中考化学实验探究一题多设问专题04水的组成及变化的探究(原卷版+解析)

这是一份中考化学实验探究一题多设问专题04水的组成及变化的探究(原卷版+解析)，共30页。试卷主要包含了通电分解水等内容，欢迎下载使用。
一、通电分解水
（1）实验原理
①设计原理：通过生成物的元素组成判断反应物的元素组成。
②反应原理：_______________。
（2）实验装置

【注意】水中常加入少量H2SO4 或NaOH或Na2SO4，目的是增强水的导电性。
（3）实验现象
通直流电源后，电极表面出现气泡，一段时间后，两个玻璃管（或试管）内液面均下降，甲装置c中液面上升，玻璃管（或试管） a、b 所收集的气体体积比约为2：1。
【口诀】正氧负氢、氢二氧一。
（4）正、负极产物的检验
①正极：用带火星的木条检验，若观察到带火星的木条复燃 ，则说明产物是氧气。
②负极：用燃着的木条检验，若观察到气体燃烧，产生淡蓝色火焰，则说明产物是氢气。
（5）实验结论及推论
①水是由氢元素和氧元素组成的。
②验证了化学变化中分子可再分而原子不可再分。
③电解水产生气体的体积和质量的坐标曲线如图所示，通过生成氢气和氧气的体积比约为 2∶1，推出它们的质量比约为1∶8。
（6）实验问题分析：
①电解水时，若氧气与氢气的体积比小于1:2，可能的原因有：氧气在水中的溶解性比氢气稍大；氧气具有氧化性，部分氧气将电极氧化而消耗；正极未完全放入玻璃管中，使氧气泄漏等。
②如何让电解水实验中氢气与氧气体积比为2：1？
a把电解液的温度控制在25℃以上，减少氧气的溶解度。
b让电解液的浓度适当高一点，也可以减少误差。
c调节盛氢气、氧气与电解液的管内液面在一个水平高度上
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。
（7）从微观认识水的电解过程
a.电解水的过程可用图2表示，粒子运动变化的先后顺序是④③①② 。
b.图3表示电解水的微观示意图，该反应中属于单质的是H2、O2 ，该化学反应的实质是水分子分裂成氢原子和氧原子,氢原子重新组合成氢分子,氧原子重新组合成氧分子 。
1.教材实验装置的不足
（1）两⽀试管在⽔中不易直⽴，容易倒下。操作时，尤其是检验产⽣的⽓体时，需要其他⼈帮助，操作不便。
（2）实验过程中，由于试管⼀般内径较粗，容积较⼤，同时电解⽔反应速度⼀般较慢，为使实验现象明显，所以需要通电的时间较长，等待时间过长，影响学⽣兴趣和课堂教学效率。
（3）停⽌通电时两⽀试管内部⼀定会留有⼀定量的⽔，给实验产⽣⽓体的检验造成困难，如果不细⼼操作混⼊空⽓或产⽣的⽓体跑掉都会导致整个实验失败。
（4）整个实验装置体积不⼤，教室后⾯的学⽣很难观察到实验现象。
（5）⽔电解器，价钱⾼（218.00元/个）、易损坏，⽽且仪器是个连体，不好清洗，损坏⼀点就⽆法修复等。
2.装置改进
【例1】（2023·辽宁阜新·统考中考真题）如图为电解水实验示意图。下列说法中正确的是
A．与负极相连的试管内收集的气体是氧气
B．产生氢气和氧气的质量比为2:1
C．与正极相连的试管内收集的气体能燃烧
D．该实验说明水是由氢元素和氧元素组成的
【例2】（2023·四川成都·统考中考真题）电解水，反应一段时间后，用燃着的木条检验生成的气体，记录的现象如下表。相关说法错误的是
A．通电前应将玻璃管内空气排尽B．两电极产生气泡的速率不相同
C．正极气体为氧气，负极气体为氢气D．结合气体密度可计算水中氢、氧原子个数比
【变式1】（2023·江苏泰州·统考中考真题）某同学进行水的组成及变化的探究，其中操作错误的是
A． 检验氧气 B．氢气验纯
C． 点燃氢气 D． 熄灭酒精灯
【变式2】（2023·广东深圳·统考中考真题）下列说法正确的是
A．a和b质量比为2：1B．H2具有助燃性
C．水是由氢元素和氧元素组成的D．水的电解是物理变化
【变式3】（2023上·重庆九龙坡·九年级重庆市育才中学校考期末）厉害了，我的国！梦天实验舱与天和核心舱成功对接，有力推动了我国空间站建设的进程。空间站里的 O2源自电解水，某化学兴趣小组的电解水装置如下图所示。下列有关说法正确的是
A．该实验可证明水是由氢气和氧气组成的
B．A 管内产生的气体，能够燃烧，产生淡蓝色火焰
C．A 管和 B 管中收集到的气体质量比为 1：2
D．AB 管收集气体的方法都是排水法
1．（2023·上海静安·统考一模）有关电解水实验的说法，错误的是
A．可以证明水由氢元素和氧元素组成
B．正、负极产生的气体体积比是1：2
C．用带火星木条检验产生的氧气
D．证明水分子由一个氢分子和一个氧原子构成
2．（2023上·黑龙江牡丹江·九年级校考期末）由电解水的有关实验可得到的结论是
①水由氢、氧两种元素组成
②水中有氢气和氧气
③电解1体积的水可以得到2体积的氢气和1体积的氧气
④化学反应里分子可以再分成原子，而原子不可再分
A．①②B．③④C．②③D．①④
3．（2023·陕西宝鸡·统考三模）利用注射器进行电解水的实验，电极插入注射器筒内，装置示意图如图所示。下列说法不正确的是
A．水中加入少量氢氧化钠，作用是增强水的导电性
B．两个注射器内的原始液面、电极长度要保持一致
C．左边注射器内产生的气体能使带火星的木条复燃
D．实验成功时，左边注射器收集到的气体体积约是右边注射器的2倍
4．（2023·辽宁阜新·统考二模）下列关于“电解水”和“氢气在空气中燃烧”实验的说法中，正确的是
A．点燃氢气前不用检验纯度B．b管气体能使带火星木条复燃
C．干冷烧杯内壁无明显变化D．两个实验均可证明水的组成
5．（2023·湖南益阳·统考中考真题）如图是通电一段时间后电解水的装置示意图。下列说法错误的是
A．产生的气体a能使带火星的木条复燃
B．产生气体b的一端电极与电源正极相连
C．水中加入少量Na2SO4可以增强其导电性
D．该实验证明水是由氢、氧两种元素组成的
6．（2023·江苏盐城·校考三模）用如图所示装置电解水，下列说法错误的是
A．M、N两导管口处收集的气体体积之比是1:2
B．水中可加入少量硫酸钠或氢氧化钠以增强导电性
C．将带火星的木条放在N导管口处，木条会复燃
D．M处收集的气体，可以供给呼吸
7．（2023·陕西西安·校考模拟预测）如图是电解水的实验装置。下列有关说法不正确的是
A．检验乙试管中产生的气体最好用带火星的木条
B．正负极收集到的气体体积比小于1:2，可能是因为气体溶解度不同
C．该实验目的是验证水由氢元素和氧元素组成
D．硫酸在电解水实验中作催化剂、起催化作用
8．（2023上·福建龙岩·九年级统考期末）某实验小组用如图所示装置完成电解水的实验并收集产生的气体，下列说法错误的是
A．a端应连接电源的负极B．c管收集的气体是氢气
C．d管中的气体先收集满D．该实验说明水由氢、氧元素组成
9．（2023·山东日照·统考二模）如图1是电解水的装置，量筒甲中收集到A气体、量筒乙中收集到B气体。如图2是生成气体体积与反应时间的关系图。下列说法错误的是
A．A气体能使带火星的木条复燃，B气体能燃烧
B．a处连接的是电源的负极，b处连接的是电源的正极
C．电解前，在水中加入少量氢氧化钠，以增强导电性。电解后，溶液的pH增大
D．正极产生的气体与负极产生的气体体积比为1∶2，质量比为8∶1
10．（2023·江苏淮安·统考一模）水是构成一切生物体的基本成分，是生命之源。下列说法不正确的是
A．a管连接的是电源正极
B．a、b管内气体质量比为1：2
C．“干燥氢气”的目的是除去水蒸气，防止对检验水产生影响
D．如图两个实验均能验证水的组成
11．（2023·北京·统考中考真题）用下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 。
(2)用带火星木条检验b管中气体为的现象是 。
12．（2023上·山东威海·统考期末）学习小组走进实验室，探究“水在直流电作用下的变化”。
I.在水电解器的玻璃管中注满水，接通直流电源。一段时间后。发现两电极都有气泡产生，左右两侧玻璃管中的液面有不同程度的下降。
(1)a管中产生的气体和b管中产生的气体的体积比约为 。检验b管的气体：打开活塞， 。
(2)通过上述实验可以得出：化学变化不但生成新物质，还会伴随着能量的转化。在电解水的过程中， 能主要转化为 能。
(3)写出电解水的文字表达式 。
II.实验过程中，同学们发现电解纯水速率较慢。查阅资料获知：调节电源电压或在水中加入少量氢氧化钠溶液都会改变电解速率。于是他进行了多次实验，电源电压分别设定为6伏（电压的单位“伏特”，简称“伏”）、9伏、12伏，氢氧化钠溶液浓度分别为5%、10%，将实验数据取平均值，记录如下：（保持其它条件不变，每次实验收集10mL氧气）
(4)该实验的目的是 。
(5)分析上表数据可得出的结论是 。
13．（2023上·安徽合肥·九年级校考期末）实验是进行科学探究的重要方式，请根据下图回答问题：
(1)用A图所示装置进行电解水实验时，a管产生的气体是 ，检验a管产生气体的方法是 ，b管接电源的 极。某学习小组的同学测定了两管逸出气体的体积，记录如下：
请回答：理论上a管和b管中气体的体积比为 ；虽然装置气密性良好、读数正确，但电解开始阶段两管气体的体积比 （填“大于”或“小于”）理论比值，不符合理论比值的原因是 。
(2)用B图所示的装置测定空气中氧气的含量，实验的现象有 ，若实测结果偏低，其原因可能是 （只写一条）。
(3)C图实验中集气瓶底部装水的目的是 。
14．（2023上·黑龙江牡丹江·九年级校考期末如图所示，甲、乙两图都是电解水的简易装置。回答下列问题:

（1）装置甲比装置乙有一个明显的优点，这个优点是 。
（2）装置乙比装置甲有一个明显的优点，这个优点是 。
（3）在水中加入少量硫酸或氢氧化钠是 。
（4）图中显示表明，实验是未开始、刚开始还是已进行一段时间了?
（5）开始电解后，A管收集到 ，B管收集到 。
（6）在D处，应使用燃着的木条还是带火星的木条进行检验? 。
15．（2023上·湖南邵阳·九年级统考期末）实验课上，勇往直前实验小组的同学们正在进行“水的组成”的探究，请你参与！
（提出问题）水是一种元素吗？
（进行实验）同学们按照教材中的装置（如图1）进行了实验：
（收集证据）
实验中，同学们观察到电极附近有 产生。切断电源，打开b管顶端的活塞，在管口放置一根燃着的木条，会观察到 。
（讨论分析）
实验时，老师在水中加入了少量氢氧化钠，目的是 。
（得出结论）
本实验得出的结论是 。
16.（云南省昆明市呈贡区2023-2024九年级上学期期末）科学探究与实践是我们需要不断培养的学科核心素养。实验课上，同学们做了电解水的实验。
(1)电解水时，通常要加入少量氢氧化钠溶液或硫酸钠溶液，目的是 。
(2)某同学在做电解水实验时，向水中加入氯化钠，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（Cl2）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氯化钠溶液是在水中加入氯化钠固体，溶解后得到的混合物。
【提出假设】猜想I：氧气和氯气；猜想Ⅱ：氢气和氧气；猜想Ⅲ：氢气和氯气。
【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。
【实验结论】氯化钠溶液通电时，氯化钠和水反应除了生成两种气体外，还生成了氢氧化钠，请写出该反应的化学方程式： 。
【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，原因是 。
改变电解容器
使用注射器或量筒，优点是带刻度，直接获取气体体积比。
改变检验气体方式
改进后的优点是检验装置气密性、检验收集气体简单，且防止氢氧化钠沾皮肤上及可用秒表精确测量一定电压，浓度时产生氢气、氧气的体积
增加便利性
改进后的优点：携带方便，实验时可直接摆放在讲台上，无须固定；操作简单，安全方便，便于观察，所需电解液的量少；电解速度快；取材简单广泛，充分利用了生活资源如饮料瓶，一次性注射器等。针筒有刻度，易于观察气体体积。用保险丝做电极，减小用石墨棒做电极时对氧气的吸附，或因电极被氧化而消耗氧造成误差。
两电极
正极端的玻璃管
负极端的玻璃管
现象
有气泡
体积为，木条燃得更旺
体积为，气体燃烧
电压
反应时间
氢氧化钠浓度
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
实验时间/min
1
2
3
4
5
6
7
8
…
a管中气体体积/mL
6
12
20
29
39
49
59
69
…
b管中气体体积/mL
2
4
7
1l
16
21
26
31
…
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 正确
专题04 水的组成及变化的探究
一、通电分解水
（1）实验原理
①设计原理：通过生成物的元素组成判断反应物的元素组成。
②反应原理：2H2O2H2↑＋O2↑。
（2）实验装置

【注意】水中常加入少量H2SO4 或NaOH或Na2SO4，目的是增强水的导电性。
（3）实验现象
通直流电源后，电极表面出现气泡，一段时间后，两个玻璃管（或试管）内液面均下降，甲装置c中液面上升，玻璃管（或试管） a、b 所收集的气体体积比约为2：1。
【口诀】正氧负氢、氢二氧一。
（4）正、负极产物的检验
①正极：用带火星的木条检验，若观察到带火星的木条复燃 ，则说明产物是氧气。
②负极：用燃着的木条检验，若观察到气体燃烧，产生淡蓝色火焰，则说明产物是氢气。
（5）实验结论及推论
①水是由氢元素和氧元素组成的。
②验证了化学变化中分子可再分而原子不可再分。
③电解水产生气体的体积和质量的坐标曲线如图所示，通过生成氢气和氧气的体积比约为 2∶1，推出它们的质量比约为1∶8。
（6）实验问题分析：
①电解水时，若氧气与氢气的体积比小于1:2，可能的原因有：氧气在水中的溶解性比氢气稍大；氧气具有氧化性，部分氧气将电极氧化而消耗；正极未完全放入玻璃管中，使氧气泄漏等。
②如何让电解水实验中氢气与氧气体积比为2：1？
a把电解液的温度控制在25℃以上，减少氧气的溶解度。
b让电解液的浓度适当高一点，也可以减少误差。
c调节盛氢气、氧气与电解液的管内液面在一个水平高度上
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。
（7）从微观认识水的电解过程
a.电解水的过程可用图2表示，粒子运动变化的先后顺序是④③①② 。
b.图3表示电解水的微观示意图，该反应中属于单质的是H2、O2 ，该化学反应的实质是水分子分裂成氢原子和氧原子,氢原子重新组合成氢分子,氧原子重新组合成氧分子 。
1.教材实验装置的不足
（1）两⽀试管在⽔中不易直⽴，容易倒下。操作时，尤其是检验产⽣的⽓体时，需要其他⼈帮助，操作不便。
（2）实验过程中，由于试管⼀般内径较粗，容积较⼤，同时电解⽔反应速度⼀般较慢，为使实验现象明显，所以需要通电的时间较长，等待时间过长，影响学⽣兴趣和课堂教学效率。
（3）停⽌通电时两⽀试管内部⼀定会留有⼀定量的⽔，给实验产⽣⽓体的检验造成困难，如果不细⼼操作混⼊空⽓或产⽣的⽓体跑掉都会导致整个实验失败。
（4）整个实验装置体积不⼤，教室后⾯的学⽣很难观察到实验现象。
（5）⽔电解器，价钱⾼（218.00元/个）、易损坏，⽽且仪器是个连体，不好清洗，损坏⼀点就⽆法修复等。
2.装置改进
【例1】（2023·辽宁阜新·统考中考真题）如图为电解水实验示意图。下列说法中正确的是
A．与负极相连的试管内收集的气体是氧气
B．产生氢气和氧气的质量比为2:1
C．与正极相连的试管内收集的气体能燃烧
D．该实验说明水是由氢元素和氧元素组成的
【答案】D
【分析】本题主要考查电解水的实验，在电解水实验中，正极产生的气体较少，负极产生的气体较多，体积比约为1:2，正极的气体能使带火星的小木条复燃，负极的气体能燃烧，根据以上现象可推出正极产生的气体是氧气，负极产生的气体是氢气，从而得出水是由氢、氧元素组成的结论。
【详解】A.与负极相连的试管内收集的气体能燃烧是氢气，故A错误；
B.产生氢气和氧气的体积比为2：1，质量比为1:8，故B错误；
C.与正极相连的试管内收集的气体能能使带火星的小木条复燃是氧气，故C错误；
D.通过该反的实验现象可知通电分解水生成氢气和氧气，从而说明了水是由氢元素和氧元素组成的，故D正确。
故选D
【例2】（2023·四川成都·统考中考真题）电解水，反应一段时间后，用燃着的木条检验生成的气体，记录的现象如下表。相关说法错误的是
A．通电前应将玻璃管内空气排尽B．两电极产生气泡的速率不相同
C．正极气体为氧气，负极气体为氢气D．结合气体密度可计算水中氢、氧原子个数比
【答案】D
【详解】A、为了实验准确，通电前应将玻璃管内空气排尽，故选项正确；
B、正、负极均能观察到由无色气泡产生，负极产生的是氢气，体积更多，速率更快；正极产生的是氧气，体积更少，速率更慢；故选项正确；
C、电解水实验中，与正极相连的试管产生的是氧气，与负极相连的试管产生的是氢气，故选项正确；
D、正负极收集的气体体积比5.15mL：10.38mL1：2，结合气体密度可计算气体的质量，但是不知道H、O原子的实际质量，不能计算出氢、氧原子个数比，故选项错误；
故选：D。
【变式1】（2023·江苏泰州·统考中考真题）某同学进行水的组成及变化的探究，其中操作错误的是
A． 检验氧气B．氢气验纯
C． 点燃氢气D． 熄灭酒精灯
【答案】D
【详解】A、电解水实验中，正极产生氧气，负极产生氢气，且二者体积比为1：2，要检验氧气，则将带火星的木条放在尖嘴口，打开活塞放出气体，若木条复燃，则气体是氧气，操作正确，选项不符合题意；
B、氢气验纯的操作：用拇指堵住试管口,移近酒精灯火焰,再将拇指移开，若听到轻微的“噗”声，则证明氢气很纯，可以点燃；若听到尖锐的爆鸣声，说明氢气不纯，操作正确，选项不符合题意；
C、点燃氢气的操作：在带尖嘴的金属导管口点燃纯净的氢气，观察火焰的颜色，操作正确，选项不符合题意；
D、熄灭酒精灯应用灯帽盖灭，不能用嘴吹，操作错误，选项符合题意。
故选：D
【变式2】（2023·广东深圳·统考中考真题）下列说法正确的是
A．a和b质量比为2：1B．H2具有助燃性
C．水是由氢元素和氧元素组成的D．水的电解是物理变化
【答案】C
【详解】A、电解水实验中，根据正氧负氢，氧一氢二，a管与电源的负极相连，产生的是氢气，b管与电源的正极相连，产生的是氧气，a（氢气）和b（氧气）体积比为2：1，水通电分解生成氢气和氧气，该反应方程式为：，a（氢气）和b（氧气）质量比为4：32=1：8，故A说法错误；
B、氢气具有可燃性，氧气具有助燃性，故B说法错误；
C、水通电分解生成氢气和氧气，氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，根据反应前后元素种类不变，则水是由氢元素和氧元素组成的，故C说法正确；
D、水通电分解生成氢气和氧气，有新物质生成，属于化学变化，故D说法错误；
故选C。
【变式3】（2023上·重庆九龙坡·九年级重庆市育才中学校考期末）厉害了，我的国！梦天实验舱与天和核心舱成功对接，有力推动了我国空间站建设的进程。空间站里的 O2源自电解水，某化学兴趣小组的电解水装置如下图所示。下列有关说法正确的是
A．该实验可证明水是由氢气和氧气组成的
B．A 管内产生的气体，能够燃烧，产生淡蓝色火焰
C．A 管和 B 管中收集到的气体质量比为 1：2
D．AB 管收集气体的方法都是排水法
【答案】D
【详解】A、水通电生成氢气和氧气，根据反应前后元素种类不变，可证明水是由氢元素和氧元素组成的，故A错误；
B、“正氧负氢”，管A和正极相连，生成的是氧气，不能燃烧，故B错误；
C、A管产生的是氧气，B管产生的是氢气，体积比为1：2，质量比为8：1，故C错误；
D、AB 管收集气体的方法都是排水法，故D正确。
故选D。
1．（2023·上海静安·统考一模）有关电解水实验的说法，错误的是
A．可以证明水由氢元素和氧元素组成
B．正、负极产生的气体体积比是1：2
C．用带火星木条检验产生的氧气
D．证明水分子由一个氢分子和一个氧原子构成
【答案】D
【详解】A、电解水生成氢气和氧气，氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成，根据元素守恒，水是由氢、氧元素组成，该选项说法正确；
B、电解水时，正极产生氧气，负极产生氧气，且产生的氧气和氢气的体积比为1：2，则正、负极产生的气体体积比是1：2，该选项说法正确；
C、氧气能使带火星的木条复燃，则可用带火星木条检验产生的氧气，该选项说法正确；
D、分子是由原子构成的，分子中不含分子，即水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成，该选项说法不正确。
故选D。
2．（2023上·黑龙江牡丹江·九年级校考期末）由电解水的有关实验可得到的结论是
①水由氢、氧两种元素组成
②水中有氢气和氧气
③电解1体积的水可以得到2体积的氢气和1体积的氧气
④化学反应里分子可以再分成原子，而原子不可再分
A．①②B．③④C．②③D．①④
【答案】D
【详解】在电解水实验中，电源正极产生氧气，负极产生氢气，因为反应前后元素的种类不变，可得出水是由氢元素和氧元素组成的结论，因此①正确；实验中水分子变成了氢分子和氧分子，但反应前后氢原子和氧原子没有发生变化，所以在化学变化中，分子可以分为原子，而原子不可以再分，因此④正确；而水是一种化合物，水中没有氢气和氧气，因此②不正确；在相同条件下，气体的体积比等于分子个数比，电解水实验中氢气与氧气体积比为2∶1，所以实验中氢气与氧气的体积比等于电解水反应方程式中化学式前面的化学计量数之比，电解水实验中水是液体，氢气和氧气是气体，在相同条件下，液体的体积与气体的体积之比不等于化学方程式中化学式前面的化学计量数之比，因此③不正确。本题中由电解水的有关实验可得到的结论正确的是：①④。故选D。
3．（2023·陕西宝鸡·统考三模）利用注射器进行电解水的实验，电极插入注射器筒内，装置示意图如图所示。下列说法不正确的是
A．水中加入少量氢氧化钠，作用是增强水的导电性
B．两个注射器内的原始液面、电极长度要保持一致
C．左边注射器内产生的气体能使带火星的木条复燃
D．实验成功时，左边注射器收集到的气体体积约是右边注射器的2倍
【答案】C
【详解】A.水中加入少量氢氧化钠，作用是增强水的导电性，说法正确，不符合题意；
B.为了便于观察现象，两个注射器内的原始液面、电极长度要保持一致，说法正确，不符合题意；
C.左边注射器连接电源负极，收集到的气体是氢气，不具有助燃性，不能使带火星的木条复燃，说法错误，符合题意；
D.左边注射器连接电源负极，收集到的气体是氢气，右边注射器连接电源正极，收集到的气体是氧气，两者的体积比为，所以实验成功时，左边注射器收集到的气体体积约是右边注射器的2倍，说法正确，不符号题意；
故选C。
【点睛】本题考查电解水的有关知识，根据电解水实验现象及产物检验方法进行分析，知道电解水实验的结论简单记为“正氧负氢，氢二氧一”进行答题即可。
4．（2023·辽宁阜新·统考二模）下列关于“电解水”和“氢气在空气中燃烧”实验的说法中，正确的是
A．点燃氢气前不用检验纯度B．b管气体能使带火星木条复燃
C．干冷烧杯内壁无明显变化D．两个实验均可证明水的组成
【答案】D
【详解】A、点燃可燃性气体之前需要检验纯度，故点燃氢气前要检验纯度，故A错误；
B、电解水时“正氧负氢、氢二氧一”，b管连接电源负极，产生的是氢气，具有可燃性，不是助燃性，不能使带火星木条复燃，故B错误；
C、氢气燃烧生成水，故干冷烧杯内壁有水雾生成，故C错误；
D、电解水生成氢气和氧气，氢气和氧气点燃生成水，均可证明水的组成，故D正确。
故选D。
5．（2023·湖南益阳·统考中考真题）如图是通电一段时间后电解水的装置示意图。下列说法错误的是
A．产生的气体a能使带火星的木条复燃
B．产生气体b的一端电极与电源正极相连
C．水中加入少量Na2SO4可以增强其导电性
D．该实验证明水是由氢、氧两种元素组成的
【答案】A
【详解】A、电解水“正氧负氢、氢二氧一”、产生的气体a较多，为氢气，具有可燃性，没有助燃性，不能使带火星的木条复燃，错误；
B、电解水“正氧负氢、氢二氧一”，产生气体b为氧气，与电源正极相连，正确；
C、硫酸钠由硫酸根离子和钠离子组成，水中加入少量Na2SO4可以增强其导电性，正确；
D、电解水生成氢气和氧气，根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，该实验证明水是由氢、氧两种元素组成的，正确。
故选A。
6．（2023·江苏盐城·校考三模）用如图所示装置电解水，下列说法错误的是
A．M、N两导管口处收集的气体体积之比是1:2
B．水中可加入少量硫酸钠或氢氧化钠以增强导电性
C．将带火星的木条放在N导管口处，木条会复燃
D．M处收集的气体，可以供给呼吸
【答案】C
【分析】电解水，正氧负氢，氧一氢二。
【详解】A、与正极相连的M处产生的是氧气，与负极相连的N处产生的是氢气，氧气和氢气的体积比为1：2，故A正确；
B、纯水几乎不导电，为了增强水的导电性，加入少量硫酸钠或氢氧化钠，故B正确；
C、与负极相连的N处产生的是氢气，将带火星的木条放在产生氢气的N处，木条不会复燃，故C错误；
D、M处收集的气体为氧气，可以供给呼吸，故D正确。
故选C。
7．（2023·陕西西安·校考模拟预测）如图是电解水的实验装置。下列有关说法不正确的是
A．检验乙试管中产生的气体最好用带火星的木条
B．正负极收集到的气体体积比小于1:2，可能是因为气体溶解度不同
C．该实验目的是验证水由氢元素和氧元素组成
D．硫酸在电解水实验中作催化剂、起催化作用
【答案】D
【详解】A、由电解水的实验装置可知，试管乙所收集到的气体较少是氧气，由于氧气具有支持燃烧的性质，该气体的检验方法是用带火星的木条检验，若能使带火星的木条复燃，则为氧气，说法正确；
B、氧气在水中的溶解度比氢气稍大，所以正负极收集到的气体体积比小于1:2，说法正确；
C、该实验目的是验证水由氢元素和氧元素组成，说法正确；
D、硫酸在电解水实验中是为了增强水的导电性，说法错误。
故选D。
8．（2023上·福建龙岩·九年级统考期末）某实验小组用如图所示装置完成电解水的实验并收集产生的气体，下列说法错误的是
A．a端应连接电源的负极B．c管收集的气体是氢气
C．d管中的气体先收集满D．该实验说明水由氢、氧元素组成
【答案】C
【分析】水通电可以分解出氢气和氧气，c导管是向下排空气法，说明收集的是氢气；d导管是向上排空气法，说明收集的是氧气；说明a管应连接电源的负极，b管应连接电源的正极。
【详解】A、根据氢气和氧气的密度分析可知，a端生成的气体是氢气，应连接电源的负极，此选项正确；
B、根据氢气和氧气的密度分析可知，a端生成的气体是氢气，c管收集的气体是氢气，此选项正确；
C、产生氢气与氧气的体积之比为2：1，所以c试管中的氢气先收集满，此选项错误；
D、水通电可以分解出氢气和氧气，所以该实验说明水由氢、氧元素组成，此选项正确。
故选C。
9．（2023·山东日照·统考二模）如图1是电解水的装置，量筒甲中收集到A气体、量筒乙中收集到B气体。如图2是生成气体体积与反应时间的关系图。下列说法错误的是
A．A气体能使带火星的木条复燃，B气体能燃烧
B．a处连接的是电源的负极，b处连接的是电源的正极
C．电解前，在水中加入少量氢氧化钠，以增强导电性。电解后，溶液的pH增大
D．正极产生的气体与负极产生的气体体积比为1∶2，质量比为8∶1
【答案】B
【分析】电解水正极产生氧气，负极产生氢气，氢气和氧气的体积比为2:1；故A气体为氧气，B气体为氢气。
【详解】A、根据分析，A气体为氧气，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，B气体为氢气，氢气具有可燃性，正确；
B、根据分析，A气体为氧气，B气体为氢气，a处连接的是电源的正极，b处连接的是电源的负极，错误；
C、电解前，在水中加入少量氢氧化钠，以增强导电性，电解后，氢氧化钠不发生反应，溶剂水的质量减小，故溶液的pH增大，正确；
D、由分析知，正极产生的气体是氧气，与负极产生的气体是氢气，氧气和氢气的体积比为1:2；由反应的化学方程式知，氧气和氢气的质量比=，正确。
故选B。
10．（2023·江苏淮安·统考一模）水是构成一切生物体的基本成分，是生命之源。下列说法不正确的是
A．a管连接的是电源正极
B．a、b管内气体质量比为1：2
C．“干燥氢气”的目的是除去水蒸气，防止对检验水产生影响
D．如图两个实验均能验证水的组成
【答案】B
【详解】A、电解水实验中，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气，生成氧气、氢气的体积比为1：2，由图1知，a管连接的是电源正极，故A不符合题意；
B、图1中，a管内气体是氧气、b管内气体氢气，生成氧气、氢气的体积比为1：2，故B符合题意；
C、因为氢气在氧气燃烧生成水，则“干燥氢气”的目的是除去水蒸气，防止对检验水产生影响，故C不符合题意；
D、电通电发生分解反应生成氢气和氧气，能说明水由氢元素和氧元素组成，氢气在氧气燃烧发生化合反应生成水，也能说明水由氢元素和氧元素组成，故D不符合题意。
故选B。
11．（2023·北京·统考中考真题）用下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 。
(2)用带火星木条检验b管中气体为的现象是 。
【答案】(1)水中含氢元素
(2)带火星的木条复燃
【详解】（1）经检验a管中产生H2，电解水生成了氢气，氢气由氢元素组成，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，说明水中含氢元素；
（2）氧气具有助燃性，故用带火星木条检验b管中气体为 O2 的现象是：带火星的木条复燃。
12．（2023上·山东威海·统考期末）学习小组走进实验室，探究“水在直流电作用下的变化”。
I.在水电解器的玻璃管中注满水，接通直流电源。一段时间后。发现两电极都有气泡产生，左右两侧玻璃管中的液面有不同程度的下降。
(1)a管中产生的气体和b管中产生的气体的体积比约为 。检验b管的气体：打开活塞， 。
(2)通过上述实验可以得出：化学变化不但生成新物质，还会伴随着能量的转化。在电解水的过程中， 能主要转化为 能。
(3)写出电解水的文字表达式 。
II.实验过程中，同学们发现电解纯水速率较慢。查阅资料获知：调节电源电压或在水中加入少量氢氧化钠溶液都会改变电解速率。于是他进行了多次实验，电源电压分别设定为6伏（电压的单位“伏特”，简称“伏”）、9伏、12伏，氢氧化钠溶液浓度分别为5%、10%，将实验数据取平均值，记录如下：（保持其它条件不变，每次实验收集10mL氧气）
(4)该实验的目的是 。
(5)分析上表数据可得出的结论是 。
【答案】(1) 1：2 把燃着的木条放在尖嘴口，气体燃烧，产生淡蓝色火焰，证明是氢气
(2) 电 化学
(3)
(4)探究电压和氢氧化钠浓度对电解水速率的影响
(5)电压一定时，氢氧化钠浓度越大，电解速率越快或氢氧化钠浓度一定时，电压越大，电解速率越快
【详解】（1）电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，且生成氧气和氢气的体积比为1：2，由图可知，a管与电源正极相连，收集的气体为氧气，则b管收集的气体为氢气，a管中产生的气体和b管中产生的气体的体积比约为1：2；
氢气具有可燃性，燃烧时发出淡蓝色火焰，则检验b管的气体方法为：把燃着的木条放在尖嘴口，气体燃烧，产生淡蓝色火焰，证明是氢气。
（2）电解水的条件为通电，过程中电能转化为化学能。
（3）电解水生成氢气和氧气，反应的文字表达式为：。
（4）由表中内容可知，变量有氢氧化钠溶液的浓度和电源电压，则目的为探究电压和氢氧化钠浓度对电解水速率的影响。
（5）由表中内容可知，当氢氧化钠溶液浓度相同时，电压越大，反应时间越短，说明电解水的速率越快；而当电压相同时，氢氧化钠溶液浓度越大，反应时间越短，说明电解水的速率越快。
13．（2023上·安徽合肥·九年级校考期末）实验是进行科学探究的重要方式，请根据下图回答问题：
(1)用A图所示装置进行电解水实验时，a管产生的气体是 ，检验a管产生气体的方法是 ，b管接电源的 极。某学习小组的同学测定了两管逸出气体的体积，记录如下：
请回答：理论上a管和b管中气体的体积比为 ；虽然装置气密性良好、读数正确，但电解开始阶段两管气体的体积比 （填“大于”或“小于”）理论比值，不符合理论比值的原因是 。
(2)用B图所示的装置测定空气中氧气的含量，实验的现象有 ，若实测结果偏低，其原因可能是 （只写一条）。
(3)C图实验中集气瓶底部装水的目的是 。
【答案】(1) 氢气/H2 用燃着的木条去点燃，气体能燃烧，产生淡蓝色火焰 正 2：1 大于 氧气比氢气更易溶于水
(2) 产生大量白烟，放出热量，打开弹簧夹，水进入集气瓶约占瓶内空气体积的五分之一 红磷量不足（合理即可）
(3)防止高温熔融物溅落炸裂瓶底
【详解】（1）①由图知，a管产生气体的体积大，则a管产生气体是氢气，故填：氢气或H2。
②检验氢气的方法是用燃着的木条去点燃，气体能燃烧，产生淡蓝色火焰，故填：用燃着的木条去点燃，气体能燃烧，产生淡蓝色火焰。
③b管中产生气体是氧气，b管接电源的正极，故填：正。
④电解水实验中，理论上产生氢气和氧气的体积比为2：1，故填：2：1。
⑤由表中数据知，电解开始阶段两管气体的体积比大于理论比值，故填：大于。
⑥开始阶段两管气体的体积比不符合理论比值的原因是：氧气比氢气更易溶于水，故填：氧气比氢气更易溶于水。
（2）①用B图所示的装置测定空气中氧气的含量，实验的现象有：产生大量白烟，放出热量，打开弹簧夹，水进入集气瓶约占瓶内空气体积的五分之一，故填：产生大量白烟，放出热量，打开弹簧夹，水进入集气瓶约占瓶内空气体积的五分之一。
②若实测结果偏低，其原因可能是红磷量不足，没有把装置内的氧气耗尽，导致进入水的体积偏少，故填：红磷量不足（合理即可）。
（3）做铁丝在氧气中燃烧的实验时，在集气瓶底部装水的目的是防止高温熔融物溅落炸裂瓶底，故填：防止高温熔融物溅落炸裂瓶底。
14．（2023上·黑龙江牡丹江·九年级校考期末如图所示，甲、乙两图都是电解水的简易装置。回答下列问题:

（1）装置甲比装置乙有一个明显的优点，这个优点是 。
（2）装置乙比装置甲有一个明显的优点，这个优点是 。
（3）在水中加入少量硫酸或氢氧化钠是 。
（4）图中显示表明，实验是未开始、刚开始还是已进行一段时间了?
（5）开始电解后，A管收集到 ，B管收集到 。
（6）在D处，应使用燃着的木条还是带火星的木条进行检验? 。
【答案】 装置简单 便于检验生成的气体 增强水的导电性 两管中已有气体生成，实验已进行一段时间 氧气 氢气 燃着旳木条
【详解】（1）由图可知，装置甲比装置乙的优点是：装置简单；
（2）由图可知，装置乙中添加了一个带活塞和玻璃尖嘴的橡胶塞，便于检验生成的气体；
（3）在水中加入少量硫酸或氢氧化钠是：增强水的导电性；
（4）由图可知，两管中已有气体生成，实验已进行一段时间；
（5）在电解水实验中，“正氧负氢”，故A管收集到氧气，B管收集到氢气；
（6）在电解水实验中，“正氧负氢”，D管收集的是氢气，故应用燃着的木条检验。
15．（2023上·湖南邵阳·九年级统考期末）实验课上，勇往直前实验小组的同学们正在进行“水的组成”的探究，请你参与！
（提出问题）水是一种元素吗？
（进行实验）同学们按照教材中的装置（如图1）进行了实验：
（收集证据）
实验中，同学们观察到电极附近有 产生。切断电源，打开b管顶端的活塞，在管口放置一根燃着的木条，会观察到 。
（讨论分析）
实验时，老师在水中加入了少量氢氧化钠，目的是 。
（得出结论）
本实验得出的结论是 。
【答案】 气泡 无色气体燃烧，产生淡蓝色火焰，放热 增强水的导电性 水是由氢、氧两种元素组成的
【详解】收集证据：水通电生成氢气和氧气，可观察到电极附近有气泡产生，生成的氢气和氧气的体积比为：2：1，图1中b管产生气体多，所以产生的是氢气，切断电源，打开b管顶端的活塞，在管口放置一根燃着的木条，会观察到气体燃烧，产生淡蓝色火焰；
讨论分析：纯水不导电，加入氢氧化钠是为了增强水的导电性；
得出结论：根据反应前后元素的种类不变，氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，所以水是由氢、氧元素组成的。
16.（云南省昆明市呈贡区2023-2024九年级上学期期末）科学探究与实践是我们需要不断培养的学科核心素养。实验课上，同学们做了电解水的实验。
(1)电解水时，通常要加入少量氢氧化钠溶液或硫酸钠溶液，目的是 。
(2)某同学在做电解水实验时，向水中加入氯化钠，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（Cl2）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氯化钠溶液是在水中加入氯化钠固体，溶解后得到的混合物。
【提出假设】猜想I：氧气和氯气；猜想Ⅱ：氢气和氧气；猜想Ⅲ：氢气和氯气。
【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。
【实验结论】氯化钠溶液通电时，氯化钠和水反应除了生成两种气体外，还生成了氢氧化钠，请写出该反应的化学方程式： 。
【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，原因是 。
【答案】(1)增强水的导电性
(2) II 氢气/H2 III 不可以 有氯气生成则无法证明水的组成
【详解】（1）水的导电性较弱，加入少量氢氧化钠溶液或硫酸钠溶液后使溶液中出现大量的带电离子，增强了水的导电性，故填：增强水的导电性；
（2）实验步骤①，由于有黄绿色的气体生成，根据资料可知由氯气生成，故证明猜想II错误；
②移近点燃的酒精灯，移开拇指点火 听到爆鸣声，说明有氢气生成；则证明有氢气和氯气生成因此证明猜想III正确，故填：III；
实验结论，根据题意氯化钠和水反应除了生成两种气体即氢气和氯气，还生成了氢氧化钠，故化学方程式为：；
反思与评价：根据题意，该实验由于生成了氯气，则无法证明水是由氢元素和氧元素组成，故填：不可以；有氯气生成则无法证明水的组成。改变电解容器
使用注射器或量筒，优点是带刻度，直接获取气体体积比。
改变检验气体方式
改进后的优点是检验装置气密性、检验收集气体简单，且防止氢氧化钠沾皮肤上及可用秒表精确测量一定电压，浓度时产生氢气、氧气的体积
增加便利性
改进后的优点：携带方便，实验时可直接摆放在讲台上，无须固定；操作简单，安全方便，便于观察，所需电解液的量少；电解速度快；取材简单广泛，充分利用了生活资源如饮料瓶，一次性注射器等。针筒有刻度，易于观察气体体积。用保险丝做电极，减小用石墨棒做电极时对氧气的吸附，或因电极被氧化而消耗氧造成误差。
两电极
正极端的玻璃管
负极端的玻璃管
现象
有气泡
体积为，木条燃得更旺
体积为，气体燃烧
电压
反应时间
氢氧化钠浓度
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
实验时间/min
1
2
3
4
5
6
7
8
…
a管中气体体积/mL
6
12
20
29
39
49
59
69
…
b管中气体体积/mL
2
4
7
1l
16
21
26
31
…
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 正确