實驗09 水的組成及變化的探究-中考化學實驗精講精練

人教版2024上冊/第四單元自然界的水/實驗活動2實驗09水的組成及變化的探究【實驗目的】1．認識水的組成。2．了解水在通電條件下發(fā)生的變化，進一步認識分解反應。3．進一步體會科學探究的過程和方法?！緦嶒瀮x器】水電解器、燒杯、帶尖嘴的玻璃導管、直流電源、鐵架臺（帶滴定夾）、酒精燈、彈簧夾、導線、木條、火柴【實驗試劑】硫酸鈉溶液（或氫氧化鈉溶液）、蒸餾水【實驗過程】1．水的生成操作圖示實驗步驟現(xiàn)象分析在帶尖嘴的導管口點燃純凈的氫氣，在火焰上方罩一個干燥的小燒杯燒杯壁上的現(xiàn)象是說明2．水的分解操作圖示實驗步驟現(xiàn)象分析（1）在電解器玻璃管中加滿水（水中加入少量硫酸鈉溶液或氫氧化鈉溶液），用導線連接電解器與電源。（2）接通直流電源，觀察玻璃管內(nèi)的現(xiàn)象并記錄。（3）切斷上述裝置的電源，用燃著的木條分別在兩個玻璃管尖嘴口檢驗反應中產(chǎn)生的氣體。玻璃管內(nèi)：；燃著的木條：說明1.水的生成實驗（1）氫氣與空氣（或氧氣）的混合氣體遇明火可能發(fā)生。點燃氫氣前一定要。具體操作：用拇指堵住集滿氫氣的試管口，靠近火焰，移開拇指，如果發(fā)出，說明氣體不純；如果，說明氣體較純。（2）反應的文字表達式：，符號表達式：。（3）氫氣燃燒生成水的實驗說明水是由組成的。2.水的分解實驗（1）水中可加入少量硫酸鈉溶液或氫氧化鈉溶液,以。（2）反應的文字表達式：，符號表達式：。（3）兩電極上產(chǎn)生的氣體和體積比口訣：“負正，負正”。【問題討論】1．水在通電時發(fā)生了什么變化？生成了哪幾種物質(zhì)？。2．哪些證據(jù)可以證明水是由氫、氧兩種元素組成的？?！镜淅?】某同學進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．

點燃氫氣 D．

熄滅酒精燈【典例2】如圖是電解水的實驗裝置，下列相關(guān)說法正確的是A．M、N氣體體積比為1：2B．點燃N氣體產(chǎn)生淡藍色火焰C．水中含有氫分子和氧分子D．水由氫元素和氧元素組成【典例3】下列有關(guān)水的合成與分解的實驗的說法，不正確的是A．圖1燒杯內(nèi)壁有水霧出現(xiàn)B．圖2連接正負兩極的玻璃管匯集的氣體體積之比為2：1C．兩個實驗均發(fā)生的是化學變化D．兩個實驗均可證明水是由氫元素和氧元素組成【典例4】電解水反應一段時間后，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1．如圖是電解水的裝置示意圖，下列說法不正確的是A．b端是電源的正極B．c試管收集的氣體有可燃性C．電解水時，在水中加入少量氫氧化鈉可以增強水的導電性D．試管c中收集的氣體與試管d中收集的氣體的質(zhì)量比約為2．如圖為電解水實驗裝置改進圖，有關(guān)敘述不正確的是A．該實驗說明水是由氫氣和氧氣組成的B．甲注射器中收集的氣體可以使帶火星的木條復燃C．在水中加入少量的硫酸鈉可增強水的導電性D．甲乙注射器中收集的氣體的體積比是1：23．化學興趣小組為探究不同電壓對電解水速率的影響，用如圖裝置進行多次實驗，并記錄不同電壓下生成氫氣所需時間。下列分析正確的是A．管與電源正極相連 B．管中氣體可以燃燒C．管與管中氣體質(zhì)量比為 D．該實驗中，電壓越高電解水的速率越快4．下列用排水法收集氫氣并檢驗純度時，正確的實驗操作順序是①用拇指堵住試管口，管口向下，靠近火焰，移開拇指

②用排水法收集氫氣

③聲音很小，表明氫氣已純凈

④聽到尖銳的爆鳴聲，就表明氫氣不純，需要再收集，再檢驗。A．②①④③ B．①②④③ C．②①③④ D．①②③④5．某同學用如圖裝置進行電解水的實驗。(1)a中收集到的氣體如何檢驗？(2)電解水時，加入少量硫酸鈉的目的是什么？(3)該同學發(fā)現(xiàn)最終b、a兩管所得氣體的體積比小于1：2，請分析產(chǎn)生誤差的可能原因是什么？6．興趣小組追尋科學家的足跡，對水進行探究?！竞暧^辨識】根據(jù)實驗探究水的組成(1)水的合成：在密閉容器中將氫氣和氧氣的混合氣體點燃，根據(jù)容器內(nèi)生成的小水珠可知，水是由組成的化合物。(2)水的分解：電解水一段時間后（如圖），觀察到管a和管b中氣體體積比為，經(jīng)檢驗管a中的氣體是（填化學式）?！咀C據(jù)推理】結(jié)合實驗現(xiàn)象推算水分子中氫、氧原子個數(shù)比。(3)方法一：根據(jù)相同條件下氣體的體積比等于其分子的個數(shù)比，得出電解水的產(chǎn)物中氫、氧原子個數(shù)比為，進而推算出結(jié)果。(4)方法二：已知電解水實驗中氫氣和氧氣的體積比和正、負極產(chǎn)生氣體的，可計算出水中各元素質(zhì)量比，結(jié)合氫、氧原子的相對原子質(zhì)量，可進一步推算出結(jié)果?！灸Ｐ蜆?gòu)建】(5)以分子構(gòu)成的物質(zhì)為例，圖中“▲”表示的是。7．某小同學設(shè)計如圖1裝置進行電解水實驗。(1)電解時，向水中加入氫氧化鈉的目的是。(2)切斷電源后，用燃著的木條在乙玻璃管尖嘴口檢驗產(chǎn)生的氣體，觀察到的現(xiàn)象是。(3)電解時，水分子分解示意圖如圖2，補全橫線上的模型圖。(4)由電解水實驗，得出結(jié)論：水是由組成。8．探究水的元素組成：(1)圖一是電解水的實驗裝置，試管D中的氣體是，寫出該反應的文字表達式為。(2)圖二是氫氣燃燒的微觀示意圖，反應過程的正確順序是（用a、b、c表示）。(3)以上兩個實驗都可以得出實驗結(jié)論：。(4)甲同學利用圖三所示的方法收集氧氣并進行氫氣燃燒的實驗探究水的組成，乙同學認為該實驗不能達到實驗目的的原因是。9．電解水的實驗裝置如圖所示。下列說法正確的有。①實驗說明水是由氫氣和氧氣氣組成的②a、b管內(nèi)氣體的質(zhì)量之比為2：1③b管中氣體能使帶火星的木條復燃④實驗說明水中溶解了少量的氧氣⑤電解前后元素種類不變⑥實驗中若加入少量硫酸鈉溶液可增強水的導電性10．某化學興趣小組自制如圖所示裝置探究水的組成。步驟1：檢查裝置氣密性，用燒杯向廣口瓶中加入500mL1%的氫氧化鈉（NaOH）溶液，將導線穿過橡膠塞與自制紅銅電極連接，將塑料管套在紅銅電極上，上端插入橡膠塞上。塞緊膠塞，將橡膠管與50mL的注射器3連接好。步驟2：取下注射器1，用注射器3向瓶中打氣，使溶液進入塑料管中，直到剛有溶液溢出再安上注射器1：取下注射器2，進行同上操作后，安裝注射器2。(1)電解水時加入氫氧化鈉（NaOH）溶液的作用。(2)步驟3：將導線與24V的學生電源相連，打開開關(guān)，觀察到的現(xiàn)象是，大約2min后注射器1與注射器2收集到的氣體體積比約為，正極電源變黑，關(guān)閉電源。(3)步驟4：取下注射器1，將帶火星木條放在針頭處，推動注射器1的活塞，木條復燃，說明注射器1中產(chǎn)生的氣體是。取下注射器2，點火，推動注射器2的活塞，寫出該反應的符號表達式。通過該實驗得出水的組成結(jié)論。(4)實驗反思：正極電源變黑可能是因為發(fā)生了（用符號表達式表示）。11．人類的日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)離不開水。為探究水的組成及變化，某小組同學設(shè)計下圖裝置進行電解水實驗，先在電解器玻璃管里加滿水（含少量），再接通直流電源。已知：水中加入的只起增強導電性作用，本身不參與反應?；卮鹣铝袉栴}：(1)圖一中甲、乙兩支玻璃管中生成氣體的體積比約為。(2)切斷電源后，用燃著的木條在乙玻璃管尖嘴口檢驗產(chǎn)生的氣體，觀察到的現(xiàn)象是。(3)電解純水速率較慢，為探究不同電壓和不同濃度溶液對電解水速率的影響，小組同學進行多次實驗，測得產(chǎn)生氫氣所需時間如圖二：①電解溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為的溶液時，改變電壓對電解水速率的影響是。②上述實驗中，電解水速率最快的條件是。12．學習小組走進實驗室，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式。II.實驗過程中，同學們發(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。13．水是生命之源，人類從未停止過對水的研究。現(xiàn)有同學利用如圖水電解器進行電解水實驗，在水電解器中加入Na2SO4的水溶液，至充滿管A和管B(Na2SO4不參與反應)，通直流電一段時間后，現(xiàn)象如圖所示：(1)水電解反應符號表達式為。管A中產(chǎn)生的氣體用檢驗，實驗過程中中間的長頸漏斗內(nèi)的液面。(填升高，降低或者不變)(2)下列說法正確的是________(填字母)。A．水中加入Na2SO4溶液能增強導電性B．電極N與電源正極相連C．該過程中分子未改變，改變的是分子間的空隙D．該實驗能驗證水是由氫氣和氧氣組成的為證明水不是由“水元素”組成的，1785年，拉瓦錫在高溫的條件下，用水蒸氣與紅熱的鐵粉反應，模擬實驗裝置如圖所示。吹泡器吹出的氣泡不斷往上升，用燃著的木條去點氣泡，發(fā)現(xiàn)氣泡能被點著，同時生成四氧化三鐵。(3)該反應的符號表達式為。(4)實驗過程中，吹泡器吹出的氣泡不斷往上升，說明，點燃氣泡是產(chǎn)生色火焰。14．實驗課上，同學們做了電解水的實驗。(1)實驗過程中：①在電解器玻璃管中加滿水。通電，觀察到玻璃管中有氣泡冒出，一段時間后，a、b管內(nèi)氣體體積比約為。②切斷電源，用燃著的木條分別檢驗兩個玻璃管中的氣體，觀察到(填“a”或“b”)中氣體使木條燃燒更旺。(2)電解水時，通常要加入少量氫氧化鈉或硫酸鈉，目的是；一小組做電解水實驗時，在水中加了氯化鈉，該小組發(fā)現(xiàn)與正極相連的石墨電極上出現(xiàn)黃綠色氣體。這激發(fā)了他們探究的欲望。請你一起參與該小組的探究活動吧！【提出問題】加入氯化鈉的水通電時，石墨電極上分別生成了什么氣體?【查閱資料】①氯氣(Cl?)：黃綠色、有刺激性氣味的有毒氣體，常溫下1體積水能溶解2體積Cl2。②石墨電極不參與反應【提出假設(shè)】(3)假設(shè)1：電極上分別生成了氧氣和氯氣；假設(shè)2：電極上分別生成了氫氣和氧氣；假設(shè)3:?！驹O(shè)計實驗】(4)該小組仍然用如上裝置來電解加了氯化鈉的水。并收集兩個電極上產(chǎn)生的氣體。

實驗步驟實驗現(xiàn)象解釋或結(jié)論①按照如圖所示，連接好實驗裝置，通電一段時間后，用a、b兩支試管分別收集兩根石墨電極上產(chǎn)生的氣體，觀察氣體的顏色。a試管收集到黃綠色氣體b試管收集到無色氣體。通過對氣體顏色的分析，說明假設(shè)肯定是錯誤的。②用拇指堵住b試管，移近點燃的

酒精燈，松開拇指。聽到輕微爆鳴聲證明b試管中收集的氣體為氫氣?！緦嶒灧此肌?5)該小組發(fā)現(xiàn)通電除了生成兩種氣體外，還生成了氫氧化鈉(NaOH)，請試著寫出在水中加入氯化鈉吋通電發(fā)生反應的符號表達式；【反思與評價】(6)用電解水探究水的組成實驗，你認為在電解水時(選填“可以”或“不可以”)加入少量的氯化鈉，原因是。15．某化學興趣小組同學在學習電解水實驗時對水中增加的其他物質(zhì)感到好奇。于是進行了如下探究，請回答有關(guān)問題?！举Y料提示】a．純水每十億個水分子中，只有約兩個水分子解離成氫離子和氫氧根離子。b．硫