9 新考向 项目式学习 [2026广东深圳期中,中]科技的力量使祖国更加强大,航天员可以在空间站正常生活。科技小组一起探寻空间站里水循环的奥秘。

甲
(一)太空中水的电解
以空间站中的水蒸气、尿、汗液等为原料,利用太阳能电池板产生的电能电解水,产生氧气供给航天员呼吸。科技小组利用如图甲装置模拟该过程。
(1)写出图甲装置中反应的符号表达式: ______
______。
(2)废弃矿泉水瓶中的液面不断________(填“上升”或“下降”)。
(3)写出该装置的一条优点: ______。
(二)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,电池工作原理如图乙所示。

乙
(4)写出电池中发生反应的符号表达式: ______
______。
(5)若在空气中点燃氢气,点燃前一定要先________。
(三)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,图甲中a、b两试管中产生的气体体积比约为________,推测生成的氢分子和氧分子个数比约为________,进而确定了水分子的构成。

9.(1)$\ce{H_{2}O\xrightarrow{通电}H_{2} + O_{2}}$ (2)上升 (3)操作简单(合理即可) (4)$\ce{H_{2} + O_{2}\xrightarrow{催化剂}H_{2}O}$ (5)验纯 (6)2:1 2:1
【解析】(1)图甲装置中水在通电条件下分解生成氢气和氧气。符号表达式为 $\ce{H_{2}O\xrightarrow{通电}H_{2} + O_{2}}$。
(2)电解水时，水分解产生氢气和氧气，小试管内不断产生气体，会将小试管中的水压入废弃矿泉水瓶中，所以废弃矿泉水瓶中的液面不断上升。
(3)该装置的优点有操作简单；利用废弃矿泉水瓶组装装置，实现资源再利用等。
(4)电池发生的反应是氢气和氧气在催化剂作用下反应生成水。符号表达式为 $\ce{H_{2} + O_{2}\xrightarrow{催化剂}H_{2}O}$。
(5)氢气具有可燃性，在空气中点燃氢气前一定要先验纯，防止发生爆炸。
(6)在电解水时，“正氧负氢，氢二氧一”，所以图甲中a、b两试管中产生的气体体积比约为2:1。由于同温同压下，气体体积比等于分子个数比，因此生成的氢分子和氧分子个数比也约为2:1，进而可以确定水分子的构成，即水分子中氢原子和氧原子个数比为2:1。

四、计算题(共20分)
10[2026山东济宁期中]某同学在实验室进行有关浓硫酸的实验，观察瓶上的标签。他从瓶中倒出50毫升用于配制稀硫酸，请回答下列问题。

(1)倒出的50毫升浓硫酸的质量为克，其中含溶质硫酸的质量为克。
(2)他将这50毫升浓硫酸与200毫升水均匀混合，求所得稀硫酸的溶质质量分数(保留至0.1%，并写出解题过程)。

10.(1)92 90.16
(2)解：所得稀硫酸的溶质质量分数是$\frac{90.16\ \mathrm{g}}{92\ \mathrm{g}+200\ \mathrm{g}}×100\%≈30.9\%$。
答：所得稀硫酸的溶质质量分数约是30.9%。
【解析】(1)50 mL质量分数为98%的浓硫酸的质量为$50\ \mathrm{mL}×1.84\ \mathrm{g·mL}^{-1}=92\ \mathrm{g}$，其中含溶质硫酸的质量为$92\ \mathrm{g}×98\% = 90.16\ \mathrm{g}$。