1.在空气中点燃氢气，然后放入干燥的氧气中燃烧。
关于该实验，下列说法中不正确的是 （）

A.点燃氢气前需要验纯
B.能观察到淡蓝色火焰
C.产物是水，没有污染
D.能证明水是由氢气和氧气组成的

1.D

【分析】本题围绕氢气燃烧实验展开，需逐一判断各选项的正误。首先回忆氢气的性质：可燃性气体点燃前需验纯，燃烧时火焰颜色、产物，以及水的组成相关知识。A选项涉及可燃性气体的安全操作，B选项是实验现象，C选项是产物特点，D选项是水的组成的核心概念，需区分元素和物质的不同，从而找出不正确的选项。
【解析】对各选项分析如下：
1. A选项：氢气属于可燃性气体，若混有空气，点燃时易发生爆炸，因此点燃前必须验纯，该说法正确；
2. B选项：氢气在氧气中燃烧时，会产生淡蓝色火焰，可观察到该现象，说法正确；
3. C选项：氢气燃烧的产物为水，不会产生有害污染物，是清洁燃料，说法正确；
4. D选项：水是由氢元素和氧元素组成的化合物，并非由氢气和氧气组成，该说法错误，因此本题选不正确的选项，答案为D。
【答案】D
【知识点】氢气的燃烧实验、水的组成
【点评】本题考查初中化学中氢气燃烧实验的基础知识点，属于常见易错题，易错点在于混淆“元素组成”与“物质构成”的概念，需准确掌握相关定义即可轻松解答。
【难度系数】0.3

2.航天员在太空舱呼吸所需的氧气主要来自电解水,图甲为电解水的简易实验装置,图乙为a、b试管中收集到的气体体积与时间的关系图像。下列说法中正确的是 ()


A.电源左端是正极
B.点燃a试管的气体,火焰呈淡蓝色
C.产生氢气和氧气的质量比为2:1
D.该实验说明水是由氢气和氧气组成的

2.B

【分析】首先回忆电解水的核心规律：“正氧负氢，氢二氧一”，即正极产生氧气、负极产生氢气，二者体积比约为1:2，质量比为1:8；水由氢元素和氧元素组成，并非氢气和氧气；氢气燃烧时火焰呈淡蓝色。结合图乙，相同时间内a气体体积是b的2倍，可判断a为氢气、b为氧气，再逐一分析选项即可得出答案。
【解析】电解水时，生成氢气和氧气的体积比约为2:1，由图乙可知，a气体体积是b气体的2倍，因此a试管收集氢气，b试管收集氧气。根据“正氧负氢”，与正极相连的试管产生氧气，与负极相连的产生氢气，所以连接a（氢气）的电源左端是负极，A选项错误；a试管气体为氢气，点燃氢气时火焰呈淡蓝色，B选项正确；电解水产生氢气和氧气的体积比为2:1，质量比为1:8，C选项错误；该实验说明水由氢元素和氧元素组成，不是由氢气和氧气组成，D选项错误。综上，正确答案为B。
【答案】B
【知识点】电解水实验，水的组成，氢气的性质
【点评】本题围绕电解水实验展开，考查气体判断、电源正负极区分、氢气性质、水的组成等基础知识点，需准确记忆电解水的规律，难度较低，属于初中化学基础题型。
【难度系数】0.7

3.水在一定条件下可以发生如图所示的转化。下列说法中不正确的是（）

A.反应①②都能说明水的元素组成
B.整个转化过程中,可循环利用的物质是水
C.电源正极产生的气体可用作燃料
D.该过程说明水在解决能源危机中可发挥重要作用

3.C

【分析】
要解决本题，需先明确图中两个反应的原理：反应①是电解水，反应②是氢氧燃料电池的反应。再逐一分析选项：
1. 分析选项A：反应①电解水生成H₂和O₂，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，可证明水由氢、氧元素组成；反应②是H₂和O₂生成水，同样能验证水的元素组成，故A正确。
2. 分析选项B：整个转化过程中，电解水消耗水，燃料电池反应又生成水，因此水是可循环利用的物质，故B正确。
3. 分析选项C：电解水时，电源正极产生的气体是O₂，O₂具有助燃性，没有可燃性，不能用作燃料；负极产生的H₂才是燃料，故C错误。
4. 分析选项D：该过程将太阳能转化为氢能，氢能是清洁能源，能缓解能源危机，说明水在解决能源危机中可发挥重要作用，故D正确。
综上，不正确的选项为C。
【解析】
反应①为电解水，化学方程式为$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$；反应②为氢氧燃料电池的反应，化学方程式为$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{一定条件} 2H_{2}O}$。
对各选项逐一判断：
A选项：电解水生成含H元素的H₂和含O元素的O₂，根据质量守恒，水由H、O元素组成；氢气和氧气反应生成水，也能证明水的元素组成，故A正确。
B选项：电解水消耗H₂O，燃料电池反应生成H₂O，因此水可循环利用，故B正确。
C选项：电解水时，正极产生的O₂是助燃物，不具有可燃性，不能作燃料，故C错误。
D选项：该过程利用太阳能分解水制氢，氢能是清洁能源，可缓解能源危机，故D正确。
本题要求选不正确的选项，故答案为C。
【答案】
C
【知识点】
电解水原理、水的元素组成、能源利用
【点评】
本题围绕水的转化，考查电解水、燃料电池的基础知识点，侧重对概念的理解，难度适中，需要学生掌握电解水的气体性质、物质循环等核心内容。
【难度系数】
0.7

4.跨学科·物理 学习小组走进实验室，探究“水在直流电作用下的变化”。
【探究一】在如图所示的水电解器的玻璃管中注满水，接通直流电源。一段时间后，发现两个玻璃管内都有气泡产生，左右两侧玻璃管中的液面有不同程度的下降。
(1)a管中产生的气体和b管中产生的气体的体积比约为。下列能表示电解时b管中水在电极端所发生变化的结果的是（填字母）。

(2)通过上述实验可以得出结论：化学变化不但生成新物质，还会伴随着能量的转化。电解水的过程中，电能主要转化为能。
(3)写出电解水的文字表达式：，该反应的基本反应类型是。
【探究二】实验过程中，同学们发现电解纯水的速率较小。查阅资料获知：调节电源电压或在水中加入少量氢氧化钠溶液都会改变电解速率。于是他们进行了多次实验，将反应时间取平均值，记录如下表所示（保持其他条件不变，每次实验收集10 mL氧气）。

(4)该实验的目的是探究和对电解水速率的影响。
(5)分析上表数据可得出结论：电压一定时，氢氧化钠溶液的浓度（选填“越大”或“越小”，下同），电解速率；氢氧化钠溶液的浓度一定时，电压，电解速率。

4.(1)1:2 B
(2)化学
(3)水$\xrightarrow{通电}$氢气+氧气 分解反应
(4)电压 氢氧化钠溶液的浓度
(5)越大 越大 越大 越大

【分析】
本题结合物理电学与化学电解水实验的跨学科知识解题，需掌握电解水的核心规律、反应类型、能量转化及实验变量控制方法：
1. 对于(1)，依据“正氧负氢，氢二氧一”的电解水规律，确定a、b管的气体种类与体积比，再结合b管电极对应的气体产物判断选项；
2. (2)分析电解过程中能量的转化形式；
3. (3)书写电解水的文字表达式，根据反应特征判断基本反应类型；
4. (4)从探究二的实验设计中，找出改变的变量，明确实验目的；
5. (5)分析实验数据，对比不同变量下电解速率的变化规律。
【解析】
(1) 根据电解水“正氧负氢，氢二氧一”的规律，a管连接电源正极，产生氧气，b管连接电源负极，产生氢气，二者体积比约为1:2；b管为负极，产生氢气，对应选项B。
(2) 电解水过程中，消耗电能，生成具有化学能的氢气和氧气，因此电能主要转化为化学能。
(3) 电解水的文字表达式为：水$\xrightarrow{通电}$氢气+氧气；该反应由一种物质生成两种物质，符合分解反应“一变多”的特征，属于分解反应。
(4) 探究二的实验中，控制其他条件不变，改变的变量为电压和氢氧化钠溶液的浓度，因此实验目的是探究电压和氢氧化钠溶液的浓度对电解水速率的影响。
(5) 分析实验数据可知：电压一定时，氢氧化钠溶液的浓度越大，收集10mL氧气所需时间越短，说明电解速率越大；氢氧化钠溶液的浓度一定时，电压越大，收集10mL氧气所需时间越短，说明电解速率越大。
【答案】
4.(1)1:2 B
(2)化学
(3)水$\xrightarrow{通电}$氢气+氧气 分解反应
(4)电压 氢氧化钠溶液的浓度
(5)越大 越大 越大 越大
【知识点】
电解水实验、分解反应、实验探究
【点评】
本题为跨学科题目，融合物理电学与化学核心知识点，考查了电解水规律、反应类型、能量转化及实验变量分析，注重知识的综合应用，能有效考查学生的基础掌握与分析能力。
【难度系数】
0.6