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6.(2024·青海)为了饮水便利,许多公共场所安装了直饮水机,处理步骤如图所示:
(1)步骤①中PP棉可以除去水中的泥沙等大颗粒杂质,与实验室常用的
(2)水是生命之源,守好“中华水塔”,筑牢国家生态安全屏障,青海义不容辞。下列有关水资源保护的做法正确的是
A.河流源头建化工厂
B.用无磷洗衣粉洗衣服防止水体富营养化
C.随意向河道丢弃生活垃圾
D.将生活污水和畜牧养殖废水直接排入河流
(1)步骤①中PP棉可以除去水中的泥沙等大颗粒杂质,与实验室常用的
过滤
操作相同;步骤②中用活性炭
吸附色素和异味。(2)水是生命之源,守好“中华水塔”,筑牢国家生态安全屏障,青海义不容辞。下列有关水资源保护的做法正确的是
B
(填字母序号)。A.河流源头建化工厂
B.用无磷洗衣粉洗衣服防止水体富营养化
C.随意向河道丢弃生活垃圾
D.将生活污水和畜牧养殖废水直接排入河流
答案
6.(1)过滤 活性炭
(2)B
(2)B
解析
【分析】
本题围绕直饮水机的净水过程和水资源保护展开，分为两小问：第(1)问需结合净水方法，判断PP棉除杂质对应的实验室操作，以及吸附色素异味的物质；第(2)问需分析各选项，选出符合水资源保护的做法。
【解析】
(1) 步骤①中PP棉除去泥沙等大颗粒杂质，是将不溶性固体与水分离，与实验室常用的过滤操作原理一致；步骤②中，活性炭具有疏松多孔的结构，有吸附性，可吸附水中的色素和异味，因此用活性炭吸附。
(2) 逐一分析选项：A选项，河流源头建化工厂会排放污染物，造成水体污染，错误；B选项，使用无磷洗衣粉可减少磷元素进入水体，防止水体富营养化，正确；C选项，随意向河道丢弃生活垃圾会污染水体，错误；D选项，生活污水和畜牧养殖废水直接排入河流会污染水源，错误，故正确选项为B。
【答案】
(1)过滤；活性炭 (2)B
【知识点】
过滤操作、活性炭的吸附性、水资源保护
【点评】
本题结合生活中的直饮水机净水场景，考查水的净化和水资源保护的基础知识点，贴近生活实际，难度较低，需掌握常见净水方法和水资源保护的正确做法。
【难度系数】
0.8
本题围绕直饮水机的净水过程和水资源保护展开，分为两小问：第(1)问需结合净水方法，判断PP棉除杂质对应的实验室操作，以及吸附色素异味的物质；第(2)问需分析各选项，选出符合水资源保护的做法。
【解析】
(1) 步骤①中PP棉除去泥沙等大颗粒杂质，是将不溶性固体与水分离，与实验室常用的过滤操作原理一致；步骤②中，活性炭具有疏松多孔的结构，有吸附性，可吸附水中的色素和异味，因此用活性炭吸附。
(2) 逐一分析选项：A选项，河流源头建化工厂会排放污染物，造成水体污染，错误；B选项，使用无磷洗衣粉可减少磷元素进入水体，防止水体富营养化，正确；C选项，随意向河道丢弃生活垃圾会污染水体，错误；D选项，生活污水和畜牧养殖废水直接排入河流会污染水源，错误，故正确选项为B。
【答案】
(1)过滤；活性炭 (2)B
【知识点】
过滤操作、活性炭的吸附性、水资源保护
【点评】
本题结合生活中的直饮水机净水场景，考查水的净化和水资源保护的基础知识点，贴近生活实际，难度较低，需掌握常见净水方法和水资源保护的正确做法。
【难度系数】
0.8
7.我国首列氢能源智能城际动车已正式发布。该组列车搭载氢燃料电池,行驶全程可实现零碳排放。氢燃料电池的工作原理及电解水产生气体的体积与时间的关系如图所示。下列分析正确的是 (
A.图1中氢燃料电池的反应物是水
B.图2中M、N的质量比为2:1
C.图2中气体N是由电解水装置负极产生的
D.图1中氢燃料电池工作时将化学能转化为
D
) A.图1中氢燃料电池的反应物是水
B.图2中M、N的质量比为2:1
C.图2中气体N是由电解水装置负极产生的
D.图1中氢燃料电池工作时将化学能转化为
答案
7.D
解析
【分析】本题考查氢燃料电池和电解水的相关知识，需逐一分析每个选项：明确氢燃料电池的反应物、能量转化特点，以及电解水时气体的体积比、质量比和产生电极，据此判断选项对错。
【解析】A选项：氢燃料电池的反应物是氢气和氧气，生成物为水，并非以水作为反应物，故A错误；B选项：电解水生成氢气和氧气的体积比为2:1，质量比为(2×2):32=1:8，不是2:1，故B错误；C选项：电解水时，负极产生氢气，正极产生氧气，体积比氢气:氧气=2:1，因此体积较小的气体N是氧气，由正极产生，故C错误；D选项：氢燃料电池工作时，通过化学反应将化学能转化为电能，为列车提供动力，故D正确。
【答案】D
【知识点】氢燃料电池原理、电解水实验
【点评】本题结合氢能源应用考查基础化学知识，要求学生准确掌握氢燃料电池的能量转化、电解水的产物性质，属于核心知识点的应用考查，难度适中。
【难度系数】0.5
【解析】A选项：氢燃料电池的反应物是氢气和氧气，生成物为水，并非以水作为反应物，故A错误；B选项：电解水生成氢气和氧气的体积比为2:1，质量比为(2×2):32=1:8，不是2:1，故B错误；C选项：电解水时，负极产生氢气，正极产生氧气，体积比氢气:氧气=2:1，因此体积较小的气体N是氧气，由正极产生，故C错误；D选项：氢燃料电池工作时，通过化学反应将化学能转化为电能，为列车提供动力，故D正确。
【答案】D
【知识点】氢燃料电池原理、电解水实验
【点评】本题结合氢能源应用考查基础化学知识，要求学生准确掌握氢燃料电池的能量转化、电解水的产物性质，属于核心知识点的应用考查，难度适中。
【难度系数】0.5
8. 晓佳为探究不同电压对电解水速率的影响，用如图所示装置进行多次实验，并记录不同电压下生成20 mL氢气所需的时间。下列分析正确的是 (
A.a管与电源正极相连
B.b管中气体可以燃烧
C.a管与b管中气体的质量比为2：1
D.该实验中，电压越高电解水的速率越快
D
)A.a管与电源正极相连
B.b管中气体可以燃烧
C.a管与b管中气体的质量比为2：1
D.该实验中，电压越高电解水的速率越快
答案
8.D
解析
【分析】
要解答本题，需结合电解水的实验规律和图像信息逐一分析选项：
1. 电解水核心规律：“正氧负氢，氢二氧一”，即正极产生氧气，负极产生氢气，氢气与氧气的体积比约为2:1，质量比为1:8；
2. 图像信息：生成20mL氢气的时间随电压升高而缩短（6V时1306s、9V时649s、12V时418s），时间越短说明电解速率越快；
3. 逐一判断选项：
A选项：根据“氢二氧一”，体积大的气体是氢气，图中b管气体体积更大，故b管连接电源负极，a管连接电源正极，A错误；
B选项：b管气体是氢气，虽氢气可燃烧，但该选项不是本题正确结论，且需结合实验目的；
C选项：a管（氧气）与b管（氢气）的质量比为8:1，2:1是体积比，C错误；
D选项：由图像可知，电压越高，生成相同体积氢气的时间越短，电解水速率越快，D正确。
【解析】
电解水时遵循“正氧负氢，氢二氧一”的规律：正极产生氧气，负极产生氢气，氢气与氧气的体积比为2:1，质量比为1:8。结合图像，生成20mL氢气所需时间随电压升高而减少，说明电压越高，电解水的速率越快。
对各选项分析：
A选项：b管气体体积更大，为氢气，连接电源负极，a管为氧气，连接电源正极，A错误；
B选项：b管气体是氢气，具有可燃性，但不符合本题正确结论；
C选项：a管（氧气）与b管（氢气）的质量比为8:1，并非2:1，C错误；
D选项：图像显示电压越高，生成相同体积氢气的时间越短，电解水速率越快，D正确。
【答案】
D
【知识点】
电解水实验、影响反应速率的因素
【点评】
本题结合电解水实验规律与图像数据分析，考查学生对电解水知识点的掌握及图像信息提取能力，需注意区分气体的体积比和质量比，准确分析电压对电解速率的影响。
【难度系数】
0.5
要解答本题，需结合电解水的实验规律和图像信息逐一分析选项：
1. 电解水核心规律：“正氧负氢，氢二氧一”，即正极产生氧气，负极产生氢气，氢气与氧气的体积比约为2:1，质量比为1:8；
2. 图像信息：生成20mL氢气的时间随电压升高而缩短（6V时1306s、9V时649s、12V时418s），时间越短说明电解速率越快；
3. 逐一判断选项：
A选项：根据“氢二氧一”，体积大的气体是氢气，图中b管气体体积更大，故b管连接电源负极，a管连接电源正极，A错误；
B选项：b管气体是氢气，虽氢气可燃烧，但该选项不是本题正确结论，且需结合实验目的；
C选项：a管（氧气）与b管（氢气）的质量比为8:1，2:1是体积比，C错误；
D选项：由图像可知，电压越高，生成相同体积氢气的时间越短，电解水速率越快，D正确。
【解析】
电解水时遵循“正氧负氢，氢二氧一”的规律：正极产生氧气，负极产生氢气，氢气与氧气的体积比为2:1，质量比为1:8。结合图像，生成20mL氢气所需时间随电压升高而减少，说明电压越高，电解水的速率越快。
对各选项分析：
A选项：b管气体体积更大，为氢气，连接电源负极，a管为氧气，连接电源正极，A错误；
B选项：b管气体是氢气，具有可燃性，但不符合本题正确结论；
C选项：a管（氧气）与b管（氢气）的质量比为8:1，并非2:1，C错误；
D选项：图像显示电压越高，生成相同体积氢气的时间越短，电解水速率越快，D正确。
【答案】
D
【知识点】
电解水实验、影响反应速率的因素
【点评】
本题结合电解水实验规律与图像数据分析，考查学生对电解水知识点的掌握及图像信息提取能力，需注意区分气体的体积比和质量比，准确分析电压对电解速率的影响。
【难度系数】
0.5
9.某化学小组为探究水的组成,进行了如图实验,下列有关说法中正确的是 (
A.实验1、实验2可证明水的组成
B.两个实验中发生反应的基本反应类型相同
C.实验2中,甲管、乙管生成气体的质量比为2:1
D.该小组实验可证明分子是化学变化中的最小粒子
A
)A.实验1、实验2可证明水的组成
B.两个实验中发生反应的基本反应类型相同
C.实验2中,甲管、乙管生成气体的质量比为2:1
D.该小组实验可证明分子是化学变化中的最小粒子
答案
9.A
解析
【分析】
要判断各选项的正确性，需结合实验1（氢气燃烧）和实验2（电解水）的原理、反应类型、产物性质等知识分析：实验1中氢气在氧气中燃烧生成水，实验2中电解水生成氢气和氧气，二者均能从元素组成角度证明水的组成；需逐一分析选项的正误。
【解析】
选项A：实验1中氢气燃烧生成水，反应前后元素种类不变，说明水由氢、氧元素组成；实验2电解水生成氢气（含氢元素）和氧气（含氧元素），也能证明水由氢、氧元素组成，因此两个实验均可证明水的组成，A正确。
选项B：实验1的反应为$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 2H_{2}O}$，属于化合反应；实验2的反应为$\ce{2H_{2}O\xlongequal{\mathrm{通电}} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$，属于分解反应，二者反应类型不同，B错误。
选项C：实验2中，甲管连接电源负极，生成氢气；乙管连接电源正极，生成氧气，二者体积比为$2:1$，质量比为$(2×2):32=1:8$，并非$2:1$，C错误。
选项D：化学变化中分子可分，原子是化学变化中的最小粒子，该实验证明的是原子是化学变化中的最小粒子，而非分子，D错误。
【答案】
A
【知识点】
水的组成、反应类型、电解水实验
【点评】
本题结合两个探究水组成的实验，考查了反应类型、电解水的气体比例、化学变化的微观本质等知识点，需准确掌握实验原理和相关概念，难度适中。
【难度系数】
0.5
要判断各选项的正确性，需结合实验1（氢气燃烧）和实验2（电解水）的原理、反应类型、产物性质等知识分析：实验1中氢气在氧气中燃烧生成水，实验2中电解水生成氢气和氧气，二者均能从元素组成角度证明水的组成；需逐一分析选项的正误。
【解析】
选项A：实验1中氢气燃烧生成水，反应前后元素种类不变，说明水由氢、氧元素组成；实验2电解水生成氢气（含氢元素）和氧气（含氧元素），也能证明水由氢、氧元素组成，因此两个实验均可证明水的组成，A正确。
选项B：实验1的反应为$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 2H_{2}O}$，属于化合反应；实验2的反应为$\ce{2H_{2}O\xlongequal{\mathrm{通电}} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$，属于分解反应，二者反应类型不同，B错误。
选项C：实验2中，甲管连接电源负极，生成氢气；乙管连接电源正极，生成氧气，二者体积比为$2:1$，质量比为$(2×2):32=1:8$，并非$2:1$，C错误。
选项D：化学变化中分子可分，原子是化学变化中的最小粒子，该实验证明的是原子是化学变化中的最小粒子，而非分子，D错误。
【答案】
A
【知识点】
水的组成、反应类型、电解水实验
【点评】
本题结合两个探究水组成的实验，考查了反应类型、电解水的气体比例、化学变化的微观本质等知识点，需准确掌握实验原理和相关概念，难度适中。
【难度系数】
0.5
10. 科技小组一起探寻空间站里水循环的奥秘。
（一）太空水之“去”——水的电解。
以空间站空气中的水蒸气、尿、汗液等为原料，利用太阳能电池板产生的电能电解水，产生的氧气供给航天员呼吸。科技小组利用如图1装置模拟该过程。
(1)写出装置中反应的文字或符号表达式：
(2)矿泉水瓶中的液面不断
(3)写出该装置的一条优点：
（二）太空水之“来”——氢气的燃烧。
空间站通过氢氧燃料电池中氢气和氧气反应为航天器提供电能，同时产生水，电池工作原理
。
(4)写出电池中反应的文字或符号表达式：
(5)上述电池工作过程中可循环利用的物质是
（三）太空水之“构”——水分子的构成。
小组成员提出疑问：氢、氧元素组成的物质除了$\ce{H_{2}O}$，还可能是$\ce{H_{2}O_{2}}$，如何确定水分子的构成呢？
查阅资料：同温同压下，气体的体积比等于分子个数比。
(6)观察发现，图1中a、b两试管中产生的气体体积比为
（一）太空水之“去”——水的电解。
以空间站空气中的水蒸气、尿、汗液等为原料，利用太阳能电池板产生的电能电解水，产生的氧气供给航天员呼吸。科技小组利用如图1装置模拟该过程。
(1)写出装置中反应的文字或符号表达式：
水$\xrightarrow{通电}$氢气+氧气(或$\ce{H_{2}O\xrightarrow{通电}H_{2} + O_{2}}$)
。(2)矿泉水瓶中的液面不断
升高
（填“升高”或“下降”）。(3)写出该装置的一条优点：
便于从装置外面加水,方便实验(合理即可)
。（二）太空水之“来”——氢气的燃烧。
空间站通过氢氧燃料电池中氢气和氧气反应为航天器提供电能，同时产生水，电池工作原理
。(4)写出电池中反应的文字或符号表达式：
氢气+氧气$\xrightarrow{催化剂}$水(或$\ce{H_{2} + O_{2}\xrightarrow{催化剂}H_{2}O}$)
。(5)上述电池工作过程中可循环利用的物质是
催化剂
，这样的设计降低了安全隐患。若在空气中点燃氢气，点燃前一定要先验纯
。（三）太空水之“构”——水分子的构成。
小组成员提出疑问：氢、氧元素组成的物质除了$\ce{H_{2}O}$，还可能是$\ce{H_{2}O_{2}}$，如何确定水分子的构成呢？
查阅资料：同温同压下，气体的体积比等于分子个数比。
(6)观察发现，图1中a、b两试管中产生的气体体积比为
2:1
，推测生成的氢分子和氧分子个数比为2:1
，进而确定了水分子的构成。答案
10.(1)水$\xrightarrow{通电}$氢气+氧气(或$\ce{H_{2}O\xrightarrow{通电}H_{2} + O_{2}}$)
(2)升高
(3)便于从装置外面加水,方便实验(合理即可)
(4)氢气+氧气$\xrightarrow{催化剂}$水(或$\ce{H_{2} + O_{2}\xrightarrow{催化剂}H_{2}O}$)
(5)催化剂 验纯
(6)2:1 2:1
(2)升高
(3)便于从装置外面加水,方便实验(合理即可)
(4)氢气+氧气$\xrightarrow{催化剂}$水(或$\ce{H_{2} + O_{2}\xrightarrow{催化剂}H_{2}O}$)
(5)催化剂 验纯
(6)2:1 2:1
解析
【分析】
本题围绕空间站水循环分三部分考查化学基础知识点：1.电解水部分需掌握反应原理、装置压强变化、装置优点；2.氢氧燃料电池部分要明确反应原理、循环物质及可燃性气体点燃注意事项；3.水分子构成部分利用电解水的气体体积规律分析分子个数比。解题时需结合课本中电解水实验、氢气性质、催化剂特点等知识逐一解答。
【解析】
(1) 电解水时，水在通电条件下分解为氢气和氧气，反应的文字表达式为$\ce{水\xrightarrow{通电}氢气 + 氧气}$，符号表达式为$\ce{H_{2}O\xrightarrow{通电}H_{2} + O_{2}}$；
(2) 电解水生成气体使试管内压强增大，将水压入矿泉水瓶，因此液面不断升高；
(3) 该装置的优点是便于从外部添加水，方便实验（合理即可）；
(4) 氢氧燃料电池中，氢气和氧气在催化剂作用下反应生成水，文字表达式为$\ce{氢气 + 氧气\xrightarrow{催化剂}水}$，符号表达式为$\ce{H_{2} + O_{2}\xrightarrow{催化剂}H_{2}O}$；
(5) 燃料电池中的催化剂反应前后质量和化学性质不变，可循环利用；氢气是可燃性气体，点燃前必须验纯防止爆炸；
(6) 电解水时负极产生氢气、正极产生氧气，体积比为2:1，故a、b试管气体体积比为2:1；根据同温同压下气体体积比等于分子个数比，氢分子和氧分子个数比为2:1。
【答案】
(1) $\ce{水\xrightarrow{通电}氢气 + 氧气}$（或$\ce{H_{2}O\xrightarrow{通电}H_{2} + O_{2}}$）
(2) 升高
(3) 便于从装置外面加水，方便实验（合理即可）
(4) $\ce{氢气 + 氧气\xrightarrow{催化剂}水}$（或$\ce{H_{2} + O_{2}\xrightarrow{催化剂}H_{2}O}$）
(5) 催化剂；验纯
(6) 2:1；2:1
【知识点】
电解水实验；氢气的性质；催化剂
【点评】
本题结合空间站水循环的实际情境，考查电解水、氢氧燃料电池等核心基础知识点，联系实际且巩固课本内容，难度适中。
【难度系数】
0.7
本题围绕空间站水循环分三部分考查化学基础知识点：1.电解水部分需掌握反应原理、装置压强变化、装置优点；2.氢氧燃料电池部分要明确反应原理、循环物质及可燃性气体点燃注意事项；3.水分子构成部分利用电解水的气体体积规律分析分子个数比。解题时需结合课本中电解水实验、氢气性质、催化剂特点等知识逐一解答。
【解析】
(1) 电解水时，水在通电条件下分解为氢气和氧气，反应的文字表达式为$\ce{水\xrightarrow{通电}氢气 + 氧气}$，符号表达式为$\ce{H_{2}O\xrightarrow{通电}H_{2} + O_{2}}$；
(2) 电解水生成气体使试管内压强增大，将水压入矿泉水瓶，因此液面不断升高；
(3) 该装置的优点是便于从外部添加水，方便实验（合理即可）；
(4) 氢氧燃料电池中，氢气和氧气在催化剂作用下反应生成水，文字表达式为$\ce{氢气 + 氧气\xrightarrow{催化剂}水}$，符号表达式为$\ce{H_{2} + O_{2}\xrightarrow{催化剂}H_{2}O}$；
(5) 燃料电池中的催化剂反应前后质量和化学性质不变，可循环利用；氢气是可燃性气体，点燃前必须验纯防止爆炸；
(6) 电解水时负极产生氢气、正极产生氧气，体积比为2:1，故a、b试管气体体积比为2:1；根据同温同压下气体体积比等于分子个数比，氢分子和氧分子个数比为2:1。
【答案】
(1) $\ce{水\xrightarrow{通电}氢气 + 氧气}$（或$\ce{H_{2}O\xrightarrow{通电}H_{2} + O_{2}}$）
(2) 升高
(3) 便于从装置外面加水，方便实验（合理即可）
(4) $\ce{氢气 + 氧气\xrightarrow{催化剂}水}$（或$\ce{H_{2} + O_{2}\xrightarrow{催化剂}H_{2}O}$）
(5) 催化剂；验纯
(6) 2:1；2:1
【知识点】
电解水实验；氢气的性质；催化剂
【点评】
本题结合空间站水循环的实际情境，考查电解水、氢氧燃料电池等核心基础知识点，联系实际且巩固课本内容，难度适中。
【难度系数】
0.7
