实验09 探究水的组成（解析版）

【同步实验课】探究水的组成0101实验梳理02实验点拨03典例分析04对点训练05真题感悟【实验目的】1．探究水的组成。2．加深对化学变化前后元素种类不变的认识。【实验仪器】水电解器、直流电源、导线、木条、火柴【实验试剂】蒸馏水、硫酸钠或氢氧化钠溶液【实验步骤】操作步骤实验图示①在电解器玻璃管里加满水，接通直流电源，观察并记录两个电极附近和玻璃管内发生的现象②切断上述装置中的电源，用燃着的木条分别在两个玻璃管尖嘴口检验电解反应中产生的气体，观察并记录发生的现象1.实验现象及分析（1）两电极上均产生气泡，速率快的是负极，正、负极产生气体的体积比约为1:2，说明水通电分解产生气泡。（2）正极产生的气体使燃着的木条燃烧得更旺，说明正极产生的是氧气。（3）负极产生的气体能燃烧，火焰呈淡蓝色，说明负极产生的是氢气。水水氢气＋氧气通电3.元素种类分析生成物中有氢、氧元素，反应前后元素的种类不会(填“会”或“不会”)改变。4.实验结论水由氢元素和氧元素组成。5.实验拓展H2OH2＋O2通电H2OH2＋O2通电【注意】=1\*GB3①通电时，必须使用直流电。②电解水实验中，水中可加入少量硫酸钠或氢氧化钠以增强导电性。③两电极上产生的气体和体积比口诀：“负氢正氧，负二正一”。【典例01】电解水实验如图。下列说法不正确的是（）

A．试管1中得到H2B．水由H2、O2组成C．产生H2和O2的体积比为2：1D．实验说明水分子是可分的【答案】B【详解】A、电解水时，负极产生氢气，正极产生氧气，体积比约为2:1，试管1与电源负极相连，试管1中得到H2，说法正确；B、电解水时，负极产生氢气，正极产生氧气，氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成，化学变化中元素的种类不变，水是由氢元素和氧元素组成，说法错误；C、电解水时，负极产生氢气，正极产生氧气，体积比约为2:1，说法正确；D、水分子离解成氢原子和氧原子，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，实验说明水分子是可分的，说法正确。故选：B。【典例02】如图所示为水通电实验装置，下列说法正确的是

A．a管与电源的正极相连B．b管中的气体燃烧发出淡蓝色火焰C．该实验说明水由氢元素和氧元素组成D．a、b两管中产生的气体体积之比约1∶2【答案】C【详解】A、电解水时，正氧负氢，氢二氧一，所以a管与电源的负极相连，此选项错误；B、b管中的气体是氧气，氧气不能燃烧，此选项错误；C、根据化学反应前后元素的种类不变，该实验说明水由氢元素和氧元素组成，此选项正确；D、a、b两管中产生的气体体积之比约2∶1，此选项错误。故选：C。【典例03】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。【典例04】用如图所示的装置进行水的电解实验时，以下描述中正确的是（）

①向水中加入少量硫酸，能使水电解产生气体的体积变大②刚开始实验时左右两试管内收集到的气体的体积比为2:1③b试管内产生的气体能燃烧，且燃烧时火焰呈淡蓝色④a试管内产生的气体能使带火星的木条复燃A．③④ B．②③ C．①② D．以上描述都不对【答案】D【详解】①向水中加入硫酸，可增强水的导电性，但不能使水电解产生气体的体积变大，描述不正确；②电解水生成氢气和氧气的体积比为2：1，而a中产生的气体为氢气，b中产生的气体为氧气，但由于氧气和氢气的溶解性不同，则刚开始实验时左右两试管内收集到的气体的体积比不为2:1，描述不正确；③由前面分析可知，b中收集的气体为氧气，氧气具有助燃性，不具有可燃性，描述不正确；④a试管收集的气体为氢气，氢气不能使带火星的木条复燃，描述不正确。故选：D。1．（2023·北京海淀·首都师范大学附属中学校考三模）下列与水有关实验说法正确的是（）

A．实验1中试管a中生成的气体具有助燃性B．实验1可以证明水由氢元素和氧元素组成C．实验2中水分子的体积和间隔均发生变化D．实验1和2的本质区别是原子种类是否改变【答案】B【详解】A、电解水中，正极产生氧气，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，氢气不具有助燃性，该选项说法不正确；B、实验1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；C、实验2中，水变化全过程中分子的种类、体积不变，分子间间隔和水的状态发生了改变，该选项说法不正确；D、实验1电解水生成氢气和氧气，分子种类发生改变，验2中，水变化全过程中分子的种类、体积不变，所以实验1和2的本质区别是分子种类是否改变，该选项说法不正确。故选：B。2．（2023·北京通州·统考模拟预测）实验小组用如图装置验证水的组成。下列说法不正确的是（）

A．水发生了分解反应B．a管中气体有助燃性C．b管与电源正极相连D．利用氢气燃烧实验也可得到与本实验相同的实验结论【答案】C【详解】A、电解水时，负极产生氢气，正极产生氧气，该反应是由一种物质生成两种物质的反应，属于分解反应，说法正确；B、电解水时，负极产生氢气，正极产生氧气，体积比约为2:1，a管中气体体积较小，是氧气，氧气具有助燃性，说法正确；C、电解水时，负极产生氢气，正极产生氧气，体积比约为2:1，b管中气体体积较大，是氢气，与电源负极相连，说法错误；D、氢气燃烧生成水，氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成，化学变化中元素的种类不变，氢气燃烧实验能说明水是氢元素和氧元素组成，说法正确。故选：C。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2:1，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。4．（2023·湖南怀化·统考模拟预测）下列有关电解水实验的说法正确的是（）

A．实验证明水是由氢分子和氧分子构成的 B．甲、乙两管产生的气体的体积比约为2∶1C．乙管产生的气体能燃烧，火焰为淡蓝色 D．水电解过程中，水分子没有发生变化【答案】B【分析】电解水生成氢气和氧气，说明水由氢元素和氧元素组成；甲管连接的是电源负极，产生的气体是氢气，乙管连接的是电源正极，产生的气体是氧气。【详解】A、实验证明水由氢元素和氧元素组成的，错误；B、甲、乙两管产生的气体分别是氢气、氧气，体积比约为2∶1，正确；C、乙管产生的气体是氧气，不能燃烧，错误；D、水电解过程中，水分子分解成氢原子和氧原子，氢原子结合生成氢分子，氧原子结合生成氧分子，水分子发生了变化，错误；故选：B。5．（2023·广西贵港·统考二模）用如图所示装置进行电解水实验，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约为1:2B．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M导管口处，木条会复燃D．将N处收集的气体靠近火焰，若发出很小的声音，说明气体不纯【答案】D【详解】A、电解水实验中“正氧负氢，氢二氧一”，M与电源正极相连收集到的气体是氧气，N与电源负极相连收集到的气体是氢气，则M、N两导管口处收集的气体体积之比约为1:2，故选项说法正确；B、水的导电性较弱，水中可加入少量硫酸钠或氢氧化钠以增强导电性，故选项说法正确；C、由A分析可知，M导管口收集到的气体是氧气，氧气具有助燃性，将带火星的木条放在M导管口处，木条会复燃，故选项说法正确；D、由A分析可知，N导管口收集到的气体是氢气，将N处收集的气体靠近火焰，若发出很小的声音，说明气体较纯，故选项说法不正确。故选：D。6．（2023·江苏宿迁·统考三模）氢气吸入疗法是新冠肺炎治疗手段之一、患者通过吸入氢气和氧气的混合气体来辅助治疗肺部炎症，这种混合气体可以通过水电解(装置如图)得到。下列说法正确的是（）

A．甲管与乙管中产生气体的质量比为2∶1B．电解水实验说明水是由氢原子和氧原子构成C．电解水的化学方程式为D．使用氢气吸入疗法时，治疗区域内应严禁烟火【答案】D【详解】A、电解水时，与正极相连的试管中产生的是氧气，与负极相连的试管中产生的是氢气，且产生的氢气和氧气的体积比为2:1，2份水通电分解生成2份氢气和1份氧气，故产生氢气和氧气的质量比为，其中甲管中产生气体较多是氢气，故甲管与乙管中产生气体的质量比为1:8，不符合题意；B、水是由水分子构成的，而水分子由氢原子和氧原子构成的，不符合题意；C、水通电分解生成氢气和氧气，化学方程式为，不符合题意；D、氢气属于易燃易爆气体，故使用氢气吸入疗法时，治疗区域内应严禁烟火，符合题意；故选：D。7．（2023春·河北保定·九年级统考期末）如图所示为电解水的实验装置，下列说法错误的是（）

A．电源左端是负极B．可用带火星的木条检验试管1中的气体C．试管2中的气体可供植物进行呼吸作用D．该实验证明水是由氢元素和氧元素组成的【答案】B【详解】A、电解水时，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气，氢气和氧气的体积比约为2：1，故左端产生的是氢气，是负极，故该说法正确；B、试管1中产生的是氢气，不能用带火星的木条检验，故该说法错误；

C、试管2中产生的气体是氧气，能供给呼吸，可供植物进行呼吸作用，故该说法正确；D、根据质量守恒定律，电解水实验证明水是由氢元素和氧元素组成的，故该说法正确。故选：B。8．（2023·云南红河·统考一模）如图为实验室电解水的实验装置图，下列说法正确的是（）

A．该实验使用的是交流电源B．负极产生的气体能使带火星的木条复燃C．若正极产生2mL的气体，则负极产生的气体为4mLD．水是由氢气和氧气组成的【答案】C【详解】A、该实验使用的是直流电源，因为直流电源的正负极是不发生改变，所以正、负极可以收集到纯净的气体，故A错误；B、负极产生的气体是氢气，氢气具有可燃性，可以燃烧；正极产生的气体是氧气，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，故B错误；C、正极产生的气体是氧气，负极产生的气体是氢气，产生的氧气和氢气的体积比为1：2，若正极产生2mL的气体，则负极产生的气体为4mL，故C正确；D、电解水能生成氢气和氧气，由此可知，水由氢元素和氧元素组成，故D错误；故选：C。9．（2023·云南昆明·统考二模）氢气燃烧和电解水是研究水的组成的两个重要实验。下列说法错误的是（）

A．烧杯内壁出现无色液滴B．玻璃管b端连接电源的正极C．两个实验的能量转化形式不同D．两个实验均可说明水由氢元素和氧元素组成【答案】B【详解】A、氢气燃烧产生淡蓝色火焰，放出热量，烧杯内壁出现无色液滴，故选项说法正确，不符合题意；B、电解水时，根据“正氧少，负氢多”的原则，玻璃管b端产生的气体多为氢气，与电源负极连接，故选项说法错误，符合题意；C、氢气燃烧将化学能转化为热能，电解水将电能转化为化学能，两个实验的能量转化形式不同，故选项说法正确，不符合题意；D、氢气燃烧，从燃烧的产物中只有水可以得出水是由氢元素和氧元素组成的；同样的水在电解时，从产物中只有H2和O2也可以得出水是由氢元素和氧元素组成的，所以，氢气燃烧实验和电解水实验都可证明水是由氢元素和氧元素组成，故选项说法正确，不符合题意；故选：B。10．（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。11．（2023·海南海口·海南中学校考模拟预测）宇航员一部分生活用氧可通过电解水制得。如图是电解水的实验示意图：(1)玻璃管（填“a”或“b”）中的气体能使带火星的木条复燃。该实验说明水是由组成的。

(2)实验时发现a、b试管内气体体积比略大于2：1，下列对产生此现象的原因猜测合理的是______（填字母）。A．部分氧气溶于水B．部分氧气与电极材料发生反应C．部分氧气与氢气反应重新生成了水【答案】(1)b氢元素和氧元素(2)AB【详解】（1）电解水时，与电源正极相连的玻璃管内产生的气体体积少，是氧气，与电源负极相连的玻璃管内的气体体积多，是氢气，所以玻璃管b中产生的气体是氧气，能支持燃烧，能使带火星的木条复燃。电解水生成氢气和氧气，说明水是由氢元素和氧元素组成的。（2）A、部分氧气溶于水，导致氧气体积减小，氢气和氧气的体积比略大于2：1，说法正确；B、氧气与电极材料发生反应，氧气体积减小，氢气和氧气的体积比略大于2：1，说法正确；C、氧气与氢气反应重新生成了水对生成氧气与氢气的体积比没有影响，说法错误。故选AB。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。2．（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。3．（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2：1 B．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。4．（2023·广东广州·统考中考真题）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2：1B．b管中的气体能使燃着的木条烧得更旺C．该探究说明水中含有氢分子和氧分子D．该探究的依据是化学变化前后元素种类不变【答案】C【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、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，水不含有氢分子和氧分子，错误；D、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；故选：C。5．（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（）

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；