[举一反三]电解水连连看

[举一反三]电解水连连看
电解水实验既是初中化学的重点，也是初、高中化学的衔接点。掌握好此实验，有助于认识水的组成、构成和性质。因此，它必然是中考化学的重点和热点，现举例说明。
母题 关于电解水实验的叙述错误的是（ ）
A．试管a中的气体是H2
B．试管b中的气体能使带火星的木条复燃
C．产生的H2和O2的质量比为2 : 1
D．发生反应的化学方程式为：2H2O 2H2↑+O2↑
解析 电解水实验中正极产生氧气，负极产生氢气，即试管a中的气体是氢气，试管b中的气体是氧气，能使带火星的木条复燃，故A、B、D正确。氢气与氧气的体积比为2：1，而不是质量比为2：1，故C错误。
答案 C
点拨 电解水实验要抓住其关键点，如正、负极各产生什么气体？如何检验它们？它们的体积比是多少？为了防止遗忘，可用口诀记忆电解水实验结论——“父亲正想儿毕业”（负氢正氧，体积比为2：1）。
变式1 右图是电解水的装置。通电后两电极上都有气体放出。若用燃着的木条检验，发现试管A中的气体能燃烧，试管B中的气体使木条燃烧更旺。根据电解水的实验，我得出了以下结论：
(1) ；
(2) ；
(3) 。
解析 从宏观和微观角度分析，电解水的实验可以得出很多信息，如从宏观方面可以得出水的元素组成、气体的体积比、电解水的产物等，从微观方面可以得出水分子的构成。
答案 (1)水由氢元素和氧元素组成 （2）水电解生成的氢气和氧气的体积比是2：1 （3）水通电生成氢气和氧气 （4）电解水时正极得氧气，负极得氢气 （5）水分子中H、O原子个数比为2：1（其他合理答案均可）
点拨 本题是结论开放性试题，解这类题的关键是思维要清晰，思路要正确，表达要准确，而不是“东一榔头西一棒”，罗罗嗦嗦不达要点。
变式2 学习水的组成这一课题后，同学们已经知道水在通电的条件下能生成氢气和氧气。某研究性学习小组同学对电解水的实验很感兴趣，很想通过实验验证这一结论。于是在征得老师同意后进行实验，实验记录如下:
电解时间/min 2 4 6 8 10 12 14 ……
负极生成气体体积/mL 7 15 23 31 39 47 55 ……
正极生成气体体积/mL 2 5 9 13 17 21 25 ……
（1）电解水生成氢气和氧气的理论体积比是多少
（2）如果你是这次实验的参与者，请认真分析实验数据，你会发现什么问题 推测产生这一问题的可能原因。（注：实验操作和实验仪器都不存在问题）
解析 通过课本实验可知，电解水生成氢气和氧气的理论体积比是2：1，但这是理想情况，事实上通过观察表中数据会发现，电解水生成氢气和氧气的体积比并不是准确的2：1。这一实验难免受到一些因素的影响，如氧气比氢气易溶于水、生成的氧气与金属电极反应，结果氧气体积减小，氢气和氧气的体积比往往大于2：1。
答案 （1）氢气和氧气的理论体积比为2:1。 (2)发现的问题:氢气和氧气实际的体积比和理论体积比不符（或：电解水负极与正极产生的气体体积比与理论体积比不相等，大于2:1；从第四分钟起，每两分钟内负极与正极生成气体的体积比与理论体积比相等。其它合理答案均可）。可能原因为:氧气在水中的溶解程度比氢气在水中的溶解程度大 （或：氧气比氢气易溶于水;生成的氧气与电极反应。其它合理答案均可）。
点拨 本题以电解水实验为素材，重点考查学生观察图表、分析数据的能力，同时又考查了电解水实验中的细节——误差分析。既然实验操作和实验仪器都不存在问题，那只有从氧气和氢气的性质差异上去找原因。
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a
b