1. 趣味实验 某校化学兴趣小组的同学在老师的指导下进行了“水的组成及变化的探究”实验。
[提出问题]水是由哪些元素组成的？

实验一:如图甲所示,在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气,然后在火焰上方罩一只冷而干燥的烧杯,过一会儿,观察现象。
[实验现象]
(1)点燃纯净的氢气,可观察到火焰呈色,一段时间后,可观察到烧杯内壁有出现且烧杯外壁发烫。
实验二:按如图乙进行电解水实验。
[实验现象]
(2)同学们观察到电极附近有气泡产生,若一段时间后a中收集到10 mL气体,则此时b中理论上约收集到mL气体。
(3)切断电源,打开b管顶端的活塞,在管口放置一根带火星的木条,可观察到的现象是。
[实验结论]
(4)由上述两个实验都能得到的实验结论是。
(5)水通电时发生反应的文字表达式为。

1.(1)淡蓝 水雾
(2)5
(3)带火星的木条复燃
(4)水是由氢元素和氧元素组成的
(5)水$\stackrel{通电}{→}$氢气+氧气

【分析】
要解决这道题，需结合氢气燃烧实验和电解水实验的原理分析：
1. 氢气燃烧实验：纯净氢气燃烧火焰呈淡蓝色，产物是水，所以冷烧杯内壁会有水雾，同时放热；
2. 电解水实验：遵循“正氧负氢，氢二氧一”的规律，即负极产生氢气、正极产生氧气，体积比为2:1；氧气能支持燃烧，可使带火星木条复燃；
3. 两个实验均通过化学反应前后元素种类不变，推导水的组成；
4. 水通电分解生成氢气和氧气，据此书写文字表达式。
【解析】
(1) 纯净氢气在空气中燃烧，火焰呈淡蓝色，生成水，因此冷而干燥的烧杯内壁会有水雾出现，同时反应放热，故填：淡蓝；水雾。
(2) 电解水时，a管气体体积大，为氢气，b管气体体积小，为氧气，二者体积比为2:1。若a中收集到10 mL氢气，则b中氧气的体积为10 mL ÷ 2 = 5 mL，故填：5。
(3) b管收集的是氧气，氧气具有助燃性，打开活塞后，带火星的木条会复燃，故填：带火星的木条复燃。
(4) 氢气燃烧生成水，电解水生成氢气和氧气，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，两个实验均可得出：水是由氢元素和氧元素组成的，故填：水是由氢元素和氧元素组成的。
(5) 水在通电条件下分解为氢气和氧气，文字表达式为：水$\stackrel{通电}{→}$氢气+氧气。
【答案】
(1)淡蓝；水雾
(2)5
(3)带火星的木条复燃
(4)水是由氢元素和氧元素组成的
(5)水$\stackrel{通电}{→}$氢气+氧气
【知识点】
水的组成、氢气的化学性质、电解水实验
【点评】
本题围绕“水的组成探究”设计两个经典实验，考查基础实验现象、电解水规律及实验结论推导，是化学中关于水的组成的核心基础题，侧重对实验原理和现象的掌握。
【难度系数】
0.7

2. 某研究小组的同学以水为主题，进行水的变化研究，利用如图装置来验证水的组成。

①用大注射器抽取一定量质量分数为2％的氢氧化钠溶液，从A中的大圆孔注入；
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、负两极；
③接通电源，仔细观察实验装置中的现象。
(1)步骤②的目的是。
(2)步骤③中的现象为B、C电极上均有气泡产生；A中液面（填“上升”“下降”或“不变”）。
(3)理论上电解水得到氧气和氢气的体积比为1：2，某同学用碳棒作电极进行电解水实验，得到氧气和氢气的体积比小于1：2，下列对产生此现象原因的猜想不合理的一项是（填字母）。
A. 部分氧气溶于水
B. 部分氧气与氢气反应重新生成了水
C. 部分氧气与碳棒反应
D. 部分氧气被碳棒吸附
(4)将一根燃着的木条靠近（填“出气口1”或“出气口2”），打开其橡胶帽，会观察到气体被点燃，然后在火焰上方罩一只冷而干燥的烧杯，观察到，发生反应的文字表达式为。

2.(1)排出装置内的空气
(2)上升
(3)B
(4)出气口2 烧杯内壁出现水雾 氢气+氧气$\stackrel{点燃}{→}$水

【分析】
本题围绕电解水实验展开，需结合实验操作目的、电解水的现象、气体性质及误差分析来解题：
(1) 步骤②抽气使液面充满两极，目的是排出装置内原有空气，避免空气干扰电解生成气体体积的测量；
(2) 电解水时正极产氧气、负极产氢气，两极产气使装置压强增大，水被压入A区，故A液面变化需结合压强分析；
(3) 分析氧氢气体积比偏小的原因，判断各猜想是否合理；
(4) 能点燃的气体是氢气，对应负极出气口，结合氢气燃烧产物分析现象和反应表达式。
【解析】
(1) 步骤②中抽气让液面上升至充满正、负两极，是为了排出装置内的空气，防止原有空气影响后续电解产生气体体积的测定，因此目的是排出装置内的空气。
(2) 电解水时，B电极（正极）产生氧气，C电极（负极）产生氢气，两极生成气体使装置内压强增大，中间区域的水被压入A区域，因此A中液面上升。
(3) 对各选项分析：
A. 氧气比氢气更易溶于水，部分氧气溶于水会导致收集的氧气体积偏小，氧氢体积比小于1:2，猜想合理；
B. 氧气与氢气反应需要点燃条件，电解过程中不会发生该反应，该猜想不合理；
C. 碳棒作电极时，部分氧气会与碳反应被消耗，导致氧气体积偏小，体积比小于1:2，猜想合理；
D. 碳棒会吸附部分氧气，使收集的氧气体积偏小，体积比小于1:2，猜想合理；
故不合理的是B。
(4) 电解水时负极产生氢气，氢气具有可燃性，对应出气口2；氢气燃烧生成水，因此在火焰上方罩冷而干燥的烧杯，会观察到烧杯内壁出现水雾；反应的文字表达式为：氢气+氧气$\stackrel{点燃}{→}$水。
【答案】
(1) 排出装置内的空气
(2) 上升
(3) B
(4) 出气口2；烧杯内壁出现水雾；氢气+氧气$\stackrel{点燃}{→}$水
【知识点】
电解水实验；气体的性质；实验误差分析
【点评】
本题考查电解水实验的基础知识点，涵盖实验操作目的、现象分析、误差判断及气体检验，注重对实验细节的理解，是化学学习中的核心基础题型。
【难度系数】
0.7