7.(2025·扬州月考)水是生命之源，是“永远值得探究的物质”，人类从未停止过对水的研究。

【提出问题】水是由什么组成的？
【查阅资料】通过点燃氢气和电解水的实验方法均可证明水的组成。
【经典回顾】(1)1783年，拉瓦锡利用如图1所示装置探究水的组成。往A杯中滴加少量的水，水通过灼热的铁管时发生汽化，水蒸气与灼热的铁反应，生成一种黑色固体四氧化三铁和“可燃空气”，将气体通过放在冷水中的铜管，在B装置中收集到纯净的“可燃空气”。最终拉瓦锡证明了水的组成。
①将气体通过放在冷水中的铜管，目的是除去。
②将B装置收集到的“可燃空气”在氧气中点燃，生成了水。“可燃空气”是一种气体单质，其名称为氢气。写出水蒸气与铁在高温下反应的文字表达式：。
(2)1800年，英国化学家尼科尔森通过电解水得到氢气和氧气，后人不断研究和改进该实验。兴趣小组的同学设计了如图2所示实验来探究水的组成。
【实验步骤】
①先用大注射器抽取一定量的氢氧化钠溶液，从A中的圆孔注入；
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，待C中气体体积达到最大刻度时，关闭电源，仔细观察实验装置中的现象；
④分别用带针头的注射器抽取气体并检验。
【交流与反思】
Ⅰ.步骤②的目的是。
Ⅱ.步骤③中的现象：两极上均有气泡出现，B、C两电极上产生的气体体积比约为，并且A中液面(填“上升”或“下降”)。
Ⅲ.步骤④中检验C中气体的方法是。
【总结交流】以上实验都可以得出结论：水是由氢元素和氧元素组成的。

7.(1)①水蒸气 ②铁+水$\xrightarrow{高温}$四氧化三铁+氢气 (2)Ⅰ.排尽空气,以防止检验时发生爆炸 Ⅱ.1:2 上升 Ⅲ.用燃着的木条置于出气口2,若气体被点燃,产生淡蓝色火焰,则该气体是氢气
解析:(1)①水蒸气遇冷凝结成水滴,将气体通过放在冷水中的铜管,目的是除去水蒸气;②水蒸气与灼热的铁反应,生成一种黑色固体四氧化三铁和“可燃空气”,“可燃空气”是一种气体单质,其名称为氢气,铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气。(2)Ⅰ.步骤②的目的是排尽空气,以防止检验时发生爆炸;Ⅱ.电解水时,负极产生氢气,正极产生氧气,体积比约为2:1。步骤③中的现象:两极上均有气泡出现,B与电源正极相连,C与电源负极相连,两电极上产生的气体体积比约为1:2,两管生成气体,管内压强增大,A中液面上升;Ⅲ.C与电源负极相连,C管中的气体是氢气,氢气具有可燃性,能在空气中燃烧。

【分析】
本题围绕水的组成探究，分为拉瓦锡的水蒸气与铁反应实验和电解水实验两部分。解题时需结合实验原理、操作目的、物质性质分析各问题：①问需利用冷水铜管的冷凝作用，明确其除去气体中水蒸气的目的；②问根据反应物、生成物和反应条件书写文字表达式；电解水部分，步骤②是排尽装置内空气，防止可燃性气体爆炸；电解水时正极产生氧气、负极产生氢气，体积比为1:2，装置内压强变化会导致A中液面改变；检验负极产生的氢气需利用其可燃性。
【解析】
(1)①水蒸气遇冷会液化，将气体通过冷水中的铜管，可使气体中的水蒸气冷凝除去，故目的是除去水蒸气；②水蒸气与铁在高温下反应，生成四氧化三铁和氢气，文字表达式为：铁+水$\xrightarrow{高温}$四氧化三铁+氢气。
(2)Ⅰ.步骤②中抽气使水充满两极，目的是排尽装置内的空气，防止后续检验可燃性气体时发生爆炸；Ⅱ.电解水时，与正极相连的B管产生氧气，与负极相连的C管产生氢气，体积比约为1:2；B、C管内生成气体，压强增大，将水压入A中，故A中液面上升；Ⅲ.C管与电源负极相连，产生的气体是氢气，检验方法为：用燃着的木条置于出气口2，若气体被点燃，产生淡蓝色火焰，则该气体是氢气。
【答案】
7.(1)①水蒸气 ②铁+水$\xrightarrow{高温}$四氧化三铁+氢气 (2)Ⅰ.排尽空气,以防止检验时发生爆炸 Ⅱ.1:2 上升 Ⅲ.用燃着的木条置于出气口2,若气体被点燃,产生淡蓝色火焰,则该气体是氢气
【知识点】
水的组成探究、文字表达式书写、电解水实验
【点评】
本题结合经典实验考查水的组成相关知识，涵盖实验操作目的、反应表达式、电解水现象及气体检验等基础内容，是化学中探究水组成的核心考点，需准确掌握实验原理和现象。
【难度系数】
0.6