6. (2026·江西抚州期中改编)某化学兴趣小组自制如图所示装置探究水的组成。
步骤1:检查装置气密性,用烧杯向广口瓶中加入500 mL 1%的氢氧化钠溶液,将导线穿过橡皮塞与自制红铜电极连接,将塑料管套在红铜电极上,上端插入橡皮塞上。塞紧胶塞,将橡胶管与50 mL的注射器3连接好。
步骤2:取下注射器1,用注射器3向瓶中打气,使溶液进入塑料管中,直到刚有溶液溢出再安上注射器1;取下注射器2,进行同上操作后,安装注射器2。
(1)步骤3:将导线与24 V的学生电源相连,打开开关,观察到的现象是
注射器1和2的下方针头上有气泡冒出,并且注射器1和2的活塞上升
,大约2 min后注射器1与注射器2收集到的气体体积比约为
1:2
,正极电源变黑,关闭电源。
(2)步骤4:取下注射器1,将带火星木条放在针头处,推动注射器1的活塞,木条复燃,说明注射器1中产生的气体是
氧气
。取下注射器2,点火,推动注射器2的活塞,写出该反应的文字表达式:
氢气+氧气$\xrightarrow{点燃}$水
。通过该实验得出水的组成结论。
(3)实验反思:正极电源变黑可能是因为发生了
铜+氧气$\xrightarrow{通电}$氧化铜
(用文字表达式表示)。
答案：6. (1) 注射器1和2的下方针头上有气泡冒出,并且注射器1和2的活塞上升 1:2 (2) 氧气
氢气+氧气$\xrightarrow{点燃}$水 (3) 铜+氧气$\xrightarrow{通电}$氧化铜
解析:(1) 水电解时产生氢气和氧气,负极产生氢气、正极产生氧气,氢气和氧气的体积比为2:1。将导线与24 V的学生电源相连,打开开关,观察到的现象是注射器1和2的下方针头上有气泡冒出,并且注射器1和2的活塞上升。注射器1与电源正极相连,收集到的气体是氧气,注射器2与电源负极相连,收集到的气体是氢气,因此大约2 min后注射器1与注射器2收集到的气体体积比约为1:2。(2) 氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃。取下注射器1,将带火星木条放在针头处,推动注射器1的活塞,木条复燃,说明注射器1中产生的气体是氧气。注射器2与电源负极相连,收集到的气体是氢气,取下注射器2,点火,氢气燃烧生成水,反应的文字表达式为氢气+氧气$\xrightarrow{点燃}$水。(3) 正极材质为铜,产生的气体是氧气,正极电源变黑可能是因为铜与氧气在通电条件下反应生成了氧化铜,该反应的文字表达式为铜+氧气$\xrightarrow{通电}$氧化铜。
解析：
【分析】
首先明确电解水实验的核心规律：“正氧负氢，氢二氧一”，结合装置中注射器1连电源正极、注射器2连电源负极，分析两极产生的气体及对应现象；再根据气体的性质（氧气助燃、氢气可燃）判断气体种类；最后结合正极材质（铜）分析正极变黑的原因。
【解析】
(1) 电解水时，水在通电条件下分解，两极产生气体，气体进入注射器推动活塞上升，因此观察到注射器1和2的下方针头上有气泡冒出，且活塞上升；与电源正极相连的注射器1收集氧气，负极相连的注射器2收集氢气，二者体积比约为1:2。
(2) 氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，故注射器1中产生的气体是氧气；注射器2中是氢气，氢气燃烧生成水，反应的文字表达式为：氢气+氧气$\xrightarrow{点燃}$水。
(3) 正极材质为铜，通电时铜与正极产生的氧气反应生成黑色的氧化铜，反应的文字表达式为：铜+氧气$\xrightarrow{通电}$氧化铜。
【答案】
(1) 注射器1和2的下方针头上有气泡冒出，并且注射器1和2的活塞上升；1:2
(2) 氧气；氢气+氧气$\xrightarrow{点燃}$水
(3) 铜+氧气$\xrightarrow{通电}$氧化铜
【知识点】
电解水实验；氧气的检验；氢气的燃烧反应
【点评】
本题结合自制装置考查电解水的核心知识，需牢记“正氧负氢，氢二氧一”的规律，同时结合气体性质和题目信息分析特殊现象，属于基础实验题。
【难度系数】
0.7
7. 新趋势 项目式探究（2026·江苏扬州期中改编）某化学兴趣小组以“生命之源——水”为主题开展项目式学习。
【任务一】探究水的组成。
实验装置如图1所示，实验步骤如下：
① 用大注射器抽取一定量的2%的氢氧化钠溶液，从A中的大圆孔注入；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，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。
(1) 步骤①，在水中加入氢氧化钠的作用是
增强水的导电性
。
(2) 步骤②的目的是
排尽空气
。
(3) 步骤③中的现象有：B、C电极上均有气泡产生；A中液面
上升
（填“上升”“下降”或“不变”）。步骤④检验气体时，将从出气口2处抽取的气体靠近燃着的木条，观察到的现象是
气体燃烧,产生淡蓝色火焰
。
(4) 写出电解水的文字表达式：
水$\xrightarrow{通电}$氢气+氧气
。
【任务二】探究水蒸气与铁粉的反应。
为证明水不是由“水元素”组成的，1785年，拉瓦锡在高温条件下，用水蒸气与红热的铁粉反应，模拟实验装置如图2所示。吹泡器吹出的气泡不断往上升，用燃着的木条去点气泡，发现气泡能被点着，同时生成四氧化三铁。
(5) 为了防止玻璃管中原有空气对实验的干扰，实验开始时，应先点燃
A
（填“A”或“B”）处酒精灯或酒精喷灯。
(6) 玻璃管中反应的文字表达式为
铁+水$\xrightarrow{高温}$四氧化三铁+氢气
。
答案：7. (1) 增强水的导电性 (2) 排尽空气 (3) 上升
气体燃烧,产生淡蓝色火焰 (4) 水$\xrightarrow{通电}$氢气+氧气 (5) A (6) 铁+水$\xrightarrow{高温}$四氧化三铁+氢气
解析:(2) 步骤②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,可以排尽装置内的空气,使收集的气体更纯。(3) 在电解水实验中,“正氧负氢、氧一氢二”,正极产生氧气,负极产生氢气,生成氢气和氧气的体积比约为2:1,B与正极相连,产生氧气,C与负极相连,产生氢气;B、C中产生气体,压强增大,将水压入A中,A中液面上升。步骤④检验气体时,将从出气口2处抽取的气体靠近燃着的木条,C中气体是氢气,具有可燃性,观察到气体燃烧,产生淡蓝色火焰。(4) 水在通电的条件下反应生成氢气和氧气,该反应的文字表达式为水$\xrightarrow{通电}$氢气+氧气。(5) 为了防止玻璃管中原有空气对实验的干扰,实验开始时,应先点燃A处酒精灯,生成水蒸气,将装置内空气排尽,然后点燃B处酒精喷灯。(6) 拉瓦锡在高温条件下,用水蒸气与红热的铁粉反应,吹泡器吹出的气泡不断往上升,用燃着的木条去点气泡,发现气泡能被点着,则该气体为氢气,同时生成四氧化三铁,即水蒸气和铁在高温条件下反应生成氢气和四氧化三铁,文字表达式为铁+水$\xrightarrow{高温}$四氧化三铁+氢气。
解析：
【分析】
本题围绕“生命之源——水”的项目式探究展开，分为电解水和铁与水蒸气反应两个任务，需结合实验操作目的、电解水原理、气体性质及反应规律解题：
1. 步骤①加氢氧化钠：纯水导电性弱，加入电解质可增强导电性，加快电解速率；
2. 步骤②抽气使水充满两极：目的是排尽装置内空气，避免原有空气干扰后续生成气体的检验，保证气体纯度；
3. 步骤③：电解水遵循“正氧负氢、氢二氧一”，两极产生气体使装置内压强增大，将水压入A中，故A液面上升；出气口2连接负极，抽取的是氢气，氢气可燃，靠近燃着木条会燃烧产生淡蓝色火焰；
4. 步骤④电解水的文字表达式：水在通电条件下分解为氢气和氧气；
5. 步骤⑤防空气干扰：需先通水蒸气排空气，故先点燃A处酒精灯产生水蒸气；
6. 步骤⑥铁与水蒸气反应：高温下铁和水蒸气生成四氧化三铁和氢气，据此写文字表达式。
【解析】
(1) 纯水导电性较弱，加入氢氧化钠可解离出自由移动的离子，增强水的导电性，利于电解顺利进行；
(2) 步骤②抽气使水充满正、负两极，能排尽装置内的空气，防止原有空气干扰后续生成气体的检验，保证收集气体的纯度；
(3) 电解水时，B连接正极产生氧气，C连接负极产生氢气，两极产生气体使装置内压强增大，将水压入A中，故A中液面上升；出气口2连接负极，抽取的气体为氢气，氢气具有可燃性，靠近燃着的木条时会燃烧，产生淡蓝色火焰；
(4) 水在通电条件下分解生成氢气和氧气，文字表达式为：水$\xrightarrow{通电}$氢气+氧气；
(5) 为防止玻璃管中原有空气对实验的干扰，需先通入水蒸气排尽装置内空气，因此实验开始时应先点燃A处酒精灯，产生水蒸气排出空气后再点燃B处酒精喷灯；
(6) 高温条件下，铁与水蒸气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；
【答案】
(1) 增强水的导电性
(2) 排尽装置内的空气
(3) 上升；气体燃烧，产生淡蓝色火焰
(4) 水$\xrightarrow{通电}$氢气+氧气
(5) A
(6) 铁+水$\xrightarrow{高温}$四氧化三铁+氢气
【知识点】
电解水实验、水的组成、铁与水蒸气的反应
【点评】
本题为项目式探究题，结合电解水和铁与水蒸气反应的实验，考查水的组成探究的核心知识点，注重实验操作目的分析、实验现象判断及文字表达式书写，是初中化学的重点基础内容，能有效考查学生的实验分析与知识应用能力。
【难度系数】
0.6
