1. 新情境 科技成就 中国科学院赣江创新研究院等开发出的高储氢密度和放氢速率的合金储氢材料,能延长手持氢气火炬的续航时间。下列关于氢气的说法,不正确的是 （）

A.氢气燃烧产生淡蓝色火焰
B.氢气燃烧不会产生污染物
C.点燃氢气发出爆鸣声说明氢气不纯
D.氢气燃烧实验不能用于探究水的组成

D 氢气燃烧是指氢气与氧气在点燃条件下反应生成水,根据化学反应前后元素种类不变,可得出水由氢元素和氧元素组成,D不正确。

【分析】
这道题要求选出关于氢气的不正确说法，解题时我们可以结合氢气的相关基础性质、验纯规则，搭配质量守恒定律的应用逐一排查每个选项：首先回忆氢气燃烧的基础现象判断A选项，从燃烧产物判断是否有污染物分析B选项，结合氢气验纯的现象判断C选项，最后根据化学反应前后元素种类不变的规律分析氢气燃烧实验能否推导水的元素组成，即可找出错误的选项。
【解析】
我们逐个对选项进行分析：
A. 氢气在空气中点燃时，会产生淡蓝色火焰，该描述符合氢气燃烧的实际现象，说法正确，不符合题意；
B. 氢气燃烧的唯一产物是水，不会生成传统化石燃料燃烧产生的二氧化硫、氮氧化物、烟尘等空气污染物，因此氢气燃烧不会产生污染物，说法正确，不符合题意；
C. 可燃性气体不纯时点燃容易发生剧烈反应，氢气验纯时如果听到尖锐的爆鸣声，就说明收集到的氢气中混有空气，氢气不纯，说法正确，不符合题意；
D. 氢气和氧气在点燃条件下反应只生成水，根据化学反应前后元素种类不变的规律，反应物氢气含有氢元素、氧气含有氧元素，可推导出水是由氢元素和氧元素组成的，因此氢气燃烧实验完全可以用于探究水的组成，该说法错误，符合题意。
【答案】
D
【知识点】
氢气的化学性质，氢气的验纯，质量守恒定律应用
【点评】
本题结合前沿储氢材料的科技新情境命题，考点都是氢气相关的核心基础知识点，难度较低，易错点在于部分同学会忽略氢气燃烧实验同样可以通过元素守恒推导水的元素组成，要牢记验证物质元素组成的核心逻辑就是利用化学反应前后元素种类不发生改变的规律。
【难度系数】
0.9

2.［2025 淮安期中］如图所示为电解水的简易装置。回答下列问题：
（1）指出（填“直流”或“交流”）电源的正、负极：A为极，B为极。
（2）C试管中产生的气体是，可以用检验；D试管中产生的气体是，C、D试管中产生气体的体积比约为。该实验说明水是由组成的。写出该反应的文字表达式：。
（3）在该实验的实际操作过程中，得到氧气和氢气的体积比小于$1:2$的原因可能是。
（4）蒸发水和电解水的本质区别是。

（第2题图）

（1）直流 正 负 （2）氧气 带火星的小木条 氢气 1:2 氢元素和氧元素 水$\xrightarrow{通电}$氢气+氧气 （3）氧气在水中的溶解性比氢气强(或氧气与电极材料反应被消耗等合理答案均可) （4）有无新物质生成
〔解析〕(1)电解水时所用的电源为直流电源;观察题图可知,C试管中的气体比D试管中少,由“正氧负氢,氢二氧一”可知,C试管中的气体为氧气,故A为正极,B为负极。(2)C试管内产生的是氧气,氧气可用带火星的小木条进行检验;D试管内产生的是氢气,氧气与氢气的体积比为1:2,该实验可说明水是由氢、氧两种元素组成的;水在通电的条件下分解生成氢气和氧气,该反应的文字表达式为水$\xrightarrow{通电}$氢气+氧气。(3)电解水时氧气与氢气的体积比小于1:2,原因可能是氧气和氢气在水中的溶解性不同,氧气在水中的溶解性比氢气的稍强些,也可能是部分氧气与电极材料发生反应被消耗。(4)水蒸发为物理变化,没有新物质生成,电解水为化学变化,有新物质生成,故其本质区别是有无新物质生成。

【分析】
首先我们从电解水实验的核心规律“正氧负氢、氢二氧一”入手思考：第一步先明确电解水必须使用直流电源，通过观察两支试管内气体的体积多少，体积更小的试管收集的是氧气，对应连接的电源电极为正极，体积更大的试管收集的是氢气，对应连接的是负极；第二步根据氧气的助燃性确定检验方法，结合产物组成推导水的元素组成，书写反应的文字表达式；第三步从气体溶解性、电极反应的角度分析氧氢体积比小于1:2的常见误差原因；最后从物理变化和化学变化的本质差异，对比蒸发水和电解水的不同，得出二者的本质区别。
【解析】
（1）电解水实验需要使用直流电源，若使用交流电源电流方向交替变化，无法持续完成电解反应。观察题图可知C试管中气体体积小于D试管，结合“正氧负氢、氢二氧一”的规律，体积小的气体为氧气，连接氧气的A端为电源正极，连接氢气的B端为电源负极。
（2）C试管中收集的气体体积小，是氧气；氧气具有助燃性，可以用带火星的小木条检验，若木条复燃则证明是氧气；D试管中收集的气体体积大，是氢气；电解水生成氧气和氢气的体积比约为1:2。根据化学反应前后元素种类不变，生成物氢气含氢元素、氧气含氧元素，可说明水是由氢元素和氧元素组成的。水在通电条件下分解生成氢气和氧气，反应的文字表达式为：水$\xrightarrow{通电}$氢气+氧气。
（3）实际操作中得到氧气和氢气的体积比小于1:2，常见原因是氧气在水中的溶解性比氢气强，部分氧气溶解在水中未被收集，也可能是部分氧气与电极材料发生反应被消耗，导致收集到的氧气体积偏小。
（4）蒸发水的过程中只是水的状态发生改变，没有新物质生成，属于物理变化；电解水过程中生成了氢气和氧气两种新物质，属于化学变化，因此二者的本质区别是有无新物质生成。
【答案】
（1）直流；正；负
（2）氧气；带火星的小木条；氢气；1:2；氢元素和氧元素；水$\xrightarrow{通电}$氢气+氧气
（3）氧气在水中的溶解性比氢气强(或氧气与电极材料反应被消耗等合理答案均可)
（4）有无新物质生成
【知识点】
电解水实验；氧气的检验；物理变化与化学变化
【点评】
本题是电解水基础实验的综合考查，覆盖了实验基本要求、产物判断、检验方法、实验结论、误差分析以及变化类型辨析多个核心考点，难度适中，要求学生熟练掌握电解水的核心规律，同时能结合物质性质分析实验误差，理解物理变化和化学变化的本质差异。
【难度系数】
0.8

3. 如图甲所示为电解水实验的改进装置，反应前注射器活塞均在0刻度线处，如图乙所示为某种光催化分解水的过程，利用太阳能将水转化为氢气是一种理想途径。下列说法中，不正确的是（）

A.点燃注射器Ⅱ中的气体前需先检验纯度
B.一段时间后，若注射器Ⅰ的活塞移动至5 mL刻度线处，则理论上注射器Ⅱ的活塞应移动至10 mL刻度线处
C.图乙中反应Ⅱ的基本反应类型为分解反应
D.与电解水相比，图乙方法的优点是节约能源、成本较低

（第3题图）

C 电解水时,电源的正极产生氧气,负极产生氢气,注射器Ⅱ与电源负极相连,收集到的是氢气,氢气点燃前要先检验纯度,A正确;电解水时,电源的正极产生氧气,负极产生氢气,且产生的氢气与氧气的体积比约为2:1,注射器Ⅰ接正极,收集到的是氧气,若注射器Ⅰ的活塞移动至5 mL刻度线处,则理论上注射器Ⅱ的活塞应移动至10 mL刻度线处,B正确;图乙中反应Ⅱ为氧化亚铁与水反应生成氢气和四氧化三铁,不符合“一变多”的特点,不属于分解反应,C错误;图甲方法需要通电,消耗电能,图乙方法是在催化剂的作用下,利用太阳能使水分解,因此图乙方法的优点是节约能源、成本较低,D正确。

【分析】
我们可以按如下思路逐步解题：第一步先回忆电解水的核心规律“正氧负氢、氢二氧一”，先明确图甲两个注射器收集的气体种类，逐一判断A、B选项的正误；第二步分析图乙反应Ⅱ的反应物、生成物组成，结合分解反应的定义判断C选项；第三步对比电解水和图乙光催化分解水的能量来源，判断D选项的正误，最终选出不正确的选项。
具体推导逻辑：注射器Ⅱ连接电源负极，收集的是氢气，可燃性气体点燃前必须验纯，A显然正确；电解水生成氢气体积是氧气体积的2倍，注射器Ⅰ接正极收集氧气，氧气体积为5mL时，氢气体积为10mL，对应注射器Ⅱ活塞移动到10mL刻度处，B正确；反应Ⅱ的反应物是氧化亚铁和水两种物质，不符合分解反应“一变多”的特征，C错误；电解水需要消耗电能，图乙利用太阳能分解水，更节能、成本更低，D正确。
【解析】
我们逐一分析各选项：
A选项：电解水时负极产物为氢气，注射器Ⅱ与电源负极相连，收集的气体是氢气，氢气属于可燃性气体，混有空气点燃时易发生爆炸，因此点燃注射器Ⅱ中的气体前需先检验纯度，A说法正确。
B选项：电解水生成氧气和氢气的体积比约为1:2，注射器Ⅰ连接电源正极，收集的是氧气，若注射器Ⅰ活塞移动至5 mL刻度线处，说明生成氧气体积为5mL，则对应生成氢气的体积为10mL，理论上注射器Ⅱ的活塞应移动至10 mL刻度线处，B说法正确。
C选项：图乙中反应Ⅱ的反应物是氧化亚铁和H₂O两种物质，生成物是H₂和四氧化三铁两种物质，不符合分解反应“一变多”的特征，不属于分解反应，C说法错误。
D选项：常规电解水需要消耗大量电能，图乙方法利用太阳能在催化条件下分解水，无需额外消耗大量电能，因此优点是节约能源、成本较低，D说法正确。
本题要求选出不正确的说法，答案为C。
【答案】
C
【知识点】
电解水实验，分解反应，氢能开发
【点评】
本题结合电解水改进实验和新型光催化分解水的真实情境命题，既考察电解水的基础核心规律，又结合陌生反应考察基本反应类型的判断，同时渗透了新能源开发的化学应用理念。本题的易错点是部分同学未仔细分析反应Ⅱ的反应物种类，误将该反应判断为分解反应，解题时紧扣基本反应类型的定义逐一核对即可避免出错。
【难度系数】
0.7

4. [2025 宿迁联考]实验课上,同学们做了电解水的实验。
（1）电解水时,通常要加入少量氢氧化钠溶液或稀硫酸,目的是。
（2）小红做电解水实验时,在水中加了氯化钠,小红发现与正极相连的石墨电极上出现黄绿色气体,这激发了小红的探究欲望。请你一起参与小红的探究活动吧!
【提出问题】给加入氯化钠的水通电时,石墨电极上分别生成了什么气体?
【查阅资料】
① 氯气($\ce{Cl_{2}}$)是黄绿色、有刺激性气味的有毒气体,常温下1体积水能溶解2体积$\ce{Cl_{2}}$。
② 氯化钠溶液就是在水中加了氯化钠。
【提出猜想】
猜想1:电极上分别生成了氧气和氯气。猜想2:电极上分别生成了氢气和氧气。猜想3:。
【设计实验】小红用如图所示的装置来电解加了氯化钠的水,并收集两个电极上产生的气体。


【实验反思】小红发现给加了氯化钠的水通电后,除生成两种气体外,还生成了氢氧化钠。请写出加有氯化钠的水通电后发生反应的文字表达式:。
【反思与评价】联想电解水的实验,你认为在电解水时(填“可以”或“不可以”)加入少量的氯化钠溶液,原因是。

（1）增强导电性 （2）【提出猜想】电极上分别生成了氢气和氯气 【设计实验】2 轻微的爆鸣声 【实验反思】氯化钠+水$\xrightarrow{通电}$氢氧化钠+氢气+氯气 【反思与评价】不可以 氯化钠参与反应,影响实验
〔解析〕(2)【设计实验】① 按照题图所示连接好实验装置,通电一段时间后,用a、b两支试管分别收集两根石墨电极上产生的气体,观察到a试管内收集到黄绿色气体,b试管内收集到无色气体,而氢气和氧气均为无色气体,由此可知,猜想2肯定是错误的。② 氢气具有可燃性,所以用拇指堵住b试管口,移近点燃的酒精灯,松开拇指,会听到轻微的爆鸣声。【实验反思】由实验现象可知,氯化钠和水在通电的条件下生成氢氧化钠、氢气和氯气,文字表达式为氯化钠+水$\xrightarrow{通电}$氢氧化钠+氢气+氯气。【反思与评价】由实验现象可知,电解水的实验中,若水中加入氯化钠溶液,其中的氯化钠会参与反应生成氯气而影响实验,所以电解水时不可以加入少量的氯化钠溶液。

【分析】
首先从电解水的基础性质入手，纯水的电离程度极低，几乎不导电，因此加入可解离的电解质的作用是增强导电性。接下来做猜想推导时，结合化学反应前后元素种类不变的规律，已知反应物中含H、O、Na、Cl四种元素，结合已给出的两种猜想（氧气+氯气、氢气+氧气），排除已有的组合，剩余的合理气体组合就是氢气和氯气，由此得到猜想3。后续推导反应的文字表达式时，结合题目给出的反应物、反应条件和所有生成物，按文字表达式的书写规则整理即可。最后对比电解水的实验目的（验证水由氢氧元素组成，得到氢气和氧气），判断加入氯化钠后会生成氯气，偏离实验目的，因此不能加入氯化钠。
【解析】
（1）纯水几乎不导电，电解水时加入少量氢氧化钠溶液或稀硫酸，可在溶液中解离出大量自由移动的离子，从而增强导电性，加快电解速率。
（2）【提出猜想】根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，反应物氯化钠和水中含有Na、Cl、H、O四种元素，已有的猜想1为生成氧气和氯气、猜想2为生成氢气和氧气，因此剩余的合理猜想为电极上分别生成了氢气和氯气。
【实验反思】题目明确说明加了氯化钠的水通电后，除两种气体外还生成氢氧化钠，结合实验中观察到的黄绿色氯气、无色可燃性氢气，可知反应物为氯化钠和水，反应条件为通电，生成物为氢氧化钠、氢气、氯气，因此对应的文字表达式为：$\ce{氯化钠 + 水\xrightarrow{通电} 氢氧化钠 + 氢气 + 氯气}$。
【反思与评价】由于加入氯化钠后，氯化钠会参与化学反应生成氯气，无法得到电解水仅生成氢气和氧气的实验结果，干扰水的组成验证，因此电解水时不可以加入少量氯化钠溶液。
【答案】
（1）增强导电性
（2）【提出猜想】电极上分别生成了氢气和氯气
【实验反思】氯化钠+水$\xrightarrow{通电}$氢氧化钠+氢气+氯气
【反思与评价】不可以；氯化钠参与反应，影响实验
【知识点】
电解水实验，质量守恒定律，文字表达式书写
【点评】
本题是电解水基础实验的拓展探究题，既考查了电解水实验的基础操作要点，又结合异常实验现象引导学生利用质量守恒定律完成猜想推导，同时强化了学生对电解水实验核心目的的理解，避免学生误认为只要加能导电的物质就可以用于电解水实验。
【难度系数】
0.7