【同步实验课】实验09 探究水的组成（教师版）-2024年初中化学同步实验教学（上册）

【同步实验课】 探究水的组成 【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】 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。 01 实验梳理 02 实验点拨 03 典例分析 04 对点训练 05 真题感悟 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 2 反应的文字表达式 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 根据精确的实验测定，每个水分子是由2 个氢原子和1 个氧原子构成的，因此水可以表示为2，请写出 电解水反应的符号表达式 。 【注意】 ①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( ) ．试管1 中得到2 B．水由2、2组成 ．产生2和2的体积比为2：1 D．实验说明水分子是可分的 【答】B 【详解】、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2，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； 、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 通电 2 2＋2 通电 水 氢气＋氧气 ．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 ．该实验说明水由氢元素和氧元素组成 D．、b 两管中产生的气体体积之比约1 2 ∶ 【答】 【详解】、电解水时，正氧负氢，氢二氧一，所以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； 、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、、b 两管中产生的气体体积之比约2 1 ∶，此选项错误。 故选：。 【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( ) ．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 ．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】D 【详解】、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； 、氢气燃烧生成水，故干冷烧杯内壁有水雾生成，故错误； 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2:1 b ③试管内产生的气体能燃烧，且燃烧时火焰呈淡蓝色 ④试管内产生的气体能使带火星的木条复燃 ．③④ B．②③ ．①② D．以上描述都不对 【答】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； ④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( ) ．实验1 中试管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 ．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】B 【详解】、电解水中，正极产生氧气，负极产生氢气，试管与电源负极相连，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； 、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( ) ．水发生了分解反应 B． 管中气体有助燃性 ．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】 【详解】、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， 管中气体体积较小，是氧气，氧气具有 助燃性，说法正确； 、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：。 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( ) ．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 ．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】 【详解】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； 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：。 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( ) ．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 1 ∶ ．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】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】、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； 、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( ) ．M、两导管口处收集的气体体积之比约为1:2 B．水中可加入少量硫酸钠或氢氧化钠以增强导电性 ．将带火星的木条放在M 导管口处，木条会复燃 D．将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】D 【详解】、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，与电源负极 相连收集到的气体是氢气，则M、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； 、由分析可知，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、由分析可知，导管口收集到的气体是氢气，将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( ) ．甲管与乙管中产生气体的质量比为2 1 ∶ B．电解水实验说明水是由氢原子和氧原子构成 ．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】D 【详解】、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； 、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( ) ．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 ．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】B 【详解】、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； 、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( ) ．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 ．若正极产生2mL 的气体，则负极产生的气体为4mL D．水是由氢气和氧气组成的 【答】 【详解】、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； 、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：。 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( ) ．烧杯内壁出现无色液滴 B．玻璃管b 端连接电源的正极 ．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】B 【详解】、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； 、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2和2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( ) ．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 ．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】D 【详解】、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； 、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“”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、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)。 ．部分氧气溶于水 B．部分氧气与电极材料发生反应 ．部分氧气与氢气反应重新生成了水 【答】(1)b 氢元素和氧元素 (2)B 【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)、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； 、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B。 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( ) ． 检验氧气 B． 氢气验纯 ． 点燃氢气 D． 熄灭酒精灯 【答】D 【详解】、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； 、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( ) ．产生的气体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 ．水中加入少量2S4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】 【详解】、电解水“正氧负氢、氢二氧一”、产生的气体较多，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； 、硫酸钠由硫酸根离子和钠离子组成，水中加入少量2S4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：。 3．(2023·广东深圳·统考中考真题)下列说法正确的是( ) ．和b 质量比为2：1 B．2具有助燃性 ．水是由氢元素和氧元素组成的 D．水的电解是物理变化 【答】 【详解】、电解水实验中，根据正氧负氢，氧一氢二，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，(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： ，(氢气)和b(氧气)质量比为4：32=1：8，故说法错误； B、氢气具有可燃性，氧气具有助燃性，故B 说法错误； 、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：。 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( ) ．管和b 管中气体体积比约为2：1 B．b 管中的气体能使燃着的木条烧得更旺 ．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】 【详解】、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。与负极相连，b 与 正极相连，所以管和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； 、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