4.某校化学兴趣小组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？
【设计并进行实验】
(1)实验1(燃烧法):在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气,观察到火焰呈色,然后在火焰上方罩一个干燥的小烧杯,过一会儿,观察到烧杯内壁有产生,且烧杯外壁发热。
(2)实验2(电解法):按下图所示的装置进行电解水实验。两试管内产生气体,a为(填物质名称,后同),b为。

【实验结论】(3)由上述两个实验都能得到的实验结论是。
【拓展提升】
(4)下列有关说法正确的是(填序号)。
A.点燃纯净的氢气会发生爆炸 B.含氧元素的化合物都是氧化物
C.冰块与水混合得到混合物 D.电解水的反应属于分解反应
(5)若电解水产生了10 mL氢气,则同时产生了mL氧气。

4.(1)淡蓝 无色液滴(或水雾)
(2)氢气 氧气
(3)水由氢元素和氧元素组成
(4)D
(5)5

【分析】
本题围绕水的组成探究，涵盖氢气燃烧实验、电解水实验，以及相关概念判断和电解水体积计算。解题思路：①回忆氢气燃烧的现象，判断火焰颜色与产物；②依据电解水“正氧负氢、氢二氧一”的规律，区分两试管的气体；③结合两个实验的产物，推导水的组成元素；④逐一分析选项，判断正误；⑤利用电解水生成氢气和氧气的体积比为2:1，计算氧气体积。
【解析】
(1) 纯净氢气燃烧时火焰呈淡蓝色，氢气燃烧生成水，因此在火焰上方罩干燥小烧杯，烧杯内壁会有无色液滴（或水雾）产生。
(2) 电解水遵循“正氧负氢，氢二氧一”的规律，试管a中气体体积更大，为氢气；试管b中气体体积较小，为氧气。
(3) 氢气燃烧生成水，电解水生成氢气和氧气，根据化学反应前后元素种类不变，两个实验均可得出水由氢元素和氧元素组成。
(4) 选项分析：A. 点燃纯净的氢气不会爆炸，混有一定量空气或氧气的氢气遇明火才会爆炸，错误；B. 氧化物是由两种元素组成且其中一种为氧元素的化合物，含氧元素的化合物不一定是氧化物（如KMnO₄），错误；C. 冰块与水均由水分子构成，混合后为纯净物，错误；D. 电解水生成氢气和氧气，属于“一变多”的分解反应，正确。故选D。
(5) 电解水生成氢气和氧气的体积比为2:1，若氢气为10mL，则氧气的体积为10mL÷2=5mL。
【答案】
(1) 淡蓝；无色液滴(或水雾)
(2) 氢气；氧气
(3) 水由氢元素和氧元素组成
(4) D
(5) 5
【知识点】
电解水实验；水的组成；氢气的性质
【点评】
本题考查水的组成相关基础实验与核心概念，涵盖氢气燃烧、电解水的现象规律，以及氧化物、反应类型等基本概念判断，是化学中关于水的组成的典型基础题，需熟练掌握相关实验和概念。
【难度系数】
0.7

5.“水善利万物而不争”，水是人类宝贵的自然资源。某校化学兴趣小组的同学们在学习了与水有关的知识后，对水的组成及变化进行了深入探究。
活动一:探究水的组成
(1)利用注射器模拟电解水实验装置(见下图),接通电源后发生反应的符号或文字表达式为。该反应的基本反应类型是反应,电解水过程中没有发生改变的微观粒子是(填名称)。

实验六
水的组成及变化的探究(必做)

(2)电解开始时,正极和负极产生的气体的体积比小于1:2,原因可能为(写一条即可)。
活动二:探究影响电解水速率的因素
以收集20 mL氢气为标准,记录时间和收集氧气的体积,实验数据见下表。

(3)实验①②③可探究对电解水速率的影响。欲探究温度对电解水速率的影响,应选择的实验组是(填实验序号)。根据表中数据得出的结论是(写一点)。
活动三:如下图所示,一小组做电解水实验时,在水中加了氯化钠,该小组发现与电源正极相连的石墨电极上出现黄绿色气体。这激发了他们探究的欲望。请你一起参与该小组的探究活动吧!

【提出问题】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($\ce{Cl_{2}}$):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石墨电极不参与反应。
【提出假设】
(4)假设①:电极上分别生成了氧气和氯气;
假设②:电极上分别生成了氢气和氧气;
假设③:。
【设计实验】
(5)该小组仍然用如上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】
(6)该小组发现,加入氯化钠的水通电时,除了生成两种气体外,还生成了氢氧化钠($\ce{NaOH}$),请试着写出此时发生反应的文字或符号表达式:。
【反思与评价】
(7)由上述实验可知,用电解水探究水的组成实验中,在电解水时(填“可以”或“不可以”)加入少量的氯化钠,原因是。

5.(1)$\ce{H_{2}O\xrightarrow{通电}H_{2} + O_{2}}$(或水$\xrightarrow{通电}$氢气+氧气) 分解 氢原子、氧原子
(2)氧气比氢气更易溶于水
(3)外加电压 ①④⑤ 其他条件相同时,外加电压越大,电解速率越快(答案不唯一,合理即可)
(4)电极上分别生成了氢气和氯气
(5)②
(6)$\ce{NaCl + H_{2}O\xrightarrow{通电}NaOH + H_{2} + Cl_{2}}$(或氯化钠+水$\xrightarrow{通电}$氢氧化钠+氢气+氯气)
(7)不可以 NaCl参加反应,影响实验

【分析】
本题围绕水的组成及电解水的探究展开，需结合电解水的核心知识、实验变量控制、反应表达式书写等知识点解题。先明确电解水的反应原理，分析气体体积比异常的原因；探究影响电解速率的因素时，需通过控制变量确定实验变量；加入氯化钠后的反应需结合反应物和生成物推导，最后根据实验目的判断能否加入氯化钠。
【解析】
(1) 电解水生成氢气和氧气，符号表达式为$\ce{H_{2}O\xrightarrow{通电}H_{2} + O_{2}}$（或文字表达式水$\xrightarrow{通电}$氢气+氧气）；该反应由一种物质生成两种物质，属于分解反应；化学变化中原子是最小粒子，故电解水过程中不变的微观粒子是氢原子、氧原子。
(2) 电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，氧气比氢气更易溶于水，导致溶解的氧气偏多，因此正极和负极气体体积比小于1:2。
(3) 实验①②③的变量是外加电压，故探究外加电压对电解水速率的影响；探究温度的影响需控制其他条件相同，仅温度不同，应选①④⑤；根据数据可得出：其他条件相同时，外加电压越大，电解速率越快（合理即可）。
(4) 结合假设①和②，剩余假设为电极上分别生成氢气和氯气，故假设③为电极上分别生成了氢气和氯气。
(5) 对应实验设计，选择②。
(6) 加入氯化钠后，反应物为氯化钠和水，生成物为氢氧化钠、氢气、氯气，符号表达式为$\ce{NaCl + H_{2}O\xrightarrow{通电}NaOH + H_{2} + Cl_{2}}$（或文字表达式氯化钠+水$\xrightarrow{通电}$氢氧化钠+氢气+氯气）。
(7) 电解水探究水的组成时，不可以加入氯化钠，因为氯化钠会参与反应，生成其他气体，影响对水组成的探究。
【答案】
5.(1)$\ce{H_{2}O\xrightarrow{通电}H_{2} + O_{2}}$(或水$\xrightarrow{通电}$氢气+氧气) 分解 氢原子、氧原子
(2)氧气比氢气更易溶于水
(3)外加电压 ①④⑤ 其他条件相同时,外加电压越大,电解速率越快(答案不唯一,合理即可)
(4)电极上分别生成了氢气和氯气
(5)②
(6)$\ce{NaCl + H_{2}O\xrightarrow{通电}NaOH + H_{2} + Cl_{2}}$(或氯化钠+水$\xrightarrow{通电}$氢氧化钠+氢气+氯气)
(7)不可以 NaCl参加反应,影响实验
【知识点】
电解水实验、影响化学反应速率的因素、化学方程式书写
【点评】
本题以水的组成及电解水的探究为载体，综合考查了电解水的核心知识、实验变量控制、反应表达式书写等内容，既注重基础知识点的应用，又考查了实验探究能力，是一道综合性较强的化学题。
【难度系数】
0.5