3.人类的日常生活和工农业生产离不开水。为探究水的组成及变化,某小组同学设计下图装置进行电解水实验,先在电解器玻璃管里加满水(含少量NaOH),再接通直流电源。已知:水中加入的氢氧化钠只起增强导电性作用。回答下列问题。
(1)电解时,乙玻璃管中产生气泡的位置在(填“a”“b”或“c”)处。

(2)甲、乙两支玻璃管中生成气体的体积比约为。
(3)切断电源后,用燃着的木条在乙玻璃管尖嘴口检验产生的气体,观察到的现象是。
(4)电解时,水分子分解示意图如下,补全横线上的模型图。

○氢原子 ●氧原子
(5)电解纯水速率较慢,为探究不同电压和不同浓度氢氧化钠溶液对电解水速率的影响,小组同学进行多次实验,测得产生20 mL氢气所需时间如下图。

①电解5%的氢氧化钠溶液时,改变电压对电解水速率的影响是。
②上述实验中,电解水速率最快的条件是。

3.(1)c
(2)2:1
(3)燃着的木条燃烧更旺
(4)
(5)①随着电压的增大,电解水的速率增大
②10%NaOH溶液、12 V电压

【分析】
本题围绕电解水实验展开，解题思路如下：1. 明确电解水“正氧负氢、氢二氧一”的规律，气体在电极处产生，据此判断气泡位置；2. 依据正负极气体种类确定体积比；3. 利用氧气的助燃性分析检验现象；4. 根据化学反应前后原子种类、数目不变补全水分子分解的微观模型；5. 通过图像分析相同浓度下电压对电解速率的影响，以及不同条件下反应速率的快慢（产生相同体积氢气时间越短，速率越快）。
【解析】
(1) 电解水时，气体在电极表面生成，乙玻璃管连接电源正极，电极位置为c，因此气泡在c处产生，故填c。
(2) 甲玻璃管连接电源负极产生氢气，乙玻璃管连接电源正极产生氧气，二者体积比约为2:1，故填2:1。
(3) 乙玻璃管中气体为氧气，氧气具有助燃性，用燃着的木条检验时，会观察到燃着的木条燃烧更旺，故填燃着的木条燃烧更旺。
(4) 化学反应中原子种类、数目不变，2个水分子分解生成2个氢分子和1个氧分子，对应模型为2个氢分子（每个氢分子由2个○构成）和1个氧分子（由2个●构成），即。
(5) ①电解5%的氢氧化钠溶液时，电压越大，产生20 mL氢气所需时间越短，说明电解水的速率越大；②对比实验数据，产生20 mL氢气时间最短的条件是10%NaOH溶液、12 V电压，此时电解水速率最快。
【答案】
(1) c
(2) 2:1
(3) 燃着的木条燃烧更旺
(4)
(5) ①随着电压的增大，电解水的速率增大；②10%NaOH溶液、12 V电压
【知识点】
电解水实验、水的组成、影响反应速率的因素
【点评】
本题以电解水实验为核心，覆盖实验现象、气体检验、微观模型及反应速率探究等知识点，注重考查学生的实验分析和图像解读能力，是一道综合性较强的基础题。
【难度系数】
0.6