专题05 电解水实验
一．实验题（共21小题）
1．（2023 汕头一模）根据图示实验，回答下列问题。
（1）图1实验制取氢气的化学方程式为 。基本反应类型是 。
（2）若要收集干燥的氢气，应采用 收集（填收集方法）。
（3）图2实验点燃氢气前，需 。点燃后烧杯壁上出现水雾，说明水是由 组成。
（4）图3实验测得V（a）：V（b）＝1：2，要确定水分子中氢氧原子个数比，还需要的数据有
（填序号）。
a.水的相对分子质量
b.氢气、氧气的密度
c.氢原子、氧原子的质量
（5）图4是水分子分解示意图，从微观上此过程中没有发生改变的是 。
2．（2023 汝阳县二模）如图为电解水的实验装置图。
（1）写出该反应的化学方程式 。
（2）b试管内气体作为能源有着广泛的应用前景，其优点之一是 。
3．（2023 沂南县一模）水是宝贵的自然资源，对人类的生产、生活都有重要的意义，请根据图回答问题：
（1）a管应连接电源的 极。
（2）该反应的化学方程式为 。
（3）检验d试管中收集的气体的方法是 。
4．（2023 佛冈县校级二模）经过半个学期的学习，我们已经完成了不少实验，请根据如图示实验，完成下列问题：
（1）在完成A实验时，a试管产生的气体为 ；产生氢气和氧气的体积比为 ，该实验说明了水是由 和 组成的，
（2）实验B的名称是 ，在完成B实验时，玻璃棒所起的作用是 ，检验得到的水是硬水还是软水的方法是 。
（3）在完成C实验时，要在集气瓶底部装少量的水或铺上一层细沙，目的是 。
5．（2023 前郭县一模）回答下列和氢气有关的问题。
（1）电解水实验中，可以用 检验负极产生的气体为氢气。
（2）如图是氢气验纯实验，请用文字描述实验操作过程： 。
6．（2023 承德县模拟）化学是以实验为基础的科学，实验是科学探究的重要手段。根据图示回答下列问题
（1）实验甲点燃蜡烛过一会儿，发现冷碟子底部出现 ，说明在氧气不足的条件下，可以用含 元素的物质制得炭黑。
（2）实验乙电解水实验中，电解水反应的化学方程式为 ；负极产物为 ，可知水中含有 元素；正极产物为 。
7．（2023 郑州一模）实验1、2是关于水的两个实验。
（1）实验1中反应的化学方程式为 。
（2）通过实验1可以得出结论：水是由 组成的。
（3）从微观角度分析：实验1和实验2的本质区别是 。
8．（2023 贺兰县校级模拟）根据如图所示的实验回答问题：
（1）甲是电解水的实验，检验正极端的试管收集到的气体的方法是用 ，它与负极端试管内气体的质量比是 。
（2）乙是过滤液体实验，其中玻璃棒的作用是 。
（3）丙是验证化学反应前后质量守恒的实验，反应结束后天平的指针将 （选填“偏左”、“偏右”或“不变”），原因是 。
9．（2023 成都模拟）根据如图回答下列问题。
（1）从分子、原子角度解释图1、图2的根本区别 。
（2）图2中，试管A的气体是 ，该实验说明水 。
（3）为了增强水的导电性，需要在水中加入少量的氢氧化钠，通电一段时间后，水槽中水的pH （填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）何同学需要3.2g氧气做氧气性质的实验，如果采用电解水的方法制取，至少需要多少质量的水？
10．（2023 石景山区一模）如图是研究水的组成和变化的两个实验。
（1）实验1，反应的化学方程式为 ；检验正极产生气体的现象是 。
（2）下列说法正确的是 （填序号）。
A．实验1，水变化前后原子的种类不变
B．实验2，水变化前后分子种类不变
C．实验2，水变化过程中分子间隔不变
11．（2023 东丽区一模）水与人类的生产、生活密切相关。
（1）如图1所示电解水的实验中，生成物中的一种气体可供呼吸。它会在 管（填字母）中产生。电解水的化学方程式为 。
（2）生活中鉴别硬水和软水选用的试剂是 。
（3）下列净化水的方法，只能除去不溶性杂质的是 。（填序号）
A．吸附
B．蒸馏
C．过滤
D．消毒
（4）二氧化氯（ClO2）是一种消毒剂，不仅能对饮用水消毒，而且可以有效灭杀病毒。将Cl2通入NaClO2溶液中即可制得ClO2和NaCl，该反应的化学方程式为 。
（5）图2是利用海水提取粗盐的过程：如图中①是 池（填“结晶”或“冷却”）。
12．（2023 江源区一模）水是宝贵的自然资源。对人类生活、生产都有重要意义。
（1）硬水给生活和生产带来许多麻烦，可用 来区分硬水和软水。
（2）如图所示，a、b试管中气体的体积比约为 。
（3）爱护水资源是每个公民应尽的义务。下列行为属于浪费水资源的是 （填序号）。
a．用淘米水浇花
b．农业上采用喷灌、滴灌
c．洗脸擦肥皂时不关闭水龙头
13．（2023 渭滨区一模）“追梦”学习小组走进实验室，组装如图装置探究“水在直流电作用下的变化”，请回答下列问题。
（1）将燃着的木条放在b玻璃管口。打开活塞，观察到 。
（2）由上述实验可以得出：
①水是由 （填元素名称）元素组成的。
②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，电能主要转化为 能。
（3）下列有关水的说法正确的是 （填字母）。
A．过滤可以降低水的硬度
B．自来水加热煮沸得到纯净水
C．农业上以喷灌或滴灌形式浇灌可节约用水
14．（2023 河东区一模）水是一种重要的资源，为人类生活提供了便利。
（1）如图所示的三个实验，A中水发生了 （填“物理”或“化学”）变化。
B中试管2内得到的气体为 ；C中小卵石、石英砂的作用 。
（2）写出电解水的化学方程式 。
（3）江河中的水和蒸馏水两种无色液体可用多种方法区分，例如：加入 ，根据产生泡沫的多少来区分。
（4）ClO2是新一代饮用水的消毒剂，可以用来代替Cl2进行自来水的消毒，制取ClO2的反应过程示意图如下，请回答：
该反应的化学方程式是 。
（5）为了保持江河湖泊的秀丽，某同学向市政府提出了保护江河的几条建议，其中不合理的是 （填序号）。
①向江河中放养鱼苗，保持生态平衡
②少用或不用含磷洗衣粉
③禁止向河道内倾倒垃圾
④禁止使用化肥和农药，防止水质污染
15．（2023 白碱滩区一模）在新疆库车，全球最大投资规模达到千亿级的绿氢项目将在年底正式投产，将全部采用光伏和风电等可再生能源发电制氢，制氢规模达到每年2万吨，每公斤的制氢成本大约在18元人民币左右。试从科学家认识物质的视角认识水。
（1）组成角度
图1是电解水，电解水实验证明水是由 组成。
（2）微观角度
图2是电解水的微观示意图，在水分解的过程中，发生变化的微粒是 （用化学用语填空，下同），不发生变化的微粒是 。
（3）性质角度
水能与许多物质发生化学反应，水与氧化钙反应生成氢氧化钙，该化学反应基本类型是 （选填“化合反应”或“分解反应”）。
（4）应用角度
科学家正致力于研究在催化剂和光照条件下分解水制氢气。写出该反应的化学方程式： 。
（5）净化角度
①图3是某家庭净水装置示意图。该装置可以除去不溶性固体杂质，其有 作用。
②净化后是硬水还是软水？你认为可以用 来检验。
16．（2023 宽城区一模）水是生命之源，人类的日常生活与工农业生产都离不开水。
（1）实验A中水变成水蒸气的过程中，不发生变化的是 （填字母序号）；
A．分子质量
B．分子种类
C．分子间隔
D．分子运动速率
（2）实验B中试管1和试管2内得到的气体的体积比为 ；
（3）实验C中活性炭的作用是 ；
（4）生活中常用 的方法可将硬水软化。
17．（2023 涧西区一模）如图Ⅰ中是电解水的简易装置，图Ⅱ为电解水生成的气体体积与时间的关系图。
若甲管生成气体A，则b应接电源 ；一段时间后，切断电源，打开乙管的活塞，将燃着的小木条放在玻璃管尖嘴口，发生的现象为 。
18．（2023 高阳县校级模拟）根据如图所示的实验回答问题。
（1）甲装置中仪器a的名称为 ，试管口放一团棉花的目的是 ，用该装置收集氧气，当观察到 时，表明氧气收集满了。
（2）乙是电解水的实验装置图，玻璃管b端连接电源的 极；该实验说明水是由 组成的。
19．（2023 封开县一模）我国2022年“世界水日”“中国水周”活动主题为“推进地下水超采综合治理，复苏河湖生态环境”。人类的生产生活离不开水，人类从未停止过对水的探究。
（1）向浑浊地下水中加入 （填试剂的名称），搅拌、静置，可使悬浮在水中的杂质沉降。
（2）为降低地下水的硬度，普通家庭可使用的方法是 。检验一份水样是否是硬水，可选用的试剂是 。
（3）利用右图中的电解水装置制取时，装置中发生反应的化学方程式是 ；在 （填字母）管中产生一种气体可供呼吸，写出基于A管气体化学性质的一种用途： 。
20．（2023 海陵区校级模拟）水是生命之源，人类从未停止过对水的探究。
【先贤智慧】
实验1：1766年英国化学家卡文迪许制得“可燃空气”，在纯氧中燃烧只生成水。他所说的“可燃空气”成分是 （填化学式）。
实验2：1785年拉瓦锡将水蒸气通过红热的铁管（高温条件），生成氢气和四氧化三铁，实验如图1所示。上述反应的化学方程式为 。
实验3：1800年英国化学家尼科尔森利用伏打电池对水进行通电，发现两极上都有气体逸出。实验室常用图2装置进行模拟，则M极与N极管中产生气体体积之比为 。
上述3个实验中，能证明“水由氢元素和氧元素组成”的是 。
A．实验1、2
B．实验1、3
C．实验2、3
D．实验1、2、3
【当代成就】
“生命吸管”是军事上的重要发明，它可以解决士兵在野外极限环境中饮水问题（如图3）。
（1）图中双层纺织网的主要作用是 。
（2）将硬水通过图4所示的阳离子交换柱后，可变成软水，交换后的水仍然呈电中性。
①家庭生活中常用的软化硬水的方法是 。
②根据图4可知，每1个钙离子可以从阳离子交换树脂中换出 个钠离子。
③阳离子交换柱长时间使用后会失去硬水软化功能。取交换后的溶液少量，滴入 ，振荡，若观察到产生白色浮渣，几乎没有泡沫，则说明阳离子交换柱已失效。
21．（2023 深圳模拟）天宫课堂点燃科学梦想。天宫空间站获取O2的主要方式是电解水，实验小组在课本实验的启发下，研究影响电解水反应快慢的因素，在15℃，1个标准大气压下，用12V直流电进行以下实验，数据记录如下表：（15℃，1个标准大气压下，1L水中，能溶解约30mLO2，能溶解约0.001mLH2）
实验编号 NaOH溶液浓度/% 电极材料 H2体积/mL O2体积/mL 电解时间/s
① 10 碳棒 20 9.7 270
② 10 铂丝 20 9.9 455
③ 5 碳棒 20 9.8 522
④ 5 铂丝 20 9.9 638
（1）上图中， （填“a”或“b”）玻璃管接电源正极端。
（2）对比表中实验①②，选择 （填“碳棒”或“铂丝”）做电极材料，电解水的速率更快。
（3）对比表中实验 （填实验编号）可知，NaOH溶液浓度也是影响电解水反应快慢的因素之一。
（4）分析表中数据发现，H2与O2的体积比大于2：1，原因是 。
（5）若用电解水的方法制取16g的O2，消耗水的质量是多少？（根据化学方程式计算）
专题05 电解水实验
参考答案与试题解析
一．实验题（共21小题）
1．（2023 汕头一模）根据图示实验，回答下列问题。
（1）图1实验制取氢气的化学方程式为 Zn+H2SO4＝ZuSO4+H2↑ 。基本反应类型是 置換反应 。
（2）若要收集干燥的氢气，应采用 向下排空气法 收集（填收集方法）。
（3）图2实验点燃氢气前，需 检验纯度 。点燃后烧杯壁上出现水雾，说明水是由 氢元素和氧元素 组成。
（4）图3实验测得V（a）：V（b）＝1：2，要确定水分子中氢氧原子个数比，还需要的数据有 bc
（填序号）。
a.水的相对分子质量
b.氢气、氧气的密度
c.氢原子、氧原子的质量
（5）图4是水分子分解示意图，从微观上此过程中没有发生改变的是 氢原子、氧原子 。
【答案】（1）Zn+H2SO4＝ZuSO4+H2↑；置換反应.
（2）向下排空气法。
（3）检验纯度；氢元素和氧元素。
（4）bc。
（5）氢原子、氧原子。
【解答】解：（1）实验室是用锌粒和稀硫酸在常温下反应制氢气的，同时生成硫酸锌，化学方程式为Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑，该反应是由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质与另一种化合物，属于置换反应；
（2）氢气的密度比空气小，因此可采用向下排空气法来收集较为干燥的氢气；
（3）图2实验点燃氢气前，需检验其纯度，以防氢气不纯，点燃发生爆炸。氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，点燃后，烧杯壁上出现水雾，说明水是由氢元素与氧元素组成；
（4）图3实验测得V（a）：V（b）＝1：2，要确定水分子中氢氧原子个数比，还需要的数据有氢气、氧气的密度以及氢原子、氧原子的质量；
（5）图4是水分子分解示意图，从微观上此过程中没有发生改变的是氢原子、氧原子。
故答案为：（1）Zn+H2SO4＝ZuSO4+H2↑；置換反应.
（2）向下排空气法。
（3）检验纯度；氢元素和氧元素。
（4）bc。
（5）氢原子、氧原子。
2．（2023 汝阳县二模）如图为电解水的实验装置图。
（1）写出该反应的化学方程式 2H2O2H2↑+O2↑ 。
（2）b试管内气体作为能源有着广泛的应用前景，其优点之一是 环保 。
【答案】（1）2H2O2H2↑+O2↑；
（2）环保。
【解答】解：（1）电解水生成氢气和氧气，反应的化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑。
（2）电解水产生的氢气和氧气的体积比为2：1，b试管内收集的气体较多，为氢气，而氢气燃烧只有水，且放出热量多，则氢气作为能源的优点为热值高、无污染等。
故答案为：（1）2H2O2H2↑+O2↑；
（2）环保。
3．（2023 沂南县一模）水是宝贵的自然资源，对人类的生产、生活都有重要的意义，请根据图回答问题：
（1）a管应连接电源的 负 极。
（2）该反应的化学方程式为 2H2O2H2↑+O2↑ 。
（3）检验d试管中收集的气体的方法是 将带火星的木条插入试管中，若木条复燃，则该气体是氧气 。
【答案】（1）负；
（2）2H2O2H2↑+O2↑；
（3）将带火星的木条插入试管中，若木条复燃，则该气体是氧气。
【解答】解：（1）电解水时，负极产生氢气，正极产生氧气，体积比约为2：1，c端产生的气体用向下排空气法收集，说明该气体的密度小于空气，收集的气体是氢气，a管应连接电源的负极。
（2）电解水时，负极产生氢气，正极产生氧气，该反应的化学方程式为：2H2O2H2↑+O2↑。
（3）d端产生的气体用向上排空气法收集，说明该气体的密度大于空气，收集的气体是氧气，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，检验d试管中收集的气体的方法是将带火星的木条插入试管中，若木条复燃，则该气体是氧气。
故答案为：
（1）负；
（2）2H2O2H2↑+O2↑；
（3）将带火星的木条插入试管中，若木条复燃，则该气体是氧气。
4．（2023 佛冈县校级二模）经过半个学期的学习，我们已经完成了不少实验，请根据如图示实验，完成下列问题：
（1）在完成A实验时，a试管产生的气体为 氧气 ；产生氢气和氧气的体积比为 2：1 ，该实验说明了水是由 氢元素 和 氧元素 组成的，
（2）实验B的名称是 过滤 ，在完成B实验时，玻璃棒所起的作用是 引流 ，检验得到的水是硬水还是软水的方法是 加入肥皂水，若产生泡沫少是硬水，产生泡沫多是软水 。
（3）在完成C实验时，要在集气瓶底部装少量的水或铺上一层细沙，目的是 防止生成物溅落炸裂瓶底 。
【答案】（1）氧气；2：1；氢元素；氧元素；
（2）过滤；引流；加入肥皂水，若产生泡沫少是硬水，产生泡沫多是软水；
（3）防止生成物溅落炸裂瓶底。
【解答】解：（1）由图示可知，A实验是电解水实验，由电解水时“正氧负氢、氢二氧一”可知，a试管产生的气体为正极生成的氧气；产生氢气和氧气的体积比为2：1，该实验说明了水是由氢元素和氧元素组成的。
（2）由图示可知，实验B的名称是过滤，在完成B实验时，玻璃棒所起的作用是引流，检验得到的水是硬水还是软水的方法是：加入肥皂水，若产生泡沫少是硬水，产生泡沫多是软水。
（3）C实验是铁丝在氧气中燃烧，放出大量的热，火星四射，要在集气瓶底部装少量的水或铺上一层细沙，目的是防止生成物溅落炸裂瓶底。
故答案为：（1）氧气；2：1；氢元素；氧元素；
（2）过滤；引流；加入肥皂水，若产生泡沫少是硬水，产生泡沫多是软水；
（3）防止生成物溅落炸裂瓶底。
5．（2023 前郭县一模）回答下列和氢气有关的问题。
（1）电解水实验中，可以用 燃着的木条 检验负极产生的气体为氢气。
（2）如图是氢气验纯实验，请用文字描述实验操作过程： 用拇指堵住集满氢气的试管口，管口向下，靠近火焰，移开拇指点火 。
【答案】（1）燃着的木条；
（2）用拇指堵住集满氢气的试管口，管口向下，靠近火焰，移开拇指点火。
【解答】解：（1）氢气具有可燃性，电解水实验中，可以用燃着的木条检验负极产生的气体为氢气。
（2）如图是氢气验纯实验，实验操作过程是：用拇指堵住集满氢气的试管口，管口向下，靠近火焰，移开拇指点火。
故答案为：（1）燃着的木条；
（2）用拇指堵住集满氢气的试管口，管口向下，靠近火焰，移开拇指点火。
6．（2023 承德县模拟）化学是以实验为基础的科学，实验是科学探究的重要手段。根据图示回答下列问题
（1）实验甲点燃蜡烛过一会儿，发现冷碟子底部出现 黑色物质 ，说明在氧气不足的条件下，可以用含 碳 元素的物质制得炭黑。
（2）实验乙电解水实验中，电解水反应的化学方程式为 2H2O2H2↑+O2↑ ；负极产物为 氢气 ，可知水中含有 氢、氧 元素；正极产物为 氧气 。
【答案】（1）黑色物质；碳；
（2）2H2O2H2↑+O2↑；氢气；氢、氧；氧气。
【解答】解：（1）实验甲点燃蜡烛过一会儿，发现冷碟子底部出现黑色物质，说明在氧气不足的条件下，含碳物质不完全燃烧生成的，由质量守恒定律可知，可以用含碳元素的物质制得炭黑。
（2）实验乙电解水实验中，电解水生成氢气和氧气，反应的化学方程式为：2H2O2H2↑+O2↑；由电解水时“正氧负氢、氢二氧一”可知，负极产物为氢气，可知水中含有氢、氧元素；正极产物为氧气。
故答案为：（1）黑色物质；碳；
（2）2H2O2H2↑+O2↑；氢气；氢、氧；氧气。
7．（2023 郑州一模）实验1、2是关于水的两个实验。
（1）实验1中反应的化学方程式为 2H2O2H2↑+O2↑ 。
（2）通过实验1可以得出结论：水是由 氢元素和氧元素 组成的。
（3）从微观角度分析：实验1和实验2的本质区别是 水分子的种类是否改变 。
【答案】（1）2H2O2H2↑+O2↑；
（2）氢元素和氧元素；
（3）水分子的种类是否改变。
【解答】解：（1）实验1中水通电分解生成氢气和氧气，反应的化学方程式为：2H2O2H2↑+O2↑。
（2）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。
（3）从微观角度分析，实验2中，只是水分子的间隔发生改变，分子的本身没有改变；实验1中水通电分解生成氢气和氧气，变化过程中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，分子的本身发生改变。从微观角度分析，实验1和实验2的本质区别是水分子的种类是否改变。
故答案为：
（1）2H2O2H2↑+O2↑；
（2）氢元素和氧元素；
（3）水分子的种类是否改变。
8．（2023 贺兰县校级模拟）根据如图所示的实验回答问题：
（1）甲是电解水的实验，检验正极端的试管收集到的气体的方法是用 将带火星的小木条伸到试管口，木条复燃证明该气体是氧气 ，它与负极端试管内气体的质量比是 8：1 。
（2）乙是过滤液体实验，其中玻璃棒的作用是 引流 。
（3）丙是验证化学反应前后质量守恒的实验，反应结束后天平的指针将 偏右 （选填“偏左”、“偏右”或“不变”），原因是 碳酸钠和稀盐酸反应生成的二氧化碳气体扩散到空气中，剩余物质的质量小于原反应物总质量，天平向右偏 。
【答案】（1）将带火星的小木条伸到试管口，木条复燃证明该气体是氧气；8：1；
（2）引流；
（3）偏右；碳酸钠和稀盐酸反应生成的二氧化碳气体扩散到空气中，剩余物质的质量小于原反应物总质量，天平向右偏。
【解答】解：（1）电解水实验中正极所产生的气体是O2，O2具有助燃性，检验方法是：将带火星的小木条伸到试管口，木条复燃证明该气体是O2；负极的产物是H2，O2和H2的体积比为1：2，则质量比为（1×2×16）：（2×2×1）＝8：1。
（2）过滤实验中玻璃棒的作用是引流。
（3）实验三中左边天秤发生的反应是：2HCl+Na2CO3＝H2O+CO2↑+H2O，在反应过程中有气体生成逸散至空气中，因此固体和液体的质量减轻，左盘质量减轻而右盘质量不变，因此天秤向右偏。
故答案为：（1）将带火星的小木条伸到试管口，木条复燃证明该气体是氧气；8：1；
（2）引流；
（3）偏右；碳酸钠和稀盐酸反应生成的二氧化碳气体扩散到空气中，剩余物质的质量小于原反应物总质量，天平向右偏。
9．（2023 成都模拟）根据如图回答下列问题。
（1）从分子、原子角度解释图1、图2的根本区别 图1过程中水分子不变，图2过程中水分子改变 。
（2）图2中，试管A的气体是 氢气 ，该实验说明水 由氢元素和氧元素组成 。
（3）为了增强水的导电性，需要在水中加入少量的氢氧化钠，通电一段时间后，水槽中水的pH 变大 （填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）何同学需要3.2g氧气做氧气性质的实验，如果采用电解水的方法制取，至少需要多少质量的水？
【答案】（1）图1过程中水分子不变，图2过程中水分子改变。
（2）氢气；由氢元素和氧元素组成。
（3）变大。
（4）3.6g。
【解答】解：（1）从分子、原子角度解释图1、图2的根本区别是图1过程中水分子不变，图2过程中水分子改变。
故答案为：图1过程中水分子不变，图2过程中水分子改变。
（2）图2中，试管A的气体是氢气，该实验说明水由氢元素和氧元素组成。
故答案为：氢气；由氢元素和氧元素组成。
（3）为了增强水的导电性，需要在水中加入少量的氢氧化钠，通电一段时间后，水不断减少，氢氧化钠浓度增大，碱性增强，水槽中水的pH变大。
故答案为：变大。
（4）设需要水的质量是x。
2H2O2H2↑+O2↑
36 32
x 3.2g
＝
x＝3.6g
由以上质量关系可知，如果采用电解水的方法制取，至少需要电解水3.6g。
10．（2023 石景山区一模）如图是研究水的组成和变化的两个实验。
（1）实验1，反应的化学方程式为 2H2O2H2↑+O2↑ ；检验正极产生气体的现象是 带火星的木条复燃 。
（2）下列说法正确的是 AB （填序号）。
A．实验1，水变化前后原子的种类不变
B．实验2，水变化前后分子种类不变
C．实验2，水变化过程中分子间隔不变
【答案】（1）2H2O2H2↑+O2↑；带火星的木条复燃。
（2）AB。
【解答】解：（1）实验1，反应的化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑；检验正极产生气体的现象是带火星的木条复燃。
（2）A．实验1中，电解水生成氢气和氧气，过程中水分子分解生成氢原子和氧原子，氢原子结合生成氢分子，氧原子结合生成氧分子，因此水变化前后原子的种类不变，该选项正确。
B．实验2中，水变成水蒸气，水分子没有改变，因此水变化前后分子种类不变，该选项正确。
C．实验2，水变成水蒸气，水分子间隔变大，该选项不正确。
故答案为：（1）2H2O2H2↑+O2↑；带火星的木条复燃。
（2）AB。
11．（2023 东丽区一模）水与人类的生产、生活密切相关。
（1）如图1所示电解水的实验中，生成物中的一种气体可供呼吸。它会在 b 管（填字母）中产生。电解水的化学方程式为 2H2O2H2↑+O2↑ 。
（2）生活中鉴别硬水和软水选用的试剂是 肥皂水 。
（3）下列净化水的方法，只能除去不溶性杂质的是 C 。（填序号）
A．吸附
B．蒸馏
C．过滤
D．消毒
（4）二氧化氯（ClO2）是一种消毒剂，不仅能对饮用水消毒，而且可以有效灭杀病毒。将Cl2通入NaClO2溶液中即可制得ClO2和NaCl，该反应的化学方程式为 Cl2+2NaClO2＝2ClO2+2NaCl 。
（5）图2是利用海水提取粗盐的过程：如图中①是 结晶 池（填“结晶”或“冷却”）。
【答案】（1）b；2H2O2H2↑+O2↑
（2）肥皂水；
（3）C；
（4）Cl2+2NaClO2＝2ClO2+2NaCl；
（5）结晶。
【解答】解：（1）反应物中的一种气体可供呼吸，该气体是氧气。电解水实验中“正氧负氢”，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气，则氧气会在b中产生；水通电分解生成氢气和氧气，反应的化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑。故答案为：b；2H2O2H2↑+O2↑；
（2）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；
（3）A、吸附常用活性炭，活性炭能吸附水中的色素和异味，但不能除去不溶性杂质，故选项不符合题意；
B、蒸馏通过加热的方法使水变成水蒸气后冷凝成水，可除去其中的可溶性杂质和不溶性杂质，故选项不符合题意；
C、过滤可以将固体和液体分离，可除去其中的不溶性杂质，故选项符合题意；
D、消毒的原理是除去水中的微生物，不能除去水中不溶性杂质，故选项不符合题意；
故选：C；
（4）Cl2通入NaClO2溶液中可制得ClO2和NaCl，反应的化学方程式为Cl2+2NaClO2＝2ClO2+2NaCl，故填：Cl2+2NaClO2＝2ClO2+2NaCl；
（5）氯化钠的溶解度随温度变化不大，常用蒸发结晶的方法得到氯化钠晶体，经过图①操作，可得到粗盐和母液，故①是结晶池，故答案为：结晶。
12．（2023 江源区一模）水是宝贵的自然资源。对人类生活、生产都有重要意义。
（1）硬水给生活和生产带来许多麻烦，可用 肥皂水 来区分硬水和软水。
（2）如图所示，a、b试管中气体的体积比约为 2：1 。
（3）爱护水资源是每个公民应尽的义务。下列行为属于浪费水资源的是 c （填序号）。
a．用淘米水浇花
b．农业上采用喷灌、滴灌
c．洗脸擦肥皂时不关闭水龙头
【答案】（1）肥皂水；
（2）2：1；
（3）c。
【解答】解：（1）鉴别硬水与软水可用肥皂水，加入肥皂水后搅拌，产生泡沫较多的是软水，产生泡沫较少的是硬水；
（2）水电解时，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气，它们的体积比是1：2，由图可知，a管与电源的负极相连，产生的是氢气，b管与电源的征集相连，产生的是氧气，故a、b试管中气体的体积比约为2：1；
（3）a、用淘米水浇花，提高了水的利用率，能起到节约用水的作用，不符合题意；
b、农业上采用喷灌、滴灌能起到节约用水的作用，不符合题意；
c、洗脸擦肥皂不关上水龙头会浪费水资源，符合题意；
故答案为：（1）肥皂水；
（2）2：1；
（3）c。
13．（2023 渭滨区一模）“追梦”学习小组走进实验室，组装如图装置探究“水在直流电作用下的变化”，请回答下列问题。
（1）将燃着的木条放在b玻璃管口。打开活塞，观察到 气体燃烧，火焰呈淡蓝色 。
（2）由上述实验可以得出：
①水是由 氢、氧 （填元素名称）元素组成的。
②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，电能主要转化为 化学 能。
（3）下列有关水的说法正确的是 C （填字母）。
A．过滤可以降低水的硬度
B．自来水加热煮沸得到纯净水
C．农业上以喷灌或滴灌形式浇灌可节约用水
【答案】（1）气体燃烧，火焰呈淡蓝色；
（2）①氢、氧；
②化学；
（3）C。
【解答】解：（1）由电解水的实验现象和结论可知，电解水时正极产生氧气，负极产生氢气，氧气和氢气的体积比为1：2。如图所示，连接负极的b玻璃管产生的气体体积大，为氢气，具有可燃性，故将燃着的木条放在b玻璃管口，打开活塞，观察到气体燃烧，火焰呈淡蓝色。
（2）①通过实验可知水通电后生成氢气和氧气，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类没有改变，可以得出水是由氢、氧元素组成的；
②电解水是将电能转化为化学能。因为水分解成氢气和氧气是非自发过程，需要外界补充能量，即电能，这部分能量主要储存在产物——氢气和氧气中，即它们的化学能。
（3）A、过滤只能除去水中的难溶性杂质，不能除去水中的可溶性钙、镁化合物，即不能将降低水的硬度，故A错误；
B、蒸馏可以得到纯净的水，而加热煮沸不能得到纯净的水，水中仍含有可溶性杂质，故B错误；
C、农业上以喷灌或滴灌形式浇灌可节约用水，故C正确。
故答案为：（1）气体燃烧，火焰呈淡蓝色；
（2）①氢、氧；
②化学；
（3）C。
14．（2023 河东区一模）水是一种重要的资源，为人类生活提供了便利。
（1）如图所示的三个实验，A中水发生了 物理 （填“物理”或“化学”）变化。
B中试管2内得到的气体为 氧气 ；C中小卵石、石英砂的作用 过滤 。
（2）写出电解水的化学方程式 2H2O2H2↑+O2↑ 。
（3）江河中的水和蒸馏水两种无色液体可用多种方法区分，例如：加入 肥皂水 ，根据产生泡沫的多少来区分。
（4）ClO2是新一代饮用水的消毒剂，可以用来代替Cl2进行自来水的消毒，制取ClO2的反应过程示意图如下，请回答：
该反应的化学方程式是 2NaClO2+Cl2＝2NaCl+2ClO2 。
（5）为了保持江河湖泊的秀丽，某同学向市政府提出了保护江河的几条建议，其中不合理的是 ④ （填序号）。
①向江河中放养鱼苗，保持生态平衡
②少用或不用含磷洗衣粉
③禁止向河道内倾倒垃圾
④禁止使用化肥和农药，防止水质污染
【答案】（1）物理；氧气；过滤；
（2）2H2O2H2↑+O2↑；
（3）肥皂水；
（4）2NaClO2+Cl2＝2NaCl+2ClO2；
（5）④。
【解答】解：（1）A中只是水的状态发生变化，没有新物质生成，属于物理变化；电解水实验中“正氧负氢，氢二氧一”，试管2与电源正极相连，收集到的气体较少，是氧气；图C中小卵石、石英砂的主要作用是过滤，除去水中难溶性杂质；
（2）水通电分解生成氢气和氧气，反应的化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑；
（3）江河中的水含有较多的钙、镁化合物，属于硬水，而蒸馏水属于软水，所以可用肥皂水进行区别，泡沫多的是蒸馏水，泡沫少的是江河水；
（4）由反应的微观示意图可知，NaClO2与Cl2反应生成NaClClO2和ClO2，反应的化学方程式为2NaClO2+Cl2＝2NaCl+2ClO2；
（5）①向江河中放养鱼苗，保持生态平衡，可以保护水资源，故选项做法合理；
②少用或不用含磷洗衣粉，可以防止水体富养养化，故选项做法合理；
③禁止向河道内倾倒垃圾，可以防止水污染，故选项做法合理；
④不能禁止使用化肥和农药，应该合理使用，故选项做法不合理；
故选：④。
故答案为：（1）物理；氧气；过滤；
（2）2H2O2H2↑+O2↑；
（3）肥皂水；
（4）2NaClO2+Cl2＝2NaCl+2ClO2；
（5）④。
15．（2023 白碱滩区一模）在新疆库车，全球最大投资规模达到千亿级的绿氢项目将在年底正式投产，将全部采用光伏和风电等可再生能源发电制氢，制氢规模达到每年2万吨，每公斤的制氢成本大约在18元人民币左右。试从科学家认识物质的视角认识水。
（1）组成角度
图1是电解水，电解水实验证明水是由 氢元素与氧元素 组成。
（2）微观角度
图2是电解水的微观示意图，在水分解的过程中，发生变化的微粒是 H2O （用化学用语填空，下同），不发生变化的微粒是 H、O 。
（3）性质角度
水能与许多物质发生化学反应，水与氧化钙反应生成氢氧化钙，该化学反应基本类型是 化合反应 （选填“化合反应”或“分解反应”）。
（4）应用角度
科学家正致力于研究在催化剂和光照条件下分解水制氢气。写出该反应的化学方程式： 2H2O2H2↑+O2↑ 。
（5）净化角度
①图3是某家庭净水装置示意图。该装置可以除去不溶性固体杂质，其有 过滤 作用。
②净化后是硬水还是软水？你认为可以用 肥皂水 来检验。
【答案】（1）氢元素与氧元素；
（2）H2O；H、O；
（3）化合反应；
（4）2H2O2H2↑+O2↑；
（5）①过滤；
②肥皂水。
【解答】解：（1）电解水生成氢气和氧气，氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，由质量守恒定律可知，水是由氢元素与氧元素组成的；故答案为：氢元素与氧元素；
（2）图2是电解水的微观示意图，在水分解的过程中，发生变化的微粒是水分子，水分子符号为H2O；不发生变化的微粒是氢原子和氧原子，符号分别为H、O；故答案为：H2O；H、O；
（3）水与氧化钙反应生成氢氧化钙，该化学反应是由两种物质反应生成另一种新物质，符合“多变一”的特点，化学反应的基本类型是化合反应；故答案为：化合反应；
（4）科学家正致力于研究在催化剂和光照条件下分解水制氢气。写出该反应的化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑；故答案为：2H2O2H2↑+O2↑；
（5）①图3是某家庭净水装置示意图。该装置可以除去不溶性固体杂质，其有过滤作用；故答案为：过滤；
②净化后是硬水还是软水可以用肥皂水来检验，加入肥皂水振荡，若产生的泡沫较多则是软水，若产生的泡沫较少是硬水；故答案为：肥皂水。
16．（2023 宽城区一模）水是生命之源，人类的日常生活与工农业生产都离不开水。
（1）实验A中水变成水蒸气的过程中，不发生变化的是 AB （填字母序号）；
A．分子质量
B．分子种类
C．分子间隔
D．分子运动速率
（2）实验B中试管1和试管2内得到的气体的体积比为 2：1 ；
（3）实验C中活性炭的作用是 吸附水中的异味和色素 ；
（4）生活中常用 煮沸 的方法可将硬水软化。
【答案】（1）AB；
（2）2：1；
（3）吸附水中的色素和异味；
（4）煮沸。
【解答】解：（1）水蒸发过程中水分子的质量不变，分子的种类也不变，分子之间的间隔变大，分子运动加快，故答案为：AB；
（2）电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，体积比为1：2，因此试管1和试管2中气体的体积比为2：1，故答案为：2：1；
（3）净化水过程中活性炭的作用是吸附水中的色素和异味，故答案为：吸附水中的异味和色素；
（4）生活中利用煮沸的方法降低水的硬度，故答案为：煮沸。
17．（2023 涧西区一模）如图Ⅰ中是电解水的简易装置，图Ⅱ为电解水生成的气体体积与时间的关系图。
若甲管生成气体A，则b应接电源 正极 ；一段时间后，切断电源，打开乙管的活塞，将燃着的小木条放在玻璃管尖嘴口，发生的现象为 小木条燃烧更旺 。
【答案】正极；小木条燃烧更旺。
【解答】解：电解水时，与正极相连的试管生成的气体是氧气，较少，与负极相连的试管生成的是氢气，较多，根据图Ⅱ可知，A气体是氢气，B气体时氧气，则若甲管生成气体A，则b应接电源 正极，氧气具有助燃性，氧气能使燃着的小木条燃烧更旺，则将燃着的小木条放在玻璃管尖嘴口，发生的现象为小木条燃烧更旺。
故答案为：正极；小木条燃烧更旺。
18．（2023 高阳县校级模拟）根据如图所示的实验回答问题。
（1）甲装置中仪器a的名称为 铁架台 ，试管口放一团棉花的目的是 防止加热时固体粉末进入导管，堵塞导管 ，用该装置收集氧气，当观察到 集气瓶口有气泡冒出，瓶内的水排净 时，表明氧气收集满了。
（2）乙是电解水的实验装置图，玻璃管b端连接电源的 正 极；该实验说明水是由 氢元素和氧元素 组成的。
【答案】（1）铁架台；防止加热时固体粉末进入导管，堵塞导管；集气瓶口有气泡冒出，瓶内的水排净；
（2）正；氢元素和氧元素。
【解答】解：（1）根据图示结合常见仪器的用途可知，仪器a的名称是铁架台，试管口放一团棉花的作用是防止加热时固体粉末进入导管，堵塞导管；当观察到集气瓶口有气泡冒出，瓶内的水排净时氧气已满；
（2）根据装置，可以判断出a试管收集的气体较多是氢气，连接的是电源的负极，a试管收集的气体较少是氧气，连接的是电源的正极；该实验说明水是由氢元素和氧元素组成的。
故答案为：（1）铁架台；防止加热时固体粉末进入导管，堵塞导管；集气瓶口有气泡冒出，瓶内的水排净；
（2）正；氢元素和氧元素。
19．（2023 封开县一模）我国2022年“世界水日”“中国水周”活动主题为“推进地下水超采综合治理，复苏河湖生态环境”。人类的生产生活离不开水，人类从未停止过对水的探究。
（1）向浑浊地下水中加入 明矾 （填试剂的名称），搅拌、静置，可使悬浮在水中的杂质沉降。
（2）为降低地下水的硬度，普通家庭可使用的方法是 煮沸 。检验一份水样是否是硬水，可选用的试剂是 肥皂水 。
（3）利用右图中的电解水装置制取时，装置中发生反应的化学方程式是 2H2O2H2↑+O2↑ ；在 B （填字母）管中产生一种气体可供呼吸，写出基于A管气体化学性质的一种用途： 作燃料（合理即可） 。
【答案】（1）明矾；
（2）煮沸；肥皂水；
（3）2H2O2H2↑+O2↑；B；作燃料（合理即可）。
【解答】解：（1）向浑浊地下水中加入明矾，搅拌、静置，可使悬浮在水中的杂质沉降；故答案为：明矾；
（2）为降低地下水的硬度，普通家庭可使用的方法是煮沸。检验一份水样是否是硬水，可选用的试剂是肥皂水，加入肥皂水后搅拌，若产生的泡沫较少、浮渣较多则为硬水，若产生的泡沫较多则为软水；故答案为：煮沸；肥皂水；
（3）水在通电的条件下分解为氢气和氧气，化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑，由“正氧负氢、氢二氧一”可知，在B管中产生一种气体可供呼吸——氧气，A管中的气体体积较大，是氢气，氢气具有可燃性、还原性，因此氢气可用作燃料、可用作还原剂；故答案为：2H2O2H2↑+O2↑；B；作燃料（合理即可）。
20．（2023 海陵区校级模拟）水是生命之源，人类从未停止过对水的探究。
【先贤智慧】
实验1：1766年英国化学家卡文迪许制得“可燃空气”，在纯氧中燃烧只生成水。他所说的“可燃空气”成分是 H2 （填化学式）。
实验2：1785年拉瓦锡将水蒸气通过红热的铁管（高温条件），生成氢气和四氧化三铁，实验如图1所示。上述反应的化学方程式为 3Fe+4H2OFe3O4+4H2 。
实验3：1800年英国化学家尼科尔森利用伏打电池对水进行通电，发现两极上都有气体逸出。实验室常用图2装置进行模拟，则M极与N极管中产生气体体积之比为 1：2 。
上述3个实验中，能证明“水由氢元素和氧元素组成”的是 B 。
A．实验1、2
B．实验1、3
C．实验2、3
D．实验1、2、3
【当代成就】
“生命吸管”是军事上的重要发明，它可以解决士兵在野外极限环境中饮水问题（如图3）。
（1）图中双层纺织网的主要作用是 过滤水中泥沙等 。
（2）将硬水通过图4所示的阳离子交换柱后，可变成软水，交换后的水仍然呈电中性。
①家庭生活中常用的软化硬水的方法是 煮沸 。
②根据图4可知，每1个钙离子可以从阳离子交换树脂中换出 2 个钠离子。
③阳离子交换柱长时间使用后会失去硬水软化功能。取交换后的溶液少量，滴入 肥皂水 ，振荡，若观察到产生白色浮渣，几乎没有泡沫，则说明阳离子交换柱已失效。
【答案】【先贤智慧】实验1：H2；
实验2：3Fe+4H2OFe3O4+4H2；
实验3：1：2；B；
【当代成就】（1）过滤水中泥沙等；
（3 ①煮沸；
②2；
③肥皂水。
【解答】解：【先贤智慧】实验1：“可燃空气”，在纯氧中燃烧只生成水，水由H、O两种元素构成，氧气由氧元素构成，化学反应前后原子种类数目保持不变，故“可燃空气”成分是氢气，化学式为H2；
实验2：水蒸气高温条件下与铁反应生成四氧化三铁和氢气，化学方程式为3Fe+4H2OFe3O4+4H2；
实验3：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，图中看到M管中气体较少，则M极与N极管中产生气体体积之比为1：2；氢气在氧气中燃烧生成水，氢气由氢元素构成、氧气由氧元素构成，化学反应前后元素种类不变，故得出水是由氢元素和氧元素构成的；水蒸气高温条件下与铁反应生成四氧化三铁和氢气，氢气由氢元素构成、四氧化三铁由O、Fe两种元素构成、单质铁仅由铁元素构成，化学反应前后元素种类不变，故水是由H、O和可能存在的Fe元素构成，没有给出物质的质量关系，其不能判断水中是否存在Fe元素；水通电分解生成氢气和氧气，氢气由氢元素构成、氧气由氧元素构成，化学反应前后元素种类不变，故得出水是由氢元素和氧元素构成的；故能证明“水由氢元素和氧元素组成”的是实验1、3，故选B。
【当代成就】（1）双层纺织网透水阻碍水中固体颗粒通过，主要作用是过滤掉水中泥沙等；
（2）①煮沸可以使得水中的可溶性的钙、镁化合物受热分解为不溶性的钙、镁化合物沉淀，进而降低水的硬度；
②一个钙离子带2单位正电荷，一个钠离子带一单位正电荷，结合图4可知，每1个钙离子可以从阳离子交换树脂中换出2个钠离子；
③向水样中加入适量的肥皂水，振荡，若看到水样中泡沫少浮渣多，说明其是硬水，即阳离子交换柱已失效。
故答案为：【先贤智慧】实验1：H2；
实验2：3Fe+4H2OFe3O4+4H2；
实验3：1：2；B；
【当代成就】（1）过滤水中泥沙等；
（3 ①煮沸；
②2；
③肥皂水。
21．（2023 深圳模拟）天宫课堂点燃科学梦想。天宫空间站获取O2的主要方式是电解水，实验小组在课本实验的启发下，研究影响电解水反应快慢的因素，在15℃，1个标准大气压下，用12V直流电进行以下实验，数据记录如下表：（15℃，1个标准大气压下，1L水中，能溶解约30mLO2，能溶解约0.001mLH2）
实验编号 NaOH溶液浓度/% 电极材料 H2体积/mL O2体积/mL 电解时间/s
① 10 碳棒 20 9.7 270
② 10 铂丝 20 9.9 455
③ 5 碳棒 20 9.8 522
④ 5 铂丝 20 9.9 638
（1）上图中， b （填“a”或“b”）玻璃管接电源正极端。
（2）对比表中实验①②，选择 碳棒 （填“碳棒”或“铂丝”）做电极材料，电解水的速率更快。
（3）对比表中实验 ①③（或②④） （填实验编号）可知，NaOH溶液浓度也是影响电解水反应快慢的因素之一。
（4）分析表中数据发现，H2与O2的体积比大于2：1，原因是 其他条件相同时，氧气溶解能力比氢气强 。
（5）若用电解水的方法制取16g的O2，消耗水的质量是多少？（根据化学方程式计算）
【答案】（1）b；
（2）碳棒；
（3）①③（或②④）；
（4）其他条件相同时，氧气溶解能力比氢气强；
（5）18g。
【解答】解：（1）电解水实验中，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气，体积比为1：2，上图中，b玻璃管产生气体少，故b玻璃管接电源正极端；
（2）对比表中实验①②可知，产生等体积的氢气，碳棒电极所需的时间更少，故选择碳棒做电极材料，电解水的速率更快；
（3）对比表中实验①③或②④可知，氢氧化钠溶液浓度越大，反应速率越快；
（4）氢气难溶于水，氧气不易溶于水，其他条件相同时，氧气溶解能力比氢气强；氧气与电极材料发生反应，氢气不反应；导致H2与O2的体积比大于2：1；
（5）设理论上消耗水的质量为x，
2H2O2H2↑+O2↑
36 32
x 16g
x＝18g
答：理论上消耗水的质量为18g。
故答案为：（1）b；
（2）碳棒；
（3）①③（或②④）；
（4）其他条件相同时，氧气溶解能力比氢气强；
（5）18g。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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