人教版九年级化学上册《实验活动2：水的组成及变化的探究》同步讲义（带答案）

第页人教版九年级化学上册《实验活动2：水的组成及变化的探究》同步讲义（带答案）教学目标1.认识水的组成。2.了解水在通电条件下发生的变化，进一步认识分解反应。3.进一步体会科学探究的过程和方法。重点和难点重点：水的组成及变化的探究。◆知识点一实验室制取氧气【实验用品】实验仪器水电解器、烧杯、直流电源、铁架台(带铁圈和滴定夹)、酒精灯实验试剂硫酸钠溶液(或氢氧化钠溶液)、蒸馏水实验物品导线、木条、火柴【实验内容】1.水的生成实验操作实验现象实验结论烧杯内壁有水雾2.水的分解实验内容实验现象实验结论通电后，两个玻璃管内液面均下降，与电源正极相连的玻璃管内液面下降较慢，与电源负极相连的玻璃管内液面下降较快，一段时间后正、负极玻璃管内收集气体的体积比约为1:2反应生成无色气体，正、负极产生气体的比大约为水发生了分解反应，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气；水是组成的【整理洗涤】实验完毕，洗涤仪器，整理摆放整齐，擦干净实验台面。①水在通电时发生了分解反应，生成了氢气和氧气两种物质。②氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，水在通电条件下发生分解反应生成氢气和氧气，根据化学反应前后元素种类不变，可以推断水是由氢、氧两种元素组成的。。即学即练1．水是生命之源。如图是电解水实验的改进装置。(1)反应前，注射器活塞均在0刻度处，反应一段时间后。若注射器b活塞移动至6mL刻度处，则理论上注射器a活塞应移动至mL刻度处。(2)写出电解水的化学式表达式。2．如图1为某同学进行电解水实验的装置图，试回答下列问题：(1)图1中A端为电源的（填“正”或“负”）极。(2)在电解水实验中，将两极产生的气体的体积与时间的关系绘制成如图2所示的图像。由图2看出，a气体是，b气体是。(3)从微观上分析：下列说法正确的是______（填字母）。A．水是由氢气和氧气组成的B．水是由氢原子和氧原子构成的C．每个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的(4)如果管C中气体的体积为10mL，则管D中气体的体积约为。实验操作中，发现二者体积比偏小，造成体积比偏小的原因可能是。(5)实验中用检验管C中气体，观察到的现象是。(6)写出水在通电条件下反应的文字表达式。考点一水的组成实验探究【例1】任务1：探究水的组成【提出问题】水是由什么组成的？【查阅资料】通过电解水和点燃氢气的方法均可证明水的组成。【设计实验】兴趣小组的同学设计了如图所示的实验来探究水的组成，其中图甲是电解水的实验装置，图乙中将电解水产生的氢气缓缓地通过装有足量无水硫酸铜(可吸收水分，干燥气体)的仪器c，并在导管口d处将气体点燃，然后把盛有冷水的烧杯置于如图乙所示的位置。【现象与结论】(1)图甲中玻璃管a和玻璃管b得到气体的体积比约为；检验玻璃管b中得到的气体的方法是(写出具体操作)。(2)图乙所示的实验过程中可以观察到的实验现象是导管口d处有色火焰，烧杯底部外壁上有。(3)写出甲中反应的符号表达式：；甲中没有发生变化的微粒是(填具体微粒)。(4)由以上实验探究可以得到的有关水的组成的结论是。【变式1-1】生命离不开水，水也是一种重要的化学资源。(1)下图为电解水的实验，试管A产生的气体是（选填“氧气”或“氢气”）。(2)从物质的组成上看，水（H2O）属于（选填“氧化物”或“单质”）。(3)该反应的文字表达式为。（选填“水氢气+氧气”或“水氢气+氧气”）(4)由此实验得到结论：水是由组成的。（选填“氢元素和氧元素”或“氢元素”或“氧元素”）(5)生活中降低水的硬度的方法是（选填“蒸馏”或“煮沸”）。【变式1-2】水是地球表面覆盖最多的物质，也是生命活动不可缺少的物质。请你回答：(1)如图是电解水实验装置，试管a中的气体是。(2)天然水中含有许多杂质，可利用吸附、沉淀、过滤和蒸馏等方法净化，其中净化程度最高的方法是。(3)硬水给生活和生产带来很多麻烦，我们可用来区分硬水和软水。(4)爱护水资源越来越引起人们的重视，某化学兴趣小组对学校附近的水质状况进行了相关研究调查：①取回水样，静置后过滤，实验室过滤时需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、。②活性炭用来净水是利用了活性炭的性。考点二水分解的微观解释【例2】氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。利用太阳能电厂富余电力电解水制氢，电极上微观粒子的变化情况如图，下列说法错误的是A．A电极与外电源负极相连B．A电极产生的气体质量是B电极产生气体质量的8倍C．电解时，由A电极区穿过交换膜进入B电极区D．B电极表面生成的过程是在B电极上得到电子【变式2-1】图1是电解水的装置图。实验前，将管A和管B装满水，不留有气泡，再接通电源。(1)检验管A中的气体时，观察到的现象是。实验过程中观察到管(填“A”或“B”)内液面下降较快。在电解水的过程中，能主要转化为化学能。(2)图2为水分解的微观过程。①在水分解的过程中，不发生改变的是(填符号)。②写出水通电分解的文字表达式：。(3)已知同温同压下，气体的体积比等于气体的分子个数比。该实验中能够说明水可以表示为“H2O”的实验现象是。(4)已知相同条件下，氧气在水中的溶解性大于氢气，那么在实验中测得的A、B两管气体的体积比理论值偏(填“小”或“大”)。(5)如图3是电解水的改进装置，以下说法正确的是_____。A．a连接的是电源的正极，b连接的是电源的负极B．右侧注射器收集到的气体能燃烧C．实验中产生氧气和氢气的体积比是1：2D．左侧注射器收集到的气体能使带火星的木条复燃【变式2-2】实验课上，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】水是由什么元素组成的？【进行实验】同学们按照课本中的装置(如图甲)进行实验。(1)同学们观察到电极附近有产生，一段时间后，正、负极分别产生的气体体积比约为。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，产生火焰。【得出结论】(2)本实验得出的结论：水是由组成的。【讨论分析】(3)电解水的文字表达式为。(4)我国科学家已研究出在新型高效光催化剂作用下，利用太阳能分解水制氢气的方法。水在通过并接触催化剂表面时，分解的微观示意图如图(“○”表示氢原子，“●”表示氧原子，“——”表示催化剂)，则水分解的微观过程的正确顺序是(填序号)。【总结交流】(5)化学是一门以实验为基础的科学。通过分析对比图甲和图乙，归纳一条在改进实验时需考虑的因素：。基础达标1．如图是电解水的实验图。下列有关说法中，正确的是A．a管和b管产生的气体质量之比约为2:1B．b管中得到的是H2C．该实验说明水是由氢气和氧气组成的D．电解时，可加入少量NaOH以增强水的导电性2．下列关于电解水的叙述中错误的是A．为增强水的导电性，常在水中加入少量的氢氧化钠溶液B．在水电解器中加满水，然后接通直流电源C．电解水的实验证明水是由氢、氧两种元素组成的D．与电源正极相连的玻璃管内得到的气体能在空气中燃烧3．海洋是地球上最大的储水库，还可以提供重要的清洁能源。我国科学家利用海水淡化技术结合发电制氢，成功实现海水制氢，装置如图所示(聚四氟乙烯薄膜只允许水分子通过)，下列有关说法正确的是A．导线连接的是电源正极B．聚四氟乙烯薄膜与活性炭原理相同C．产生的氢气和氧气的质量比为D．通过薄膜后的水属于软水4．用如图所示的装置进行水的电解实验时，有以下描述：①甲、乙两试管内收集到的气体的质量比约为；②甲试管和电源的正极相连，乙试管和电源的负极相连；③甲试管内产生的气体能燃烧，且燃烧时火焰呈淡蓝色；④乙试管内产生的气体能使带火星的木条复燃；⑤由实验可知，水是由氢原子和氧原子构成的。以上五个描述中，正确的是A．③④ B．②④ C．④⑤ D．①③5．下列关于电解水实验的说法中，正确的是A．a管气体能使带火星木条复燃B．a管与b管气体质量比为2∶1C．检验b管气体，可推断水中含氧元素D．该实验说明水由H2和O2组成6．人类的日常生活和工农业生产离不开水。为探究水的组成及变化,某小组同学设计如图一装置进行电解水实验,图二是电解水的微观示意图,可从图中获取信息。有关说法正确的是A．管a中的气体可做燃料B．电解水生成的氢气和氧气的质量比为2：1C．该反应前后原子数目、原子种类、分子种类一定不变D．从微观的角度看，上图中三种物质都由分子构成7．某化学社团自制电解水装置如图所示。下列说法错误的是A．若a管中气体为1mL，则b管中气体为3mLB．点燃b管中的气体可证明水中含有氢元素C．a管中气体可使带火星木条复燃D．研究物质的分解是认识物质组成的一种思路8．如图是兴趣小组设计的电解水实验创新装置，下列有关说法正确的是A．实验中注射器针筒内气体的质量比为B．与电源负极相连的注射器针筒内液面下降速率慢C．该实验说明水中有氢气和氧气D．与正极相连的注射器针筒内，产生的气体可以使带火星的木条复燃9．（多选）用图1所示装置进行电解水实验，图2所示为该过程的微观变化，下列有关描述中，不正确的是

A．甲、乙两试管内收集到的气体的质量比约为2:1B．甲试管内产生的气体能燃烧，产生淡蓝色火焰C．该实验证明水是由氢原子和氧原子构成的D．该反应前后，分子和原子的种类、数目均保持不变综合应用10．利用水电解探究水的组成(1)图甲中a玻璃管连接的是电源的（填“正极”或“负极”）。(2)下列选项中能一次鉴别图甲两玻璃管中气体的是_________（填字母）。A．水 B．燃着的木条 C．澄清石灰水(3)下列有关本实验的说法正确的是_________A．实验中电源的正、负极应恒定不变B．水由氢、氧两种元素组成C．a中一开始产生气体少的原因是该气体易溶于水(4)微观过程分析：电解水的微观过程中不发生改变的是11．水是生命之源，人类从未停止过对水的研究。探究水的组成某同学为探究不同电压对电解水速率的影响，用如图1装置进行多次实验，并记录不同电压下生成20mL氢气所需时间如图2所示。(1)图1中a管与电源(填“正极”或“负极”)相连。写出水电解反应的文字表达式：，该实验说明水是由、组成的。(2)由图2分析，可得出的实验结论是。(3)若用“”来表示水分子，则气体b应该为___________(填字母)。A． B． C．12．某化学探究小组利用下图所示装置来验证水的组成。【实验步骤】①用大注射器抽取一定量的2%的氢氧化钠溶液，从A中的大圆孔注入；②用两个橡胶帽塞住右边两个出气口，用带针头的小注射器分别在出气口1和2处抽气，液面上升，直至水充满正、负两极；③接通电源，待C中气体体积达到最大刻度时，关闭电源，仔细观察实验装置中的现象；④分别用带针头的注射器抽取气体并检验。【交流与反思】(1)步骤①中，在水中加入氢氧化钠溶液的作用是。(2)步骤②的目的是。(3)通电后可观察到A中液面(填“上升”“无变化”或“下降”)。(4)电解水的符号表达式为。若实验过程中，C中得到200mL气体，则B中得到的气体质量为g(在该实验条件下，氢气的密度为0.09g/L，氧气的密度为1.43g/L)。(5)理论上电解水得到氧气和氢气的体积比为。某同学用碳棒作电极进行电解水实验，得到氧气和氢气的体积比小于1：2，对产生此现象原因的猜想合理的是___________(填字母)。A．部分氧气溶于水 B．部分氧气与氢气反应重新生成了水C．部分氧气与碳棒反应 D．部分氧气被碳棒吸附(6)实验结论：水是由组成的。13．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或硫酸钠，目的是。(2)写出电解水的化学方程式。(3)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氯化钠溶液就是在水中加入氯化钠固体。【提出假设】假设1：氧气和氯气；假设2：氢气和氧气；假设3：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收集到气体，试管b收集到气体假设2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【反思与评价】a．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，通过实验可证明水是由组成的。b．某城市住宅饮用水的处理过程如图所示：i．步骤①的网格净水原理类似于步骤(填“②”“③”或“④”等序号)。ii．地下水中的细菌和颗粒等杂质比湖水、河水等地表水中的少，请说出一个原因：。拓展培优14．兴趣小组对我国的太空舱制取氧气系统(其剖面如图所示)进行了研究性学习。Ⅰ．多角度认识制氧原理(1)太空舱制氧系统中电源A电极是极；将燃着的蜡烛放入b管收集的气体中，观察到燃烧。(2)太空舱制氧气的符号表达式为，反应过程中种类和数目均没有发生变化的微粒是(用符号表示)。Ⅱ．多措施提高制氧效率【查阅资料】①提高电解效率的措施主要包括：增强导电性、改变电解温度、设置超声波场等。②气泡直径越大电解效率越低。【讨论分析】(3)用的氢氧化钠溶液代替纯水进行电解，氢氧化钠溶液中有阳离子和阴离子(填离子符号)，离子浓度的增加可增强水的导电性。(4)升高电解温度能提高制氧效率的原因是。(5)如图分别为两种不同条件下不锈钢电极表面的气泡直径分布情况图。①气泡覆盖在电极表面使电解反应界面(选填“增大”或“减小”)，降低了电解效率。②超声波振动能提高电解效率的原因是。【成果分享】同学们以“资源循环助力航天”为主题设计了海报，在校园内进行了空间站环控生保技术科普宣传活动，与其他同学分享了项目式学习的成果。15．人类的日常生活和工农业生产离不开水。某兴趣小组对水的组成展开了项目式学习。【活动一】用燃烧法探究水的组成(1)点燃氢气前先要，然后在带尖嘴的导管口点燃气体（如图甲所示），观察到火焰呈色，然后在火焰上方罩一个冷而干燥的小烧杯，过一会儿，观察到烧杯内壁有水雾出现且烧杯外壁发热，发生反应的符号表达式为，该化学反应的基本类型为。【活动二】用电解法探究水的组成该兴趣小组利用图乙所示的装置进行电解水实验，先在电解器玻璃管里加满水（含少量氢氧化钠），再接通直流电源。(2)实验一段时间后，与电源正、负极相连接的玻璃管内产生的气体体积比大约为；切断电源后，用燃着的木条在b玻璃管尖嘴口检验产生的气体，观察到的现象是，然后又用合理的方法检验了负极产生的气体。通过以上实验，可以证明水是由氢元素和氧元素组成的。【继续探究】实验过程中，同学们发现电解纯水速率较慢。查阅资料获知，调节电压或改变氢氧化钠溶液浓度都会改变电解速率。于是他们进行了多次实验，记录反应时间，将实验数据的平均值记录如下（保持其他条件不变，每次实验收集10mL氧气）。电压6V9V12V氢氧化钠溶液浓度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【实验结论】(3)该实验的目的是探究电压和对电解水速率的影响，实验时不选择6V以下电压的原因是。(4)分析上表数据可得出的结论是：其他条件相同时，（写一条）。【拓展延伸】(5)我国科学家已研究出在新型高效光催化剂作用下利用太阳能分解水制氢气的方法。水在通过并接触催化剂表面时，分解的微观示意图如图（“”表示氢原子，“”表示氧原子，“”表示催化剂）。则水分解的微观过程的正确顺序是(填序号)。(6)氢能储存方式——“液氨储氢”的原理是氢气与氮气在一定条件下生成氨气，其反应的微观过程如图所示。“液氨储氢”属于(填“物理”或“化学”)储氢。16．同学们模拟18世纪末法国科学家拉瓦锡探究物质组成的方法——“分”法和“合”法，通过水的分解与水的生成来探究水的组成。【任务一】通过“分”的方法探究水的组成。【提出疑问】水是由什么元素组成的？【作出猜想】猜想一：水由一种元素组成；猜想二：水由不同种元素组成；【设计实验】电解水实验(图1)。【实验现象】(1)通电后，两电极上都出现气泡，一段时间后，正、负两极试管内收集的气体体积比为。【实验验证】移除橡皮块，用燃着的木条分别放在注射器针筒处。【实验结论】(2)根据验证实验的现象分析可知：水由组成。【任务二】通过“合”的方法验证水的组成。(3)如图2所示，化学兴趣小组学生将氢气点燃前要先，从图3中可以分析得出，氢气的化学性质有。(4)如图3，点燃氢气后观察到烧杯内壁出现无色小液滴，通过该现象验证了水的组成。【建构模型总结提升】建构合理的思维模型，既能促进深度学习又能提高思维品质。如图为探索纯净物组成成分的思路和方法：纯净物燃烧法：可以利用物质燃烧的方法，检验燃烧产物的组成。化合法：可以利用物质化合的角度，检验生成物的组成。分解法：可以从物质分解的角度，分析反应物的组成。分析纯净物组成成分的理论依据是化学反应前后种类不变。(5)利用上述思路和方法解决问题：若某物质隔绝空气加热，能够分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，则该物质中含有(填元素符号)。参考答案教学目标1.认识水的组成。2.了解水在通电条件下发生的变化，进一步认识分解反应。3.进一步体会科学探究的过程和方法。重点和难点重点：水的组成及变化的探究。◆知识点一实验室制取氧气【实验用品】实验仪器水电解器、烧杯、直流电源、铁架台(带铁圈和滴定夹)、酒精灯实验试剂硫酸钠溶液(或氢氧化钠溶液)、蒸馏水实验物品导线、木条、火柴【实验内容】1.水的生成实验操作实验现象实验结论烧杯内壁有水雾氢气燃烧有水生成2.水的分解实验内容实验现象实验结论通电后，两个玻璃管内液面均下降，与电源正极相连的玻璃管内液面下降较慢，与电源负极相连的玻璃管内液面下降较快，一段时间后正、负极玻璃管内收集气体的体积比约为1:2反应生成无色气体，正、负极产生气体的体积比大约为1:2水发生了分解反应，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气；水是由氢、氧两种元素组成的【整理洗涤】实验完毕，洗涤仪器，整理摆放整齐，擦干净实验台面。①水在通电时发生了分解反应，生成了氢气和氧气两种物质。②氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，水在通电条件下发生分解反应生成氢气和氧气，根据化学反应前后元素种类不变，可以推断水是由氢、氧两种元素组成的。。即学即练1．水是生命之源。如图是电解水实验的改进装置。(1)反应前，注射器活塞均在0刻度处，反应一段时间后。若注射器b活塞移动至6mL刻度处，则理论上注射器a活塞应移动至mL刻度处。(2)写出电解水的化学式表达式。【答案】(1)3(2)【详解】（1）在电解水实验中，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气，生成氢气和氧气的体积比约为2：1，注射器a与正极相连，产生的是氧气，注射器b与负极相连，产生的是氢气，故反应一段时间后，若注射器b活塞移动至6mL刻度处，则理论上注射器a活塞应移动至3mL刻度处；（2）水在通电的条件下反应生成氢气和氧气，该反应的符号表达式为H2OH2+O2。2．如图1为某同学进行电解水实验的装置图，试回答下列问题：(1)图1中A端为电源的（填“正”或“负”）极。(2)在电解水实验中，将两极产生的气体的体积与时间的关系绘制成如图2所示的图像。由图2看出，a气体是，b气体是。(3)从微观上分析：下列说法正确的是______（填字母）。A．水是由氢气和氧气组成的B．水是由氢原子和氧原子构成的C．每个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的(4)如果管C中气体的体积为10mL，则管D中气体的体积约为。实验操作中，发现二者体积比偏小，造成体积比偏小的原因可能是。(5)实验中用检验管C中气体，观察到的现象是。(6)写出水在通电条件下反应的文字表达式。【答案】(1)正(2)氢气氧气(3)C(4)20mL氧气的溶解性大于氢气(5)带火星的小木条带火星的小木条复燃(6)【详解】（1）由电解水实验结论“正氧一、负氢二”可知，C试管收集的气体较少，是氧气，则电极所连接的A端为电源的正极；（2）在电解水实验中，将两极产生的气体的体积与时间的关系绘制成如图2所示的图像。由图2看出，a气体是氢气，b气体是氧气，判断依据为：氢气和氧气的体积比是2：1；（3）A、水是由氢元素和氧元素组成的，故选项说法错误；B、水是由水分子构成的，故选项说法错误；C、每个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的，故选项说法正确；故选：C；（4）C试管收集的气体较少，是氧气，C、D两试管收集到的气体体积比约为1：2，则如果管C中气体的体积为10mL，则管D中气体的体积约为20mL，实验操作中，发现二者体积比偏小，造成体积比偏小的原因可能是：氧气的溶解性大于氢气；（5）C试管收集的气体较少，是氧气，实验中用带火星的小木条检验管C中气体，观察到的现象是：带火星的小木条复燃；（6）水在通电条件下生成氢气和氧气，反应的文字表达式为：。考点一水的组成实验探究【例1】任务1：探究水的组成【提出问题】水是由什么组成的？【查阅资料】通过电解水和点燃氢气的方法均可证明水的组成。【设计实验】兴趣小组的同学设计了如图所示的实验来探究水的组成，其中图甲是电解水的实验装置，图乙中将电解水产生的氢气缓缓地通过装有足量无水硫酸铜(可吸收水分，干燥气体)的仪器c，并在导管口d处将气体点燃，然后把盛有冷水的烧杯置于如图乙所示的位置。【现象与结论】(1)图甲中玻璃管a和玻璃管b得到气体的体积比约为；检验玻璃管b中得到的气体的方法是(写出具体操作)。(2)图乙所示的实验过程中可以观察到的实验现象是导管口d处有色火焰，烧杯底部外壁上有。(3)写出甲中反应的符号表达式：；甲中没有发生变化的微粒是(填具体微粒)。(4)由以上实验探究可以得到的有关水的组成的结论是。【答案】(1)2：1带火星的木条放到b玻璃管口处，然后慢慢打开活塞看木条是否复燃(2)淡蓝水雾(3)H、O(4)水是由氢元素和氧元素组成的【详解】（1）电解水实验中，正极产生氧气，负极产生氢气，且氧气和氢气的体积比为1：2，a管与负极相连，收集的是氢气，b管与正极相连，收集的气体是氧气，玻璃管a和玻璃管b得到气体的体积比约为2：1；b中气体是氧气，氧气能够支持燃烧，所以将带火星的木条放到b玻璃管口处，然后慢慢打开活塞看木条是否复燃。（2）氢气燃烧产生淡蓝色火焰；氢气燃烧生成水，故烧杯底部外壁上有水雾出现。（3）甲中发生的反应为水通电分解产生氢气和氧气，符号表达式为：；化学变化中分子改变，原子不变，在电解水的反应中没有发生改变的原子为氢原子和氧原子。（4）水通电生成氢气和氧气，氢气燃烧生成水，氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，故可知水是由氢氧元素组成的。【变式1-1】生命离不开水，水也是一种重要的化学资源。(1)下图为电解水的实验，试管A产生的气体是（选填“氧气”或“氢气”）。(2)从物质的组成上看，水（H2O）属于（选填“氧化物”或“单质”）。(3)该反应的文字表达式为。（选填“水氢气+氧气”或“水氢气+氧气”）(4)由此实验得到结论：水是由组成的。（选填“氢元素和氧元素”或“氢元素”或“氧元素”）(5)生活中降低水的硬度的方法是（选填“蒸馏”或“煮沸”）。【答案】(1)氢气(2)氧化物(3)(4)氢元素和氧元素(5)煮沸【详解】（1）电解水正极生成氧气，负极生成氢气，试管A和负极相连，产生的气体是氢气；且电解水产生氢气和氧气的体积比是2：1，A试管内气体体积约是B试管内气体体积的2倍，也说明试管A产生的气体是氢气。（2）是纯净物，且由两种元素组成，其中一种元素是氧元素，属于氧化物。（3）水在通电的条件下，生成氢气和氧气，反应的文字表达式为：（4）电解水生成氢气和氧气，由于化学反应前后元素种类不变，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，说明水是由氢元素和氧元素组成的。（5）生活中通过煮沸来分解水中可溶性碳酸氢盐，生成不溶性沉淀物以去除钙、镁离子；且煮沸操作简单，而蒸馏操作复杂且成本较高。【变式1-2】水是地球表面覆盖最多的物质，也是生命活动不可缺少的物质。请你回答：(1)如图是电解水实验装置，试管a中的气体是。(2)天然水中含有许多杂质，可利用吸附、沉淀、过滤和蒸馏等方法净化，其中净化程度最高的方法是。(3)硬水给生活和生产带来很多麻烦，我们可用来区分硬水和软水。(4)爱护水资源越来越引起人们的重视，某化学兴趣小组对学校附近的水质状况进行了相关研究调查：①取回水样，静置后过滤，实验室过滤时需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、。②活性炭用来净水是利用了活性炭的性。【答案】(1)/氢气(2)蒸馏(3)肥皂水(4)玻璃棒吸附【详解】（1）电解水实验中“正氧负氢，氢二氧一”，试管a与电源的负极相连，收集到的气体为氢气，故填：或氢气；（2）净化程度最高的方法是蒸馏，可以除去水中所有杂质，得到纯水，故填：蒸馏；（3）硬水和软水的区别在于所含的钙镁离子的多少，可用肥皂水区分硬水和软水，向水中加入肥皂水时，如果产生的泡沫较多，是软水，如果产生大量浮渣，是硬水，故填：肥皂水；（4）①取回水样，静置后过滤，实验室过滤时需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒，故填：玻璃棒；②活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，能吸附水中的色素和异味，用于净水，故填：吸附。考点二水分解的微观解释【例2】氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。利用太阳能电厂富余电力电解水制氢，电极上微观粒子的变化情况如图，下列说法错误的是A．A电极与外电源负极相连B．A电极产生的气体质量是B电极产生气体质量的8倍C．电解时，由A电极区穿过交换膜进入B电极区D．B电极表面生成的过程是在B电极上得到电子【答案】A【详解】A、在电解水制氢过程中，产生氧气的一极为阳极，与外电源的正极相连；产生氢气的一极为阴极，与外电源的负极相连。图中A电极产生氧气，故应接在电源正极，该说法错误，符合题意。B、A极产生的是氧气，B极产生的氢气，在电解水的实验中，氧气与氢气的质量比是8：1，该说法正确，不符合题意C、由图可知，电解时，由A电极区穿过交换膜进入B电极区，该说法正确，不符合题意。D、由图可知，在B电极上得到1个电子，形成，2个形成1个，氢分子聚集成氢气，该说法正确，不符合题意。故选：A。【变式2-1】图1是电解水的装置图。实验前，将管A和管B装满水，不留有气泡，再接通电源。(1)检验管A中的气体时，观察到的现象是。实验过程中观察到管(填“A”或“B”)内液面下降较快。在电解水的过程中，能主要转化为化学能。(2)图2为水分解的微观过程。①在水分解的过程中，不发生改变的是(填符号)。②写出水通电分解的文字表达式：。(3)已知同温同压下，气体的体积比等于气体的分子个数比。该实验中能够说明水可以表示为“H2O”的实验现象是。(4)已知相同条件下，氧气在水中的溶解性大于氢气，那么在实验中测得的A、B两管气体的体积比理论值偏(填“小”或“大”)。(5)如图3是电解水的改进装置，以下说法正确的是_____。A．a连接的是电源的正极，b连接的是电源的负极B．右侧注射器收集到的气体能燃烧C．实验中产生氧气和氢气的体积比是1：2D．左侧注射器收集到的气体能使带火星的木条复燃【答案】(1)带火星的木条复燃B电(2)H、O(3)产生氢气和氧气的气体体积比为2:1(4)小(5)C【详解】（1）电解水时，正氧负氢，氢二氧一，故A管中的气体是氧气，氧气具有助燃性，检验氧气用带火星的木条，观察到：带火星的木条复燃；电解水时产生氢气和氧气的体积比为2:1，则A管产生的气体较少，B管产生的气体较多，故观察到管B内液面下降较快；电解水生成氢气和氧气，过程中电能转化为化学能；（2）①在化学变化中，分子可分，原子不可分，水分子由氧原子、氢原子构成，故水的分解过程中，不发生变化的微粒是氢原子、氧原子，故填：H、O；②电解水生成氢气和氧气，文字表达式为：；（3）实验收集到的氢气和氧气的体积比约为2：1，根据同温同压下，气体的体积比等于气体的分子个数比，推出氢分子和氧分子的分子个数比为2：1，同时由于氢分子和氧分子都是双原子分子，可知水分子中氢原子和氧原子的个数比为2：1，则水可以表示为H2O。故填：产生氢气和氧气的气体体积比为2:1；（4）已知相同条件下，氧气在水中的溶解性大于氢气，即产生的两种气体中氧气溶解在水中的量更大，则在实验中测得的A（氧气）、B（氢气）两管气体的体积比比理论值偏小；（5）A、电解水时，正氧负氢，氢二氧一，由活塞前沿的位置可知，左侧注射器产生的气体较多为氢气，右侧注射器产生的气体较少为氧气，则a连接的是电源的负极，b连接的是电源的正极，选项错误；B、由A的分析可知，右侧注射器收集到的气体是氧气，氧气具有助燃性，不具有可燃性，不能燃烧，选项错误；C、实验中产生氧气和氢气的体积比是1：2，选项正确；D、右侧注射器收集到的气体是氧气，能使带火星的木条复燃，左侧注射器收集到的气体是氢气，能燃烧，选项错误；故选C。【变式2-2】实验课上，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】水是由什么元素组成的？【进行实验】同学们按照课本中的装置(如图甲)进行实验。(1)同学们观察到电极附近有产生，一段时间后，正、负极分别产生的气体体积比约为。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，产生火焰。【得出结论】(2)本实验得出的结论：水是由组成的。【讨论分析】(3)电解水的文字表达式为。(4)我国科学家已研究出在新型高效光催化剂作用下，利用太阳能分解水制氢气的方法。水在通过并接触催化剂表面时，分解的微观示意图如图(“○”表示氢原子，“●”表示氧原子，“——”表示催化剂)，则水分解的微观过程的正确顺序是(填序号)。【总结交流】(5)化学是一门以实验为基础的科学。通过分析对比图甲和图乙，归纳一条在改进实验时需考虑的因素：。【答案】(1)气泡1：2淡蓝色(2)氢元素、氧元素(3)(4)①④②⑤③(5)更易于操作（或有更高的准确性等）【详解】（1）电解水生成氢气和氧气，则可观察到电极附近有气泡产生；由于正极产生氧气，负极产生氢气，且生成的氧气和氢气的体积比为1：2，则一段时间后，正、负极分别产生的气体体积比约为1：2；由图可知，b管收集的气体较多，则收集的气体为氢气，氢气具有可燃性，燃烧时产生淡蓝色火焰，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。（2）水通电分解产生氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，化学反应前后元素种类不变，则本实验得出的结论：水是由氢元素和氧元素组成的。（3）电解水发生的是水通电条件下反应生成氢气和氧气，文字表达式为。（4）在新型高效光催化剂作用下，水分解的微观过程为水分子分解为氢原子和氧原子，氢原子重新组合成氢分子、氧原子重新组合成氧分子，则水在通过并接触催化剂表面时分解的微观过程的正确顺序是①④②⑤③。（5）通过分析对比图甲和图乙，在改进实验时，实验要更易于操作，有更高的准确性等。基础达标1．如图是电解水的实验图。下列有关说法中，正确的是A．a管和b管产生的气体质量之比约为2:1B．b管中得到的是H2C．该实验说明水是由氢气和氧气组成的D．电解时，可加入少量NaOH以增强水的导电性【答案】D【详解】A、电解水时，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气，所以a管产生的气体是氢气，b管产生的气体是氧气，化学方程式，氢气和氧气的质量比为，该项错误；B、电解水实验中，与电源正极相连的一端产生氧气，与电源负极相连的一端产生氢气。b管与正极相连，产生的是O2，该项错误；C、水通电分解生成氢气和氧气，氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成，根据反应前后元素种类不变，该实验说明水是由氢元素和氧元素组成的，该项错误；D、纯水的导电性较弱，向水中可加入少量NaOH，可增强其导电性，该项正确；故选：D。2．下列关于电解水的叙述中错误的是A．为增强水的导电性，常在水中加入少量的氢氧化钠溶液B．在水电解器中加满水，然后接通直流电源C．电解水的实验证明水是由氢、氧两种元素组成的D．与电源正极相连的玻璃管内得到的气体能在空气中燃烧【答案】D【详解】A、纯水导电性差，因为其中离子浓度低。加入氢氧化钠（NaOH）后，NaOH电离出Na⁺和OH⁻离子，增加了水的离子浓度，从而增强导电性。A正确。B、电解水实验时，需先将水电解器加满水，确保电极浸没，然后接通直流电源。B正确。C、电解水时，水分解为氢气和氧气，根据化学反应前后元素种类不变的原则，证明水由氢元素和氧元素组成。C正确。D、与电源正极相连的电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，不能燃烧。D错误。故选D。3．海洋是地球上最大的储水库，还可以提供重要的清洁能源。我国科学家利用海水淡化技术结合发电制氢，成功实现海水制氢，装置如图所示(聚四氟乙烯薄膜只允许水分子通过)，下列有关说法正确的是A．导线连接的是电源正极B．聚四氟乙烯薄膜与活性炭原理相同C．产生的氢气和氧气的质量比为D．通过薄膜后的水属于软水【答案】D【详解】A.导线a端产生的是氢气，故导线a端接电源的负极，故A错误。B.聚四氟乙烯薄膜只允许水分子通过，原理相当于过滤，而活性炭的原理是吸附。故B错误。C.产生氢气与氧气的质量比约为1：8，而2:1是体积比，不是质量比。故C错误。D.聚四氟乙烯薄膜只允许水分子通过，不含其他杂质，因此通过薄膜后的水属于软水。故D正确。综上，故选D。4．用如图所示的装置进行水的电解实验时，有以下描述：①甲、乙两试管内收集到的气体的质量比约为；②甲试管和电源的正极相连，乙试管和电源的负极相连；③甲试管内产生的气体能燃烧，且燃烧时火焰呈淡蓝色；④乙试管内产生的气体能使带火星的木条复燃；⑤由实验可知，水是由氢原子和氧原子构成的。以上五个描述中，正确的是A．③④ B．②④ C．④⑤ D．①③【答案】A【详解】①电解水产生氢气和氧气的体积比为2:1，不是质量比，故甲、乙两试管内收集到的气体的体积比约为，错误；②在电解水实验中，“正氧负氢”，生成氢气和氧气的体积比约为2:1，甲管中产生的气体较多，是氢气，甲试管和电源的负极相连，乙管中产生的气体较少，是氧气，乙试管和电源的正极相连，错误；③甲试管内产生的气体是氢气，氢气能燃烧，发出淡蓝色火焰，正确；④乙试管内产生的气体是氧气，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，正确；⑤电解水生成氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，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，错误。故正确的只有③④。故选A。5．下列关于电解水实验的说法中，正确的是A．a管气体能使带火星木条复燃B．a管与b管气体质量比为2∶1C．检验b管气体，可推断水中含氧元素D．该实验说明水由H2和O2组成【答案】C【分析】电解水时，正极产生的是氧气，氧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，氧气和氢气的体积比约为1：2，质量比是8：1。【详解】A、据图可知，a管产生的气体体积较多，是氢气，气体能燃烧，不能使带火星的木条复燃，故选项说法错误；B、电解水时，与电源正极相连的试管内产生的气体体积少，与电源负极相连的试管内的气体体积多，且两者的体积之比大约是1：2，而不是质量比为1：2，故选项说法错误；C、b管产生的气体体积较少，是氧气，说明水中含有氧元素，故选项说法正确；D、电解水生成氢气和氧气，氢气和氧气分别是由氢元素和氧元素组成的，说明水是由氢元素和氧元素组成的，故选项说法错误。故选C。6．人类的日常生活和工农业生产离不开水。为探究水的组成及变化,某小组同学设计如图一装置进行电解水实验,图二是电解水的微观示意图,可从图中获取信息。有关说法正确的是A．管a中的气体可做燃料B．电解水生成的氢气和氧气的质量比为2：1C．该反应前后原子数目、原子种类、分子种类一定不变D．从微观的角度看，上图中三种物质都由分子构成【答案】D【详解】A、电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，氧气与氢气的体积比约为1∶2。管a中产生的气体体积较小，说明是氧气，氧气具有助燃性，不具有可燃性，不能做燃料，错误；B、电解水生成的氢气和氧气的体积比为2∶1，质量比为1∶8，错误；C、根据图二，该反应中，水分子变为氢分子和氧分子，反应前后原子数目、原子种类不变，分子种类改变，错误；D、水、氢气、氧气都由分子构成，正确。故选D。7．某化学社团自制电解水装置如图所示。下列说法错误的是A．若a管中气体为1mL，则b管中气体为3mLB．点燃b管中的气体可证明水中含有氢元素C．a管中气体可使带火星木条复燃D．研究物质的分解是认识物质组成的一种思路【答案】A【详解】A、电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，且生成的氧气和氢气的体积比为1：2，故若a管中气体为1mL，则b管中气体为2mL，说法错误；B、电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，b管收集的气体为氢气，氢气是由氢元素组成，根据反应前后元素种类不变，可知水中含有氢元素，说法正确；C、电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，故a管中气体为氧气，可使带火星木条复燃，说法正确；D、电解水生成氢气和氧气，根据反应前后元素种类不变，可知水是由氢、氧元素组成，则研究物质的分解是认识物质组成的一种思路，说法正确。故选A。8．如图是兴趣小组设计的电解水实验创新装置，下列有关说法正确的是A．实验中注射器针筒内气体的质量比为B．与电源负极相连的注射器针筒内液面下降速率慢C．该实验说明水中有氢气和氧气D．与正极相连的注射器针筒内，产生的气体可以使带火星的木条复燃【答案】D【详解】A、电解水时，生成的氧气和氢气的体积比为1：2，而不是质量比，该选项说法不正确；B、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，则与电源负极端相连的注射器针筒内液面下降速率更快，该选项说法不正确；C、该实验说明水由氢元素和氧元素组成，该选项说法不正确；D、正极产生的气体为氧气，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，该选项说法正确。故选D。9．（多选）用图1所示装置进行电解水实验，图2所示为该过程的微观变化，下列有关描述中，不正确的是

A．甲、乙两试管内收集到的气体的质量比约为2:1B．甲试管内产生的气体能燃烧，产生淡蓝色火焰C．该实验证明水是由氢原子和氧原子构成的D．该反应前后，分子和原子的种类、数目均保持不变【答案】ACD【详解】A、电解水实验中，正极产生的气体是氧气，负极产生的气体是氢气，二者的体积比为1：2，由图示可知，甲、乙两试管内收集到的气体的体积比约为2：1，而非质量比，故A选项符合题意；B、电解水实验中，正极产生的气体是氧气，负极产生的气体是氢气，二者的体积比为1：2，由图示可知，甲试管气体为氢气，氢气具有可燃性，氢气燃烧产生淡蓝色火焰，故B选项不符合题意；C、水是由水分子构成的，氢气是由氢分子构成的，氧气是由氧分子构成，根据化学反应前后原子种类不变可知，水分子是由氢原子和氧原子构成的，故C选项符合题意；D、在化学变化中，分子可分，而原子不可分，因此在该反应中，分子的种类和数目发生改变，而原子的种类和数目保持不变，故D选项符合题意。故选ACD。综合应用10．利用水电解探究水的组成(1)图甲中a玻璃管连接的是电源的（填“正极”或“负极”）。(2)下列选项中能一次鉴别图甲两玻璃管中气体的是_________（填字母）。A．水 B．燃着的木条 C．澄清石灰水(3)下列有关本实验的说法正确的是_________A．实验中电源的正、负极应恒定不变B．水由氢、氧两种元素组成C．a中一开始产生气体少的原因是该气体易溶于水(4)微观过程分析：电解水的微观过程中不发生改变的是【答案】(1)正极(2)B(3)AB(4)氢原子、氧原子【详解】（1）电解水实验中，与电源正极相连的一端产生氧气，与电源负极相连的一端产生氢气，产生氢气与氧气的体积比约为2:1，则a、b管中产生的气体分别是氧气、氢气，则a玻璃管连接的是电源的正极；（2）由第（1）小问分析可知，a、b管中产生的气体分别是氧气、氢气；A、氢气、氧气均与水不反应，不能鉴别二者，不符合题意；B、氢气具有可燃性，将燃着的木条伸入氢气中，氢气燃烧，产生淡蓝色火焰；氧气具有助燃性，能使燃着的木条燃烧更旺，能鉴别二者，符合题意；C、氢气、氧气均与澄清石灰水不反应，不能鉴别二者，不符合题意。故选：B；（3）A、电解水实验应使用直流电源，即实验中电源的正、负极应恒定不变，说法正确，符合题意；B、电解水生成氢气和氧气，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，由此说明水由氢、氧两种元素组成，说法正确，符合题意；C、由第（1）小问分析可知，a、b管中产生的气体分别是氧气、氢气，氧气不易溶于水，氢气难溶于水，则a中一开始产生气体少的原因是氧气比氢气更易溶于水，而不是氧气易溶于水，说法错误，不符合题意。故选：AB；（4）在化学变化中，分子可分，原子不可分，则电解水的微观过程中不发生改变的是氢原子、氧原子。11．水是生命之源，人类从未停止过对水的研究。探究水的组成某同学为探究不同电压对电解水速率的影响，用如图1装置进行多次实验，并记录不同电压下生成20mL氢气所需时间如图2所示。(1)图1中a管与电源(填“正极”或“负极”)相连。写出水电解反应的文字表达式：，该实验说明水是由、组成的。(2)由图2分析，可得出的实验结论是。(3)若用“”来表示水分子，则气体b应该为___________(填字母)。A． B． C．【答案】(1)负极水氢气+氧气氢元素氧元素(2)其它条件相同时，电压越高，水的分解速率越快(3)C【详解】（1）电解水实验中，根据“正氧负氢、氧一氢二”，图1中a管产生气体较多，为氢气，则a管与电源负极相连；水通电分解生成氢气和氧气，文字表达式为：水氢气+氧气；水通电分解生成氢气和氧气，氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，该实验说明水是由氢元素、氧元素组成的；（2）由图2分析，可得出的实验结论是其它条件相同时，电压越高，生成20mL氢气所需时间越短，即水的分解速率越快；（3）一个水分子分解为2个氢原子和1个氧原子，若用“”来表示水分子(H2O)，则“”表示氢原子，“”表示氧原子；b管产生气体较少，为氧气，则气体b应该为由2个氧原子构成的氧分子，可以用“”表示。故选C。12．某化学探究小组利用下图所示装置来验证水的组成。【实验步骤】①用大注射器抽取一定量的2%的氢氧化钠溶液，从A中的大圆孔注入；②用两个橡胶帽塞住右边两个出气口，用带针头的小注射器分别在出气口1和2处抽气，液面上升，直至水充满正、负两极；③接通电源，待C中气体体积达到最大刻度时，关闭电源，仔细观察实验装置中的现象；④分别用带针头的注射器抽取气体并检验。【交流与反思】(1)步骤①中，在水中加入氢氧化钠溶液的作用是。(2)步骤②的目的是。(3)通电后可观察到A中液面(填“上升”“无变化”或“下降”)。(4)电解水的符号表达式为。若实验过程中，C中得到200mL气体，则B中得到的气体质量为g(在该实验条件下，氢气的密度为0.09g/L，氧气的密度为1.43g/L)。(5)理论上电解水得到氧气和氢气的体积比为。某同学用碳棒作电极进行电解水实验，得到氧气和氢气的体积比小于1：2，对产生此现象原因的猜想合理的是___________(填字母)。A．部分氧气溶于水 B．部分氧气与氢气反应重新生成了水C．部分氧气与碳棒反应 D．部分氧气被碳棒吸附(6)实验结论：水是由组成的。【答案】(1)增强导电性(2)将装置内空气排尽，便于比较液面下降幅度(3)上升(4)0.143(5)ACD(6)氢元素、氧元素【详解】(1)纯水的导电性比较差，步骤①中在水中加入氢氧化钠溶液的作用是增强导电性。(2)电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，氧气与氢气的体积比为。步骤②使用注射器抽气直至水充满正、负两极，目的是将装置内空气排尽，便于比较液面下降幅度。(3)通电后，正极产生氧气，负极产生氢气，产生的气体会将水排到A中，则可观察到A中液面上升。(4)电解水生成氢气和氧气，符号表达式为。电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，氧气与氢气的体积比为。根据题目信息，可知C中产生的气体是氢气，B中产生的气体是氧气。若实验过程中，C中得到200mL气体，则B中得到的氧气体积为100mL，质量为。(5)部分氧气溶于水中，会使收集到的氧气较少，则得到的氧气和氢气的体积比小于，A合理。部分氧气和氢气反应生成水，消耗的氧气和氢气的体积比为，不影响得到的氢气和氧气的体积比，B不合理。部分氧气与碳棒反应，会使收集到的氧气较少，则得到的氧气和氢气的体积比小于，C合理。部分氧气被碳棒吸附，会使收集到的氧气较少，则得到的氧气和氢气的体积比小于，D合理。(6)氢气含氢元素，氧气含氧元素，水电解生成氢气和氧气，根据化学反应前后，元素的种类不变可知，水是由氢元素、氧元素组成的。13．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或硫酸钠，目的是。(2)写出电解水的化学方程式。(3)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氯化钠溶液就是在水中加入氯化钠固体。【提出假设】假设1：氧气和氯气；假设2：氢气和氧气；假设3：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收集到气体，试管b收集到气体假设2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【反思与评价】a．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，通过实验可证明水是由组成的。b．某城市住宅饮用水的处理过程如图所示：i．步骤①的网格净水原理类似于步骤(填“②”“③”或“④”等序号)。ii．地下水中的细菌和颗粒等杂质比湖水、河水等地表水中的少，请说出一个原因：。【答案】(1)增强水的导电性(2)(3)黄绿色无色氢气/H2不可以氢元素和氧元素③地下水经过了土壤、砂石等的过滤【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；（2）水在通电的条件下生成氢气和氧气，反应方程式为：（3）设计实验：由步骤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，所以b试管中收集到的气体为氢气；由步骤①的解释或结论假设2错误，又因为生成的气体有氢气，所以假设3正确，所以试管a收集到的是氯气，氯气是黄绿色的，所以试管a收集到黄绿色气体，氢气为无色的，所以试管b收集到无色气体。反思与评价：a.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，故电解水时不可以加氯化钠；电解水实验有氢气和氧气生成，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，故根据质量守恒定律反应前后元素种类不变，水由氢元素和氧元素组成；b.步骤①的网格可以将不溶性的固体杂质除去，类似于步骤③过滤，可以分离固体和液体；地下水经过了沙石、土壤的过滤，地表水易被污染等，故地下水中的细菌和颗粒等杂质比湖水、河水等地表水中的少。拓展培优14．兴趣小组对我国的太空舱制取氧气系统(其剖面如图所示)进行了研究性学习。Ⅰ．多角度认识制氧原理(1)太空舱制氧系统中电源A电极是极；将燃着的蜡烛放入b管收集的气体中，观察到燃烧。(2)太空舱制氧气的符号表达式为，反应过程中种类和数目均没有发生变化的微粒是(用符号表示)。Ⅱ．多措施提高制氧效率【查阅资料】①提高电解效率的措施主要包括：增强导电性、改变电解温度、设置超声波场等。②气泡直径越大电解效率越低。【讨论分析】(3)用的氢氧化钠溶液代替纯水进行电解，氢氧化钠溶液中有阳离子和阴离子(填离子符号)，离子浓度的增加可增强水的导电性。(4)升高电解温度能提高制氧效率的原因是。(5)如图分别为两种不同条件下不锈钢电极表面的气泡直径分布情况图。①气泡覆盖在电极表面使电解反应界面(选填“增大”或“减小”)，降低了电解效率。②超声波振动能提高电解效率的原因是。【成果分享】同学们以“资源循环助力航天”为主题设计了海报，在校园内进行了空间站环控生保技术科普宣传活动，与其他同学分享了项目式学习的成果。【答案】(1)负更旺(2)H、O(3)(4)温度升高，微粒运动速率加快(5)减小气泡直径变小，不能阻碍电极与水接触【详解】（1）电解水实验中，与电源正极相连的一端产生氧气，与电源负极相连的一端产生氢气，则太空舱制氧系统中电源A电极是负极；由图可知，b管收集的气体是氧气，氧气具有助燃性，则将燃着的蜡烛放入b管收集的气体中，观察到燃烧更旺。（2）太空舱制氧气的反应是水在通电条件下分解生成氢气和氧气，该反应的符号表达式为H2OH2+O2；根据化学反应前后原子种类及数目不变可知，该反应过程中种类和数目均没有发生变化的微粒是氢原子、氧原子，其符号分别为H、O。（3）离子符号的表示方法为在元素符号的右上角标注离子所带电荷量，先写数字，后写正负号，若数字为“1”，则省略不写，氢氧化钠溶液中有阳离子Na+和阴离子氢氧根离子，其符号为OH-。（4）化学反应的微观过程是微粒相互碰撞反应，微粒运动速率越快，则碰撞几率越大，反应速率越快，故升高电解温度能提高制氧效率的原因是温度升高，微粒运动速率加快。（5）①气泡覆盖在电极表面，阻碍了电极与水的接触，使电解反应界面减小，降低了电解效率。②由图可知，与静音条件下相比，超声条件下，不锈钢电极表面的气泡直径较小，则超声波振动能提高电解效率的原因是气泡直径变小，不能阻碍电极与水接触。15．人类的日常生活和工农业生产离不开水。某兴趣小组对水的组成展开了项目式学习。【活动一】用燃烧法探究水的组成(1)点燃氢气前先要，然后在带尖嘴的导管口点燃气体（如图甲所示），观察到火焰呈色，然后在火焰上方罩一个冷而干燥的小烧杯，过一会儿，观察到烧杯内壁有水雾出现且烧杯外壁发热，发生反应的符号表达式为，该化学反应的基本类型为。【活动二】用电解法探究水的组成该兴趣小组利用图乙所示的装置进行电解