《2025年点石成金金牌夺冠九年级化学全一册人教版大连专版》

12. 科学探究与实践 揭秘水的组成（14分）水是生命之源，是永远值得探究的物质，人类从未停止过对水的研究。
　
【提出问题】水是由什么组成的?
【查阅资料】通过点燃氢气和电解水的实验方法均可证明水的组成。
【经典回顾】
(1)1783年，拉瓦锡利用如图1所示装置探究水的组成。
往A杯中滴加少量的水，水通过灼热的铁管时发生汽化，水蒸气与灼热的铁反应，生成一种黑色固体四氧化三铁和“可燃空气”，将气体通过放在冷水中的铜管，在B装置中收集到纯净的“可燃空气”。最终拉瓦锡证明了水的组成。
①将气体通过放在冷水中的铜管，目的是除去_______。
②将B装置收集到的“可燃空气”在氧气中点燃，生成了水。“可燃空气”是一种气体单质，其名称为氢气。写出水蒸气与灼热的铁反应的符号表达式：______________________________。
(2)1800年，英国化学家尼科尔森通过电解水得到氢气和氧气，后人不断研究和改进该实验。现有某兴趣小组的同学设计了如图2所示实验来探究水的组成。
【实验步骤】
①先用大注射器抽取一定量的硫酸钠溶液，从A中的圆孔注入；
②用两个橡胶帽塞住右边两个出气口，用带针头的小注射器分别在出气口1和2处抽气，液面上升，直至水充满正负极；
③接通电源，待C中气体体积达到最大刻度时，关闭电源，仔细观察实验装置中的现象；
④分别用带针头的注射器抽取气体并检验。
【交流与反思】
(3)步骤①，在水中加入硫酸钠溶液的作用是______________________________。
(4)步骤②的目的是______________________________。
(5)步骤③中的现象：两极上均有气泡出现，B、C两电极上产生的气体体积比约为_______，并且A中液面_______(填“上升”或“下降”)。
(6)步骤④中检验C中气体的方法是______________________________。
【总结交流】以上实验都可以得出结论：水是由氢元素和氧元素组成的。

答案：
(1)①水蒸气 ②$Fe + H_{2}O\xrightarrow{高温}Fe_{3}O_{4} + H_{2}$
(3)增强水的导电性
(4)排尽空气，以防止检验时发生爆炸
(5)$1:2$ 上升
(6)将燃着的木条放于注射器口，推动注射器活塞，若气体被点燃，产生淡蓝色火焰，则该气体是氢气