5. 某同学制作了如图所示的简易电解水装置，进行家庭小实验(注：该装置气密性良好，且反应一段时间后停止通电，管A、管B内液面均高于图中D线)。回答下列问题。
(1) 闭合开关后观察到电极上产生
气泡
，一段时间后，管A和管B中所收集的气体体积比约为
1:2
；管C中的现象是
液面升高
，产生此现象的原因是
管A和管B中产生气体,管内压强增大,把液体压入管C
。
(2) 管A、管B内生成的气体聚集在上部的原因是
氢气和氧气的密度比水的小且氢气难溶于水、氧气不易溶于水
。
答案：5. (1) 气泡 1:2 液面升高 管A和管B中产生气体,管内压强增大,把液体压入管C
(2) 氢气和氧气的密度比水的小且氢气难溶于水、氧气不易溶于水
解析：
【分析】
这道题考查电解水实验的原理与现象，解题时需回忆电解水的核心规律：水通电分解时，正极产生氧气、负极产生氢气，二者体积比为1:2；同时结合装置的压强变化分析管C的现象，气体聚集在上部的原因需从气体的密度、溶解性角度思考。
【解析】
(1) 闭合开关后，水通电发生分解反应，电极上会产生气泡；根据“正氧负氢、氢二氧一”的规律，管A连接电源正极，产生氧气，管B连接电源负极，产生氢气，因此管A和管B收集的气体体积比约为1:2；管A、B内产生气体后，管内压强增大，大于外界大气压，会将管内的液体压入管C，所以管C中的液面会升高。
(2) 管A、B内生成的氧气和氢气，密度都比水小，且氢气难溶于水、氧气不易溶于水，因此气体会向上逸出，聚集在管的上部。
【答案】
(1) 气泡；1:2；液面升高；管A和管B中产生气体，管内压强增大，把液体压入管C (2) 氢气和氧气的密度比水的小且氢气难溶于水、氧气不易溶于水
【知识点】
电解水实验；气体的性质
【点评】
本题是对电解水基础实验的考查，结合装置压强变化和气体性质分析现象，难度不大，需牢记电解水的现象与结论。
【难度系数】
0.6
6. 如图是一定体积的氢气和不同体积的氧气化合成液态水的实验数据的关系图(横坐标表示反应前氧气的体积，纵坐标表示反应后剩余气体的体积，气体体积均在同温同压下测定，且气体体积与分子数目成正比)。试回答下列问题。
(1) 实线部分表示剩余的气体是
氢气
。
(2) 虚线部分表示剩余的气体是
氧气
。
(3) 实线与虚线的交点表示的意义是
氢气与氧气恰好完全反应
。
(4) 反应前原有氢气
6
mL。
答案：6. (1) 氢气 (2) 氧气 (3) 氢气与氧气恰好完全反应 (4) 6
解析:(1) 一定体积的氢气与不同体积的氧气化合成液态水,横坐标表示反应前氧气的体积,纵坐标表示反应后剩余气体的体积,若氢气与氧气恰好完全反应,则剩余气体体积为0;若氧气不足,则剩余气体是氢气;若氧气过量,则剩余气体是氧气。实线部分氧气不足,说明剩余气体是氢气。(2) 虚线部分氧气过量,说明剩余气体是氧气。(3) 在实线与虚线的交点,剩余气体体积为0,表示氢气与氧气恰好完全反应。(4) 氢气与氧气恰好完全反应时,参与反应的氢分子与氧分子的个数比为2:1,气体体积与分子数目成正比,恰好完全反应时所消耗氧气的体积为3 mL,则反应前原有氢气6 mL。
解析：
【分析】
要解决这道题，需结合氢气和氧气反应的规律：氢气与氧气反应生成液态水，同温同压下气体体积与分子数目成正比，因此反应时氢气和氧气的体积比为2:1，剩余气体的种类由反应物的相对量决定。横坐标表示反应前氧气的体积，纵坐标表示反应后剩余气体的体积：当氧气不足时，氢气过量；氧气过量时，氧气剩余；恰好完全反应时剩余气体体积为0。据此分析图像的实线、虚线部分，再利用反应的体积比计算原有氢气的体积。
【解析】
(1) 实线部分：横坐标氧气体积在0~3mL时，氧气量不足，氢气过量，因此剩余气体是氢气。
(2) 虚线部分：横坐标氧气体积超过3mL时，氧气过量，因此剩余气体是氧气。
(3) 实线与虚线交点：剩余气体体积为0，说明氢气和氧气均无剩余，即氢气与氧气恰好完全反应。
(4) 恰好完全反应时，消耗氧气的体积为3mL，根据反应中氢气与氧气的体积比为2:1，可得原有氢气的体积为3mL×2=6mL。
【答案】
(1) 氢气 (2) 氧气 (3) 氢气与氧气恰好完全反应 (4) 6
【知识点】
氢气燃烧反应、化学计算、气体体积与分子数关系
【点评】
本题结合图像考查氢气和氧气反应的定量分析，核心是理解反应的体积比例与图像的对应关系，需要学生具备图像解读和化学计算能力，属于中等难度的题目。
【难度系数】
0.5
7. 新素养 科学探究与实践 某小组开展影响电解水速率因素的探究。
(1) 探究两电极距离对电解水速率的影响。
该小组的同学选用某金属作为电极，探究两电极距离对电解水速率的影响，记录收集4 mL氢气所需的通电时间。
① 上表实验3中 $ x = $
12
。
② 实验2的电解时间 $ y $ 最有可能是
B
(填字母)。
A. 180
B. 258
C. 356
D. 416
③ 根据表中数据和资料分析，
两电极距离的改变
导致电解速率的改变。
(2) 探究不同电压、不同浓度添加剂对电解水速率的影响。该小组的同学选用某金属作为电极，探究不同电压、不同浓度氢氧化钠溶液对电解水速率的影响，进行多次实验后，测得产生20 mL氢气所需时间如图所示。
① 由实验可知，当其他条件相同时，电压越大，电解水的速率会
越快
。
② 除上述因素外，影响电解水速率的因素可能还有
电极材料不同
(写出一点即可)。
答案：7. (1) ① 12 ② B ③ 两电极距离的改变
(2) ① 越快 ② 电极材料不同
解析:(1) ① 该实验的目的是探究两电极距离对电解水速率的影响,其他条件应相同,因此实验3中x=12。② 根据实验数据可知,两电极距离越远,收集4 mL氢气所需的通电时间越长,因此实验2的电解时间y应取于172 s~358 s的中间值,故B符合题意。③ 根据题表数据和资料可知,两电极距离改变导致电解速率的改变。(2) ① 由实验数据可知,当其他条件相同时,电压越大,产生20 mL氢气所需时间越短,即电解水的速率会越快。② 影响电解水速率的因素除电压和氢氧化钠溶液的浓度外,电极材料不同也可能影响电解水的速率。
解析：
【分析】
本题围绕探究影响电解水速率的因素展开，需运用控制变量法分析实验数据：(1)探究两电极距离的影响时，要保证除电极距离外其他条件一致，据此确定实验3的x值；根据两电极距离与收集相同体积氢气所需时间的关联，判断实验2的时间；结合数据推导影响因素。(2)分析电压与产生相同体积氢气所需时间的关系，得出电压对速率的影响；再结合实验涉及的变量，推测其他可能的影响因素。
【解析】
(1)① 本实验目的是探究两电极距离对电解水速率的影响，需控制其他条件相同，仅改变两电极距离，根据实验数据的变量规律，可知实验3中x=12。
② 由实验数据可知，两电极距离越远，收集4 mL氢气所需时间越长，实验1对应时间172s，实验3对应358s，实验2的时间应在172s~358s之间，选项中只有258s符合，故选B。
③ 根据表中数据，两电极距离改变时，电解速率随之变化，因此是两电极距离的改变导致电解速率的改变。
(2)① 由图可知，其他条件相同时，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快。
② 实验已探究电压、氢氧化钠溶液浓度的影响，除此之外，电极材料不同也可能影响电解水的速率。
【答案】
(1)①12；②B；③两电极距离的改变；(2)①越快；②电极材料不同
【知识点】
电解水实验；控制变量法；影响反应速率的因素
【点评】
本题以探究电解水速率影响因素为载体，考查控制变量法的应用，培养科学探究与实践能力，难度适中。
【难度系数】
0.5
