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文檔簡介
專題04水的組成及變化的探究一、通電分解水(1)實驗原理①設(shè)計原理:通過生成物的元素組成判斷反應(yīng)物的元素組成。②反應(yīng)原理:2H2O2H2↑+O2↑。(2)實驗裝置【注意】水中常加入少量H2SO4或NaOH或Na2SO4,目的是增強水的導(dǎo)電性。(3)實驗現(xiàn)象通直流電源后,電極表面出現(xiàn)氣泡,一段時間后,兩個玻璃管(或試管)內(nèi)液面均下降,甲裝置c中液面上升,玻璃管(或試管)a、b所收集的氣體體積比約為2:1?!究谠E】正氧負(fù)氫、氫二氧一。(4)正、負(fù)極產(chǎn)物的檢驗①正極:用帶火星的木條檢驗,若觀察到帶火星的木條復(fù)燃,則說明產(chǎn)物是氧氣。②負(fù)極:用燃著的木條檢驗,若觀察到氣體燃燒,產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰,則說明產(chǎn)物是氫氣。(5)實驗結(jié)論及推論①水是由氫元素和氧元素組成的。②驗證了化學(xué)變化中分子可再分而原子不可再分。③電解水產(chǎn)生氣體的體積和質(zhì)量的坐標(biāo)曲線如圖所示,通過生成氫氣和氧氣的體積比約為2∶1,推出它們的質(zhì)量比約為1∶8。(6)實驗問題分析:①電解水時,若氧氣與氫氣的體積比小于1:2,可能的原因有:氧氣在水中的溶解性比氫氣稍大;氧氣具有氧化性,部分氧氣將電極氧化而消耗;正極未完全放入玻璃管中,使氧氣泄漏等。②如何讓電解水實驗中氫氣與氧氣體積比為2:1?a把電解液的溫度控制在25℃以上,減少氧氣的溶解度。b讓電解液的濃度適當(dāng)高一點,也可以減少誤差。c調(diào)節(jié)盛氫氣、氧氣與電解液的管內(nèi)液面在一個水平高度上③有時收集的氣體量較少時,當(dāng)檢驗氫氣時,可能只發(fā)出爆鳴聲,而看不到藍(lán)色火焰④使用氫氣時一定要注意安全,點燃?xì)錃馇?,一定要檢驗氫氣的純度。(7)從微觀認(rèn)識水的電解過程a.電解水的過程可用圖2表示,粒子運動變化的先后順序是④③①②。
b.圖3表示電解水的微觀示意圖,該反應(yīng)中屬于單質(zhì)的是H2、O2,該化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)是水分子分裂成氫原子和氧原子,氫原子重新組合成氫分子,氧原子重新組合成氧分子。
1.教材實驗裝置的不足(1)兩?試管在?中不易直?,容易倒下。操作時,尤其是檢驗產(chǎn)?的?體時,需要其他?幫助,操作不便。(2)實驗過程中,由于試管?般內(nèi)徑較粗,容積較?,同時電解?反應(yīng)速度?般較慢,為使實驗現(xiàn)象明顯,所以需要通電的時間較長,等待時間過長,影響學(xué)?興趣和課堂教學(xué)效率。(3)停?通電時兩?試管內(nèi)部?定會留有?定量的?,給實驗產(chǎn)??體的檢驗造成困難,如果不細(xì)?操作混?空?或產(chǎn)?的?體跑掉都會導(dǎo)致整個實驗失敗。(4)整個實驗裝置體積不?,教室后?的學(xué)?很難觀察到實驗現(xiàn)象。(5)?電解器,價錢?(218.00元/個)、易損壞,?且儀器是個連體,不好清洗,損壞?點就?法修復(fù)等。2.裝置改進(jìn)改變電解容器使用注射器或量筒,優(yōu)點是帶刻度,直接獲取氣體體積比。改變檢驗氣體方式改進(jìn)后的優(yōu)點是檢驗裝置氣密性、檢驗收集氣體簡單,且防止氫氧化鈉沾皮膚上及可用秒表精確測量一定電壓,濃度時產(chǎn)生氫氣、氧氣的體積增加便利性改進(jìn)后的優(yōu)點:攜帶方便,實驗時可直接擺放在講臺上,無須固定;操作簡單,安全方便,便于觀察,所需電解液的量少;電解速度快;取材簡單廣泛,充分利用了生活資源如飲料瓶,一次性注射器等。針筒有刻度,易于觀察氣體體積。用保險絲做電極,減小用石墨棒做電極時對氧氣的吸附,或因電極被氧化而消耗氧造成誤差?!纠?】(2023·遼寧阜新·統(tǒng)考中考真題)如圖為電解水實驗示意圖。下列說法中正確的是A.與負(fù)極相連的試管內(nèi)收集的氣體是氧氣B.產(chǎn)生氫氣和氧氣的質(zhì)量比為2:1C.與正極相連的試管內(nèi)收集的氣體能燃燒D.該實驗說明水是由氫元素和氧元素組成的【答案】D【分析】本題主要考查電解水的實驗,在電解水實驗中,正極產(chǎn)生的氣體較少,負(fù)極產(chǎn)生的氣體較多,體積比約為1:2,正極的氣體能使帶火星的小木條復(fù)燃,負(fù)極的氣體能燃燒,根據(jù)以上現(xiàn)象可推出正極產(chǎn)生的氣體是氧氣,負(fù)極產(chǎn)生的氣體是氫氣,從而得出水是由氫、氧元素組成的結(jié)論?!驹斀狻緼.與負(fù)極相連的試管內(nèi)收集的氣體能燃燒是氫氣,故A錯誤;B.產(chǎn)生氫氣和氧氣的體積比為2:1,質(zhì)量比為1:8,故B錯誤;C.與正極相連的試管內(nèi)收集的氣體能能使帶火星的小木條復(fù)燃是氧氣,故C錯誤;D.通過該反的實驗現(xiàn)象可知通電分解水生成氫氣和氧氣,從而說明了水是由氫元素和氧元素組成的,故D正確。故選D【例2】(2023·四川成都·統(tǒng)考中考真題)電解水,反應(yīng)一段時間后,用燃著的木條檢驗生成的氣體,記錄的現(xiàn)象如下表。相關(guān)說法錯誤的是兩電極正極端的玻璃管負(fù)極端的玻璃管現(xiàn)象有氣泡體積為,木條燃得更旺體積為,氣體燃燒A.通電前應(yīng)將玻璃管內(nèi)空氣排盡 B.兩電極產(chǎn)生氣泡的速率不相同C.正極氣體為氧氣,負(fù)極氣體為氫氣 D.結(jié)合氣體密度可計算水中氫、氧原子個數(shù)比【答案】D【詳解】A、為了實驗準(zhǔn)確,通電前應(yīng)將玻璃管內(nèi)空氣排盡,故選項正確;B、正、負(fù)極均能觀察到由無色氣泡產(chǎn)生,負(fù)極產(chǎn)生的是氫氣,體積更多,速率更快;正極產(chǎn)生的是氧氣,體積更少,速率更慢;故選項正確;C、電解水實驗中,與正極相連的試管產(chǎn)生的是氧氣,與負(fù)極相連的試管產(chǎn)生的是氫氣,故選項正確;D、正負(fù)極收集的氣體體積比5.15mL:10.38mL1:2,結(jié)合氣體密度可計算氣體的質(zhì)量,但是不知道H、O原子的實際質(zhì)量,不能計算出氫、氧原子個數(shù)比,故選項錯誤;故選:D?!咀兪?】(2023·江蘇泰州·統(tǒng)考中考真題)某同學(xué)進(jìn)行水的組成及變化的探究,其中操作錯誤的是A.
檢驗氧氣 B.氫氣驗純C.
點燃?xì)錃?D.
熄滅酒精燈【答案】D【詳解】A、電解水實驗中,正極產(chǎn)生氧氣,負(fù)極產(chǎn)生氫氣,且二者體積比為1:2,要檢驗氧氣,則將帶火星的木條放在尖嘴口,打開活塞放出氣體,若木條復(fù)燃,則氣體是氧氣,操作正確,選項不符合題意;B、氫氣驗純的操作:用拇指堵住試管口,移近酒精燈火焰,再將拇指移開,若聽到輕微的“噗”聲,則證明氫氣很純,可以點燃;若聽到尖銳的爆鳴聲,說明氫氣不純,操作正確,選項不符合題意;C、點燃?xì)錃獾牟僮鳎涸趲Ъ庾斓慕饘賹?dǎo)管口點燃純凈的氫氣,觀察火焰的顏色,操作正確,選項不符合題意;D、熄滅酒精燈應(yīng)用燈帽蓋滅,不能用嘴吹,操作錯誤,選項符合題意。故選:D【變式2】(2023·廣東深圳·統(tǒng)考中考真題)下列說法正確的是A.a(chǎn)和b質(zhì)量比為2:1 B.H2具有助燃性C.水是由氫元素和氧元素組成的 D.水的電解是物理變化【答案】C【詳解】A、電解水實驗中,根據(jù)正氧負(fù)氫,氧一氫二,a管與電源的負(fù)極相連,產(chǎn)生的是氫氣,b管與電源的正極相連,產(chǎn)生的是氧氣,a(氫氣)和b(氧氣)體積比為2:1,水通電分解生成氫氣和氧氣,該反應(yīng)方程式為:,a(氫氣)和b(氧氣)質(zhì)量比為4:32=1:8,故A說法錯誤;B、氫氣具有可燃性,氧氣具有助燃性,故B說法錯誤;C、水通電分解生成氫氣和氧氣,氫氣是由氫元素組成的,氧氣是由氧元素組成的,根據(jù)反應(yīng)前后元素種類不變,則水是由氫元素和氧元素組成的,故C說法正確;D、水通電分解生成氫氣和氧氣,有新物質(zhì)生成,屬于化學(xué)變化,故D說法錯誤;故選C。【變式3】(2023上·重慶九龍坡·九年級重慶市育才中學(xué)校考期末)厲害了,我的國!夢天實驗艙與天和核心艙成功對接,有力推動了我國空間站建設(shè)的進(jìn)程??臻g站里的O2源自電解水,某化學(xué)興趣小組的電解水裝置如下圖所示。下列有關(guān)說法正確的是A.該實驗可證明水是由氫氣和氧氣組成的B.A管內(nèi)產(chǎn)生的氣體,能夠燃燒,產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰C.A管和B管中收集到的氣體質(zhì)量比為1:2D.AB管收集氣體的方法都是排水法【答案】D【詳解】A、水通電生成氫氣和氧氣,根據(jù)反應(yīng)前后元素種類不變,可證明水是由氫元素和氧元素組成的,故A錯誤;B、“正氧負(fù)氫”,管A和正極相連,生成的是氧氣,不能燃燒,故B錯誤;C、A管產(chǎn)生的是氧氣,B管產(chǎn)生的是氫氣,體積比為1:2,質(zhì)量比為8:1,故C錯誤;D、AB管收集氣體的方法都是排水法,故D正確。故選D。1.(2023·上海靜安·統(tǒng)考一模)有關(guān)電解水實驗的說法,錯誤的是A.可以證明水由氫元素和氧元素組成B.正、負(fù)極產(chǎn)生的氣體體積比是1:2C.用帶火星木條檢驗產(chǎn)生的氧氣D.證明水分子由一個氫分子和一個氧原子構(gòu)成【答案】D【詳解】A、電解水生成氫氣和氧氣,氫氣是由氫元素組成,氧氣是由氧元素組成,根據(jù)元素守恒,水是由氫、氧元素組成,該選項說法正確;B、電解水時,正極產(chǎn)生氧氣,負(fù)極產(chǎn)生氧氣,且產(chǎn)生的氧氣和氫氣的體積比為1:2,則正、負(fù)極產(chǎn)生的氣體體積比是1:2,該選項說法正確;C、氧氣能使帶火星的木條復(fù)燃,則可用帶火星木條檢驗產(chǎn)生的氧氣,該選項說法正確;D、分子是由原子構(gòu)成的,分子中不含分子,即水分子是由2個氫原子和1個氧原子構(gòu)成,該選項說法不正確。故選D。2.(2023上·黑龍江牡丹江·九年級??计谀┯呻娊馑挠嘘P(guān)實驗可得到的結(jié)論是①水由氫、氧兩種元素組成②水中有氫氣和氧氣
③電解1體積的水可以得到2體積的氫氣和1體積的氧氣④化學(xué)反應(yīng)里分子可以再分成原子,而原子不可再分A.①② B.③④ C.②③ D.①④【答案】D【詳解】在電解水實驗中,電源正極產(chǎn)生氧氣,負(fù)極產(chǎn)生氫氣,因為反應(yīng)前后元素的種類不變,可得出水是由氫元素和氧元素組成的結(jié)論,因此①正確;實驗中水分子變成了氫分子和氧分子,但反應(yīng)前后氫原子和氧原子沒有發(fā)生變化,所以在化學(xué)變化中,分子可以分為原子,而原子不可以再分,因此④正確;而水是一種化合物,水中沒有氫氣和氧氣,因此②不正確;在相同條件下,氣體的體積比等于分子個數(shù)比,電解水實驗中氫氣與氧氣體積比為2∶1,所以實驗中氫氣與氧氣的體積比等于電解水反應(yīng)方程式中化學(xué)式前面的化學(xué)計量數(shù)之比,電解水實驗中水是液體,氫氣和氧氣是氣體,在相同條件下,液體的體積與氣體的體積之比不等于化學(xué)方程式中化學(xué)式前面的化學(xué)計量數(shù)之比,因此③不正確。本題中由電解水的有關(guān)實驗可得到的結(jié)論正確的是:①④。故選D。3.(2023·陜西寶雞·統(tǒng)考三模)利用注射器進(jìn)行電解水的實驗,電極插入注射器筒內(nèi),裝置示意圖如圖所示。下列說法不正確的是A.水中加入少量氫氧化鈉,作用是增強水的導(dǎo)電性B.兩個注射器內(nèi)的原始液面、電極長度要保持一致C.左邊注射器內(nèi)產(chǎn)生的氣體能使帶火星的木條復(fù)燃D.實驗成功時,左邊注射器收集到的氣體體積約是右邊注射器的2倍【答案】C【詳解】A.水中加入少量氫氧化鈉,作用是增強水的導(dǎo)電性,說法正確,不符合題意;B.為了便于觀察現(xiàn)象,兩個注射器內(nèi)的原始液面、電極長度要保持一致,說法正確,不符合題意;C.左邊注射器連接電源負(fù)極,收集到的氣體是氫氣,不具有助燃性,不能使帶火星的木條復(fù)燃,說法錯誤,符合題意;D.左邊注射器連接電源負(fù)極,收集到的氣體是氫氣,右邊注射器連接電源正極,收集到的氣體是氧氣,兩者的體積比為,所以實驗成功時,左邊注射器收集到的氣體體積約是右邊注射器的2倍,說法正確,不符號題意;故選C。【點睛】本題考查電解水的有關(guān)知識,根據(jù)電解水實驗現(xiàn)象及產(chǎn)物檢驗方法進(jìn)行分析,知道電解水實驗的結(jié)論簡單記為“正氧負(fù)氫,氫二氧一”進(jìn)行答題即可。4.(2023·遼寧阜新·統(tǒng)考二模)下列關(guān)于“電解水”和“氫氣在空氣中燃燒”實驗的說法中,正確的是A.點燃?xì)錃馇安挥脵z驗純度 B.b管氣體能使帶火星木條復(fù)燃C.干冷燒杯內(nèi)壁無明顯變化 D.兩個實驗均可證明水的組成【答案】D【詳解】A、點燃可燃性氣體之前需要檢驗純度,故點燃?xì)錃馇耙獧z驗純度,故A錯誤;B、電解水時“正氧負(fù)氫、氫二氧一”,b管連接電源負(fù)極,產(chǎn)生的是氫氣,具有可燃性,不是助燃性,不能使帶火星木條復(fù)燃,故B錯誤;C、氫氣燃燒生成水,故干冷燒杯內(nèi)壁有水霧生成,故C錯誤;D、電解水生成氫氣和氧氣,氫氣和氧氣點燃生成水,均可證明水的組成,故D正確。故選D。5.(2023·湖南益陽·統(tǒng)考中考真題)如圖是通電一段時間后電解水的裝置示意圖。下列說法錯誤的是A.產(chǎn)生的氣體a能使帶火星的木條復(fù)燃B.產(chǎn)生氣體b的一端電極與電源正極相連C.水中加入少量Na2SO4可以增強其導(dǎo)電性D.該實驗證明水是由氫、氧兩種元素組成的【答案】A【詳解】A、電解水“正氧負(fù)氫、氫二氧一”、產(chǎn)生的氣體a較多,為氫氣,具有可燃性,沒有助燃性,不能使帶火星的木條復(fù)燃,錯誤;B、電解水“正氧負(fù)氫、氫二氧一”,產(chǎn)生氣體b為氧氣,與電源正極相連,正確;C、硫酸鈉由硫酸根離子和鈉離子組成,水中加入少量Na2SO4可以增強其導(dǎo)電性,正確;D、電解水生成氫氣和氧氣,根據(jù)質(zhì)量守恒定律,反應(yīng)前后元素的種類不變,該實驗證明水是由氫、氧兩種元素組成的,正確。故選A。6.(2023·江蘇鹽城·??既#┯萌鐖D所示裝置電解水,下列說法錯誤的是A.M、N兩導(dǎo)管口處收集的氣體體積之比是1:2B.水中可加入少量硫酸鈉或氫氧化鈉以增強導(dǎo)電性C.將帶火星的木條放在N導(dǎo)管口處,木條會復(fù)燃D.M處收集的氣體,可以供給呼吸【答案】C【分析】電解水,正氧負(fù)氫,氧一氫二?!驹斀狻緼、與正極相連的M處產(chǎn)生的是氧氣,與負(fù)極相連的N處產(chǎn)生的是氫氣,氧氣和氫氣的體積比為1:2,故A正確;B、純水幾乎不導(dǎo)電,為了增強水的導(dǎo)電性,加入少量硫酸鈉或氫氧化鈉,故B正確;C、與負(fù)極相連的N處產(chǎn)生的是氫氣,將帶火星的木條放在產(chǎn)生氫氣的N處,木條不會復(fù)燃,故C錯誤;D、M處收集的氣體為氧氣,可以供給呼吸,故D正確。故選C。7.(2023·陜西西安·??寄M預(yù)測)如圖是電解水的實驗裝置。下列有關(guān)說法不正確的是A.檢驗乙試管中產(chǎn)生的氣體最好用帶火星的木條B.正負(fù)極收集到的氣體體積比小于1:2,可能是因為氣體溶解度不同C.該實驗?zāi)康氖球炞C水由氫元素和氧元素組成D.硫酸在電解水實驗中作催化劑、起催化作用【答案】D【詳解】A、由電解水的實驗裝置可知,試管乙所收集到的氣體較少是氧氣,由于氧氣具有支持燃燒的性質(zhì),該氣體的檢驗方法是用帶火星的木條檢驗,若能使帶火星的木條復(fù)燃,則為氧氣,說法正確;B、氧氣在水中的溶解度比氫氣稍大,所以正負(fù)極收集到的氣體體積比小于1:2,說法正確;C、該實驗?zāi)康氖球炞C水由氫元素和氧元素組成,說法正確;D、硫酸在電解水實驗中是為了增強水的導(dǎo)電性,說法錯誤。故選D。8.(2023上·福建龍巖·九年級統(tǒng)考期末)某實驗小組用如圖所示裝置完成電解水的實驗并收集產(chǎn)生的氣體,下列說法錯誤的是A.a(chǎn)端應(yīng)連接電源的負(fù)極 B.c管收集的氣體是氫氣C.d管中的氣體先收集滿 D.該實驗說明水由氫、氧元素組成【答案】C【分析】水通電可以分解出氫氣和氧氣,c導(dǎo)管是向下排空氣法,說明收集的是氫氣;d導(dǎo)管是向上排空氣法,說明收集的是氧氣;說明a管應(yīng)連接電源的負(fù)極,b管應(yīng)連接電源的正極。【詳解】A、根據(jù)氫氣和氧氣的密度分析可知,a端生成的氣體是氫氣,應(yīng)連接電源的負(fù)極,此選項正確;B、根據(jù)氫氣和氧氣的密度分析可知,a端生成的氣體是氫氣,c管收集的氣體是氫氣,此選項正確;C、產(chǎn)生氫氣與氧氣的體積之比為2:1,所以c試管中的氫氣先收集滿,此選項錯誤;D、水通電可以分解出氫氣和氧氣,所以該實驗說明水由氫、氧元素組成,此選項正確。故選C。9.(2023·山東日照·統(tǒng)考二模)如圖1是電解水的裝置,量筒甲中收集到A氣體、量筒乙中收集到B氣體。如圖2是生成氣體體積與反應(yīng)時間的關(guān)系圖。下列說法錯誤的是A.A氣體能使帶火星的木條復(fù)燃,B氣體能燃燒B.a(chǎn)處連接的是電源的負(fù)極,b處連接的是電源的正極C.電解前,在水中加入少量氫氧化鈉,以增強導(dǎo)電性。電解后,溶液的pH增大D.正極產(chǎn)生的氣體與負(fù)極產(chǎn)生的氣體體積比為1∶2,質(zhì)量比為8∶1【答案】B【分析】電解水正極產(chǎn)生氧氣,負(fù)極產(chǎn)生氫氣,氫氣和氧氣的體積比為2:1;故A氣體為氧氣,B氣體為氫氣?!驹斀狻緼、根據(jù)分析,A氣體為氧氣,氧氣具有助燃性,能使帶火星的木條復(fù)燃,B氣體為氫氣,氫氣具有可燃性,正確;B、根據(jù)分析,A氣體為氧氣,B氣體為氫氣,a處連接的是電源的正極,b處連接的是電源的負(fù)極,錯誤;C、電解前,在水中加入少量氫氧化鈉,以增強導(dǎo)電性,電解后,氫氧化鈉不發(fā)生反應(yīng),溶劑水的質(zhì)量減小,故溶液的pH增大,正確;D、由分析知,正極產(chǎn)生的氣體是氧氣,與負(fù)極產(chǎn)生的氣體是氫氣,氧氣和氫氣的體積比為1:2;由反應(yīng)的化學(xué)方程式知,氧氣和氫氣的質(zhì)量比=,正確。故選B。10.(2023·江蘇淮安·統(tǒng)考一模)水是構(gòu)成一切生物體的基本成分,是生命之源。下列說法不正確的是A.a(chǎn)管連接的是電源正極B.a(chǎn)、b管內(nèi)氣體質(zhì)量比為1:2C.“干燥氫氣”的目的是除去水蒸氣,防止對檢驗水產(chǎn)生影響D.如圖兩個實驗均能驗證水的組成【答案】B【詳解】A、電解水實驗中,正極產(chǎn)生的是氧氣,負(fù)極產(chǎn)生的是氫氣,生成氧氣、氫氣的體積比為1:2,由圖1知,a管連接的是電源正極,故A不符合題意;B、圖1中,a管內(nèi)氣體是氧氣、b管內(nèi)氣體氫氣,生成氧氣、氫氣的體積比為1:2,故B符合題意;C、因為氫氣在氧氣燃燒生成水,則“干燥氫氣”的目的是除去水蒸氣,防止對檢驗水產(chǎn)生影響,故C不符合題意;D、電通電發(fā)生分解反應(yīng)生成氫氣和氧氣,能說明水由氫元素和氧元素組成,氫氣在氧氣燃燒發(fā)生化合反應(yīng)生成水,也能說明水由氫元素和氧元素組成,故D不符合題意。故選B。11.(2023·北京·統(tǒng)考中考真題)用下圖電解水實驗研究水的組成。
(1)經(jīng)檢驗a管中產(chǎn)生,由此得出關(guān)于水的組成的推論是。(2)用帶火星木條檢驗b管中氣體為的現(xiàn)象是?!敬鸢浮?1)水中含氫元素(2)帶火星的木條復(fù)燃【詳解】(1)經(jīng)檢驗a管中產(chǎn)生H2,電解水生成了氫氣,氫氣由氫元素組成,根據(jù)質(zhì)量守恒定律,化學(xué)反應(yīng)前后,元素的種類不變,說明水中含氫元素;(2)氧氣具有助燃性,故用帶火星木條檢驗b管中氣體為O2的現(xiàn)象是:帶火星的木條復(fù)燃。12.(2023上·山東威?!そy(tǒng)考期末)學(xué)習(xí)小組走進(jìn)實驗室,探究“水在直流電作用下的變化”。I.在水電解器的玻璃管中注滿水,接通直流電源。一段時間后。發(fā)現(xiàn)兩電極都有氣泡產(chǎn)生,左右兩側(cè)玻璃管中的液面有不同程度的下降。(1)a管中產(chǎn)生的氣體和b管中產(chǎn)生的氣體的體積比約為。檢驗b管的氣體:打開活塞,。(2)通過上述實驗可以得出:化學(xué)變化不但生成新物質(zhì),還會伴隨著能量的轉(zhuǎn)化。在電解水的過程中,能主要轉(zhuǎn)化為能。(3)寫出電解水的文字表達(dá)式。II.實驗過程中,同學(xué)們發(fā)現(xiàn)電解純水速率較慢。查閱資料獲知:調(diào)節(jié)電源電壓或在水中加入少量氫氧化鈉溶液都會改變電解速率。于是他進(jìn)行了多次實驗,電源電壓分別設(shè)定為6伏(電壓的單位“伏特”,簡稱“伏”)、9伏、12伏,氫氧化鈉溶液濃度分別為5%、10%,將實驗數(shù)據(jù)取平均值,記錄如下:(保持其它條件不變,每次實驗收集10mL氧氣)電壓反應(yīng)時間氫氧化鈉濃度6伏9伏12伏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(4)該實驗的目的是。(5)分析上表數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是?!敬鸢浮?1)1:2把燃著的木條放在尖嘴口,氣體燃燒,產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰,證明是氫氣(2)電化學(xué)(3)(4)探究電壓和氫氧化鈉濃度對電解水速率的影響(5)電壓一定時,氫氧化鈉濃度越大,電解速率越快或氫氧化鈉濃度一定時,電壓越大,電解速率越快【詳解】(1)電解水時,正極產(chǎn)生氧氣,負(fù)極產(chǎn)生氫氣,且生成氧氣和氫氣的體積比為1:2,由圖可知,a管與電源正極相連,收集的氣體為氧氣,則b管收集的氣體為氫氣,a管中產(chǎn)生的氣體和b管中產(chǎn)生的氣體的體積比約為1:2;氫氣具有可燃性,燃燒時發(fā)出淡藍(lán)色火焰,則檢驗b管的氣體方法為:把燃著的木條放在尖嘴口,氣體燃燒,產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰,證明是氫氣。(2)電解水的條件為通電,過程中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。(3)電解水生成氫氣和氧氣,反應(yīng)的文字表達(dá)式為:。(4)由表中內(nèi)容可知,變量有氫氧化鈉溶液的濃度和電源電壓,則目的為探究電壓和氫氧化鈉濃度對電解水速率的影響。(5)由表中內(nèi)容可知,當(dāng)氫氧化鈉溶液濃度相同時,電壓越大,反應(yīng)時間越短,說明電解水的速率越快;而當(dāng)電壓相同時,氫氧化鈉溶液濃度越大,反應(yīng)時間越短,說明電解水的速率越快。13.(2023上·安徽合肥·九年級??计谀嶒炇沁M(jìn)行科學(xué)探究的重要方式,請根據(jù)下圖回答問題:(1)用A圖所示裝置進(jìn)行電解水實驗時,a管產(chǎn)生的氣體是,檢驗a管產(chǎn)生氣體的方法是,b管接電源的極。某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)測定了兩管逸出氣體的體積,記錄如下:實驗時間/min12345678…a管中氣體體積/mL612202939495969…b管中氣體體積/mL2471l16212631…請回答:理論上a管和b管中氣體的體積比為;雖然裝置氣密性良好、讀數(shù)正確,但電解開始階段兩管氣體的體積比(填“大于”或“小于”)理論比值,不符合理論比值的原因是。(2)用B圖所示的裝置測定空氣中氧氣的含量,實驗的現(xiàn)象有,若實測結(jié)果偏低,其原因可能是(只寫一條)。(3)C圖實驗中集氣瓶底部裝水的目的是?!敬鸢浮?1)氫氣/H2用燃著的木條去點燃,氣體能燃燒,產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰正2:1大于氧氣比氫氣更易溶于水(2)產(chǎn)生大量白煙,放出熱量,打開彈簧夾,水進(jìn)入集氣瓶約占瓶內(nèi)空氣體積的五分之一紅磷量不足(合理即可)(3)防止高溫熔融物濺落炸裂瓶底【詳解】(1)①由圖知,a管產(chǎn)生氣體的體積大,則a管產(chǎn)生氣體是氫氣,故填:氫氣或H2。②檢驗氫氣的方法是用燃著的木條去點燃,氣體能燃燒,產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰,故填:用燃著的木條去點燃,氣體能燃燒,產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰。③b管中產(chǎn)生氣體是氧氣,b管接電源的正極,故填:正。④電解水實驗中,理論上產(chǎn)生氫氣和氧氣的體積比為2:1,故填:2:1。⑤由表中數(shù)據(jù)知,電解開始階段兩管氣體的體積比大于理論比值,故填:大于。⑥開始階段兩管氣體的體積比不符合理論比值的原因是:氧氣比氫氣更易溶于水,故填:氧氣比氫氣更易溶于水。(2)①用B圖所示的裝置測定空氣中氧氣的含量,實驗的現(xiàn)象有:產(chǎn)生大量白煙,放出熱量,打開彈簧夾,水進(jìn)入集氣瓶約占瓶內(nèi)空氣體積的五分之一,故填:產(chǎn)生大量白煙,放出熱量,打開彈簧夾,水進(jìn)入集氣瓶約占瓶內(nèi)空氣體積的五分之一。②若實測結(jié)果偏低,其原因可能是紅磷量不足,沒有把裝置內(nèi)的氧氣耗盡,導(dǎo)致進(jìn)入水的體積偏少,故填:紅磷量不足(合理即可)。(3)做鐵絲在氧氣中燃燒的實驗時,在集氣瓶底部裝水的目的是防止高溫熔融物濺落炸裂瓶底,故填:防止高溫熔融物濺落炸裂瓶底。14.(2023上·黑龍江牡丹江·九年級校考期末如圖所示,甲、乙兩圖都是電解水的簡易裝置。回答下列問題:
(1)裝置甲比裝置乙有一個明顯的優(yōu)點,這個優(yōu)點是。(2)裝置乙比裝置甲有一個明顯的優(yōu)點,這個優(yōu)點是。(3)在水中加入少量硫酸或氫氧化鈉是。(4)圖中顯示表明,實驗是未開始、剛開始還是已進(jìn)行一段時間了?(5)開始電解后,A管收集到,B管收集到。(6)在D處,應(yīng)使用燃著的木條還是帶火星的木條進(jìn)行檢驗??!敬鸢浮垦b置簡單便于檢驗生成的氣體增強水的導(dǎo)電性兩管中已有氣體生成,實驗已進(jìn)行一段時間氧氣氫氣燃著旳木條【詳解】(1)由圖可知,裝置甲比裝置乙的優(yōu)點是:裝置簡單;(2)由圖可知,裝置乙中添加了一個帶活塞和玻璃尖嘴的橡膠塞,便于檢驗生成的氣體;(3)在水中加入少量硫酸或氫氧化鈉是:增強水的導(dǎo)電性;(4)由圖可知,兩管中已有氣體生成,實驗已進(jìn)行一段時間;(5)在電解水實驗中,“正氧負(fù)氫”,故A管收集到氧氣,B管收集到氫氣;(6)在電解水實驗中,“正氧負(fù)氫”,D管收集的是氫氣,故應(yīng)用燃著的木條檢驗。15.(2023上·湖南邵陽·九年級統(tǒng)考期末)實驗課上,勇往直前實驗小組的同學(xué)們正在進(jìn)行“水的組成”的探究,請你參與?。ㄌ岢鰡栴})水是一種元素嗎?(進(jìn)行實驗)同學(xué)們按照教材中的裝置(如圖1)進(jìn)行了實驗:(收集證據(jù))實驗中,同學(xué)們觀察到電極附近有產(chǎn)生。切斷電源,打開b管頂端的活塞,在管口放置一根燃著的木條,會觀察到。(討論分析)實驗時,老師在水中加入了少量氫氧化鈉,目的是。(得出結(jié)論)本實驗得出的結(jié)論是。【答案】氣泡無色氣體燃燒,產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰,放熱增強水的導(dǎo)電性水是由氫、氧兩種元素組成的【詳解】收集證據(jù):水通電生成氫氣和氧氣,可觀察到電極附近
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