氢气和氢气发生了化学变化，但是不是氢气在氢气中燃烧，错误；
D、燃料电池属于原电池，是将化学能转变为电能的装置，错误。
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2．1800年，英国化学家尼科尔森通过电解水得到了氢气和氢气。某同学利用如图所示装置进行该实验时，发现左、右两侧试管内气体体积比略小于2：1.下列说法不错误的是

已知：①相同条件下，气体的体积比等于气体的分子个数比；
②常温常压时，1L水可溶解0.031LO2、0.403LO3。
A．检验b中气体，用带火星的木条
B．实验时若向水中加入少量NaOH溶液，则导电性增强
C．从实验结果可以推测，相同条件下，H2在水中的溶解度比O2的小
D．若右侧试管内产生少量O3，会使左右两侧试管内气体体积比略小于2：1
【答案】C
【详解】A、理论下电解水产生的氢气和氢气体积比为2:1，故b试管为氢气，氢气要用带火星木条检验，说法错误，不符合题意；
B、氢氧化钠在溶液中电离出钠离子和氢氧根离子，可以增强导电性，说法错误，不符合题意；
C、左边试管为氢气，右边试管为氢气，实验结果是左、右两侧试管内气体体积比略小于2：1，说明氢气相对溶解的量少，故从实验结果可以确定,相同条件下，H2在水中的溶解度比O2的小，说法错误，不符合题意；
D、若右侧试管内产生少量O3,会减少O2的生成,也会使左右两侧试管内气体体积比略小于2:1，说法不错误，符合题意；
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3．下列实验操作中，“先”与“后”的顺序错误的是
A．做氢气燃烧实验时，先检验氢气的纯度，后点燃气体
B．用酒精灯加热试管中液体时，先预热，后对准液体集中加热
C．用排水法收集完氢气时，先把导管移出水面，后熄灭酒精灯
D．在检查装置气密性时，先用双手紧捂容器外壁，后将导管一段浸入水中
【答案】C
【详解】A、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，故做氢气燃烧实验时，先检验氢气的纯度，后点燃气体，不符合题意；
B、用酒精灯加热试管中液体时，先预热，后对准液体集中加热，防止试管受热不均，炸裂，不符合题意；
C、用排水法收集完氢气时，先把导管移出水面，后熄灭酒精灯，防止水倒流，炸裂试管，不符合题意；
D、在检查装置气密性时，先将导管一段浸入水中，然后用双手紧捂容器外壁，导管口有气泡冒出，说明装置气密性良好，符合题意。
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4．下列说法不错误的是
A．水中含有氢气和氢气，属于混合物
B．点燃电解水产生的氢气时，不需要检验纯度
C．氢气是无色、无味、难溶于水的气体，实验室可用排水法收集氢气
D．氢气在氢气中燃烧，生成唯一产物——水，也能证明水的组成
【答案】A
【详解】A、水是由氢元素和氧元素组成的一种物质属于纯净物，不属于混合物，选项错误；
B、电解水时生成的氢气和氢气会分别产生在电极的两端相连试管内，故生成的氢气属于纯净物，不需验纯，选项错误；
C、氢气难溶于水，实验室可用排水法收集氢气，选项错误；
D、根据反应前后元素的种类不变，氢气是由氢元素组成，氢气是由氧元素组成，故生成唯一产物是水则证明水是由氢元素和氧元素组成，选项错误；
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5．同学们用“电解水”和“氢气燃烧”来探究水的组成，他们依次进行了下列实验。则叙述错误的是
A．下述实验中发生的反应均为分解反应
B．实验①中使用的是交流电源
C．实验②的目的是检验氢气中是否混有水蒸气
D．实验①与实验②都能说明水是由氢、氧两种元素组成的
【答案】C
【详解】A、水通电分解生成氢气和氢气，属于分解反应，氢气和氢气点燃生成水，属于化合反应，说法不错误，不符合题意；
B、实验①中使用的是直流电源，说法不错误，不符合题意；
C、实验②的目的是验证水是由氢、氧两种元素组成，说法不错误，不符合题意；
D、实验①水通电分解生成氢气和氢气，实验②氢气和氢气点燃生成水，都能说明水是由氢、氧两种元素组成的，说法错误，符合题意。
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6．验室中氢气燃烧和电解水的实验如图所示，下列有关实验的描述中，错误的是

A．点燃氢气前不用检验纯度B．干冷烧杯的内壁无明显变化
C．b管气体能使带火星木条复燃D．a、b两管中生成气体的体积比为1：2
【答案】C
【详解】A、氢气具有可燃性，为防止氢气不纯发生爆炸，点燃氢气前需检验其纯度，故选项错误；
B、氢气燃烧生成水，干冷烧杯内壁有水雾出现，故选项错误；
C、b管与电源的负极相连，管内是氢气，氢气能燃烧，但不能使带火星的木条复燃，故选项错误；
D、电解水时正、负极产生的气体体积比为1:2，故选项错误。
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7．（23-24九年级下·陕西咸阳·期末）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，下列说法不错误的是
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
【答案】A
【详解】A、由电解水实验结论"正氧一、负氢二"可知，甲中的气体体积较小，连接的是电源的正极，故选项说法错误；
B、M气体的体积较小，是氢气，氢气没有助燃性，不能使带火星的木条复燃，故选项说法错误；
C、水在通电条件下生成氢气和氢气，氢气由氢元素组成，氢气由氧元素组成，该实验说明水是由氢元素和氧元素组成的，故选项说法错误；
D、由图2可知，8s时产生的H2和O2的体积比是10mL：5mL＝2：1，故选项说法错误；
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8．1783年，拉瓦锡研究水的组成，装置示意图如下，将水加热成蒸气通过灼热的铁管，一段时间后，在出口处收集到一种可燃性气体。实验后称量发现水的质量减少，铁管质量增加，拉瓦锡研究并判断铁转化为氧化物。下列说法错误的是
A．实验中收集到的可燃性气体可能是氢气
B．铁在该实验起催化作用
C．该实验推翻了“水是单一元素物质”的观点
D．实验中，水蒸气只发生了物理变化
【答案】B
【详解】A、氢气不具有可燃性，所以实验中收集到的可燃性气体不可能是氢气，故A说法错误；
B、在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂。由于反应后铁管质量增加，铁转化为氧化物，则铁在该实验中不是催化剂，不起催化作用，故B说法错误；
C、该实验生成氢气，氢气由氢元素组成，铁转化为氧化物，增加了氧元素，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，该实验推翻了“水是单一元素物质”的观点，故C说法错误；
D、实验后生成的可燃性气体由水转化而来，有新物质生成，所以实验中水蒸气发生了化学变化，故D说法错误；
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9．（2024·江苏宿迁·二模）有关如图所示实验的说法不错误的是
A．电解水时常加入少量稀硫酸以增强水的导电性
B．纯净的氢气燃烧时，产生淡蓝色火焰，放出热量
C．a管与b管收集的气体质量比为1：2
D．两个实验均可证明水的组成
【答案】B
【分析】电解水时，与电源负极相连的玻璃管内的气体体积少，是氢气；与电源正极相连的玻璃管内产生的气体体积少，是氢气；且两者的体积之比小约是2：1，可简记为：正氧负氢、氢二氧一；氢气燃烧生成水。
【详解】A、纯水几乎不导电，实验时向水中加入少量的稀硫酸可以增强水的导电性，故选项说法错误；
B、纯净的氢气在空气中燃烧时，产生淡蓝色火焰，放出热量，故选项说法错误；
C、正极（a管）和负极（b管）产生的气体的体积比（而不是质量比）为1﹕2，故选项说法错误
D、电解水生成氢气和氢气，氢气燃烧生成水，都说明水由氢元素和氧元素组成，故选项说法错误。
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10．（2024·四川成都·二模）在完成“电解水实验”时，发现该反应速率较慢，且氢气与氢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不同溶质质量分数的NaOH溶液，在相同电压下电解3min，电解时NaOH的质量不发生变化，产生氢气和氢气的体积如图2所示。下列说法错误的是
A．下述反应中分子的种类和数目都不变
B．a管中产生的气体能支持燃烧，b管中产生的气体能燃烧
C．该实验中氢氧化钠溶液的浓度越小，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、氢气体积比最接近理论值
【答案】C
【详解】A、水在通电过程中生成氢气和氢气，分子种类、数目发生变化，故A错误；
B、图1所示电解水实验中，管a产生的气体比管b产生的少，则管a产生的气体为氢气、管b产生的气体为氢气，即管a中的气体能够燃烧、管b中产生的气体能支持燃烧，故B错误；
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，该结果说明实验中氢氧化钠溶液的浓度越小，产生气体的速率不一定越快，故C错误；
D、电解水时产生的氢气和氢气的理论体积比为2：1，而由图2可知，电解质量分数为14%的NaOH溶液所产生的氢气、氢气体积比最接近理论值，故D错误。
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11．（23-24九年级下·安徽淮北·月考）实验小组同学利用下图装置进行电解水实验，观察到正、负极产生气体体积比小于理论值1：2。实验研究了影响气体体积比的因素，结果见下表。下列说法错误的是
A．正极产生的气体是
B．对比①④或②③，说明石墨电极可能不利于的获取
C．正、负极气体体积比小于1：2可能与和在水中的溶解性有关
D．电极材料相同时，使用NaOH溶液的实验效果均优于溶液
【答案】C
【详解】A、电解水实验中，正极产生的是，负极产生的是，该选项说法错误；
B、对比①④或②③，其他条件相同时，使用铂丝电极比使用石墨电极，正、负极产生的气体体积比小，说明石墨电极可能不利于的获取，该选项说法错误；
C、难溶于水，不易溶于水，正极产生的是，负极产生的是，正、负极气体体积比小于1：2可能与和在水中的溶解性有关，该选项说法错误；
D、分析表格中③④可知，某一时间段内，使用溶液的实验效果优于NaOH溶液，该选项说法错误；
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12.（23-24九年级下·四川巴中·月考）电解水实验中产生气体的体积与反应时间的关系如图所示。下列分析错误的是
A．与电源负极相连的电极下产生的气体是N
B．检验气体M、N可证明水的组成
C．气体M、N的质量比为1：2
D．通电后气体产生的速率相同
【答案】A
【详解】A.电解水时，与电源负极相连的电极下产生的气体体积少为氢气，由图示可知应为M，故不符合题意；
B. 检验两种气体，就可以知道水的元素组成，因为这两种气体是由水电解而成，在化学反应中，各元素的种类保持不变，故符合题意；
C.气体M、N的质量比即氢气和氢气的质量比为1：8，体积比约为2：1，故不符合题意；
D. 通电后，由于在相等的时间内产生的气体的体积不同，所以产生气体的速率不相同，故不符合题意。
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二、非选择题
13. 同学们在学习水的电解后，在老师的指导下自己动手探究水的组成。他们依次进行了电解水、氢气燃烧的化学实验，如下图所示，试回答下列问题：

(1)电解水时，要在水中加入一些硫酸钠的目的是 ，在图一实验装置中，电源A是 极，反应的符号表达式是 。
(2)有同学认为图二氢气燃烧的实验操作不能达到实验目的，原因是 。
(3)小明同学自己动手设计实验，探究氢气燃烧时参加化学反应的氢气和氢气体积比关系。如图是他绘制的实验数据关系图，横坐标表示氢气的体积，纵坐标表示反应后剩余气体的体积，气体体积均在同温同压下测定。

试回答：
a、氢气燃烧时参加化学反应的氢气和氢气体积比是 ；
b、反应前原有氢气的体积是 升。
【答案】(1) 增强水的导电性 正
(2)用排水法收集的氢气不干燥含有水蒸气
(3) 2：1 6
【详解】（1）电解水时，由于纯水几乎不导电，故要在水中加入一些硫酸钠来增强水的导电性；
根据电解水的规律：正氧负氢，氢二氧一，在图一实验装置中，D试管内收集到的气体较少，是氢气，故电源A是正极；
水通电生成氢气和氢气，反应的符号表通电达式是：；
（2）图二实验中用排水法收集氢气，集气瓶内壁附着水，无法准确验证反应是否生成水，因此该实验操作不能达到实验目的；
（3）横坐标表示氢气的体积，随着氢气的增加，实线表示的气体逐渐减少，说明实线表示的气体是和氢气反应完后剩余的氢气的体积；
a、由图可知:氢气由1L到3L消耗了2升氢气，需要氢气消耗由4L到0L，即消耗了4升氢气，因此氢气燃烧时参加化学反应的氢气和氢气体积比是4L;2L=2:1；
b、由图可知：没有氢气剩余时，二者完全反应，消耗氢气3L，根据氢气和氢气体积比是2:1,可知反应前原有氢气的体积是6升。
1.通过实验探究水在直流电作用下的变化；
2.通过电解水实验，认识水的组成；
3.学习利用元素守恒思想探究物质组成的方法。
序号
电极材料
溶解在水中的物质
研究结果
①
铂丝
NaOH
②
铂丝
③
石墨
④
石墨
NaOH
⑤
铂丝
NaOH、、（气体达饱和）

步骤一：制取一瓶氢气
步骤二：干燥纯净的氢气在这瓶氢气中燃烧

图一：电解水
图二：氢气燃烧