4.3-水的組成（含培優(yōu)競賽試題）（原卷版）

4.2水的組成學習目標重難點1.掌握水的理化性質(zhì)2.掌握氫氣的驗純方法3.掌握電解水的現(xiàn)象及由此得出的結(jié)論4.理解水分解的微觀過程5.理解單質(zhì)、化合物、氧化物的概念重點：1.氫氣的理化性質(zhì)2.電解水的意義難點：1.氫氣的驗純方法2.單質(zhì)、化合物、氧化物概念的理解知識01氫氣的性質(zhì)和用途1.氫氣的性質(zhì)（1）物理性質(zhì)顏色常溫下的狀態(tài)氣味水溶性密度無色氣體無臭難溶于水氫氣最輕的氣體，密度比空氣?。?）化學性質(zhì)——可燃性①混有一定量空氣或氧氣的氫氣遇明火會發(fā)生爆炸。②氫氣在空氣中燃燒時．產(chǎn)生淡藍色火焰。2.氫氣在空氣中燃燒（1）裝置：（2）原理：氫氣+氧氣eq\o\ac(\s\up5(點燃),\s\do0(→))水2H2+O2eq\o\ac(\s\up5(點燃),\s\do0(→))2H2O（3）現(xiàn)象：燒杯內(nèi)壁有水珠生成，燒杯變熱；發(fā)出淡藍色火焰。（4）實驗結(jié)論：氫氣在空氣中能燃燒，生成水，放出熱量；水中含有氫元素和氧元素。3.氫氣的驗純?nèi)鐖D所示，收集一試管氫氣，用拇指堵住管口，管口向下，靠近火焰，移開拇指，如發(fā)出尖銳爆嗚聲表明氣體不純，如聲音很小則表示氣體較純。Ⅰ.用拇指堵住集滿Ⅱ.靠近火焰，移開氫氣的試管口拇指點火4.氫氣的用途（1）密度小——填充探空氣球。（2）可燃性——作燃料。氫氣知識補遺1、爆炸極限并不是氫氣中混有空氣或氧氣，點燃就一定發(fā)生爆炸。如果空氣里混入氫氣的體積達到總體積的4.0%~74.2%，點燃時就會發(fā)生爆炸，這個范圍叫做氫氣的爆炸極限。2、氣體驗純?nèi)魏慰扇夹詺怏w與空氣或氧氣混合，遇明火都有可能發(fā)生爆炸。因此，在點燃前都要檢驗純度。3、氫氣的可燃性應(yīng)用該實驗可以證明水由氫氧元素組成4、氫氣的還原性現(xiàn)象：黑色粉末逐漸變成亮紅色；試管口有水滴生成。原理：H2+CuOeq\o\ac(\s\up6(△),\o(==,===))Cu+H2O結(jié)論：氫氣具有還原性水由氫氧元素組成步驟：通入H2→加熱→熄滅酒精燈→繼續(xù)通入H2直至完全冷卻

1.氫能源的優(yōu)點（1）氫氣燃燒放出大量的熱。（2）氫氣燃燒的產(chǎn)物是水，不污染環(huán)境。（3）氫氣可用水制取，原料來源廣。2.氫能源不能大面積推廣的原因（1）制取成本高；（2）貯存困難。1．我國發(fā)射的“天宮一號”目標飛行器和“神舟八號”飛船，實施了首次空間飛行器無人交會對接試驗．“天宮一號”飛行器升空所用燃料之一為液氫．下列有關(guān)氫氣的說法，你認為不正確的是A．氫氣是一種無色、無臭、難溶于水的氣體 B．氫氣在空氣中燃燒時，產(chǎn)生淡藍色火焰 C．氫氣和液氫的化學性質(zhì)不同 D．點燃用排水法收集的一試管氫氣，若發(fā)出尖銳的爆鳴聲，則表明氫氣不純2．（2022云南昆明市中考）下列實驗基本操作正確的是A．氫氣驗純 B．量取液體C．檢查氣密性 D．傾倒液體3．長征五號遙五運載火箭采用液氧與液氫組合推進劑，下列有關(guān)說法錯誤的是A．液氫與液氧反應(yīng)會釋放出大量的能量 B．液氫汽化過程中，氫分子之間的間隔增大 C．液氫與液氧反應(yīng)的本質(zhì)是氫、氧原子的重新組合 D．液氫與液氧化合生成水，元素種類和化合價都不變4．2022年北京冬奧會秉持綠色環(huán)保理念，交通工具、火炬等都使用液氫作燃料。液氫作燃料的優(yōu)點是；液氫和氫氣都具有可燃性，從微觀角度分析，原因是；相同質(zhì)量的氫氣比液氫體積大很多，原因是。知識02探究水的組成——電解水實驗1.水的電解實驗實驗原理：水eq\o\ac(\s\up5(通電),\s\do0(→))氫氣+氧氣2H2Oeq\o\ac(\s\up7(通電),\o(===,====))2H2↑+O2↑。（1）實驗裝置：或（2）實驗現(xiàn)象：通電一段時間后，與電極相連的試管中都收集到了一定量的氣體，與正極相連的試管內(nèi)收集到的氣體體積小，與負極相連的試管內(nèi)收集到的氣體體積大，且體積比約為1:2。（3）檢驗氣體：b（正極）管中產(chǎn)生的氣體能使帶火星的木條復(fù)燃，則是氧氣；a（負極）管中產(chǎn)生的氣體能被點燃，火焰呈淡藍色，則是氫氣。（4）實驗結(jié)論：水在通電條件下能分解生成氫氣和氧氣，說明水是由氫元素和氧元素組成的。（5）注意事項：純水不導(dǎo)電，為增強水的導(dǎo)電性，常常在水中加入少量NaOH或Na2SO4。規(guī)律小結(jié)：根據(jù)以上實驗分析，可將電解水的規(guī)律巧記為：正氧負氫、氫二氧一。2.水的組成通過氫氣的燃燒實驗和水的電解實驗可知：（1）宏觀：水是由氫元素和氧元素組成的。（2）微觀：水是由水分子構(gòu)成的，每個水分子是由2個氫原子和1個氧原子構(gòu)成的。如圖所示。電解水實驗的考查要點1、電解水實驗的現(xiàn)象（1）正極產(chǎn)生的氣體是氧氣；負極產(chǎn)生的氣體是氫氣。（2）兩電極產(chǎn)生的氣體體積之比為：V氫氣:V氧氣=2:1。注意：不是質(zhì)量之比(若是圖像形式呈現(xiàn)，要看清楚縱橫坐標的意義)2、氫氣與氧氣的體積比大于2:1，可能的原因（1）氧氣在水中的溶解性比氫氣稍大；（2）氧氣具有氧化性，部分氧氣將金屬電極氧化而消耗。3、證明水的組成的三個實驗（1）氫氣在氧氣(或空氣)中燃燒；（2）電解水實驗；（3）氫氣還原金屬氧化物實驗。4、電解水的微觀解釋每個水分子在電流的作用下，分解成兩個氫原子和一個氧原子；每兩個氫原子組合形成一個氫分子，每兩個氧原子組合形成一個氧分子。結(jié)論：化學變化中分子可分成原子，原子重新組合成新的分子。1．（2023年四川省成都市中考）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2．（2023·廣東廣州·中考真題）用電解水實驗探究水的元素組成，下列說法不正確的是A．a(chǎn)管和b管中氣體體積比約為2：1B．b管中的氣體能使燃著的木條燒得更旺C．該探究說明水中含有氫分子和氧分子D．該探究的依據(jù)是化學變化前后元素種類不變3．（2023·廣東深圳·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4．（2023年湖南省益陽市中考化學真題）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、氧兩種元素組成的知識03單質(zhì)、化合物和氧化物類別單質(zhì)化合物氧化物概念由同種元素組成的純凈物由不同種元素組成的純凈物由兩種元素組成，且其中一種元素是氧元素的化合物判斷方法必須是純凈物；只含一種元素必須是純凈物；含兩種或兩種以上元素必須是化合物舉例氮氣(N2)、氫氣(H2)、氧氣(O2)、鐵(Fe)和碳(C)等水(H2O)、二氧化碳(CO2)、高錳酸鉀(KMnO4)、碳酸鈉(Na2CO3)等水(H2O)、一氧化碳(CO)等關(guān)系化學概念的深入理解（1）不要被“潔凈、混合”等字眼迷惑，潔凈物不一定是純凈物，例如：潔凈的空氣、干凈的礦泉水就是混合物。（2）不要被物質(zhì)的名稱迷惑，例如：二氧化碳是物質(zhì)的名稱，“氧”“碳”指組成物質(zhì)的元素，不是兩種物質(zhì)，二氧化碳是純凈物，不是混合物。（3）注意觀念之間的邏輯關(guān)系eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(并列關(guān)系：如純凈物和混合物；單質(zhì)和化合物。,交叉關(guān)系：如化合反應(yīng)與氧化反應(yīng)；分解反應(yīng)與氧化反應(yīng)。,包含關(guān)系：如化合物和氧化物；化合物與酸、堿、鹽。))考查概念間關(guān)系時，一定重點關(guān)注概念的內(nèi)涵和外延！1．（2023年儀征市期中）下列物質(zhì)或主要成分屬于單質(zhì)的是A.水晶（SiO2） B.液氧（O2）C大理石（CaCO3） D.氨氣（NH3）2．（2023·廣東·中考真題）下列物質(zhì)均可用于殺菌消毒，其中屬于氧化物的是A．O3 B．ClO2C．NaClO D．C2H5OH3．（2023·蘇州市姑蘇區(qū)南環(huán)實驗中學期中）下圖是表示氣體分子的示意圖，圖中：“”和“”分別表示兩種不同質(zhì)子數(shù)的原子。其中可能表示氧化物的是A. B.C. D.1.氫氣是密度最小的氣體，為什么現(xiàn)在不再用于填充氣球？氫氣密度小，但是氫氣有可燃性，遇明火可能發(fā)生爆炸，存在安全隱患?，F(xiàn)在填充氣球的替代氣體是氦氣，雖然密度比空氣大，但無可燃性，性質(zhì)穩(wěn)定，使用安全。2.電解水過程中，為什么加熱少量的氫氧化鈉或硫酸鈉？純水不導(dǎo)電，加熱少量的氫氧化鈉或硫酸鈉的目的是為了增強水的導(dǎo)電性。3.證明水是由氫氧元素組成的實驗有哪些？（1）氫氣在氧氣(或空氣)中燃燒；（2）電解水實驗；（3）氫氣還原金屬氧化物實驗。4.由同種元素組成的物質(zhì)一定是單質(zhì)嗎？不一定！由同種元素組成的物質(zhì)可能是單質(zhì)，如O2，也可能是混合物，如如O2和O3組成的物質(zhì)。題型一氫氣的性質(zhì)和用途例1.有關(guān)如圖實驗的說法正確的是（）A．點燃氫氣前不用檢驗純度B．干冷燒杯內(nèi)壁無明顯變化C．b管氣體能使帶火星木條復(fù)燃D．兩個實驗均可證明水的組成變式1.推理是學習化學的一種重要方法，但盲目推理又可能得出錯誤結(jié)論，以下推理正確的是A．分子可以構(gòu)成物質(zhì)，所以物質(zhì)都是由分子構(gòu)成 B．點燃氫氣前必須檢驗其純度，所以可燃性氣體點燃前都需要驗純 C．單質(zhì)是由同種元素組成的，所以由同種元素組成的物質(zhì)都是單質(zhì) D．化學變化常常伴隨能量的變化，所以有能量變化的都是化學變化例2.2020年7月23日，“天問一號”在中國文昌航天發(fā)射場由長征五號遙四運載火箭發(fā)射升空。長征五號遙四運載火箭使用了液氫和液氧作為推進劑，下列說法有誤的是A．氫氣是一種高能燃料 B．液氧是淡藍色的液體 C．氫氣燃燒的產(chǎn)物會污染空氣 D．氧氣液化時氧分子間的間隔變小變式2.2021年6月3日，我國用長征三號乙運載火箭成功將“風云四號02星”送入預(yù)定軌道，發(fā)射火箭用的燃料之一為液氫。下列說法合理的是A．液氫和液氧反應(yīng)吸收熱量 B．液氫燃燒后的產(chǎn)物是水，不污染空氣 C．液氫貯存、運輸都容易 D．氫氣液化過程中，分子之間的間距不變題型二電解水實驗例1.用如圖所示裝置進行電解水實驗，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約為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M導(dǎo)管口處，木條會復(fù)燃D．將N處收集的氣體靠近火焰，若發(fā)出很小的聲音，說明氣體不純變式1.利用注射器進行電解水的實驗，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倍例2.（2023年湖南省株洲市中考）某?；瘜W興趣小組的同學在老師的指導(dǎo)下進行了“水的組成及變化的探究”實驗?！咎岢鰡栴}】水是由哪些元素組成的？【設(shè)計并進行實驗】(1)實驗1（燃燒法）：在帶尖嘴的導(dǎo)管口點燃純凈的氫氣，觀察到火焰呈______色。然后在火焰上方罩一個冷而干燥的小燒杯，過一會兒，觀察到燒杯壁有______且燒杯外壁發(fā)熱。反應(yīng)的化學方程式為______。(2)實驗2（電解法）：按圖進行電解水實驗。在兩試管內(nèi)產(chǎn)生的氣體中，a為______，b為______?！緦嶒灲Y(jié)論】(3)由上述兩個實驗都能得到的實驗結(jié)論是______?！就卣固嵘?4)下列有關(guān)說法正確的是______。A．點燃純凈的氫氣會發(fā)生爆炸 B．含氧的化合物是氧化物C．冰塊與水混合得到混合物 D．電解水的反應(yīng)屬于分解反應(yīng)(5)若電解水產(chǎn)生了mg氫氣，則同時產(chǎn)生了______g（用含m的代數(shù)式表示）氧氣。(6)水是一切生命體生存所必需的物質(zhì)，我們必須愛護水資源，一方面要______，另一方面要防治水體污染。請?zhí)岢鰲l預(yù)防和治理水體污染的措施______。變式2.（2023年四川省宜賓市中考）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NaOH)，再接通直流電源。已知：水中加入的NaOH只起增強導(dǎo)電性作用，本身不參與反應(yīng)。回答下列問題：(1)電解時，乙玻璃管中產(chǎn)生氣泡的位置在_____(填“a”“b”或“c”)處。(2)甲、乙兩支玻璃管中生成氣體的體積比約為_____。(3)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_____。(4)電解時，水分子分解示意圖如下，補全橫線上的模型圖。(5)電解純水速率較慢，為探究不同電壓和不同濃度NaOH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20mL氫氣所需時間如下圖：①電解溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為5%的NaOH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_____。題型三單質(zhì)、化合物、氧化物例1.（2023·黑龍江綏化·中考真題）下圖中不同小球代表不同原子，其中能表示化合物的是A．

B．

C．

D．

變式1.（2023·福建·中考真題）氣凝膠是一種密度特別小的新型固體材料。下列制備氣凝膠的物質(zhì)屬于氧化物的是A．碳化硅 B．銅 C．二氧化硅 D．石墨例2.（2023年湖北省鄂州市中考化學真題）下列物質(zhì)中，屬于純凈物的是A．水泥砂漿 B．液態(tài)氧 C．潔凈的空氣 D．汽水變式2.（2023年遼寧省鐵嶺市、葫蘆島市中考化學真題）下列物質(zhì)屬于單質(zhì)的是A．鋼 B．銀 C．干冰 D．冰水混合物1.(江蘇省無錫市江陰市20222023學年九年級上學期期中)如圖是電解水實驗的改進裝置(注射器活塞的潤滑性很好)，以下說法正確的是A.a連接的是電源的正極，b連接的是負極B.右側(cè)注射器收集到氣體能燃燒C.該實驗?zāi)茏C明水是由氫氣和氧氣組成D.該實驗可以說明在化學變化中，分子可分，原子不可分2.(江蘇省常州市金壇區(qū)20222023學年九年級期中)如圖是電解水實驗的示意圖，下列說法正確的是A.圖中表示的是氧分子B.該變化屬于物理變化C.該實驗說明水里有氫氣和氧氣D.負極與正極產(chǎn)生氣體的質(zhì)量比是2：13.(江蘇省常州市溧陽市20222023學年九年級上學期期中)水是生命之源。下列有關(guān)水的說法正確的是A.水可以開發(fā)成能源B.水在自然界的循環(huán)主要是通過化學變化完成的C.電解水生成氫氣和氧氣說明水中含有氫氣和氧氣D.通過過濾操作可以把食鹽從它的水溶液中分離出來4.(江蘇省揚州市江都區(qū)八校20222023年九年級上學期期中聯(lián)考)水在一定條件下可發(fā)生如圖所示的轉(zhuǎn)化。下列說法錯誤的是A.反應(yīng)①為分解反應(yīng)，反應(yīng)②為化合反應(yīng)B.整個轉(zhuǎn)化過程中，循環(huán)利用的物質(zhì)是水C.反應(yīng)①是化學能轉(zhuǎn)化為電能，反應(yīng)②是電能轉(zhuǎn)化為化學能D.整個轉(zhuǎn)化過程說明水在解決能源危機中可發(fā)揮重要的作用5.（2022·山東日照·中考真題）用如圖所示裝置電解水，下列說法錯誤的是A．M、N兩導(dǎo)管口處收集的氣體質(zhì)量之比是1：8B．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M導(dǎo)管口處，木條會復(fù)燃D．N處收集的氣體，靠近火焰，若發(fā)出尖銳的爆鳴聲，說明不純6.如圖是電解水實驗的改進裝置，下列有關(guān)說法錯誤的是A．固定住一支注射器，向外拉動另一支注射器活塞，松開手后，活塞能恢復(fù)原位，說明裝置氣密性良好 B．U形管中加入的可以是硫酸鈉稀溶液 C．實驗時正、負兩極產(chǎn)生氣體的體積比約為1：2 D．正極產(chǎn)生的氣體能燃燒7.（2022·湖北孝感·中考真題）如圖是教材中兩個實驗，下列有關(guān)說法錯誤的是A．實驗①點燃氫氣之前要檢驗其純度B．實驗②a，b兩管上方生成氣體的體積比的為2：1C．兩個實驗中發(fā)生的反應(yīng)都是分解反應(yīng)D．兩個實驗均可證明水的組成8.(廣州市番禺區(qū)洛溪新城中學20222023學年九年級上學期期末)下列各圖“”和“”分別表示兩種質(zhì)子數(shù)不同的原子，其中能表示化合物的是A. B. C. D.9.(江蘇省揚州市寶應(yīng)縣20222023學年九年級上學期期中)下圖中“○”和“●”分別表示不同元素的原子，其中表示單質(zhì)的是A. B. C. D.10.(江蘇省無錫市梁溪區(qū)20222023學年九年級上學期期中)分類是研究物質(zhì)的常用方法。如圖是純凈物、單質(zhì)、化合物、氧化物之間關(guān)系的形象表示，若整個大圈表示純凈物，則下列物質(zhì)中屬于Z范圍的可能是A.液氧 B.高錳酸鉀 C.太湖水 D.氧化鐵11.(江蘇省蘇州市姑蘇區(qū)胥江實驗中學20222023學年九年級上學期期中)圖中“●”和“O”表示兩種不同元素的原子，下列圖示中表示化合物的是A. B. C. D.二、填空題12.(江蘇省南京市秦淮區(qū)六校20222023學年九年級上學期期中)水在生命活動和生產(chǎn)、生活中起著十分重要的作用。（1）從物質(zhì)分類的角度看，水是___________（填“單質(zhì)”或“化合物”）。（2）從微觀構(gòu)成的角度看，水是由___________構(gòu)成的。（3）從宏觀組成的角度看，水是由___________組成的?？梢酝ㄟ^電解水的實驗驗證水的組成，裝置如圖1所示。玻璃管a中產(chǎn)生的氣體是___________，該反應(yīng)的化學方程式為___________。（4）從資源利用的角度看，水是生命之源。愛護水資源一方面要節(jié)約用水，另一方面要___________。圖2所示裝置中，活性炭可達到的目的有___________（填字母）。A．過濾雜質(zhì)B．軟化硬水C．吸附異味D．消毒殺菌13.(江蘇省南京市建鄴區(qū)20222023學年九年級上學期期中化學試題)人類生命活動離不開水。（1）地球上的總水量雖然很大，但淡水很少。其中陸地淡水約占全球水儲量的（填字母序號）。A.96.5% B.71% C.2.53% D.0.77%（2）自來水廠凈化水的主要步驟如圖1所示。①明礬作絮凝劑可用于凈水，是因為明礬溶于水生成的膠狀物可以________懸浮于水中的雜質(zhì)，使之從水中沉降出來。②下列關(guān)于過濾操作的敘述正確的是_______（填字母序號）。A.濾紙的邊緣要低于漏斗口B.液面不要低于濾紙的邊緣C.玻璃棒要靠在三層濾紙的一邊D.漏斗下端的管口要緊靠燒杯的內(nèi)壁③步驟X是________。④取少量凈化后的水于試管中，________，則為硬水。（3）電解水實驗可用來確定水的組成（見圖2）。①a管是與電源的________（填“正極”或“負極”）相連。②設(shè)計實驗驗證a管中生成的氣體。步驟現(xiàn)象結(jié)論________________________15.(江蘇省連云港市20222023學年九年級上學期期中)水是生命之源。（1）自然界中的天然水通常含有許多雜質(zhì)。要除去水中的不溶性雜質(zhì)，可以進行______操作，該操作使用的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和______其中玻璃棒的作用是______；要吸附掉一些有色有味的可溶性雜質(zhì)，可以用______凈水。（2）工業(yè)上和科學實驗中軟化硬水的方法很多，生活中通過______也可以降低水的硬度。（3）“天宮課堂”直播中宇航員告訴我們天宮中所用的氧氣來自于電解水。①聯(lián)系到化學課上的電解水實驗，如圖2所示：產(chǎn)生的玻璃管是______（填“a”或“b”），該反應(yīng)的基本反應(yīng)類型為_____。②生成的H2還可以與人呼出的CO2在一定條件下進行反應(yīng)，實現(xiàn)了艙內(nèi)物質(zhì)循環(huán)利用，反應(yīng)的微觀過程如圖所示。該反應(yīng)中涉及到的氧化物有______種，寫出C物質(zhì)的化學式______。（4）愛護水資源是每個公民應(yīng)盡的義務(wù)，請你寫出一個防止水體污染的做法：______。16．水是生命活動不可缺少的物質(zhì)。下圖是探究水的組成實驗裝置，請回答相關(guān)的問題。(1)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反應(yīng)，將水轉(zhuǎn)化為氫氣，同時生成四氧化三鐵。模擬實驗裝置如圖1所示。①圖1中導(dǎo)管口吹出來的肥皂泡往上飄走，說明氫氣的密度比空氣。②該反應(yīng)的化學符號表達式為。(2)電解水實驗的簡易裝置如圖2所示，a中收集到的氣體是(填化學式)；從該實驗得到關(guān)于水的組成的結(jié)論是；電解水反應(yīng)的符號表達式為；從能量變化角度看，該過程是將能轉(zhuǎn)化為化學能。17．如圖是電解水實驗裝置圖：（1）a試管中的氣體是；b試管中的氣體檢驗方法是。該反應(yīng)的化學方程式是。（2）理論上ab試管中的氣體體積比，實際實驗過程中往往ab試管兩種氣體體積比比理論值偏高，可能的原因是。（寫出一種可能）（3）結(jié)合實驗和電解水微觀解釋圖示，你能得到什么結(jié)論？（至少寫一條）培優(yōu)競賽1．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2．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3．（2022年江蘇省“金鑰匙”科技競賽（CESL）初賽）某化學興趣小組用圖1所示的裝置，對氫氧化鈣溶液進行探究。（1）在圖1的A、B兩個相同裝置中，分別放入等體積的水和飽和石灰水，通電，發(fā)現(xiàn)B裝置燈泡更亮，原因是___________；通電相同時間，發(fā)現(xiàn)B裝置中兩個電極附近產(chǎn)生氣泡比A裝置多，此條件下產(chǎn)生氣泡的化學方程式為___________。（2）接通直流電，同時利用溫度傳感器測量溶液的溫度。觀察到B裝置中插入溶液的兩個碳棒（石墨）電極附近有氣泡產(chǎn)生，一段時間后發(fā)現(xiàn)燒杯中的溶液的溫度由24℃變?yōu)?8℃，同時出現(xiàn)白色渾濁，這可能是因為析出了氫氧化鈣固體，析出氫氧化鈣固體的原因可能是________________，還可能是_____________________。（3）仔細觀察，發(fā)現(xiàn)B裝置中，白色渾濁出現(xiàn)在正極附近。聯(lián)想電解水時，與電源正極相連的電極附近產(chǎn)生的___________氣，它可能與石墨電極中的碳反應(yīng)生成二氧化碳而使石灰水變渾濁，如果假設(shè)成立，則最后一步反應(yīng)的化學方程式為___________。為了驗證白色渾濁液體的成分，取上述實驗得到的渾濁液體