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基于电解水实验结论的相关计算
一．选择题（共20小题）
1．水是自然的宝贵资源，以下关于水的叙述正确的是（　　）
A．水的天然循环，主要通过化学变化完成
B．硬水中含有较多的钙离子和镁离子，可用明矾降低水的硬度
C．自来水净化过程中加入液氯消毒是物理变化
D．电解水实验中与电源正负电极相连的玻璃管内产生气体的质量比约为8：1
2．某同学用如图所示的装置进行电解水实验，并作了以下描述：
①向水中加入少量硫酸钠，可增强水的导电性；
②甲、乙两试管内收集到气体的体积比约为2：1；
③该实验证明水是由氢气和氧气组成的；
④乙试管内产生的气体能使带火星的木条复燃。
以上描述正确的是（　　）
A．①②③④ B．①②③ C．①②④ D．①③④
3．如图所示，下列关于电解水实验的叙述正确的是（　　）
A．实验说明水是由氢原子和氧原子组成的
B．实验说明水中含有氢气和氧气
C．b试管内产生的气体能使带火星的木条复燃
D．a、b两试管内产生气体的质量比是2：1
4．下列关于水的说法不正确的是（　　）
A．自来水厂净水过程中明矾做絮凝剂，能吸附水中悬浮的杂质
B．鉴别硬水和软水可用肥皂水
C．蒸馏过程需放入碎瓷片防暴沸
D．电解水过程正、负极产生气体的质量比为2：1
5．图1是电解水的装置，图2是甲、乙试管中收集到的气体体积与时间的关系图（甲试管中生成气体N），下列说法不正确的是（　　）
A．a应接电源正极
B．甲、乙两处收集到的气体质量比约为8：1
C．该实验可以证明水不是单质
D．0～3s内甲、乙试管内气体的体积比和8s时的体积比不同，可能原因是氢气比氧气生成更多
6．如图是电解水的反应装置图，下列说法正确的是（　　）
A．管1和管2中气体的质量比是2：1
B．管1中的气体是氧气
C．发生反应的化学方程式为2H2O═2H2↑+O2↑
D．能说明水由氢元素和氧元素组成
7．用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；
③b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
8．用如图电解水实验研究水的组成。下列说法正确的是（　　）
A．a、b两管产生气体的质量比为2：1
B．用燃着木条检验a管气体，观察到气体燃烧
C．b管气体能使燃着木条燃烧更旺，说明水中含有氧气
D．该实验证明水由氢气分子和氧气分子构成
9．电解水实验是初中化学研究水的组成的重要实验。如图是电解水的实验示意图，下列说法不正确的是（　　）
A．该实验说明水分子可以再分
B．a管和b管中气体的质量比约为8：1
C．在水中加入少量氢氧化钠以增强导电性
D．该实验证明水由氢元素和氧元素组成
10．2023年3月22日，实验中学开展了“节约用水从我做起”主题班会。下列与水相关的说法不正确的是（　　）
A．农业上喷灌与滴灌都可以实现节约用水
B．煮沸与蒸馏均能使硬水转化为软水
C．液态水变成水蒸气时，水分子变大
D．电解水时负极和正极生成气体的质量比为1：8
11．下列有关水的说法正确的是（　　）
A．电解水实验中两极产生气体的体积比2：1
B．可加入活性炭杀菌消毒
C．硬水可通过煮沸或蒸馏得到软水
D．加入肥皂水可使硬水软化
12．探究不同电压下10%氢氧化钠溶液对电解水速率影响的实验装置，如图一，多次实验测得生成20mL氢气所需时间，如图二，下列分析错误的是（　　）
A．a管与b管中产生气体的体积比约为1：2
B．a管中的气体能使燃着的木条烧得更旺
C．相同条件下电压越大电解水的速率越慢
D．实验后氢氧化钠溶液的溶质质量分数变大
13．下列关于实验现象的描述正确的是（　　）
A．硫酸铜晶体加热固体由蓝色变为白色
B．电解水时正极和负极产生气体的体积比为2：1
C．氢氧化钠溶液滴入硫酸铜溶液后产生黑色沉淀
D．石蜡在空气中燃烧生成水蒸气和二氧化碳
14．某兴趣小组利用如图所示装置进行电解水实验，测得负极与正极产生气体的体积比大于2：1，兴趣小组同学对此异常现象进行分析，下列说法不正确的是（　　）
A．H2难溶于水而O2不易溶于水，可能与不同气体溶解度有关
B．石墨电极对气体有吸附性，可能是吸附的O2比H2多
C．石墨电极与O2反应且生成CO2被氢氧化钠溶液吸收
D．若改用铂丝电极重新进行实验，将会产生更大的误差
15．下列实验得出的结论错误的是（　　）
A．既可探究分子运动现象，又可说明氨水呈碱性
B．能验证金属活动性顺序为Fe＞Cu＞Ag
C．既可探究CO2的密度比空气大，又可说明CO2不能燃烧也不支持燃烧
D．既可探究水是由氢、氧元素组成的，又可说明正负极产生气体的体积比约为2：1
16．化学基本观念的形成有助于我们更好地学习化学。下列化学观念错误的是（　　）
A．微粒观：闻到桂花香是因为分子在不断运动
B．元素观：一氧化碳和二氧化碳的组成元素相同，化学性质相似
C．实验观：电解水实验中观察到正极和负极产生气体的体积比为1：2
D．价值观：利用化学知识治理环境污染，改善我们的生存环境
17．下列实验现象描述正确的是（　　）
A．在加热的条件下，一氧化碳还原氧化铜时，黑色粉末逐渐变为红色
B．电解水一段时间后，正负极产生气体的体积比约为2：1
C．碳在空气中燃烧一定生成二氧化碳
D．二氧化碳能使干燥的紫色石蕊纸花变红
18．下列关于水的化学实验中不能达到预期实验结果的是（　　）
A．仅用水鉴别氢氧化钠、硝酸铵、硫酸铜三种固体
B．20℃时，可用足量的水配制2%的氢氧化钙溶液
C．铁丝燃烧时，可在瓶中放少量水防止高温熔化物溅落，炸裂瓶底
D．电解水的实验中，正、负极产生气体的体积比约为1：2
19．下列是四位同学做了水的电解实验，并绘制出如图所示实验图像，说法正确的是（　　）
A．甲说：点燃负极不纯的气体M会有烟鸣声
B．乙说：产生的M、N两种气体体积比1：2
C．丙说：纵坐标可以表示M、N两种气体的质量比
D．丁说：电解水时，加入氢氧化钠作催化剂
20．水是生命之源，下列关于水的说法正确的是（　　）
A．硬水中含有较多的可溶性钙镁化合物
B．经过滤后的天然水是纯净水
C．净水过程中加明矾可起杀菌作用
D．电解水时正负极产生气体的体积比为2：1
二．填空题（共10小题）
21．研究“水”可从多角度展开。
（1）水的电解
①宏观现象：按图1所示装置，通电一段时间后，试管A、B中产生气体的体积比约为 　 　 ，检验B中气体的现象是 　 　 。
②微观分析：该反应中发生分解的微粒名称是 　 　 。
③结论：水由 　 　 组成。
（2）水的性质
将黄豆大小的金属钾放入盛有水的烧杯中，生成H2；在反应后的溶液中滴入酚酞试液，溶液变红。写出该反应的化学方程式 　 　 。
（3）水的用途
①碘与锌在常温下反应速度很慢，若滴入几滴水则反应剧烈，水在此的作用是 　 　 。
②图2实验中，对水的主要作用分析不全面的是 　 　 （填字母）。
A．a图中的水便于观察烧瓶内气压变化
B．b图中的水提供热量
C．c图集气瓶中的水排尽空气且便于观察H2何时集满
D．d图中的水防止熔融物炸裂集气瓶
22．在宏观、微观和符号之间建立联系是化学特有的思维方式。根据电解水的实验，回答下列问题：
（1）从宏观上观察：如图所示，试管b和a中产生气体的体积比约为　 　 。由产物可知，水是由　 　 组成。
（2）从微观上分析：每个水分子是由　 　 构成。
（3）从符号上表示：电解水的化学方程式为　 　 。
23．化学是一门以实验为基础的科学，根据如图所示实验，回答以下问题。
（1）A实验可以得到的结论为 　 　 ；
（2）B实验的氧气最好用 　 　 法收集；
（3）按C图所示装置实验，一段时间后，理论上a、b两管中产生气体的质量比为 　 　 ；
（4）用坩埚钳夹住已擦亮的镁条，放在酒精灯上点燃后，立即伸进盛有二氧化碳集气瓶中（图D），发现镁条剧烈燃烧，发出白光，放热，产生一种白色固体和一种黑色固体，本实验使你对燃烧条件产生的新认识是 　 　 。
24．水是一切生物体的最基本组成成分：
（1）日常生活中使硬水软化的最常用方法是 　 　 。
（2）如图是电解水的装置。
①M管、N管收集气体的质量比为 　 　 ，请说出M管、N管收集气体体积比小于1：2的原因 　 　 （答出一点即可）。
②若太空空间站用电解水的方法制取64kg氧气作原料，需要消耗水的质量是多少？（根据化学方程式进行计算，写出计算过程。）
（3）在实验过程中，水也起着至关重要的作用，分别写出以下实验中水的作用。
①铁丝在氧气中的燃烧实验中，集气瓶底部放少量水的作用 　 　 ；
②制取氧气用排水法收集气体时，集气瓶中水的作用 　 　 。
（4）水也可以作为溶剂，广泛应用在溶液的配制中。在农业生产中，需要用溶质质量分数为16%食盐水来粮食选种。要配制150克该溶液需要蒸馏水 　 　 克，用量筒取蒸馏水时，俯视刻度，则配制溶液的溶质质量分数会偏 　 　 。
25．3月22日是第三十届“世界水日”，其主题为“珍惜地下水，珍视隐藏的资源”水是生命之源，“珍惜水、节约水、保护水”是每个公民的义务和责任。请解答下列有关水的问题。
（1）为区分软水和硬水，将等量的肥皂水分别滴加到盛有等量软水和硬水的试管中，振荡，试管中产生较多泡沫的为 　 　 。生活上常用 　 　 的方法来降低水的硬度。
（2）如图所示电解水的实验中，试管a、b中产生气体的体积比约为 　 　 ，在电解水时，在水中加入少量氢氧化钠或者硫酸钠的目的是为了 　 　 。电解水的化学方程式 　 　 。
（3）爱护水资源，既要节约用水，也要防治水体污染，下列做法合理的是 　 　 （填字母序号）。
A．水龙头漏水不及时更换
B．生活污水集中处理和排放
C．洗脸水冲厕所
D．农业上合理使用农药和化肥
26．化学与生活息息相关。请回答下列问题：
（1）水是生命之源。如图是实验室电解水示意图。
①电解水的化学方程式为 　 　 ，该反应属于 　 　 （填基本反应类型）。
②a、b两管中气体的体积比为 　 　 ，请写出检验b管中气体的方法：　 　 （包括操作、现象）。
③我国科学家已研制出在新型高效光催化剂作用下，利用太阳能分解水制氢气。水在通过并接触催化剂表面时，分解的微观过程用示意图表示如下：（“”表示氢原子，“”表示氧原子，“—”表示催化剂）。
该分解微观过程的正确顺序是①→　 　 →　 　 →　 　 →③（填序号）。与电解水相比，该制氢方法的优点是 　 　 。
（2）某家用净水机工作原理如图所示：
①净水机中，活性炭的作用是 　 　 。
②经过净水机处理后的水是硬水还是软水，其检验方法为：　 　 （包括操作、现象、结论）。
③日常生活中常用 　 　 方法降低水的硬度。
（3）“见著知微”是化学学习者应该具备的基本素养，也是学习化学的重要思想方法。如图，是两种不同状态下的水分子模型图。
①在如图中你能获得的信息是 　 　 。（答一点即可）
②请从你所获得的信息中设计实验加以证明 　 　 。
27．水是生命之源。
Ⅰ．9月24日，我国科学家以CO2、水电解产生的H2为原料，成功生产出淀粉，在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成。其合成路线图如图所示：
（1）在太阳光的作用下水分解产生氢气的过程中，正极和负极产生气体的质量比约为 　 　 （填最简比）
（2）环节①反应生成甲醇（CH3OH）和水的化学方程式为 　 　 ，该转化过程的能量转化形式为 　 　 。
（3）利用二氧化碳人工合成淀粉，对实现“碳中和”目标的意义重大、影响深远。“碳中和”是指CO2排放量和减少总量相当，下列措施中有利于实现“碳中和”目标的是 　 　 （填字母序号）。
A．发展新能源汽车，鼓励绿色出行B．公交车使用普通汽油改为乙醇汽油
C．家庭中用天然气来替代燃煤D．增加植树造林面积
Ⅱ．
（4）硫及其化合物的“化合价—物质类别”关系如图。
a点表示的物质所属类别是 　 　 ，写出用澄清石灰水与物质b反应的化学方程式为 　 　 。
28．某化学兴趣小组收集了一瓶浑浊的河水，他们在实验室里模仿自来水厂的净水流程进行水的净化。
请回答：
（1）操作②可除去水中异味和色素，其净水原理是利用活性炭的 　 　 作用。
（2）经过操作③后得到了净水，可用 　 　 来检验该水样是硬水还是软水。生活中常用 　 　 的方法来降低水的硬度。
（3）将所得净水蒸馏后进行电解水实验，通电一段时间后，正极与负极产生气体的体积比为 　 　 ，反应的化学方程式为 　 　 ，其基本反应类型是 　 　 。
29．“世界水日”的主题为“珍惜地下水，珍视隐藏的资源”。
（1）自来水厂的净化过程中加入 　 　 吸附色素和异味。
（2）生活中，检测生活用水是硬水还是软水可用 　 　 。
（3）下列做法能实现爱护水资源的是 　 　 （填序号）。
A.淘米水浇花
B.禁止使用化肥和农药
C.农业上滴灌改为漫灌
D.工业废水达标后排放
（4）用如图所示的装置进行电解水实验，下列说法正确的是 　 　 （填序号）。
A.试管a中的气体具有可燃性
B.试管b中的气体是氢气
C.试管a和b中气体的质量比为2：1
D.该实验说明，水不是由一种元素组成的
（5）钠是一种很活泼的金属，既能与酸反应也能与水反应，钠在酸溶液中先与酸反应再与水反应，钠与硫酸、水反应的方程式如下：2Na+H2SO4═Na2SO4+H2↑、2Na+2H2O═2NaOH+H2↑，4.6gNa与100g溶质质量分数为4.9%的稀硫酸反应，理论上生成氢气的质量为 　 　 。
30．如图电解水实验。
（1）水中加入少量氢氧化钠的目的是 　 　 ；
（2）试管A与试管B中气体的质量比为 　 　 ，反应的化学方程式是 　 　 。
三．科学探究题（共4小题）
31．水是生命之源，是“永远值得探究的物质”，人类从未停止过对水的研究。某化学兴趣小组以“生命之源——水”为主题开展项目式学习。
【任务一】探究水的组成
（1）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。实验室常用如图装置进行模拟，则管a与管b中产生气体的体积比约为 　 　 。通过对该实验气体产物的检验及分析，可得出有关水的结论是 　 　 （填字母序号）。
A.水由氢气和氧气组成
B.水由氢、氧两种元素组成
C.水可以分解产生氢气和氧气
【任务二】水蒸气与镁粉的反应
（2）实验装置如图所示（部分夹持仪器省略），为了防止玻璃管中原有空气对实验的干扰，实验开始时，应先点燃 　 　 （选填“A”或“B”）处酒精灯。
（3）肥皂液中产生了能上升到空中的肥皂泡，用燃着的木条靠近肥皂泡，有爆鸣声。B处玻璃管内生成了白色固体Mg（OH）2。写出B处玻璃管内发生反应的化学方程式 　 　 。
【任务三】研究影响电解水反应速率的因素
为研究影响电解水反应速率的因素，某兴趣小组利用12V直流电源进行了相关实验探究，数据如下：
编号
温度
NaOH溶液浓度
b管气体体积
a管气体体积
电解时间
1
20℃
2%
20mL
9.8mL
54.0s
2
20℃
5%
20mL
9.8mL
36.2s
3
30℃
2%
20mL
9.9mL
x
4
30℃
5%
20mL
9.9mL
35.4s
（水的导电能力很弱，加入少量NaOH可增强水的导电性）
（4）比较实验1和2，可得到的结论是 　 　 。
（5）分析四组实验数据，实验3的电解时间“x”可能是 　 　 （填字母序号）。
a.32.4
b.35.2
c.50.2
d.55.6
（6）查阅资料发现，当其他条件不变时，增大直流电的电压也能加快电解水的反应速率。在实验4的基础上，若要证明电压增大能加快电解水的反应速率，请利用如图所示的电源设计实验方案 　 　 。
32．爱动脑的小辰同学自带水做电解水实验时，发现有少许难溶性物质出现，通过查阅资料得知，可能是水的硬度太大，电解生成了氢氧化镁等难溶物，结合课堂上学习的水的相关知识，小辰进行了进一步探究。
【知识回顾】电解水实验中，正极与负极产生气体的体积比为 　 　 ，此实验说明水是由 　 　 元素组成的。
【查阅资料】
硬水含较多可溶性钙、镁化合物；软水不含或含较少可溶性钙、镁化合物。
Ⅰ.探究水的硬度、肥皂水的用量与产生泡沫量的关系
【进行实验】向蒸馏水中加入CaCl2和MgCl2的混合溶液，配制两种不同硬度的硬水。
用蒸馏水和两种硬水完成三组实验，记录如下：
组别
第1组
第2组
第3组
实验操作


实验序号
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
混合溶液用量/滴
0
0
0
1
x
1
2
2
2
肥皂水用量/滴
5
10
20
5
10
20
5
10
20
产生泡沫量
少
多
很多
无
少
多
无
无
少
【解释与结论】
（1）设计第2组实验时，⑤中x的数值应为 　 　 。
（2）对比②和⑧可知，肥皂水能区分软水和硬水，依据的现象是 　 　 。
（3）由上述三组实验得到的结论是 　 　 。
Ⅱ.比较不同水样的硬度
【进行实验】用四种水样完成实验，记录观察到泡沫产生时所需肥皂水的用量。
实验操作
水样
肥皂水用量/滴

市售纯净水
2
煮沸后的自来水
6
自来水
9
湖水
14
【解释与结论】
（4）硬度最大的水样是 　 　 。
（5）将自来水煮沸饮用，既可 　 　 ，还可 　 　 。
33．化学实验是认识物质的重要途径。
【实验活动一】：结合教材粉尘爆炸实验，如图1。
请分析回答：
（1）此实验说明：　 　 越大燃烧就越剧烈。
（2）此实验中小桶内“燃着蜡烛”起的作用是 　 　 。
（3）加油站、面粉厂和煤矿的矿井内，都必须要有一个标示“　 　 ”字样的图标。
【实验活动二】：化学课上，老师和同学们利用氧气传感器来检测足量红磷燃烧过程中氧气的含量，如图2所示，请分析并回答：
（4）a点时容器内氮气体积分数 　 　 85%。（选填“＞”“＝”“＜”）
（5）容器内物质总质量：b点 　 　 c点。（选填“＞”“＝”“＜”）
（6）c点显示红磷熄灭后，氧气没有耗尽，还有剩余，说明：　 　 。
【实验活动三】：为探究水的组成及变化，同学们设计如图3装置进行电解水实验，先在电解器玻璃管里加满水（含少量NaOH），再接通直流电源。
已知：水中加入的NaOH只起增强导电性作用，本身不参与反应。
回答下列问题：
（7）电解时，乙玻璃管中产生气泡的位置在 　 　 （填“a”“b”“c”）处。
（8）甲、乙两支玻璃管中生成气体的体积比约为 　 　 。
（9）电解纯水速率较慢，为探究不同电压和不同浓度NaOH溶液对电解水速率的影响，小组同学进行多次实验，测得产生20mL氢气所需时间如图4：
①电解浓度为5%的NaOH溶液时，改变电压对电解水速率的影响是 　 　 。
②上述实验中，电解水速率最快的条件是 　 　 。
34．探究一：为探究分子运动现象，兴趣小组进行了以下实验。
（1）图1是按课木进行的实验，一段时间后，A烧杯中的实验现象是 　 　 ，说明分子具有的性质是 　 　 。
（2）图2与图1相比，优点是 　 　 （写一条即可）。
探究二：两个实验小组同学分别利用不同的方法测定空气中氧气的含量：
【A组实验：利用红磷燃烧测定空气中氧气含量】
如图1是利用气压传感器测定红磷燃烧时集气瓶内气压变化的实验装置；图2是集气瓶内气压的变化情况。
（3）点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入集气瓶中并把橡皮塞塞紧。待红磷熄灭并冷却后，打开止水夹。写出红磷燃烧的符号表达式是 　 　 。
（4）下列有关图2分析错误的是 　 　 。
A．BC段气压增大的主要原因是燃烧放热
B．CD段气压减小的主要原因是集气瓶内氧气不断被消耗且瓶内温度逐渐冷却
C．DE段气压增大的主要原因是止水夹打开后烧杯中的水倒吸进入集气瓶
D．若用木炭代替红磷完成此实验，集气瓶内气压变化趋势与图2基本一致
（5）经多次实验发现，当反应停止并恢复至室温，用氧气浓度传感器测得集气瓶内始终有8%左右的氧气残留，但实际实验中倒吸入瓶内的水还是能达到体积，其操作上可能的问题是 　 　 。
【B组实验：加热铜粉测定空气中氧气含量】
如图3是铜粉与氧气加热后生成黑色固体氧化铜（CuO）实验装置。
实验的主要实验步骤如下：①组装装置，检查装置的气密性；②向试管中加入足量的铜粉；③点燃酒精灯，不停地抽拉注射器的活塞，充分反应后停止加热。
（6）实验开始时，若注射器活塞前沿停在45mL的刻度线上，实验结束并等到具支试管冷却后观察，活塞前沿约停在 　 　 mL的刻度线上。
（7）若实验过程中没有不断推拉注射器，则可能导致测定的氧气的体积分数 　 　 （填“偏大”、“偏小”、“不变”）。
探究三：
【提出问题】电解水时，负极产生的氢气与正极产生的氧气的体积比理论上应为2：1，但在实际实验过程中，产生气体的体积比是多少呢？
【探究过程】用水电解器电解水，测定两管逸出气体的体积，记录如表。
时间/min
体积/mL
1
2
3
4
4
5
7
8
连接电源负极的管A中的气体
6
12
20
29
39
49
59
69
连接电源正极的管B中的气体
2
4
7
11
16
21
26
31
【探究结论】
（8）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不符合理论比值的原因是 　 　 。
（9）在做电解水的实验时，要较准确地得出氢气与氧气的体积比约为2：1的结论，应注意什么？　 　 。
四．实验题（共5小题）
35．实验是实现科学探究的重要途径。请结合下列实验装置，回答有关问题：
（1）A实验为利用Y型管探究燃烧条件的改进实验，能验证可燃物燃烧需要氧气的现象是 　 　 。
（2）B实验为探究水的组成所做的电解水实验，发生反应的化学方程式为 　 　 ，负极与正极气体的体积比为 　 　 ，该实验结论是 　 　 。
（3）C实验中当观察到 　 　 ，说明二者发生了中和反应，该反应的微观实质是 　 　 ，请举出一例中和反应在生产生活中的应用：　 　 。
（4）D实验中燃烧产生火焰的颜色是 　 　 ，实验中水的作用是 　 　 。
（5）E实验中发生反应的化学方程式为 　 　 ，请根据该实验结论，为施用铵态氮肥提出一条合理化建议 　 　 。
36．实验是进行科学探究的重要手段。请回答下列问题。
（1）A图是水通电分解的实验，a管中产生的气体和b管中产生的气体的体积比约为 　 　 ，该实验证明水是由 　 　 组成的。
（2）用B图装置进行实验，向瓶中依次加入Na2CO3和稀硫酸，塞紧胶塞。瓶中发生反应的化学方程式为 　 　 。观察到干纸花不变色，湿纸花变红。湿纸花变红的原因是 　 　 。
（3）实验C中甲、乙是两个完全相同的装满二氧化碳的软塑料瓶，向甲、乙两瓶中分别倒入等体积的蒸馏水和氢氧化钠溶液。然后将两瓶迅速拧紧瓶盖，振荡，观察到软塑料瓶变瘪程度较大的是 　 　 （选填“甲或乙”）。由此得出结论：二氧化碳能与氢氧化钠发生反应。该实验用了 　 　 的方法。
（4）如图D所示，向井穴板的孔穴1～3中滴加稀盐酸，4～6中滴加无色酚酞溶液。1中发生反应的化学方程式：　 　 。4、5、6中无明显现象的是 　 　 （填序号）。
（5）用图E所示实验研究金属的性质。③中反应的化学方程式为 　 　 。下列实验组合中，能得出铁、铜、银的金属活动性顺序的是 　 　 （填序号）。
A．①④
B．③④
C．①②④
37．我国首个近零碳示范工程“生态水—光—氢—生物质”，近期投产使用，该工程含有水（光）电制氢、生物质制沼气、储氢等多个系统。
（1）水（光）电制氢：
①如图1为实验室电解水装置，该反应的化学反应方程式是 　 　 。常温下a、b管内气体的体积比是 　 　 。
②水（光）电制氢系统通过太阳能光伏发电电解水制氢气，与传统电解水相比，从能量的角度，分析该方法制取氢气的优点是 　 　 。
（2）生物质制沼气：
该系统中，H2用于捕获沼气中混有的CO2，反应微观示意图如图2，捕获的二氧化碳与生成的甲烷质量比为 　 　 （写出最简整数比）。反应中，催化剂的质量和　 　 不变。
（3）储氢：
新型稀土储氢合金是一种优良性能的储氢材料，它属于 　 　 （填“合成材料”、“金属材料”或“复合材料”）。
38．学好化学，应用于我们的生活和航天事业。
（1）活性炭口罩能有效阻隔有害气体，原因是活性炭具有 　 　 性。
（2）84消毒液和洁厕灵不能混合使用，会发生反应2HCl+NaClO═NaCl+H2O+X，X气体有毒，X化学式为 　 　 。
（3）药物布洛芬（其化学式C13H18O2）具有镇痛、退烧、抗炎的作用。布洛芬由 　 　 种元素组成，氢原子和氧原子的物质的量之比为 　 　 。0.1mol布洛芬约含 　 　 个布洛芬分子。
（4）中国空间站中可以通过电解水获得氧气。如图是电解水的实验装置。开始反应前a、b两管内都充满溶液。关闭活塞，接通电源，观察到a、b两管内产生气体的体积比约为 　 　 ；如图1所示，a管下方导线应接电源的 　 　 （填“正”或，“负”）极，反应方程式为 　 　 。
（5）空间站内还可以通过如图2的微观示意图所示反应提供氧气，同时生成甲烷。
①该化学反应前后没有发生改变的是 　 　 。
A．各元素的存在形态
B．元素的种类
C．分子的个数
D．原子的个数
②写出该反应的化学方程式：　 　 。
39．化学社团同学设计了如图所示装置探究水的组成。请回答下列问题。
（1）A管中产生的气体和B管中产生的气体的体积比约为 　 　 。拔下注射器，将带火星的木条放在A管口，打开活塞，观察到 　 　 ，说明A管中产生的气体为氧气。
（2）写出电解水的文字或符号表达式 　 　 。
实验过程中。同学们发现电解纯水速率较慢。查阅资料获知。调节电压或在水中加入少量氢氧化钠都会改变电解速率。于是他进行了多次实验，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）

反应时间
电压
6V
9V
12V
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
（3）实验时不选择6V电压下实验的理由 　 　 ；电压9V，氢氧化钠浓度15%的条件下，如果要收集10mL氧气需要的时间应该 　 　 9分26秒（填“大于”或“小于”）。
（4）分析上表数据可得出的结论是 　 　 （写一条即可）。
基于电解水实验结论的相关计算
参考答案与试题解析
一．选择题（共20小题）
1．水是自然的宝贵资源，以下关于水的叙述正确的是（　　）
A．水的天然循环，主要通过化学变化完成
B．硬水中含有较多的钙离子和镁离子，可用明矾降低水的硬度
C．自来水净化过程中加入液氯消毒是物理变化
D．电解水实验中与电源正负电极相连的玻璃管内产生气体的质量比约为8：1
【答案】D
【分析】A、根据水的天然循环的变化特征分析；
B、根据明矾溶于水生成物的特性分析；
C、根据加入液氯消毒的变化特征分析；
D、根据电解水的现象和结论分析。
【解答】解：A、水的天然循环，主要是通过水的状态发生了变化完成的，没有新物质生成，是物理变化，故A错误；
B、明矾溶于水生成的胶状物具有吸附性，能吸附悬浮杂质，不能减少钙、镁化合物的含量，不能低水的硬度，故B错误；
C、自来水净化过程中加入液氯消毒有新物质生成，是化学变化，故C错误；
D、电解水实验中与电源正负电极相连的玻璃管内产生气体的质量比约为8：1，故D正确。
故选：D。
【点评】本题主要考查了有关水的基础知识，难度不大，根据已有的知识分析解答即可。
2．某同学用如图所示的装置进行电解水实验，并作了以下描述：
①向水中加入少量硫酸钠，可增强水的导电性；
②甲、乙两试管内收集到气体的体积比约为2：1；
③该实验证明水是由氢气和氧气组成的；
④乙试管内产生的气体能使带火星的木条复燃。
以上描述正确的是（　　）
A．①②③④ B．①②③ C．①②④ D．①③④
【答案】C
【分析】根据硫酸钠在水中可以解离出钠离子、硫酸根离子，可增强水的导电性，“负氢正氧，氢二氧一”，氧气的鉴别进行分析。
【解答】解：①向水中加入少量硫酸钠，硫酸钠在水中可以解离出钠离子、硫酸根离子，可增强水的导电性，描述正确；
②甲试管与电源负极相连，收集到的是氢气，乙试管与电源的正极相连，收集到的是氧气，收集到的氢气和氧气的体积比约为2：1，描述正确；
③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，该实验证明水是由氢元素和氧元素组成的，描述错误；
④乙试管产生的气体是氧气，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，描述正确。
故选：C。
【点评】本题主要考查电解水实验，利用，“负氢正氧，氢二氧一”进行解题。
3．如图所示，下列关于电解水实验的叙述正确的是（　　）
A．实验说明水是由氢原子和氧原子组成的
B．实验说明水中含有氢气和氧气
C．b试管内产生的气体能使带火星的木条复燃
D．a、b两试管内产生气体的质量比是2：1
【答案】C
【分析】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，据此结合题意进行分析判断。
【解答】解：A、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。
B、水是由氢元素和氧元素组成的，水中不含氢气和氧气，故选项说法错误。
C、b试管与电源正极相连，试管内产生的气体体积少，产生的气体能支持燃烧，能使带火星的木条复燃，故选项说法正确。
D、a、b两试管产生的气体体积（而不是质量）比为2：1，故选项说法错误。
故选：C。
【点评】本题难度不大，掌握电解水的实验现象、结论（正氧负氢、氢二氧一）等是正确解答本题。
4．下列关于水的说法不正确的是（　　）
A．自来水厂净水过程中明矾做絮凝剂，能吸附水中悬浮的杂质
B．鉴别硬水和软水可用肥皂水
C．蒸馏过程需放入碎瓷片防暴沸
D．电解水过程正、负极产生气体的质量比为2：1
【答案】D
【分析】A、根据明矾溶于水生成物的特性分析；
B、根据鉴别硬水和软水的方法分析；
C、根据蒸馏的注意事项分析；
D、根据电解水的结论分析。
【解答】解：A、由于明矾溶于水生成的胶状物具有吸附性，自来水厂净水过程中明矾做絮凝剂，能吸附水中悬浮的杂质，故A说法正确；
B、鉴别硬水和软水可用肥皂水，遇肥皂水产生的泡沫少的是硬水、遇肥皂水产生的泡沫多的是软水，故B说法正确；
C、蒸馏过程需放入碎瓷片防暴沸，故C说法正确；
D、电解水过程正、负极产生气体的质量比为8：1，故D说法不正确。
故选：D。
【点评】本题主要考查了有关水的基础知识，难度不大，加强基础知识的积累和学习即可分析解答。
5．图1是电解水的装置，图2是甲、乙试管中收集到的气体体积与时间的关系图（甲试管中生成气体N），下列说法不正确的是（　　）
A．a应接电源正极
B．甲、乙两处收集到的气体质量比约为8：1
C．该实验可以证明水不是单质
D．0～3s内甲、乙试管内气体的体积比和8s时的体积比不同，可能原因是氢气比氧气生成更多
【答案】D
【分析】根据电解水时，与电源负极相连的玻璃管内的气体体积多，是氢气；与电源正极相连的玻璃管内产生的气体体积少，是氧气；且两者的体积之比大约是2：1，可简记为：正氧负氢、氢二氧一，结合题意进行分析判断。
【解答】解：A、在电解水实验中，“正氧负氢、氢二氧一”，生成氢气和氧气的体积比约为2：1，甲试管中生成气体N，由图2可知，一段时间后，生成气体M和气体N的体积比约为2：1，则气体M为氢气，气体N为氧气，则a应接电源正极，选项说法正确，不符合题意；
B、由A的分析可知，甲试管中收集的气体是氧气，乙试管中收集的气体是氢气，水通电分解生成氢气和氧气，即2H2O 通电 2H2↑+O2↑，生成氧气和氢气的质量比为：32：4＝8：1，选项说法正确，不符合题意；
C、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，根据质量守恒定律可知水由氢元素与氧元素组成的化合物，因此水不是单质，选项说法正确，不符合题意；
D、氧气不易溶于水，氢气难溶于水，相同条件下，氧气比氢气在水中溶解的多，故0～3s内，甲、乙试管内气体的体积比和8s时的体积比不同，可能的原因是氧气比氢气在水中溶解得多，选项说法不正确，符合题意。
故选：D。
【点评】本题难度不大，了解电解水的实验现象、结论（正氧负氢、氢二氧一）等是正确解答本题的关键。
6．如图是电解水的反应装置图，下列说法正确的是（　　）
A．管1和管2中气体的质量比是2：1
B．管1中的气体是氧气
C．发生反应的化学方程式为2H2O═2H2↑+O2↑
D．能说明水由氢元素和氧元素组成
【答案】D
【分析】根据电解水的现象“正氧负氢、氢二氧一”、反应原理及结论进行分析。
【解答】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，由图可知，管1与电源负极相连，则收集的气体为氢气，则管1和管2收集的气体的体积比为2：1，但质量比为1：8，故说法不正确；
B、结合前面分析可知，管1收集的气体为氢气，故说法不正确；
C、电解水生成氢气和氧气，反应的化学方程式为：2H2O 通电 2H2↑+O2↑，故说法不正确；
D、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，则说明水是由氢、氧元素组成，故说法正确。
故选：D。
【点评】本题难度一般，主要考查电解水的实验，理解实验原理、现象、结论及注意事项等为解答该题的关键。
7．用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；
③b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
【分析】本题以电解水实验为核心，综合考查了实验现象的描述，以及反应类型的判断，依据实验的现象可知正极会产生氧气，负极会产生氢气，水在电解后会生成氢气与氧气，可利用各种反应的特征进行类型的判断．
【解答】解：①向水中加入少量硫酸，能增强水的导电性，但不能使水电解产生气体的体积变大，故错误；
②氢气的难溶于水，而氧气可溶于水，所以刚开始实验时左右两试管内收集到的气体的体积比大于2：1，故错误；
③b试管内产生的气体体积少，为氧气，不能燃烧，故错误；
④a试管内产生的气体体积多，为氢气，所以能燃烧，且燃烧时火焰呈淡蓝色，故错误。
故选：D。
【点评】本题是有关电解水的基础知识的考查，扎实地掌握化学的基础知识，对解决此问题必不可少．
8．用如图电解水实验研究水的组成。下列说法正确的是（　　）
A．a、b两管产生气体的质量比为2：1
B．用燃着木条检验a管气体，观察到气体燃烧
C．b管气体能使燃着木条燃烧更旺，说明水中含有氧气
D．该实验证明水由氢气分子和氧气分子构成
【答案】B
【分析】根据电解水时“正氧负氢、氧一氢二”，以及化学反应前后元素的种类不变来分析。
【解答】解：A、电解水实验中产生氧气与氢气的体积比约为1：2，图中a管产生的是氢气，b管产生的是氧气，a、b两管产生气体的体积比约为2：1，选项说法错误，不符合题意；
B、图中a管产生的是氢气，b管产生的是氧气，氢气具有可燃性，用燃着木条检验a管气体，能观察到气体燃烧，选项说法正确，符合题意；
C、图中a管产生的是氢气，b管产生的是氧气，氧气具有助燃性，因此b管气体能使燃着木条燃烧更旺，说明水中含有氧元素，不能说明水中含有氧气，选项说法错误，不符合题意；
D、电解水生成了氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，说明水是由氢、氧元素组成的，选项说法错误，不符合题意。
故选：B。
【点评】本题主要考查了电解水实验，难度不大，根据所学知识，结合题中信息，认真分析即可解答。
9．电解水实验是初中化学研究水的组成的重要实验。如图是电解水的实验示意图，下列说法不正确的是（　　）
A．该实验说明水分子可以再分
B．a管和b管中气体的质量比约为8：1
C．在水中加入少量氢氧化钠以增强导电性
D．该实验证明水由氢元素和氧元素组成
【答案】B
【分析】A、根据电解水时水分子分成氢原子和氧原子，两个氢原子结合成氢分子，两个氧原子结合成氧分子来分析；
B、根据电解水时“正氧负氢、氧一氢二”，以及反应的化学方程式2H2O 通电 2H2↑+O2↑来分析；
C、根据纯水的导电性很弱，在水中加入少量氢氧化钠可以增强水的导电性来分析；
D、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变来分析。
【解答】解：A、水通电分解生成氢气和氧气，微观实质是水分子分成氢原子和氧原子，两个氢原子结合成氢分子，两个氧原子结合成氧分子，该实验说明水分子可以再分，故选项说法正确。
B、电解水时“正氧负氢、氧一氢二”，由图可知，a管产生的是氢气，b管产生的是氧气，由化学方程式2H2O 通电 2H2↑+O2↑可知，氢气与氧气的质量比为4：32＝1：8，故选项说法不正确。
C、纯水的导电性很弱，在水中加入少量氢氧化钠可以增强水的导电性，故选项说法正确。
D、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，化学反应前后元素的种类不变，所以该实验证明水由氢元素和氧元素组成，故选项说法正确。
故选：B。
【点评】本题主要考查了电解水实验，难度不大，根据所学知识，结合题中信息，认真分析即可解答。
10．2023年3月22日，实验中学开展了“节约用水从我做起”主题班会。下列与水相关的说法不正确的是（　　）
A．农业上喷灌与滴灌都可以实现节约用水
B．煮沸与蒸馏均能使硬水转化为软水
C．液态水变成水蒸气时，水分子变大
D．电解水时负极和正极生成气体的质量比为1：8
【答案】C
【分析】A、根据节约用水的措施进行分析；
B、根据硬软水的转化方法进行分析；
C、根据分子的特性进行分析；
D、根据电解水的现象进行分析。
【解答】解：A、喷灌与滴灌都可以实现节约用水，正确；
B、煮沸和蒸馏可以使硬水软化，正确；
C、液态水变为水蒸气，分子之间间隔变大，分子大小不变，错误；
D、电解水时负极和正极产生气体的质量比为1：8，正确。
故选：C。
【点评】物理变化过程中，微粒之间的间隔发生改变，微粒本身不变。
11．下列有关水的说法正确的是（　　）
A．电解水实验中两极产生气体的体积比2：1
B．可加入活性炭杀菌消毒
C．硬水可通过煮沸或蒸馏得到软水
D．加入肥皂水可使硬水软化
【答案】C
【分析】A、根据电解水的实验现象，进行分析判断。
B、根据活性炭具有吸附性，进行分析判断。
C、根据降低水的硬度，要降低可溶性钙、镁化合物的含量，进行分析判断。
D、根据降低水的硬度，要降低可溶性钙、镁化合物的含量，进行分析判断。
【解答】解：A、电解水时，与电源正极相连的玻璃管内产生的气体体积少，与电源负极相连的玻璃管内的气体体积多，且两者的体积之比大约是1：2，则负极与正极产生的气体的体积比为2：1，选项说法没有指明正、负极，故选项说法错误。
B、活性炭具有吸附性，能吸附异味和色素，不能杀菌消毒，故选项说法错误。
C、煮沸、蒸馏都可以降低水的硬度，得到软水，故选项说法正确。
D、加入肥皂水能区分硬水和软水，但不能使硬水软化，故选项说法错误。
故选：C。
【点评】本题难度不大，了解电解水的实验现象、活性炭具有吸附性、降低水的硬度的方法等是正确解答本题的关键。
12．探究不同电压下10%氢氧化钠溶液对电解水速率影响的实验装置，如图一，多次实验测得生成20mL氢气所需时间，如图二，下列分析错误的是（　　）
A．a管与b管中产生气体的体积比约为1：2
B．a管中的气体能使燃着的木条烧得更旺
C．相同条件下电压越大电解水的速率越慢
D．实验后氢氧化钠溶液的溶质质量分数变大
【答案】C
【分析】根据电解水时，与电源负极相连的玻璃管内的气体体积多，是氢气；与电源正极相连的玻璃管内产生的气体体积少，是氧气；且两者的体积之比大约是2：1，可简记为：正氧负氢、氢二氧一，结合图示信息进行分析判断。
【解答】解：A、由“正氧负氢、氧一氢二”与图一可知，a管与电源的正极相连，产生的是氧气，b管与电源的负极相连，产生的是氢气，则a管（氧气）与b管（氢气）中气体的体积比约为1：2，故A分析正确，不符合题意；
B、a管中的气体为氧气，氧气具有助燃性，能使燃着的木条燃烧更旺，故B分析正确，不符合题意；
C、由图二可知，相同条件下，电压越大，产生20mL氢气所需的时间越短，即电解水的速率越快，故C分析错误，符合题意；
D、水通电分解生成氢气和氧气，溶质氢氧化钠的质量不变，溶剂水的质量减少，则实验后氢氧化钠溶液的溶质质量分数增大，故D分析正确，不符合题意。
故选：C。
【点评】本题考查了水的组成以及电解水的知识等，熟练掌握相应知识是解答此类题目的关键。
13．下列关于实验现象的描述正确的是（　　）
A．硫酸铜晶体加热固体由蓝色变为白色
B．电解水时正极和负极产生气体的体积比为2：1
C．氢氧化钠溶液滴入硫酸铜溶液后产生黑色沉淀
D．石蜡在空气中燃烧生成水蒸气和二氧化碳
【答案】A
【分析】A、根据硫酸铜晶体加热变成无水硫酸铜，固体颜色由蓝色变为白色进行分析；
B、根据电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，且生成氧气和氢气的体积为1：2进行分析；
C、根据氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀进行分析；
D、根据描述实验现象时，不能出现生成物名称进行分析。
【解答】解：A、硫酸铜晶体加热变成硫酸铜，固体颜色由蓝色变为白色，故A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为1：2，故B错误；
C、氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀，氢氧化铜为蓝色沉淀，故C错误；
D、描述实验现象时，不能出现生成物名称，故D错误。
故选：A。
【点评】本题主要考查物质的性质，解答时要根据各种物质的性质，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论。
14．某兴趣小组利用如图所示装置进行电解水实验，测得负极与正极产生气体的体积比大于2：1，兴趣小组同学对此异常现象进行分析，下列说法不正确的是（　　）
A．H2难溶于水而O2不易溶于水，可能与不同气体溶解度有关
B．石墨电极对气体有吸附性，可能是吸附的O2比H2多
C．石墨电极与O2反应且生成CO2被氢氧化钠溶液吸收
D．若改用铂丝电极重新进行实验，将会产生更大的误差
【答案】D
【分析】根据电解水的知识、产生误差的原因来分析。
【解答】解：A、不同气体溶解度大小不同，H2难溶于水而O2不易溶于水，因此测得负极与正极产生气体的体积比大于2：1，故说法正确；
B、石墨电极对气体有吸附性，吸附饱和后才释放气体，可能是吸附的O2比H2多，因此测得负极与正极产生气体的体积比大于2：1，故说法正确；
C、石墨是碳单质，能与氧气反应生成CO2被氢氧化钠溶液吸收，因此测得负极与正极产生气体的体积比大于2：1，故说法正确；
D、石墨电极会与氧气反应生成二氧化碳，导致正极产生的氧气较少，改用铂丝电极进行实验，避免了石墨电极造成的氧气的减少，故说法错误。
故选：D。
【点评】解答这类题目时，要熟记电解水实验的有关操作、现象、结论以及产生误差的原因等。
15．下列实验得出的结论错误的是（　　）
A．既可探究分子运动现象，又可说明氨水呈碱性
B．能验证金属活动性顺序为Fe＞Cu＞Ag
C．既可探究CO2的密度比空气大，又可说明CO2不能燃烧也不支持燃烧
D．既可探究水是由氢、氧元素组成的，又可说明正负极产生气体的体积比约为2：1
【答案】D
【分析】A、根据浓氨水具有挥发性，挥发出来的氨分子运动到烧杯中与水结合生成氨水进行分析；
B、根据铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，银与硫酸铜不反应进行分析；
C、根据CO2的密度比空气大且CO2不能燃烧也不支持燃烧进行分析；
D、根据电解水生成氢气和氧气，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，生成氢气与氧气的体积比约为2：1进行分析。
【解答】解：A.浓氨水具有挥发性，挥发出来的氨分子运动到烧杯中与水结合生成氨水，氨水能使酚酞溶液变红，因此实验①既可探究分子运动现象，又可说明氨水呈碱性，故A正确；
B.铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，银与硫酸铜不反应，实验可以观察到铁片表面有红色固体析出，溶液由蓝色变为浅绿色，银片表面无固体析出，因此实验能验证金属活动性顺序为Fe＞Cu＞Ag，故B正确；
C.实验中观察到燃着的蜡烛自下而上依次熄灭，说明CO2的密度比空气大且CO2不能燃烧也不支持燃烧，故C正确；
D.电解水生成氢气和氧气，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，生成氢气与氧气的体积比约为2：1，氢气由氢元素组成、氧气由氧元素组成，因此实验既可探究水是由氢、氧元素组成的，又可说明正负极产生气体的体积比约为1：2，故D错误。
故选：D。
【点评】本题主要考查化学实验方案的设计与评价，充分利用相关的知识，学会用实验探究物质的性质或变化规律的方法和技巧是最大的收获。
16．化学基本观念的形成有助于我们更好地学习化学。下列化学观念错误的是（　　）
A．微粒观：闻到桂花香是因为分子在不断运动
B．元素观：一氧化碳和二氧化碳的组成元素相同，化学性质相似
C．实验观：电解水实验中观察到正极和负极产生气体的体积比为1：2
D．价值观：利用化学知识治理环境污染，改善我们的生存环境
【答案】B
【分析】A、根据分子的性质来分析；
B、根据物质的组成与结构来分析；
C、根据电解水的实验现象来分析；
D、根据化学的作用来分析。
【解答】解：A、闻到桂花香是因为分子在不断运动，故A观念正确，不符合题意；
B、一氧化碳和二氧化碳的组成元素相同，但是它们的化学性质不同，是因为两者的分子构成不同，一氧化碳是由一氧化碳分子构成的，二氧化碳是由二氧化碳分子构成的，故B观念错误，符合题意；
C、电解水实验中“正氧负氢，氢二氧一”，所以正极和负极产生气体的体积比为1：2，故C观念正确，不符合题意；
D、利用化学知识治理环境污染，改善我们的生存环境，故D观念正确，不符合题意；
故选：B。
【点评】本题难度不大，掌握分子的性质、电解水的知识以及化学的作用是解题的关键。
17．下列实验现象描述正确的是（　　）
A．在加热的条件下，一氧化碳还原氧化铜时，黑色粉末逐渐变为红色
B．电解水一段时间后，正负极产生气体的体积比约为2：1
C．碳在空气中燃烧一定生成二氧化碳
D．二氧化碳能使干燥的紫色石蕊纸花变红
【答案】A
【分析】A、根据一氧化碳还原氧化铜的现象分析；
B、根据电解水的现象和结论分析；
C、根据现象和结论的表述分析；
D、根据二氧化碳的性质分析。
【解答】解：A、一氧化碳具有还原性，在加热的条件下，一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，黑色粉末逐渐变为红色，A正确；
B、电解水一段时间后，正负极产生气体的体积比约为1：2，不是2：1，B错误；
C、碳在空气中充分燃烧生成二氧化碳，不充分燃烧生成一氧化碳，是结论不是现象，C错误；
D、二氧化碳能与水化合生成碳酸，碳酸显酸性，使紫色石蕊试液变红，二氧化碳不能使干燥的紫色石蕊纸花变红，D错误。
故选：A。
【点评】本题的难度不大，了解常见物质的性质、反应的现象等知识是解答本题的基础知识，注意现象和结论的不同。
18．下列关于水的化学实验中不能达到预期实验结果的是（　　）
A．仅用水鉴别氢氧化钠、硝酸铵、硫酸铜三种固体
B．20℃时，可用足量的水配制2%的氢氧化钙溶液
C．铁丝燃烧时，可在瓶中放少量水防止高温熔化物溅落，炸裂瓶底
D．电解水的实验中，正、负极产生气体的体积比约为1：2
【答案】B
【分析】A、根据三种物质与同种试剂反应产生的不同现象来鉴别它们，若两种物质与同种物质反应的现象相同，则无法鉴别它们。
B、根据20℃时氢氧化钙的溶解度进行分析。
C、根据实验注意事项进行分析判断。
D、根据电解水实验进行分析判断。
【解答】解：A、氢氧化钠溶于水放出热量，温度升高，硝酸铵溶于水吸收热量，温度降低，硫酸铜固体溶于水形成蓝色溶液，可以用水鉴别，故A正确；
B、20℃时，氢氧化钙的溶解度为0.17g，此时饱和溶液的溶质质量分数约为0.17%，所以用足量的水无法配制2%的氢氧化钙溶液，故B错误；
C、在进行铁丝燃烧实验时，需要在瓶中放少量水，防止高温熔化物溅落，炸裂瓶底，故C正确；
D、电解水的实验中，正极产生氧气，负极产生氢气，两者的体积比约为1：2，故D正确。
故选：B。
【点评】本题难度不是很大，化学实验方案的设计是考查学生能力的主要类型，同时也是实验教与学难点，在具体解题时要对其原理透彻理解，可根据物质的物理性质和化学性质结合实验目的进行分析判断。
19．下列是四位同学做了水的电解实验，并绘制出如图所示实验图像，说法正确的是（　　）
A．甲说：点燃负极不纯的气体M会有烟鸣声
B．乙说：产生的M、N两种气体体积比1：2
C．丙说：纵坐标可以表示M、N两种气体的质量比
D．丁说：电解水时，加入氢氧化钠作催化剂
【答案】A
【分析】根据电解水时，与电源负极相连的玻璃管内的气体体积多，是氢气；与电源正极相连的玻璃管内产生的气体体积少，是氧气；且两者的体积之比大约是2：1，可简记为：正氧负氢、氢二氧一，结合题意进行分析判断。
【解答】解：A、由电解水时“正氧负氢、氢二氧一”可知，负极生成的气体是氢气，具有可燃性，点燃负极不纯的气体M会有爆鸣声，故选项说法正确。
B、由图可知，产生的M、N两种气体体积比2：1，故选项说法错误。
C、电解水时，与电源负极相连的玻璃管内的气体体积多，是氢气；与电源正极相连的玻璃管内产生的气体体积少，是氧气；且两者的体积之比大约是2：1，电解水生成纵坐标可以表示M、N两种气体的体积比，故选项说法错误。
D、纯水几乎不导电，电解水时，加入氢氧化钠的目的是增强水的导电性，不是作催化剂，故选项说法错误。
故选：A。
【点评】本题难度不大，了解电解水的实验现象、结论（正氧负氢、氢二氧一）等是正确解答本题的关键。
20．水是生命之源，下列关于水的说法正确的是（　　）
A．硬水中含有较多的可溶性钙镁化合物
B．经过滤后的天然水是纯净水
C．净水过程中加明矾可起杀菌作用
D．电解水时正负极产生气体的体积比为2：1
【答案】A
【分析】A、含有较多钙镁化合物的水是硬水。
B、混合物由多种物质组成。
C、明矾那使水中悬浮物沉降。
D、电解水时，正氧负氢，氢二氧一，正、负极产生气体的体积比为1：2。
【解答】解：A、含有较多钙镁化合物的水是硬水，该选项正确。
B、经过滤后的天然水中仍含有一些可溶性杂质，所以过滤后的天然水是混合物，该选项不正确。
C、净水过程中加明矾可使水中悬浮的杂质沉降下来，无杀菌作用，该选项不正确。
D、电解水时，正氧负氢，氢二氧一，正、负极产生气体的体积比为1：2，该选项不正确。
故选：A。
【点评】本题主要考查物质的性质，解答时要根据各种物质的性质，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论。
二．填空题（共10小题）
21．研究“水”可从多角度展开。
（1）水的电解
①宏观现象：按图1所示装置，通电一段时间后，试管A、B中产生气体的体积比约为 　2：1　 ，检验B中气体的现象是 　带火星的木条复燃　 。
②微观分析：该反应中发生分解的微粒名称是 　水分子　 。
③结论：水由 　氢氧元素（或H、O）　 组成。
（2）水的性质
将黄豆大小的金属钾放入盛有水的烧杯中，生成H2；在反应后的溶液中滴入酚酞试液，溶液变红。写出该反应的化学方程式 　2K+2H2O＝2KOH+H2↑　 。
（3）水的用途
①碘与锌在常温下反应速度很慢，若滴入几滴水则反应剧烈，水在此的作用是 　加快反应速度（或催化剂）　 。
②图2实验中，对水的主要作用分析不全面的是 　AB　 （填字母）。
A．a图中的水便于观察烧瓶内气压变化
B．b图中的水提供热量
C．c图集气瓶中的水排尽空气且便于观察H2何时集满
D．d图中的水防止熔融物炸裂集气瓶
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）①根据电解水的现象、生成气体的性质和发生的反应分析回答；
（2）根据反应原理写出反应的化学方程式解答；
（3）根据催化剂的特点分析；根据水的应用分析。
【解答】解：
（1）①图1是电解水的实验，玻璃管A、B中产生气体的体积分别是电源的负极、正极分别生成的氢气和氧气，体积比约为2：1，B中的气体是氧气具有助燃性，检验B中气体的现象是：打开活塞，带火星的木条靠近管口，木条复燃；
②该反应中发生分解的微粒名称是水分子；
③电解水生成了氢气和氧气，说明水由氢氧元素（或H、O）组成的；
（2）将黄豆大小的金属钾放入盛有水的烧杯中，生成H2；在反应后的溶液中滴入酚酞试液，溶液变红。该反应的化学方程式为：2K+2H2O＝2KOH+H2↑；
（3）①碘与镁在常温下化合速度很慢，若滴入几滴水则反应剧烈，水在此的作用是加快化学反应速率。
②A、氧化钙与水化合生成了氢氧化钙放出了大量的热，烧瓶内温度升高压强增大，导管口有气泡生成，烧杯中的水便于观察烧瓶内气压变化，错误
B、在探究燃烧的条件时，水的作用是能提供热量和隔绝空气的作用，错误；
C、利用排水法收集氢气时，排尽空气且便于观察H2何时集满，正确；
D、铁丝在氧气中燃烧时，集气瓶中的水：冷却溅落熔融物，防止集气瓶炸裂，正确。
答案：
（1）①2：1；带火星的木条复燃；②水分子；③氢氧元素（或H、O）
（2）2K+2H2O＝2KOH+H2↑；
（3）①加快反应速度（或催化剂）；②AB。
【点评】本题主要考查了有关水的知识，涉及的知识点较多，难度不大，加强有关水的知识的归纳和学习，有利于解答本类题。
22．在宏观、微观和符号之间建立联系是化学特有的思维方式。根据电解水的实验，回答下列问题：
（1）从宏观上观察：如图所示，试管b和a中产生气体的体积比约为　1：2　 。由产物可知，水是由　氢、氧元素　 组成。
（2）从微观上分析：每个水分子是由　2个氢原子和1个氧原子　 构成。
（3）从符号上表示：电解水的化学方程式为　2H2O 通电 2H2↑+O2↑　 。
【答案】（1）1：2；氢、氧元素；
（2）2个氢原子和1个氧原子；
（3）2H2O 通电 2H2↑+O2↑。
【分析】根据电解水时“正氧负氢、氢二氧一”、现象、结论和发生的反应分析回答有关的问题。
【解答】解：（1）电解水时“正氧负氢、氢二氧一”，从宏观上观察：如图所示，试管b和a中产生的气体分别是氧气和氢气，体积比约为1：2。电解水生成了氢气和氧气，由产物可知，水是由氢、氧元素组成。
（2）从微观上分析：每个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成。
（3）电解水生成了氢气和氧气，从符号上表示：电解水的化学方程式为：2H2O 通电 2H2↑+O2↑。
故答案为：（1）1：2；氢、氧元素；
（2）2个氢原子和1个氧原子；
（3）2H2O 通电 2H2↑+O2↑。
【点评】电解水实验是教材中的一个基础实验，难度不大，应了解实验的现象、结论和注意事项等。
23．化学是一门以实验为基础的科学，根据如图所示实验，回答以下问题。
（1）A实验可以得到的结论为 　氧气约占空气总体积的五分之一　 ；
（2）B实验的氧气最好用 　排水　 法收集；
（3）按C图所示装置实验，一段时间后，理论上a、b两管中产生气体的质量比为 　1：8　 ；
（4）用坩埚钳夹住已擦亮的镁条，放在酒精灯上点燃后，立即伸进盛有二氧化碳集气瓶中（图D），发现镁条剧烈燃烧，发出白光，放热，产生一种白色固体和一种黑色固体，本实验使你对燃烧条件产生的新认识是 　燃烧不一定需要氧气　 。
【答案】（1）氧气约占空气总体积的五分之一；
（2）排水；
（3）1：8；
（4）燃烧不一定需要氧气。
【分析】（1）根据测定空气中氧气体积分数实验的结论分析；
（2）根据铁丝在氧气中燃烧实验的注意事项分析氧气的收集方法；
（3）根据电解水时“正氧负氢、氢二氧一”分析；
（4）根据燃烧的现象分析燃烧的条件。
【解答】解：（1）A实验是利用红磷在密闭的容器中燃烧测定空气中氧气的体积分数，装置冷却到室温后打开弹簧夹，烧杯内的水倒流入集气瓶约占瓶子容积的五分之一，实验说明空气不是单一的物质；氧气约占空气总体积的五分之一等。
（2）B实验为铁在氧气中燃烧，需要较纯净的氧气，同时集气瓶的底部要留少量的水，所以氧气最好用排水法收集；
（3）C图所示装置实验电解水实验，由“正氧负氢、氢二氧一”可知，a试管气体较多，为氢气，b试管气体较少，为氧气，理论上a、b两管中产生气体的质量比为 1：8；
（4）金属镁可以在二氧化碳中燃烧，说明燃烧不一定需要氧气。
故答案为：（1）氧气约占空气总体积的五分之一；
（2）排水；
（3）1：8；
（4）燃烧不一定需要氧气。
【点评】本题主要考查了教材中的几个基础的实验，难度不大，只要加强实验的学习即可分析解答。
24．水是一切生物体的最基本组成成分：
（1）日常生活中使硬水软化的最常用方法是 　煮沸　 。
（2）如图是电解水的装置。
①M管、N管收集气体的质量比为 　8：1　 ，请说出M管、N管收集气体体积比小于1：2的原因 　氧气在水中的溶解能力比氢气大　 （答出一点即可）。
②若太空空间站用电解水的方法制取64kg氧气作原料，需要消耗水的质量是多少？（根据化学方程式进行计算，写出计算过程。）
（3）在实验过程中，水也起着至关重要的作用，分别写出以下实验中水的作用。
①铁丝在氧气中的燃烧实验中，集气瓶底部放少量水的作用 　防止高温生成物溅落炸裂瓶底　 ；
②制取氧气用排水法收集气体时，集气瓶中水的作用 　将集气瓶中空气排尽　 。
（4）水也可以作为溶剂，广泛应用在溶液的配制中。在农业生产中，需要用溶质质量分数为16%食盐水来粮食选种。要配制150克该溶液需要蒸馏水 　126　 克，用量筒取蒸馏水时，俯视刻度，则配制溶液的溶质质量分数会偏 　高　 。
【答案】（1）煮沸；
（2）①8：1；氧气在水中的溶解能力比氢气大；
②72kg；
（3）防止高温生成物溅落炸裂瓶底；将集气瓶中空气排尽；
（4）126；高。
【分析】（1）根据生活中硬水软化的方法进行分析；
（2）①根据电解水的注意事项进行分析；
②根据化学方程式进行计算；
（3）根据水的作用进行分析；
（4）根据溶质的质量分数的公式及配制溶质的质量分数的注意事项进行分析。
【解答】解：（1）日常生活中采用加热煮沸的方法使硬水软化，加热过程中将水中的钙镁物质转化为沉淀；
（2）①M管连接的是电源正极，产生的是氧气，N管连接的是电源的负极，产生的是氢气，根据电解水的化学方程式：2H2O通电 2H2↑+O2↑，生成氧气与氢气质量比为32：4＝8：1；理论上生成氧气与氢气的体积比为1：2，实际测量值却小于1：2，主要原因是同等情况下，氧气在水中的溶解能力大于氢气，氧气减小得更多的缘故；
②设消耗水的质量为x。
2H2O通电 2H2↑+O2↑3632x64kg
3632=x64kg
x＝72kg
答：消耗水的质量是72kg。
（3）①做铁丝在氧气中燃烧实验中，集气瓶底部加有少量的水是防止溅落的熔融物炸裂瓶底；
②制取氧气用排水法收集气体时，集气瓶中水的作用是将集气瓶中空气排尽，收集纯净的氧气；
（4）稀释前后溶质的质量不变，配制150克16%食盐水需要食盐的质量为：150g×16%＝24g，则加入蒸馏水的质量为150g﹣24g＝126g；用量筒取蒸馏水时，俯视刻度，读数偏高，实际量取的水偏少，则配制溶液的溶质质量分数会偏高。
故答案为：
（1）煮沸；
（2）①8：1；氧气在水中的溶解能力比氢气大；
②72kg；
（3）防止高温生成物溅落炸裂瓶底；将集气瓶中空气排尽；
（4）126；高。
【点评】根据化学方程式计算时，第一要正确书写化学方程式，第二要使用正确的数据，第三计算过程要完整。
25．3月22日是第三十届“世界水日”，其主题为“珍惜地下水，珍视隐藏的资源”水是生命之源，“珍惜水、节约水、保护水”是每个公民的义务和责任。请解答下列有关水的问题。
（1）为区分软水和硬水，将等量的肥皂水分别滴加到盛有等量软水和硬水的试管中，振荡，试管中产生较多泡沫的为 　软水　 。生活上常用 　煮沸　 的方法来降低水的硬度。
（2）如图所示电解水的实验中，试管a、b中产生气体的体积比约为 　2：1　 ，在电解水时，在水中加入少量氢氧化钠或者硫酸钠的目的是为了 　增强水的导电性　 。电解水的化学方程式 　2H2O通电 2H2↑+O2↑　 。
（3）爱护水资源，既要节约用水，也要防治水体污染，下列做法合理的是 　BCD　 （填字母序号）。
A．水龙头漏水不及时更换
B．生活污水集中处理和排放
C．洗脸水冲厕所
D．农业上合理使用农药和化肥
【答案】（1）软水；煮沸；
（2）2：1；增强水的导电性；2H2O通电 2H2↑+O2↑；
（3）BCD。
【分析】（1）根据硬软水的转化和检验方法进行分析；
（2）根据电解水的现象进行分析；
（3）根据保护水资源的措施进行分析。
【解答】解：（1）通常用肥皂水来区分硬水和软水，肥皂水在硬水中易起浮渣，在软水中泡沫较多，故试管中产生较多泡沫的为软水；可溶性钙、镁化合物在加热时，能形成沉淀，故生活中常用煮沸的方法降低水的硬度；
（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，试管a中产生的气体较多，是氢气，试管b中产生的气体较少，是氧气，故试管a、b中产生气体的体积比约为2：1；
纯水的导电性很弱，在电解水时，在水中加入少量氢氧化钠或者硫酸钠的目的是为了增强水的导电性；
水通电分解生成氢气和氧气，化学方程式为：2H2O通电 2H2↑+O2↑；
（3）A、水龙头漏水不及时更换，会造成水资源的浪费，不符合题意；
B、生活污水集中处理和排放，可以减少污染，保护水资源，符合题意；
C、洗脸水冲厕所，可以“一水多用”，节约用水，保护水资源，符合题意；
D、农业上合理使用农药和化肥，可以减少污染，保护水资源，符合题意；
故答案为：（1）软水；煮沸；
（2）2：1；增强水的导电性；2H2O通电 2H2↑+O2↑；
（3）BCD。
【点评】本题主要考查学生对电解水相关知识的掌握，难度不大。
26．化学与生活息息相关。请回答下列问题：
（1）水是生命之源。如图是实验室电解水示意图。
①电解水的化学方程式为 　2H2O 通电 2H2↑+O2↑　 ，该反应属于 　分解反应　 （填基本反应类型）。
②a、b两管中气体的体积比为 　2：1　 ，请写出检验b管中气体的方法：　将带火星的木条放在导管口，木条复燃，证明是氧气　 （包括操作、现象）。
③我国科学家已研制出在新型高效光催化剂作用下，利用太阳能分解水制氢气。水在通过并接触催化剂表面时，分解的微观过程用示意图表示如下：（“”表示氢原子，“”表示氧原子，“—”表示催化剂）。
该分解微观过程的正确顺序是①→　④　 →　②　 →　⑤　 →③（填序号）。与电解水相比，该制氢方法的优点是 　节约能源　 。
（2）某家用净水机工作原理如图所示：
①净水机中，活性炭的作用是 　吸附　 。
②经过净水机处理后的水是硬水还是软水，其检验方法为：　取样品，加入肥皂水，振荡，产生泡沫较多的是软水，产生泡沫较少的是硬水　 （包括操作、现象、结论）。
③日常生活中常用 　煮沸　 方法降低水的硬度。
（3）“见著知微”是化学学习者应该具备的基本素养，也是学习化学的重要思想方法。如图，是两种不同状态下的水分子模型图。
①在如图中你能获得的信息是 　温度越高，放在运动速率越快　 。（答一点即可）
②请从你所获得的信息中设计实验加以证明 　用小烧杯取约40mL蒸馏水，向其中滴入5～6滴酚酞溶液，搅拌均匀，溶液的颜色无明显变化。取少量上述溶液置于试管中，向其中滴加氨水，观察溶液变红，将烧杯中的酚酞溶液分别倒入A、B两个小烧杯中，另取一个烧杯C，向其中加入约5mL浓氨水。用一个大烧杯罩住A、C两个小烧杯，烧杯B置于大烧杯外。观察几分钟，烧杯A、B发生现象分别是A烧杯中溶液变红，B烧杯中溶液颜色不变，说明分子在不断运动　 。
【答案】（1）①2H2O 通电 2H2↑+O2↑；分解反应；
②2：1；将带火星的木条放在导管口，木条复燃，证明是氧气；
③①→④→②→⑤→③；节约能源；
（2）①吸附；
②取样品，加入肥皂水，振荡，产生泡沫较多的是软水，产生泡沫较少的是硬水；
③煮沸；
（3）①温度越高，放在运动速率越快；
②用小烧杯取约40mL蒸馏水，向其中滴入5～6滴酚酞溶液，搅拌均匀，溶液的颜色无明显变化。取少量上述溶液置于试管中，向其中滴加氨水，观察溶液变红，将烧杯中的酚酞溶液分别倒入A、B两个小烧杯中，另取一个烧杯C，向其中加入约5mL浓氨水。用一个大烧杯罩住A、C两个小烧杯，烧杯B置于大烧杯外。观察几分钟，烧杯A、B发生现象分别是A烧杯中溶液变红，B烧杯中溶液颜色不变，说明分子在不断运动。
【分析】（1）①根据水在通电的条件下生成氢气和氧气进行分析；
②根据电解水时，生成的氢气和氧气的体积比是2：1，氧气具有助燃性进行分析；
③根据化学变化的实质是分子分成原子，原子又结合成新的分子进行分析；
（2）①根据活性炭具有吸附性进行分析；
②根据肥皂水在软水和硬水中的不同现象进行分析；
③根据日常生活中常用煮沸方法降低水的硬度进行分析；
（3）根据图中获得的信息进行分析。
【解答】解：（1）①水在通电的条件下生成氢气和氧气，化学方程式为：2H2O 通电 2H2↑+O2↑，该反应属于分解反应；
②a、b两管中气体的体积比为2：1，检验b管中气体的方法：将带火星的木条放在导管口，木条复燃，证明是氧气；
③化学变化的实质是分子分成原子，原子又结合成新的分子，所以该分解微观过程的正确顺序是①→④→②→⑤→③；与电解水相比，该制氢方法的优点是：节约能源；
（2）①净水机中，活性炭的作用是吸附；
②经过净水机处理后的水是硬水还是软水，检验方法为：取样品，加入肥皂水，振荡，产生泡沫较多的是软水，产生泡沫较少的是硬水；
③日常生活中常用煮沸方法降低水的硬度；
（3）①在如图中你能获得的信息是：温度越高，放在运动速率越快；
②从你所获得的信息中设计实验加以证明的操作方法是：用小烧杯取约40mL蒸馏水，向其中滴入5～6滴酚酞溶液，搅拌均匀，溶液的颜色无明显变化。取少量上述溶液置于试管中，向其中滴加氨水，观察溶液变红，将烧杯中的酚酞溶液分别倒入A、B两个小烧杯中，另取一个烧杯C，向其中加入约5mL浓氨水。用一个大烧杯罩住A、C两个小烧杯，烧杯B置于大烧杯外。观察几分钟，烧杯A、B发生现象分别是A烧杯中溶液变红，B烧杯中溶液颜色不变，说明分子在不断运动。
故答案为：（1）①2H2O 通电 2H2↑+O2↑；分解反应；
②2：1；将带火星的木条放在导管口，木条复燃，证明是氧气；
③①→④→②→⑤→③；节约能源；
（2）①吸附；
②取样品，加入肥皂水，振荡，产生泡沫较多的是软水，产生泡沫较少的是硬水；
③煮沸；
（3）①温度越高，放在运动速率越快；
②用小烧杯取约40mL蒸馏水，向其中滴入5～6滴酚酞溶液，搅拌均匀，溶液的颜色无明显变化。取少量上述溶液置于试管中，向其中滴加氨水，观察溶液变红，将烧杯中的酚酞溶液分别倒入A、B两个小烧杯中，另取一个烧杯C，向其中加入约5mL浓氨水。用一个大烧杯罩住A、C两个小烧杯，烧杯B置于大烧杯外。观察几分钟，烧杯A、B发生现象分别是A烧杯中溶液变红，B烧杯中溶液颜色不变，说明分子在不断运动。
【点评】本题主要考查物质的性质，解答时要根据各种物质的性质，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论。
27．水是生命之源。
Ⅰ．9月24日，我国科学家以CO2、水电解产生的H2为原料，成功生产出淀粉，在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成。其合成路线图如图所示：
（1）在太阳光的作用下水分解产生氢气的过程中，正极和负极产生气体的质量比约为 　8：1　 （填最简比）
（2）环节①反应生成甲醇（CH3OH）和水的化学方程式为 　CO2+3H2 催化剂 CH3OH+H2O　 ，该转化过程的能量转化形式为 　太阳能转化成化学能　 。
（3）利用二氧化碳人工合成淀粉，对实现“碳中和”目标的意义重大、影响深远。“碳中和”是指CO2排放量和减少总量相当，下列措施中有利于实现“碳中和”目标的是 　AD　 （填字母序号）。
A．发展新能源汽车，鼓励绿色出行B．公交车使用普通汽油改为乙醇汽油
C．家庭中用天然气来替代燃煤D．增加植树造林面积
Ⅱ．
（4）硫及其化合物的“化合价—物质类别”关系如图。
a点表示的物质所属类别是 　单质　 ，写出用澄清石灰水与物质b反应的化学方程式为 　Ca（OH）2+SO2＝CaSO3↓+H2O　 。
【答案】（1）8：1；
（2）CO2+3H2 催化剂 CH3OH+H2O；太阳能转化成化学能；
（3）AD；
（4）单质；Ca（OH）2+SO2＝CaSO3↓+H2O。
【分析】（1）根据在太阳光的作用下水分解产生氢气和氧气，正极产生氧气，负极产生氢气来分析；
（2）根据二氧化碳和氢气催化剂的作用下反应生成甲醇和水，以及该过程的能量转化来分析；
（3）A、根据发展新能源汽车，鼓励绿色出行，可以减少二氧化碳的排放量来分析；
B、根据公交车使用普通汽油改为乙醇汽油，不能减少二氧化碳的排放来分析；
C、根据家庭中用天然气来替代燃煤，不能减少二氧化碳的排放来分析；
D、根据增加植树造林面积，可以增加二氧化碳的吸收，减少二氧化碳的排放来分析；
（4）根据a点硫元素的化合价为0，以及澄清石灰水与物质b的反应是氢氧化钙和二氧化硫反应生成亚硫酸钙沉淀和水来分析。
【解答】解：（1）在太阳光的作用下水分解产生氢气和氧气，反应的化学方程式为：2H2O 太阳光 2H2↑+O2↑，正极产生氧气，负极产生氢气，则正极和负极产生气体的质量比约为（16×2）：（1×2×2）＝8：1。
（2）由图可知，二氧化碳和氢气催化剂的作用下反应生成甲醇和水，反应的化学方程式为：CO2+3H2 催化剂 CH3OH+H2O；该转化过程中是太阳能转化成化学能。
（3）A、发展新能源汽车，鼓励绿色出行，可以减少二氧化碳的排放量，有利于实现“碳中和”目标，故选项措施正确；
B、公交车使用普通汽油改为乙醇汽油，不能减少二氧化碳的排放，不利于实现“碳中和”目标，故选项措施不正确；
C、家庭中用天然气来替代燃煤，不能减少二氧化碳的排放，不利于实现“碳中和”目标，故选项措施不正确；
D、增加植树造林面积，可以增加二氧化碳的吸收，减少二氧化碳的排放，有利于实现“碳中和”目标，故选项措施正确；
故选：AD。
（4）由图可知，a点硫元素的化合价为0，则a点表示的物质所属类别是单质；b是氧化物，硫元素的化合价为+4，则b是二氧化硫，化学式为SO2，澄清石灰水与物质b的反应是氢氧化钙和二氧化硫反应生成亚硫酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为：Ca（OH）2+SO2＝CaSO3↓+H2O。
故答案为：
（1）8：1；
（2）CO2+3H2 催化剂 CH3OH+H2O；太阳能转化成化学能；
（3）AD；
（4）单质；Ca（OH）2+SO2＝CaSO3↓+H2O。
【点评】本题主要考查了物质的性质、转化和制备，解答时要根据所学知识，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论。
28．某化学兴趣小组收集了一瓶浑浊的河水，他们在实验室里模仿自来水厂的净水流程进行水的净化。
请回答：
（1）操作②可除去水中异味和色素，其净水原理是利用活性炭的 　吸附　 作用。
（2）经过操作③后得到了净水，可用 　肥皂水　 来检验该水样是硬水还是软水。生活中常用 　煮沸　 的方法来降低水的硬度。
（3）将所得净水蒸馏后进行电解水实验，通电一段时间后，正极与负极产生气体的体积比为 　1：2　 ，反应的化学方程式为 　2H2O 通电 2H2↑+O2↑　 ，其基本反应类型是 　分解反应　 。
【答案】（1）吸附。
（2）肥皂水；煮沸。
（3）1：2；2H2O 通电 2H2↑+O2↑；分解反应。
【分析】活性炭具有吸附性。
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。
加热煮沸时，水中的钙离子、镁离子能够以碳酸钙沉淀、氢氧化镁沉淀的形式从水中析出，从而降低水的硬度。
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。
【解答】解：（1）操作②可除去水中异味和色素，活性炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性，其净水原理是利用活性炭的吸附作用；
（2）经过操作③后得到了净水，可用肥皂水来检验该水样是硬水还是软水，生活中常用煮沸的方法来降低水的硬度；
（3）将所得净水蒸馏后进行电解水实验，通电一段时间后，由电解水实验结论“正氧一、负氢二”可知，正极与负极产生气体的体积比为1：2，水在通电条件下生成氢气和氧气，反应的化学方程式为2H2O 通电 2H2↑+O2↑，该反应符合“一变多”的特征，其基本反应类型是分解反应。
故答案为：（1）吸附。
（2）肥皂水；煮沸。
（3）1：2；2H2O 通电 2H2↑+O2↑；分解反应。
【点评】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，同时说明在化学变化中分子可分，原子不可分。
29．“世界水日”的主题为“珍惜地下水，珍视隐藏的资源”。
（1）自来水厂的净化过程中加入 　活性炭　 吸附色素和异味。
（2）生活中，检测生活用水是硬水还是软水可用 　肥皂水　 。
（3）下列做法能实现爱护水资源的是 　AD　 （填序号）。
A.淘米水浇花
B.禁止使用化肥和农药
C.农业上滴灌改为漫灌
D.工业废水达标后排放
（4）用如图所示的装置进行电解水实验，下列说法正确的是 　BD　 （填序号）。
A.试管a中的气体具有可燃性
B.试管b中的气体是氢气
C.试管a和b中气体的质量比为2：1
D.该实验说明，水不是由一种元素组成的
（5）钠是一种很活泼的金属，既能与酸反应也能与水反应，钠在酸溶液中先与酸反应再与水反应，钠与硫酸、水反应的方程式如下：2Na+H2SO4═Na2SO4+H2↑、2Na+2H2O═2NaOH+H2↑，4.6gNa与100g溶质质量分数为4.9%的稀硫酸反应，理论上生成氢气的质量为 　0.2g　 。
【答案】（1）吸附；
（2）肥皂水；
（3）AD；
（4）BD；
（5）0.2g。
【分析】（1）根据活性炭具有吸附性分析；
（2）根据硬水与软水的检验方法来分析；
（3）保护水资源包括两个方面：一方面要节约用水，另一方面要防止水体污染；
（4）根据电解水时“正氧负氢、氢二氧一”、生成气体的性质和结论等分析；
（5）根据化学方程式来分析计算。
【解答】解：（1）由于活性炭具有吸附性，自来水厂的净化过程中加入活性炭，利用其吸附性进行净水；
（2）生活中，可用肥皂水检测生活用水是硬水还是软水，遇肥皂水产生泡沫少的是硬水，肥皂水产生泡沫多的是软水；
（3）A.淘米水浇花可以节约用水，有利于水资源的保护，符合题意；
B.为防止水体污染可以合理使用化肥和农药，但不能禁止使用，不合题意；
C.农业上滴灌改为漫灌会造成水的浪费，不利于水资源的保护，不合题意；
D.工业废水达标后排放可以防止水体污染，有利于水资源的保护，符合题意；
（4）A、试管a中的气体较少是氧气，不具有可燃性，故A错误；
B、试管b中的气体较多是氢气，故B正确；
C、由上述分析可知，试管a和b中气体分别是氧气和氢气，质量比为8：1，故C错误；
D、该实验说明，水是由氢氧两种元素组成，不是由一种元素组成的，故D正确。
（5）设4.6gNa与100g溶质质量分数为4.9%的稀硫酸反应，理论上生成氢气的质量为x。
由方程式可得：
2Na～～～～～H2
46 2
4.6g x
462=4.6gx 解得：x＝0.2g
故答案为：（1）吸附；
（2）肥皂水；
（3）AD；
（4）BD；
（5）0.2g。
【点评】要想解答好这类题目，要理解和熟记保护水资源和节约用水的方法，以及与之相关知识等。
30．如图电解水实验。
（1）水中加入少量氢氧化钠的目的是 　增强导电性　 ；
（2）试管A与试管B中气体的质量比为 　1：8　 ，反应的化学方程式是 　2H2O 通电 2H2↑+O2↑　 。
【答案】（1）增强导电性。
（2）1：8；2H2O 通电 2H2↑+O2↑。
【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。
【解答】解：（1）在电解水实验前，常向水中加少量的氢氧化钠，目的是：增强水的导电性；
（2）水在通电的条件下生成氢气和氧气，正氧负氢，氧气和氢气的体积比约为1：2，试管A（氢气）与试管B（氧气），试管A与试管B中气体的质量比为1：8；电解水生成氢气和氧气，化学方程式是2H2O 通电 2H2↑+O2↑。
【点评】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，同时说明在化学变化中分子可分，原子不可分。
三．科学探究题（共4小题）
31．水是生命之源，是“永远值得探究的物质”，人类从未停止过对水的研究。某化学兴趣小组以“生命之源——水”为主题开展项目式学习。
【任务一】探究水的组成
（1）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。实验室常用如图装置进行模拟，则管a与管b中产生气体的体积比约为 　1：2　 。通过对该实验气体产物的检验及分析，可得出有关水的结论是 　BC　 （填字母序号）。
A.水由氢气和氧气组成
B.水由氢、氧两种元素组成
C.水可以分解产生氢气和氧气
【任务二】水蒸气与镁粉的反应
（2）实验装置如图所示（部分夹持仪器省略），为了防止玻璃管中原有空气对实验的干扰，实验开始时，应先点燃 　A　 （选填“A”或“B”）处酒精灯。
（3）肥皂液中产生了能上升到空中的肥皂泡，用燃着的木条靠近肥皂泡，有爆鸣声。B处玻璃管内生成了白色固体Mg（OH）2。写出B处玻璃管内发生反应的化学方程式 　Mg+2H2O △ Mg(OH)2+H2　 。
【任务三】研究影响电解水反应速率的因素
为研究影响电解水反应速率的因素，某兴趣小组利用12V直流电源进行了相关实验探究，数据如下：
编号
温度
NaOH溶液浓度
b管气体体积
a管气体体积
电解时间
1
20℃
2%
20mL
9.8mL
54.0s
2
20℃
5%
20mL
9.8mL
36.2s
3
30℃
2%
20mL
9.9mL
x
4
30℃
5%
20mL
9.9mL
35.4s
（水的导电能力很弱，加入少量NaOH可增强水的导电性）
（4）比较实验1和2，可得到的结论是 　相同条件下，氢氧化钠溶液浓度越大，电解水反应速率越快　 。
（5）分析四组实验数据，实验3的电解时间“x”可能是 　c　 （填字母序号）。
a.32.4
b.35.2
c.50.2
d.55.6
（6）查阅资料发现，当其他条件不变时，增大直流电的电压也能加快电解水的反应速率。在实验4的基础上，若要证明电压增大能加快电解水的反应速率，请利用如图所示的电源设计实验方案 　温度30℃，14V直流电源，NaOH溶液浓度5%，b管产生20mL气体，a管产生9.9mL气体，测量所用时间　 。
【答案】（1）1：2；BC。
（2）A。
（3）Mg+2H2O △ Mg(OH)2+H2。
（4）相同条件下，氢氧化钠溶液浓度越大，电解水反应速率越快。
（5）c。
（6）温度30℃，14V直流电源，NaOH溶液浓度5%，b管产生20 mL气体，a管产生9.9mL气体，测量所用时间。
【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。
【解答】解：（1）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，管a产生的气体较少，是氧气，管b产生的气体较多，是氢气，故管a与管b中产生气体的体积比约为1：2；
A、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，水不是由氢气和氧气组成，不符合题意；
B、由A的分析可知，通过该实验可得出水是由氢、氧两种元素组成，符合题意；
C、通过对该实验中产生的气体进行检验，管a中的气体能使燃着的木条燃烧的更旺，说明是氧气，管b中的气体能燃烧，发出淡蓝色火焰，说明是氢气，说明水分解生成氢气和氧气，符合题意。
故答案为：1：2；BC。
（2）为了防止玻璃管中原有空气对实验的干扰，实验开始时，应先点燃A处酒精灯，生成水蒸气，将装置内空气排尽，然后点燃B处酒精灯。
故答案为：A。
（3）肥皂液中产生了能上升到空中的肥皂泡，用燃着的木条靠近肥皂泡，有爆鸣声，说明生成了氢气，B处玻璃管中生成了白色固体氢氧化镁，则B处玻璃管内发生反应为镁和水蒸气在加热的条件下反应生成氢氧化镁和氢气，该反应的化学方程式为：Mg+2H2O △ Mg(OH)2+H2。
故答案为：Mg+2H2O △ Mg(OH)2+H2。
（4）实验1和2中氢氧化钠溶液的浓度不同，其他因素相同，且相同条件下，氢氧化钠溶液的浓度越大，产生相同体积的气体，电解时间越短，故可得出结论：相同条件下，氢氧化钠溶液浓度越大，电解水反应速率越快。
故答案为：相同条件下，氢氧化钠溶液浓度越大，电解水反应速率越快。
（5）由实验1、2可知，相同条件下，氢氧化钠溶液的浓度越大，产生相同体积的气体，电解时间越短，由实验2、4可知，相同条件下，温度越高，产生相同体积的气体，电解时间越短，则故实验3的电解时间“x”应大于35.4s，小于54.0s，故可能是50.2s。
故答案为：c。
（6）该实验的目的是探究电压对电解水的反应速率的影响，根据控制变量法，在实验4的基础上，增大电压，其他因素相同，则实验方案为：温度30℃，14V直流电源，NaOH溶液浓度5%，b管产生20 mL气体，a管产生9.9mL气体，测量所用时间。
故答案为：温度30℃，14V直流电源，NaOH溶液浓度5%，b管产生20 mL气体，a管产生9.9mL气体，测量所用时间。
【点评】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，同时说明在化学变化中分子可分，原子不可分。
32．爱动脑的小辰同学自带水做电解水实验时，发现有少许难溶性物质出现，通过查阅资料得知，可能是水的硬度太大，电解生成了氢氧化镁等难溶物，结合课堂上学习的水的相关知识，小辰进行了进一步探究。
【知识回顾】电解水实验中，正极与负极产生气体的体积比为 　1：2　 ，此实验说明水是由 　氢和氧　 元素组成的。
【查阅资料】
硬水含较多可溶性钙、镁化合物；软水不含或含较少可溶性钙、镁化合物。
Ⅰ.探究水的硬度、肥皂水的用量与产生泡沫量的关系
【进行实验】向蒸馏水中加入CaCl2和MgCl2的混合溶液，配制两种不同硬度的硬水。
用蒸馏水和

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