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21. (2024·扬州广陵期中)水是生命活动中最重要的物质。
（1）用如图装置通电一段时间后，a中收集到的气体为
（2）在用如图实验时，常在水中加入少量的氢氧化钠，其目的是
（3）在电解水的过程中能量的转化形式为
（1）用如图装置通电一段时间后，a中收集到的气体为
O₂
（填化学符号）。理论上管a与管b内产生气体的体积比为1：2
，通电后，随着气体不断产生，中间球形容器内液面会上升
（填“上升”或“下降”）。（2）在用如图实验时，常在水中加入少量的氢氧化钠，其目的是
增强溶液的导电性
。（3）在电解水的过程中能量的转化形式为
电能转化成化学能
。答案
(1) $\ce{O_{2}}$ 1：2 上升
(2) 增强溶液的导电性
(3) 电能转化成化学能
(2) 增强溶液的导电性
(3) 电能转化成化学能
解析
【分析】
要解决这道电解水的题目，需结合电解水的实验原理和规律：电解水时遵循“正氧负氢、氢二氧一”的规律，即与电源正极相连的电极产生氧气，与负极相连的产生氢气，二者体积比为1:2；通电后两管内气体增多、压强增大，会挤压水使中间容器液面变化；纯水导电性弱，加入氢氧化钠可增强导电性；电解过程是电能转化为化学能。
【解析】
（1）电解水实验中，连接电源正极的管a产生氧气，化学符号为$\ce{O_{2}}$；连接电源负极的管b产生氢气，理论上管a（氧气）与管b（氢气）的体积比为1:2；通电后，两管内不断产生气体，管内压强增大，会将水压入中间球形容器，因此中间球形容器内液面上升。
（2）纯水的导电性很弱，加入少量氢氧化钠后，氢氧化钠会解离出自由移动的离子，目的是增强溶液的导电性，使电解水的反应顺利进行。
（3）电解水的过程需要消耗电能，最终生成具有化学能的氢气和氧气，因此能量转化形式为电能转化成化学能。
【答案】
(1) $\ce{O_{2}}$；$1:2$；上升
(2) 增强溶液的导电性
(3) 电能转化成化学能
【知识点】
电解水实验，水的电解，能量转化
【点评】
本题围绕电解水实验的核心知识点展开，考查气体判断、体积比、实验注意事项及能量转化，属于化学基础实验的常规考查内容，需牢记电解水的规律和实验细节。
【难度系数】
0.8
要解决这道电解水的题目，需结合电解水的实验原理和规律：电解水时遵循“正氧负氢、氢二氧一”的规律，即与电源正极相连的电极产生氧气，与负极相连的产生氢气，二者体积比为1:2；通电后两管内气体增多、压强增大，会挤压水使中间容器液面变化；纯水导电性弱，加入氢氧化钠可增强导电性；电解过程是电能转化为化学能。
【解析】
（1）电解水实验中，连接电源正极的管a产生氧气，化学符号为$\ce{O_{2}}$；连接电源负极的管b产生氢气，理论上管a（氧气）与管b（氢气）的体积比为1:2；通电后，两管内不断产生气体，管内压强增大，会将水压入中间球形容器，因此中间球形容器内液面上升。
（2）纯水的导电性很弱，加入少量氢氧化钠后，氢氧化钠会解离出自由移动的离子，目的是增强溶液的导电性，使电解水的反应顺利进行。
（3）电解水的过程需要消耗电能，最终生成具有化学能的氢气和氧气，因此能量转化形式为电能转化成化学能。
【答案】
(1) $\ce{O_{2}}$；$1:2$；上升
(2) 增强溶液的导电性
(3) 电能转化成化学能
【知识点】
电解水实验，水的电解，能量转化
【点评】
本题围绕电解水实验的核心知识点展开，考查气体判断、体积比、实验注意事项及能量转化，属于化学基础实验的常规考查内容，需牢记电解水的规律和实验细节。
【难度系数】
0.8
22. (2024·苏州段考改编)某同学用制氧机制取并收集了一袋气体，兴趣小组同学设计了如图乙所示装置来测定氧气的含量。
【资料信息】白磷、红磷燃烧后产生的五氧化二磷有毒。
【实验步骤】请将下列实验步骤补充完整。
(1) 首先检查图乙中装置的气密性。
(2) 在A瓶中装满水并加入药品，将装置连接固定。
(3) 打开止水夹a和b，向A中缓慢通入一定量气体，露出白磷后，关闭止水夹a和b，此时，A中的水进入B中，测得B中水的体积为$V_1$ mL。
(4) 用凸透镜聚光引燃白磷，写出该反应的符号表达式：
(5) 经测定，$V_1=210$、$V_2=50$，则该同学所收集的气体中氧气的体积分数为
【资料信息】白磷、红磷燃烧后产生的五氧化二磷有毒。
【实验步骤】请将下列实验步骤补充完整。
(1) 首先检查图乙中装置的气密性。
(2) 在A瓶中装满水并加入药品，将装置连接固定。
(3) 打开止水夹a和b，向A中缓慢通入一定量气体，露出白磷后，关闭止水夹a和b，此时，A中的水进入B中，测得B中水的体积为$V_1$ mL。
(4) 用凸透镜聚光引燃白磷，写出该反应的符号表达式：
$\ce{P + O_{2} \xrightarrow{点燃} P_{2}O_{5}}$
，其基本反应类型为化合反应
。待白磷熄灭并冷却到室温，进行的操作是打开止水夹b
。B中的水倒吸进入A中，测得量筒中水的体积变为$V_2$ mL。(5) 经测定，$V_1=210$、$V_2=50$，则该同学所收集的气体中氧气的体积分数为
76.2%
（结果精确到0.1%）。与图甲相比，图乙装置的优点有误差小(或更加环保等合理答案均可)
（写一条）。答案
(4) $\ce{P + O_{2} \xrightarrow{点燃} P_{2}O_{5}}$ 化合反应 打开止水夹b
(5) 76.2% 误差小(或更加环保等合理答案均可)
(5) 76.2% 误差小(或更加环保等合理答案均可)
解析
【分析】
首先，步骤4中，白磷在点燃条件下与氧气反应生成五氧化二磷，据此书写反应的符号表达式；该反应由两种物质生成一种物质，属于化合反应。白磷熄灭并冷却至室温后，需打开止水夹b，使装置内压强变化，让水倒吸进入A瓶，从而测定氧气的体积。步骤5中，通入气体的总体积等于B中初始水的体积$V_1$，白磷燃烧消耗氧气后，冷却至室温，量筒剩余水的体积为$V_2$，则消耗氧气的体积为$V_1-V_2$，用氧气的体积除以气体总体积即可得到氧气的体积分数。对比甲装置，乙装置在密闭环境中进行，更环保、误差更小。
【解析】
(4) 白磷燃烧是磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷，符号表达式为$\ce{P + O_{2} \xrightarrow{点燃} P_{2}O_{5}}$；该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应；待白磷熄灭并冷却到室温后，需打开止水夹b，使装置内压强减小，让B中的水倒吸进入A中，测定消耗氧气的体积。
(5) 通入气体的总体积为$V_1=210\ \mathrm{mL}$，白磷燃烧消耗氧气后，量筒剩余水的体积为$V_2=50\ \mathrm{mL}$，则消耗氧气的体积为$210\ \mathrm{mL}-50\ \mathrm{mL}=160\ \mathrm{mL}$，气体中氧气的体积分数为$\frac{160\ \mathrm{mL}}{210\ \mathrm{mL}} × 100\% \approx76.2\%$；与图甲相比，图乙装置在密闭环境中进行，避免了五氧化二磷逸出污染空气，实验结果更准确，优点为误差小（或更加环保等合理答案均可）。
【答案】
(4) $\ce{P + O_{2} \xrightarrow{点燃} P_{2}O_{5}}$；化合反应；打开止水夹b
(5) $76.2\%$；误差小（或更加环保等合理答案均可）
【知识点】
氧气的化学性质、空气中氧气含量的测定
【点评】
本题考查空气中氧气含量测定的实验，涉及反应表达式书写、反应类型判断、实验操作及数据计算，同时对比了两套装置的优缺点，需理解实验原理，掌握基础知识点，难度适中。
【难度系数】
0.5
首先，步骤4中，白磷在点燃条件下与氧气反应生成五氧化二磷，据此书写反应的符号表达式；该反应由两种物质生成一种物质，属于化合反应。白磷熄灭并冷却至室温后，需打开止水夹b，使装置内压强变化，让水倒吸进入A瓶，从而测定氧气的体积。步骤5中，通入气体的总体积等于B中初始水的体积$V_1$，白磷燃烧消耗氧气后，冷却至室温，量筒剩余水的体积为$V_2$，则消耗氧气的体积为$V_1-V_2$，用氧气的体积除以气体总体积即可得到氧气的体积分数。对比甲装置，乙装置在密闭环境中进行，更环保、误差更小。
【解析】
(4) 白磷燃烧是磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷，符号表达式为$\ce{P + O_{2} \xrightarrow{点燃} P_{2}O_{5}}$；该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应；待白磷熄灭并冷却到室温后，需打开止水夹b，使装置内压强减小，让B中的水倒吸进入A中，测定消耗氧气的体积。
(5) 通入气体的总体积为$V_1=210\ \mathrm{mL}$，白磷燃烧消耗氧气后，量筒剩余水的体积为$V_2=50\ \mathrm{mL}$，则消耗氧气的体积为$210\ \mathrm{mL}-50\ \mathrm{mL}=160\ \mathrm{mL}$，气体中氧气的体积分数为$\frac{160\ \mathrm{mL}}{210\ \mathrm{mL}} × 100\% \approx76.2\%$；与图甲相比，图乙装置在密闭环境中进行，避免了五氧化二磷逸出污染空气，实验结果更准确，优点为误差小（或更加环保等合理答案均可）。
【答案】
(4) $\ce{P + O_{2} \xrightarrow{点燃} P_{2}O_{5}}$；化合反应；打开止水夹b
(5) $76.2\%$；误差小（或更加环保等合理答案均可）
【知识点】
氧气的化学性质、空气中氧气含量的测定
【点评】
本题考查空气中氧气含量测定的实验，涉及反应表达式书写、反应类型判断、实验操作及数据计算，同时对比了两套装置的优缺点，需理解实验原理，掌握基础知识点，难度适中。
【难度系数】
0.5
1. (2024·虎丘校级段考)氧烛是一种常用于潜艇中的化学氧源，主要成分是氯酸钠(化学性质与氯酸钾相似)，同时还含有适量的催化剂、镁粉(燃烧时提供氯酸钠分解所需的热量)等，通过撞击火帽引发反应后，能持续放出高纯氧气。下列说法中正确的是 (
① 氧烛在使用时可能具有照明的功能
② 氧烛中反应既有分解反应，也有化合反应
③ 运输氧烛时应避免其受到撞击
④ 镁粉过少会使反应无法持续进行，过多将减少产氧量
A.③④
B.①②③
C.①②④
D.①②③④
D
)① 氧烛在使用时可能具有照明的功能
② 氧烛中反应既有分解反应，也有化合反应
③ 运输氧烛时应避免其受到撞击
④ 镁粉过少会使反应无法持续进行，过多将减少产氧量
A.③④
B.①②③
C.①②④
D.①②③④
答案
1. D
解析
【分析】
要判断各说法的正确性，需结合氧烛的成分（氯酸钠、镁粉等）及反应特点逐一分析：①镁粉燃烧的现象可判断是否有照明功能；②根据氯酸钠分解、镁与氧气反应的类型判断；③根据撞击火帽会引发反应判断运输注意事项；④根据镁粉的作用（提供热量、消耗氧气）判断对反应和产氧量的影响。
【解析】
①镁粉燃烧时会产生耀眼的白光，因此氧烛使用时可能具有照明功能，该说法正确；
②氯酸钠受热分解生成氯化钠和氧气，属于分解反应；镁粉与氧气反应生成氧化镁，属于化合反应，因此反应既有分解反应也有化合反应，该说法正确；
③氧烛撞击火帽会引发反应，所以运输氧烛时应避免其受到撞击，防止意外发生，该说法正确；
④镁粉的作用是为氯酸钠分解提供热量，若镁粉过少，产生的热量不足，会使反应无法持续进行；若镁粉过多，镁燃烧会消耗更多的氧气，从而减少产氧量，该说法正确。
综上，①②③④均正确，答案选D。
【答案】
D
【知识点】
氧气的制取、反应类型、物质的性质与用途
【点评】
本题结合氧烛的实际应用考查化学基础知识，需要学生结合物质的性质分析各说法，综合性较强，需仔细判断每个要点。
【难度系数】
0.6
要判断各说法的正确性，需结合氧烛的成分（氯酸钠、镁粉等）及反应特点逐一分析：①镁粉燃烧的现象可判断是否有照明功能；②根据氯酸钠分解、镁与氧气反应的类型判断；③根据撞击火帽会引发反应判断运输注意事项；④根据镁粉的作用（提供热量、消耗氧气）判断对反应和产氧量的影响。
【解析】
①镁粉燃烧时会产生耀眼的白光，因此氧烛使用时可能具有照明功能，该说法正确；
②氯酸钠受热分解生成氯化钠和氧气，属于分解反应；镁粉与氧气反应生成氧化镁，属于化合反应，因此反应既有分解反应也有化合反应，该说法正确；
③氧烛撞击火帽会引发反应，所以运输氧烛时应避免其受到撞击，防止意外发生，该说法正确；
④镁粉的作用是为氯酸钠分解提供热量，若镁粉过少，产生的热量不足，会使反应无法持续进行；若镁粉过多，镁燃烧会消耗更多的氧气，从而减少产氧量，该说法正确。
综上，①②③④均正确，答案选D。
【答案】
D
【知识点】
氧气的制取、反应类型、物质的性质与用途
【点评】
本题结合氧烛的实际应用考查化学基础知识，需要学生结合物质的性质分析各说法，综合性较强，需仔细判断每个要点。
【难度系数】
0.6
2. (2024·昆明期末)如图为活性炭净水器示意图,下列说法错误的是（
A.该过程能将硬水转化为软水
B.该装置能除去水中的色素和异味
C.为提高净水效果,b为入水口,a为出水口
D.该净水原理体现了“结构决定性质,性质决定用途”的化学观念
a
活性炭层
b
A
）A.该过程能将硬水转化为软水
B.该装置能除去水中的色素和异味
C.为提高净水效果,b为入水口,a为出水口
D.该净水原理体现了“结构决定性质,性质决定用途”的化学观念
a
活性炭层
b
答案
2. A
解析
【分析】
要解决这道题，需先明确活性炭净水器的净水原理、硬水软化的方法，再逐一分析选项：活性炭具有疏松多孔的结构，有吸附性，能吸附水中的色素和异味，但无法除去可溶性钙、镁化合物，不能将硬水转化为软水；为提升净水效果，水应从下口（b）进入、上口（a）流出，使水与活性炭充分接触；同时要结合结构与性质、用途的关系判断选项。
【解析】
选项A：活性炭只能吸附水中的色素和异味，无法除去可溶性钙、镁化合物，不能将硬水转化为软水，该说法错误；
选项B：活性炭的吸附性可除去水中的色素和异味，该说法正确；
选项C：若b为入水口、a为出水口，水会自上而下经过活性炭层，与活性炭充分接触，能提高净水效果，该说法正确；
选项D：活性炭疏松多孔的结构决定了其吸附性，吸附性决定了它可用于净水，体现了“结构决定性质，性质决定用途”的化学观念，该说法正确。
【答案】
A
【知识点】
水的净化、活性炭吸附性、硬水软化
【点评】
本题考查活性炭净水器的相关知识，属于基础题型，需学生掌握活性炭的作用、硬水软化方法及化学观念，难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需先明确活性炭净水器的净水原理、硬水软化的方法，再逐一分析选项：活性炭具有疏松多孔的结构，有吸附性，能吸附水中的色素和异味，但无法除去可溶性钙、镁化合物，不能将硬水转化为软水；为提升净水效果，水应从下口（b）进入、上口（a）流出，使水与活性炭充分接触；同时要结合结构与性质、用途的关系判断选项。
【解析】
选项A：活性炭只能吸附水中的色素和异味，无法除去可溶性钙、镁化合物，不能将硬水转化为软水，该说法错误；
选项B：活性炭的吸附性可除去水中的色素和异味，该说法正确；
选项C：若b为入水口、a为出水口，水会自上而下经过活性炭层，与活性炭充分接触，能提高净水效果，该说法正确；
选项D：活性炭疏松多孔的结构决定了其吸附性，吸附性决定了它可用于净水，体现了“结构决定性质，性质决定用途”的化学观念，该说法正确。
【答案】
A
【知识点】
水的净化、活性炭吸附性、硬水软化
【点评】
本题考查活性炭净水器的相关知识，属于基础题型，需学生掌握活性炭的作用、硬水软化方法及化学观念，难度适中。
【难度系数】
0.6
