实验活动2 水的组成及变化的探究
【实验目的】
1.认识水的组成。
2.了解水在通电条件下发生的变化，进一步认识分解反应。
3.进一步体会科学探究的过程和方法。
【实验用品】
水电解器、烧杯、带尖嘴的玻璃导管、直流电源、铁架台（带滴定夹）、酒精灯、弹簧夹、导线、木条、火柴。
硫酸钠溶液（或氢氧化钠溶液）。
【实验内容】
1.水的生成
实验步骤：在空气中点燃纯净的氢气，并在火焰上方罩一个干冷的小烧杯，观察实验现象。
实验现象：纯净的氢气在空气中安静地燃烧，产生 淡蓝 色火焰，小烧杯内壁凝结有 水雾 ，用手触摸烧杯，烧杯 发烫 。
实验结论：氢气燃烧生成水，说明水是由 氢、氧两种元素 组成的。
2.水的分解
实验步骤：（1）在电解器玻璃管中加满水（水中加入少量硫酸钠溶液或氢氧化钠溶液），用导线连接电解器与电源。
（2）接通直流电源，观察两个电极附近和玻璃管内发生的变化，记录实验现象。
（3）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反应中产生的气体。
实验现象：（1）电极和玻璃管内的现象：两极均出现气泡，负极与正极产生气体的体积比约为 2∶1 。
（2）检验气体的现象：正极玻璃管中的气体使木条 燃烧更旺 ；负极玻璃管中的气体被点燃，产生 淡蓝色火焰 。
实验结论：水通电生成氢气和氧气，说明水是由 氢、氧两种元素 组成的。
@实验突破
1.我国氢能源汽车采用的是以氢气为燃料的电池技术，氢气燃烧产物无污染，是理想的清洁能源，如图是氢气燃烧实验的示意图，下列有关说法不正确的是（ B ）
A.点燃氢气前必须先验纯
B.氢气在空气中燃烧发出蓝紫色火焰
C.实验中可观察到烧杯内壁有液滴出现
D.氢气燃烧过程中分子种类发生改变
2.（阜新中考）如图为电解水实验示意图。下列说法中正确的是（ D ）
A.与负极相连的试管内收集的气体是氧气
B.产生氢气和氧气的质量比为2∶1
C.与正极相连的试管内收集的气体能燃烧
D.该实验说明水是由氢元素和氧元素组成的
3.1783年，拉瓦锡研究水的组成，装置示意图如图，将水加热成蒸气通过灼热的铁管，一段时间后，在出口处收集到一种可燃性气体。实验后称量发现水的质量减少，铁管质量增加，拉瓦锡研究并判断铁转化为氧化物。下列说法正确的是（ C ）
A.实验中收集到的可燃性气体可能是氧气
B.铁管在该实验起催化作用
C.该实验推翻了“水是单一元素物质”的观点
D.实验中，水蒸气只发生了物理变化
4.如图是一定体积的氢气和不同体积的氧气化合成水（液态）的实验数据的关系图（横坐标表示通入氧气的体积。纵坐标表示反应后剩余的气体的体积）。下列说法错误的是（ B ）
第4题图
A.虚线部分表示剩余的氧气
B.实线部分表示剩余的氧气
C.实线与虚线的交点表示两种气体恰好完全反应
D.反应容器中充入氢气为4 mL
5.水是人类宝贵的自然资源，小明用电解水装置探究水的组成，如图所示。
第5题图
（1）由图可知，C点为电源的 负 （填“正”或“负”）极，实验探究可知水是由 氢元素和氧元素 组成。
（2）电解水实验时，通常会在水中加入少量硫酸（H2SO4），其目的是 增强水的导电性 ，18 g水中含有的氢元素与 98 g硫酸中含有的氢元素质量相等。
（3）实验中试管A中气体体积为8 mL，试管B中气体体积为3.9 mL，可能的原因是 氧气在水中的溶解度稍大于氢气（合理即可） 。（回答一条即可）。
6.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】认识水的蒸发
（1）如图是两杯等体积的水在不同温度下放置时发生变化的微观示意图，已知两杯水的水温分别是20 ℃和50 ℃，则温度为20 ℃的水为 B （填字母）。
A. B.
【任务二】探究水的电解
如图是兴趣小组利用注射器改装的电解水实验装置。烧杯中盛有用蒸馏水配制成浓度为2％的氢氧化钠溶液，注射器排尽空气后，吸取氢氧化钠溶液20 mL，接通电源。
（2）写出电解水的符号表达式 H2OH2＋O2 ，经检验气体成分后，可推知水是由 氢、氧元素 组成的。
【任务三】再探究影响电解水速率的因素
以收集到20 mL氢气为标准，记录时间和收集氧气的体积，实验数据如下表。
实验序号 ① ② ③ ④ ⑤
氢氧化钠溶 液的温度/℃ 15 15 15 30 45
外加电压/V 6 9 12 6 6
氧气/mL 9.9 10 9.5 9.6 9.7
时间/s 54.6 23.4 15.0 46.2 35.4
（3）实验①②③可探究 外加电压 因素对电解水快慢的影响；欲探究氢氧化钠溶液的温度对电解水快慢的影响，应选择的实验是 ①④⑤ （填实验序号）。
（4）根据表中实验现象得出的结论是 温度越高、外加电压越大，电解水的速率越快 。
（5）影响电解水快慢除上述因素外，可能还有 氢氧化钠溶液的浓度（合理即可） （写出一点即可）。
（6）请设计实验方案验证你的猜想： 在温度和外加电压相同的条件下，分别配制不同浓度的氢氧化钠溶液进行实验，测收集等体积氢气的时间 。实验活动2 水的组成及变化的探究
【实验目的】
1.认识水的组成。
2.了解水在通电条件下发生的变化，进一步认识分解反应。
3.进一步体会科学探究的过程和方法。
【实验用品】
水电解器、烧杯、带尖嘴的玻璃导管、直流电源、铁架台（带滴定夹）、酒精灯、弹簧夹、导线、木条、火柴。
硫酸钠溶液（或氢氧化钠溶液）。
【实验内容】
1.水的生成
实验步骤：在空气中点燃纯净的氢气，并在火焰上方罩一个干冷的小烧杯，观察实验现象。
实验现象：纯净的氢气在空气中安静地燃烧，产生 色火焰，小烧杯内壁凝结有 ，用手触摸烧杯，烧杯 。
实验结论：氢气燃烧生成水，说明水是由 组成的。
2.水的分解
实验步骤：（1）在电解器玻璃管中加满水（水中加入少量硫酸钠溶液或氢氧化钠溶液），用导线连接电解器与电源。
（2）接通直流电源，观察两个电极附近和玻璃管内发生的变化，记录实验现象。
（3）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反应中产生的气体。
实验现象：（1）电极和玻璃管内的现象：两极均出现气泡，负极与正极产生气体的体积比约为 。
（2）检验气体的现象：正极玻璃管中的气体使木条 ；负极玻璃管中的气体被点燃，产生 。
实验结论：水通电生成氢气和氧气，说明水是由 组成的。
@实验突破
1.我国氢能源汽车采用的是以氢气为燃料的电池技术，氢气燃烧产物无污染，是理想的清洁能源，如图是氢气燃烧实验的示意图，下列有关说法不正确的是（ ）
A.点燃氢气前必须先验纯
B.氢气在空气中燃烧发出蓝紫色火焰
C.实验中可观察到烧杯内壁有液滴出现
D.氢气燃烧过程中分子种类发生改变
2.（阜新中考）如图为电解水实验示意图。下列说法中正确的是（ ）
A.与负极相连的试管内收集的气体是氧气
B.产生氢气和氧气的质量比为2∶1
C.与正极相连的试管内收集的气体能燃烧
D.该实验说明水是由氢元素和氧元素组成的
3.1783年，拉瓦锡研究水的组成，装置示意图如图，将水加热成蒸气通过灼热的铁管，一段时间后，在出口处收集到一种可燃性气体。实验后称量发现水的质量减少，铁管质量增加，拉瓦锡研究并判断铁转化为氧化物。下列说法正确的是（ ）
A.实验中收集到的可燃性气体可能是氧气
B.铁管在该实验起催化作用
C.该实验推翻了“水是单一元素物质”的观点
D.实验中，水蒸气只发生了物理变化
4.如图是一定体积的氢气和不同体积的氧气化合成水（液态）的实验数据的关系图（横坐标表示通入氧气的体积。纵坐标表示反应后剩余的气体的体积）。下列说法错误的是（ ）
第4题图
A.虚线部分表示剩余的氧气
B.实线部分表示剩余的氧气
C.实线与虚线的交点表示两种气体恰好完全反应
D.反应容器中充入氢气为4 mL
5.水是人类宝贵的自然资源，小明用电解水装置探究水的组成，如图所示。
第5题图
（1）由图可知，C点为电源的 （填“正”或“负”）极，实验探究可知水是由 组成。
（2）电解水实验时，通常会在水中加入少量硫酸（H2SO4），其目的是 ，18 g水中含有的氢元素与 g硫酸中含有的氢元素质量相等。
（3）实验中试管A中气体体积为8 mL，试管B中气体体积为3.9 mL，可能的原因是 。（回答一条即可）。
6.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】认识水的蒸发
（1）如图是两杯等体积的水在不同温度下放置时发生变化的微观示意图，已知两杯水的水温分别是20 ℃和50 ℃，则温度为20 ℃的水为 （填字母）。
A. B.
【任务二】探究水的电解
如图是兴趣小组利用注射器改装的电解水实验装置。烧杯中盛有用蒸馏水配制成浓度为2％的氢氧化钠溶液，注射器排尽空气后，吸取氢氧化钠溶液20 mL，接通电源。
（2）写出电解水的符号表达式 ，经检验气体成分后，可推知水是由 组成的。
【任务三】再探究影响电解水速率的因素
以收集到20 mL氢气为标准，记录时间和收集氧气的体积，实验数据如下表。
实验序号 ① ② ③ ④ ⑤
氢氧化钠溶 液的温度/℃ 15 15 15 30 45
外加电压/V 6 9 12 6 6
氧气/mL 9.9 10 9.5 9.6 9.7
时间/s 54.6 23.4 15.0 46.2 35.4
（3）实验①②③可探究 因素对电解水快慢的影响；欲探究氢氧化钠溶液的温度对电解水快慢的影响，应选择的实验是 （填实验序号）。
（4）根据表中实验现象得出的结论是 。
（5）影响电解水快慢除上述因素外，可能还有 （写出一点即可）。
（6）请设计实验方案验证你的猜想： 。
