《2025年云南省标准教辅优佳学案九年级化学上册人教版》

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。
[实验步骤]
1. 实验装置如图所示。
2. 电解水时,在水中加入了少量的氢氧化钠溶液或硫酸钠溶液,它们的作用是增强水的导电性。
3. 实验原理：$H_{2}O\xrightarrow{通电}H_{2}\uparrow +O_{2}\uparrow$(用符号表达式表示)。
4. 实验现象：两个电极上都产生气体,且正极和负极处产生的气体体积之比约为$1:2$,正极产生的气体能使带火星的木条复燃,点燃负极产生的气体,产生淡蓝色火焰。(口诀：负氢正氧二比一)
5. 实验结论。
(1)水在直流电作用下分解生成氢气（或$H_{2}$）和氧气（或$O_{2}$）。
(2)水是由氢元素（或$H$）和氧元素（或$O$）组成的(宏观)。
(3)水分子是由氢原子（或$H$）和氧原子（或$O$）构成的(微观)。

答案： 【解析】
本题主要考查电解水实验的相关知识，包括实验中加入物质的作用、实验原理、实验现象以及实验结论等方面。
1. 在电解水实验中，水的导电性较弱，加入少量的氢氧化钠溶液或硫酸钠溶液，是因为它们在水中能解离出自由移动的离子，从而增强水的导电性，加快电解的速率。
2. 电解水的实验原理是水在通电的条件下分解生成氢气和氧气，其符号表达式为$H_{2}O\xrightarrow{通电}H_{2}\uparrow +O_{2}\uparrow$。
3. 电解水时，与电源正极相连的试管内产生的气体体积少，是氧气；与电源负极相连的试管内的气体体积多，是氢气，且正极和负极处产生的气体体积之比约为$1:2$。负极产生的气体是氢气，氢气具有可燃性，点燃氢气时，产生淡蓝色火焰。
4. 水在直流电作用下分解生成氢气和氧气。从宏观上看，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，所以水是由氢元素和氧元素组成的。从微观上看，氢气由氢分子构成，氢分子由氢原子构成；氧气由氧分子构成，氧分子由氧原子构成，水由水分子构成，所以水分子是由氢原子和氧原子构成的。
【答案】
2. 增强水的导电性
3. $H_{2}O\xrightarrow{通电}H_{2}\uparrow +O_{2}\uparrow$
4. $1:2$；淡蓝
5.（1）氢气（或$H_{2}$）；氧气（或$O_{2}$）
（2）氢元素（或$H$）；氧元素（或$O$）
（3）氢原子（或$H$）；氧原子（或$O$）

1. 如图为电解水的实验装置。下列说法正确的是(B)。
A.b管产生的气体是氢气
B.该实验能证明水中含有氢、氧元素
C.生成氧气、氢气的体积比约为2∶1
D.电解过程中水分子没有发生变化

答案： 【解析】：
A选项：在电解水实验中，与电源正极相连的试管内产生的气体是氧气，与电源负极相连的试管内产生的气体是氢气，b管与电源正极相连，产生的是氧气，不是氢气，所以A选项错误。
B选项：水电解生成氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，所以该实验能证明水中含有氢、氧元素，B选项正确。
C选项：电解水实验中，生成氢气和氧气的体积比约为2∶1，而不是氧气和氢气的体积比约为2∶1，C选项错误。
D选项：电解水的过程中，水分子分解成氢原子和氧原子，氢原子重新组合成氢分子，氧原子重新组合成氧分子，水分子发生了变化，D选项错误。
【答案】：B

2. 水是我们熟悉的物质。如图甲是电解水实验的装置图。

(1)电极上的现象是电极上有气泡产生；b管内生成的气体是氢气(或H₂)；检验a管内收集的气体的方法是将带火星的木条放在a管尖嘴处，打开活塞，若木条复燃，则为氧气。
(2)电解水反应的微观示意图如图乙所示。从示意图中可获得的信息正确的是BC(填字母)。
A. 水由2个氢原子和1个氧原子构成
B. 反应前后元素种类不变
C. 化学变化的实质是分子的分裂,原子的重新组合
D. 反应前后分子的种类没变
E. 该化学反应中,生成氧气和氢气的体积比约是2∶1
F. 水是由氢气和氧气组成的
(3)电解水的符号表达式为$H₂O\xrightarrow{通电}H₂+O₂$。
(4)水体污染的来源主要有工业污染、农业污染和生活污水的排放等。请列举一种防治水体污染的具体做法：工业废水处理达标后再排放（合理即可）(合理即可)。

答案： 【解析】
(1)电解水时，与电源正极相连的试管内产生的气体体积少，与电源负极相连的试管内的气体体积多，且两者的体积之比大约是1∶2。a管与电源正极相连，产生的气体是氧气，b管与电源负极相连，产生的气体是氢气。氧气能支持燃烧，检验a管内收集的气体的方法是将带火星的木条放在a管尖嘴处，打开活塞，若木条复燃，则为氧气。
(2)
A选项：水是由水分子构成的，1个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的，该选项说法错误。
B选项：化学反应前后元素种类不变，该选项说法正确。
C选项：化学变化的实质是分子分裂成原子，原子重新组合成新分子，该选项说法正确。
D选项：反应前后分子的种类发生了改变，该选项说法错误。
E选项：该化学反应中，生成氧气和氢气的体积比约是1∶2，该选项说法错误。
F选项：水是由氢元素和氧元素组成的，该选项说法错误。
(3)水通电分解生成氢气和氧气，反应的符号表达式为$H_{2}O\xrightarrow{通电}H_{2}+O_{2}$。
(4)防治水体污染的具体做法有工业废水处理达标后再排放、农业上合理使用农药和化肥、生活污水集中处理后再排放等。
【答案】
(1)电极上有气泡产生；氢气(或$H_{2}$)；将带火星的木条放在a管尖嘴处，打开活塞，若木条复燃，则为氧气
(2)BC
(3)$H_{2}O\xrightarrow{通电}H_{2}+O_{2}$
(4)工业废水处理达标后再排放（合理即可）