《水的组成》--九上化学期末专项复习（答案）

《水的组成》九上化学专项复习
一、夯实基础
1．（现代科技成果）科学家将微小的固态氢置于488万个大气压下，使固体中所有的氢气分子破裂为氢原子，制得具有金属性质的金属氢。下列说法正确的是（　　）
A．金属氢是由氢分子构成的
B．金属氢与氢气的化学性质相同
C．金属氢能导电
D．金属氢形成过程中原子核发生改变
2．（2020八上·虎林期末）下列有关氢气性质，用途的描述，错误的是（　　）
A．氢气是无色、无臭、难溶于水的气体，密度比空气小
B．氢气在空气中燃烧，产生蓝色火焰
C．点燃氢气前一定要检验其纯度
D．氢气燃烧后的产物是水，不污染空气
3．（2024九下·渝北月考）描述实验现象是学生的基本实验素养之一，下列现象描述正确的是
A．硫在空气中燃烧，产生蓝紫色火焰
B．木炭在空气中燃烧，发出白光
C．氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰
D．红磷在空气中燃烧，产生白色烟雾
4．小科通过微信公众号“胜哥课程”观看了《水的电解实验》科学视频，对相关知识有了深刻的理解。如图是电解水实验，相关说法错误的是
A．通电前应将玻璃管内空气排尽
B．两电极产生气泡的速率不相同
C．正极气体为氧气，负极气体为氢气
D．该实验可证明水是由氢气和氧气组成
5．（2024·昆明模拟）图1所示是电解水的实验，图2是氢气燃烧的实验．下列说法不正确的是（　　）
图1 图2
A．图1玻璃管a中产生的气体是氢气
B．图1实验中采用的电源是交流电
C．图2实验中，烧杯上可观察到有水雾
D．图1和图2所示实验均可说明水由氢元素、氧元素组成
6．（2024九上·于洪期末）水是一种宝贵的自然资源。
水的净化
（1）自然界的水常含杂质不能直接饮用。净化水的操作有a．过滤 b．蒸馏 c．静置沉淀 d．吸附等多种。
①其中净化程度最高的操作是　 　(填序号)。
②如图“生命吸管”是一种户外净水装置，其中超滤膜和PP棉起的作用是　 　(填序号)。
水的组成
（2）如图是实验室电解水的装置。与电源正极相连的电极上产生的气体为　 　。打开b处活塞，在玻璃管的尖嘴处点燃，观察到气体燃烧，发出　 　色火焰，若一段时间后a中收集到气体，则此时b中应该大约收集到了　 　气体。
7．（2024九上·白山期末）根据所学知识回答下列问题：
（1）通过　 　实验证明水是由氢元素和氧元素组成的；
（2）物质的性质决定其用途，酒精能作燃料是因为其具有　 　性；
（3）通电时能发出不同颜色的光，可制成多种用途的电光源的气体是　 　。
二、能力发展
8．（2024九上·高州开学考）下列各图能正确反映其对应变化关系的是
A．图1，电解一定质量的水
B．图2，在充足的氧气中燃烧铁丝
C．图3，加热等质量氯酸钾
D．图4.在过氧化氢溶液中加少量二氧化锰
9．（2024·东台模拟）如图装置测定水中氢、氧元素的质量比，其方法是分别测定通氢气前后玻璃管的质量差和U形管的质量差，实验测得．下列对导致这一结果的原因的分析中，一定错误的是（　　）
A．Ⅰ、Ⅱ装置之间缺少干燥装置 B．没有全部被还原
C．Ⅱ装置中玻璃管内有水冷凝 D．Ⅲ装置后缺少干燥装置
10．（2023·桂林模拟）氢气肥皂泡在空气中迅速上升，这一事实说明氢气（　　）
A．无色 B．无气味
C．难溶于水 D．密度比空气小
11．（2024·广州模拟）某实验小组用如图所示装置完成电解水的实验并收集产生的气体(U型管中预先加入了少量NaOH)。下列说法不正确的是（　　）
A．a是电源的负极
B．U型管中加入少量NaOH的目的是增强导电性
C．该实验说明水分子中含有氢分子和氧分子
D．从d管排出并收集到试管中的气体可以用带火星的木条检验
12．（2024九下·榆树开学考）“嫦娥五号”月球采样返回，“天问一号”成功抵达火星，标志着我国航天事业取得突破性进展。
（1）月壤含有可作为核聚变燃料的氦﹣3等物质。如图为氦元素在周期表中的部分信息。氦﹣3原子内质子数与中子数之和为3，则其所含中子数为 　 　。
（2）着陆器上的仪器可探测水。若月球上存在大量的水，可利用光催化分解水技术得到氧气，请写出该反应的化学方程式 　 　；此反应与电解水反应相似，也可证明水由 　 　元素组成。
（3）火星拥有丰富的二氧化碳资源。火星低层大气的主要成分如下表：
气体成分 CO2 N2 Ar O2 其他
体积分数/% 95.32 2.7 1.6 0.13 0.25
①为鉴别一瓶模拟“火星低层大气”组成的气体和一瓶空气，可采用的化学方法是 　 　。
②若为满足人类未来在火星上生活，下列研究设想合理的是 　 　（填代号）。
A．将CO2转化为O2，提高O2含量
B．将CO2分解转化为N2，提高N2含量
C．寻找水的存在和开发水循环技术
13．（2024九上·南宁开学考）2024年3月22日是第三十二届“世界水日”，其主题为“珍惜地下水，珍视隐藏的资源”。
（1）除去水样中的色素和异味，所用试剂的名称为　 　；
（2）可用　 　鉴别生活用水是硬水还是软水，生活中常用　 　的方法降低水的硬度。
（3）宇航员一部分生活用氧可通过电解水制得。如图是电解水的实验示意图，玻璃管　 　（填“a”或“b”）中的气体能使带火星的木条复燃。电解水反应的文字表达式是　 　。
14．（2024·龙湖模拟）阅读下面科普短文。
氢气燃烧热值高，约是煤的4倍，被视为理想清洁燃料。我国氢能的利用还处于起步阶段，2022年中国各能源一次性消费占比如图1所示。
分解海水制氢被认为是最可行的清洁制氢技术，主要有以下两种研究方向。光解水：在太阳光驱动下催化水发生分解反应。虽然这项技术操作简单，能耗低，无二次污染，但因光腐蚀，能量转换效率低等问题，目前并未实际投入生产。研究发现使用氮化铟镓或氮化镓作为催化剂进行光解水可以提高制氢效率。不同温度下使用该催化剂分解水的速率如图2所示。
电解水：利用电能将水分解。海水中成分复杂，电解时易对电极等材料造成腐蚀或生成不需要的副产物。针对上述问题，我国科学家研制了全球首套海上制氢平台，将海水中的水以水汽的形式跨膜转移，实现了海水中的杂质完全分离。分解海水所需电能完全来自于风能和太阳能，实现零碳能源。依据文章内容回答下列问题。
（1）由图1可知，2022年我国能源一次性消费占比最高的是　 　.
（2）光解水目前未实际投入生产，其原因是　 　.
（3）由图2可知，温度　 　 (填“升高”或“降低”)会加快使用氮化铟镓或氮化镓为催化剂进行光解水的反应速率。
（4）电解水的化学方程式为　 　.该过程是将电能转化为　 　能。
（5）下列说法正确的是　 　 (填字母)
A.煤的热值没有氢气高 B.电解海水时，海水中溶解的物质会对电极造成腐蚀
15．（2024·潮阳模拟）用如图所示装置电解水，下列说法错误的（　　）
A．M、N 两导管口处收集的气体体积之比是 1：2
B．水中可加入少量硫酸钠或氢氧化钠以增强导电性
C．将带火星的木条放在N导管口处，木条会复燃
D．M处收集的气体，可以供给呼吸
三、挑战突破
16．（2023九上·吉安期中）下列图像中，能体现对应变化关系趋势的是（　　）
A．在密闭集气瓶中引燃红磷
B．等浓度等体积的过氧化氢溶液，其中a加少量二氧化锰
C．加热一定质量的高锰酸钾制取氧气
D．水通电分解
17．（2023九上·龙岗期中）如图是初中阶段常见的物质，其中乙是密度最小的气体，下图表示了各物质之间的转化关系（“→”表示物质之间可以发生转化）。下列有关描述正确的是
A．反应③属于分解反应
B．物质乙燃烧时产生淡蓝色火焰
C．甲通电生成的乙和丙的质量比是2：1
D．丁属于空气污染物之一
18．（2023·泉州模拟）简易氢氧燃料电池实验：在 U 型管中装入氢氧化钠溶液（增强水的导电性），连接学生电源，进行水电解实验（如图 1），待两极石墨碳棒出现明显气泡，立即换接电流表（如图 2），观察到电流表指针大幅度偏转。下列说法正确的是（　　）
A．图 1 中 U 型管左侧电极产生的气体是氧气
B．图 1 中 U 型管左右电极产生气体的质量比为 2 ： 1
C．图 2 现象说明氢氧燃料电池氢气和氧气均未发生反应
D．图 2 现象说明氢氧燃料电池可将化学能转化为电能
19．（2024九下·渝北月考）2023年3月22日是世界水日，水是人类宝贵的自然资源，根据所学知识回答下列问题：
（1）矿泉水含丰富的稀有锶、硒等矿物质，这里的锶、硒指的是　 　（填“元素“或“单质”）
（2）地球上总水多淡水少，我们要爱护水资源。下列做法正确的是　 　（填序号）。
①禁止使用农药化肥
②工业废水直接向长江中排放
③日常生活中要节约用水
④加强水质监测
（3）日常生活中通常采用　 　的方法降低水的硬度。
（4）家用净水器利用活性炭的　 　性，可在一定程度上净化水质。
（5）水的电解实验装置如图所示，请回答下列问题：
①量筒A收集到的气体是　 　（填化学式）；
实验室检验该气体的方法是　 　；
②若两只量筒规格均为10mL，接通电源一段时间后，小明观察到
量筒B内液面下降至4mL处，则此时A收集到的气体为　 　mL；
③写出电解水的化学方程式　 　；通过实验可以得出水是由　 　（填名称）组成的。
20．（2024九上·定远期末）某兴趣小组的同学对水的组成进行了实验探究。
【提出问题】水是由什么组成的
【查阅资料】通过电解水和点燃氢气证明燃烧产物的方法均可证明水的组成。
【设计实验】兴趣小组的同学设计了如图所示的实验来探究水的组成，其中图甲是电解水的实验装置，图乙是将电解水产生的氢气直接缓缓地通过装有足量碱石灰（可吸收水分干燥气体）的仪器c，并在导管口d处将气体点燃，然后把盛有冷水的烧杯置于如图乙所示的位置。
【实验与结论】
（1） 图甲中玻璃管a和玻璃管b得到气体的体积比为　 　；检验b管中产物的方法是　 　。
（2） 图乙所示的实验过程中可以观察到的实验现象：导管口d处　 　；
（3） 写出实验甲中反应的文字表达式　 　。
（4）以下图片是水分解过程中微粒变化的部分示意图请按它们在化学变化过程中出现的顺序排列　 　（用图中的字母表示）。
（5）实验甲中没有发生变化的微粒是　 　（填微粒符号）。
（6）由以上探究可以得出结论：水是由　 　组成的。
21．（2018九上·厦门期末）根据下列装置图，回答问题：
（1）写出仪器名称：①　 　；②　 　。
（2）实验室制取氢气，应选择发生装置是　 　（填编号）；若用排空气法收集，应选择收集装置是　 　（填编号）。
（3）实验室用过氧化氢制取氧气的化学方程式：　 　。若用装置E收集氧气，实验结束时，移出导管，再　 　，取出集气瓶后，瓶口　 　
（填“向上”或“向下”）放置于桌面。
（4）实验改进：查阅资料发现，氧化铜可用作过氧化氢分解制氧气的催化剂。现将一根绕成螺旋状的、表面已被氧化的铜丝组装成装置F（如图所示，已略去夹持装置）。
①铜丝绕成螺旋状的作用是　 　（填编号）；
A．制取更多氧气 b．增大接触面 c．没有影响
②与装置B比较，改进后装置F的优点是　 　。
22．（2023·青羊模拟）在中学化学创新实验调研中，某老师设计了“氢氧焰”的实验，装置如下图所示：
（1）A瓶中硫酸铜的作用是　 　；
（2）两套装置中气球的作用　 　；
（3）通过玻璃活塞、分别有序控制氧气和氢气的流量，先后进行如下操作：
①　 　，将带火星的木条置于三通管口处，观察到木条复燃，将燃着的木条移开，管口处无火焰：
②关闭，打开，通入氢气，　 　，管口处有火焰，移去燃着的木条，氢气安静地燃烧；
③把铁片放在火焰上一段时间，铁片呈红热状，打开，通入氧气，铁片迅速熔断被切割，由此得出的结论是　 　。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】氢气的化学性质与燃烧实验
【解析】【解答】A、根据题中信息，金属氢是由原子直接构成的。A答案错误；
B、金属氢是由氢原子构成的，氢气是由氢分子构成的，金属氢与氢气的构成不同，因此化学性质不同。B答案错误；
C、金属氢具有金属性质，因此具有导电性。C答案正确；
D、在金属氢形成过程中只是氢分子破裂为原子，氢原子核没有改变。D答案错误；
故答案为：C。
【分析】A、根据金属氢是由原子直接构成的分析；
B、根据金属氢是由氢原子构成的，氢气是由氢分子构成的分析；
C、根据金属氢具有金属性质，因此具有导电性分析；
D、根据在金属氢形成过程中只是氢分子破裂为原子，氢原子核没有改变分析。
2．【答案】B
【知识点】氢气的物理性质；氢气的化学性质与燃烧实验
【解析】【解答】A. 氢气的物理性质：无色、无臭、难溶于水的气体，密度比空气小，故A描述正确，不符合题意；
B. 氢气具有可燃性，在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰，故B描述错误，符合题意；
C. 由于氢气与空气（或氧气）的混合气体在点燃时易发生爆炸，所以，点燃氢气前一定要检验其纯度，故C描述正确，不符合题意；
D. 氢气燃烧生成水，对空气没有污染，故D描述正确，不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据氢气的性质、用途，进行分析。
3．【答案】C
【知识点】测定空气中的氧气含量；氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象；氢气的化学性质与燃烧实验
【解析】【解答】A、硫在空气中燃烧，发出微弱的淡蓝色火焰，在氧气中燃烧才会产生明亮的蓝紫色火焰，故A选项错误；
B、木炭在空气中燃烧持续红热，在氧气中燃烧才会发出白光，故B选项错误；
C、氢气在空气中燃烧产生淡蓝色火焰同时放出大量的热，故C选项正确；
D、红磷在空气中燃烧，产生大量白烟，要注意是烟不是雾，故D选项错误；
故答案为：C.
【分析】根据硫、木炭、氢气、红磷在氧气中燃烧的实验现象进行分析。
4．【答案】D
【知识点】电解水实验
【解析】【解答】A、做电解水实验，通电前应将玻璃管内空气排尽，使实验更准确，也避免氢气和空气混合点燃检验时发生爆炸，说法正确；
B、电解水实验，正极产生氧气，负极产生的是氢气，产生氧气的速率慢，体积少，产生氧气的速率快，体积多，正、负极气体体积比为1：2，故B正确；
C、电解水实验负极产生氢气，正极产生氧气，故C正确；
D、水通电分解生成氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，所以水是由氢、氧元素组成的，故D错误；
故答案为：D。
【分析】A、根据为保证实验结果的准确，通电前应将玻璃管内空气排尽进行分析解答；
B、根据正、负极产生的气体体积比为1：2进行分析解答；
C、根据电解水实验正、负极产生的气体进行分析解答；
D、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变进行分析解答。
5．【答案】B
【知识点】电解水实验；水的组成；氢气的化学性质与燃烧实验
【解析】【解答】A 、由电解水买验结论“正氧负氢、氢二氧一”可知，试管a产生的气体体积多，是氢气，A正确；
B、图1实验中采用的电源是直流电，B错误；
C、图2实验中，氢气燃烧生成水，烧杯上可观察到有水雾，C正确；
D、电解水生成氢气和氧气，氢气燃烧生成水，氢气和氧气分别是由氢元素和氧元素组成的，图1和图2所示实验均可说明水由氢元素、氧元素组成，D正确。
故答案为：B。
【分析】 根据电解水时，与电源负极相连的玻璃管内的气体体积多，是氢气；与电源正极相连的玻璃管内产生的气体体积少，是氧气；且两者的体积之比大约是2：1，可简记为：正氧负氢、氢二氧一；氢气燃烧生成水，进行分析判断。
6．【答案】b；a；氧气；淡蓝；20
【知识点】电解水实验；水的净化
【解析】【解答】（1）①净化程度最高的操作是b蒸馏，因为蒸馏除去水中所有的杂质，得到的蒸馏水是纯净物；
②超滤膜和PP棉起的作用是a过滤，除去水中的不溶性杂质；
（2）电解水时，正氧负氢，氢二氧一，与电源正极相连的电极上产生的气体为氧气；b端产生氢气，打开b处活塞，在玻璃管的尖嘴处点燃，观察到氢气燃烧，发出淡蓝色火焰；若一段时间后a中收集到 10mL 氧气，则此时b中应该大约收集到了20 mL 氢气。
【分析】（1）蒸馏是净水程度最高的方法；过滤为固液分离的操作；
（2）电解水，正极产生的是氧气，具有助燃性，可用带火星的小木条检验；负极产生的是氢气，用燃着的小木条检验；电解水，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气、氢气与氧气的体积比为2：1，据此分析。
7．【答案】（1）电解水
（2）可燃
（3）稀有气体
【知识点】氮气及稀有气体的用途；电解水实验；水的组成；化学性质与物理性质的差别及应用
【解析】【解答】（1）水通电生成氢气和氧气，证明水是由氢元素和氧元素组成的；
故答案为：电解水；
（2）物质的性质决定其用途，酒精能作燃料是因为其具有可燃性；
故答案为：可燃；
（3）稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可制成多种用途的电光源。
故答案为：稀有气体。
【分析】（1）根据电解水实验的现象和结论来分析；
（2）根据性质决定用途，因为酒精具有可燃性，可以作为燃料来分析；
（3）根据稀有气体通电产生不同颜色的光来分析。
8．【答案】C
【知识点】氧气的实验室制法；电解水实验
【解析】【解答】A、电解水产生氢气和氧气的体积比是2：1，而不是质量比，错误；
B、铁丝与氧气反应生成四氧化三铁，固体的质量会逐渐增大，反应结束后固体的质量不变，错误；
C、高锰酸钾分解生成氧气，则加高锰酸钾的生成氧气的质量大，正确；
D、实验中二氧化锰做催化剂，反应前后质量不变，所以锰元素的质量也不变，错误；
故答案为：C。
【分析】A.电解水：氢二氧一（体积比）；
B.根据反应物、生成物状态分析；
C.根据高锰酸钾分解原理解答；
D.根据催化剂的性质判断。
9．【答案】B
【知识点】氢气的化学性质与燃烧实验
【解析】【解答】A、硫酸与锌反应产生的氢气中混有水蒸气，Ⅰ、Ⅱ装置之间缺少干燥装置。A答案正确；
B、通氢气前后玻璃管的质量差为反应的氧化铜中氧的质量，反应前后U型管的质量差为反应生成的水的质量，Ⅰ、Ⅱ装置之间没有干燥装置，则使Ⅰ中反应带出的水蒸气进入U形管，使水的质量增大，则氢元素的质量增大，导致，若Ⅱ装置有水冷凝，则使测得的水的质量减小，设冷凝水的质量为m，则氢元素的质量为m/9，但Ⅱ装置质量增加m，则测得的氧元素质量减小m，由于。若设m(H)为n，则m(O)为8n，则测得，Ⅲ装置后缺少干燥装置会导致碱石灰吸收空气中的水蒸气，导致测得的水的质量增加，只有B中氧化铜没有被完全反应，则对测定没有影响.B答案错误；
C、氢气还原氧化铜生成水，Ⅱ装置中玻璃管内有水冷凝。C答案正确；
D、Ⅲ装置后缺少干燥装置，会使碱石灰吸收空气中的水蒸气。D答案正确；
故答案为：B。
【分析】A、根据硫酸与锌反应产生的氢气中混有水蒸气分析；
B、根据实验测得 分析；
C、根据氢气还原氧化铜生成水分析；
D、根据Ⅲ装置后缺少干燥装置，会使碱石灰吸收空气中的水蒸气分析。
10．【答案】D
【知识点】氢气的物理性质
【解析】【解答】氢气流吹起的肥皂泡在空气中上升，直接说明氢气的密度比空气小，如果密度比空气大，肥皂泡会在空气中下降。
故答案为：D。
【分析】根据氢气密度小的性质分析。
11．【答案】C
【知识点】电解水实验；水的组成
【解析】【解答】A、a产生气体用向下排空气法收集，则为氢气，连接电源负极，不符合题意；
B、 U型管中加入少量NaOH的目的是增强导电性 ，不符合题意；
C、该实验说明水由氢元素和氧元素组成，符合题意；
D、 从d管排出并收集到试管中的气体为氧气，可以用带火星的木条检验 ，不符合题意；
故选C
【分析】A、根据电解水正氧负氢，氢气密度小于空气，氧气密度大于空气分析；
B、根据氢氧化钠溶液的导电性分析；
C、根据分子由原子构成分析；
D、根据氧气的验证方法分析。
12．【答案】（1）1
（2）2H2O2H2↑+O2↑；氢、氧
（3）用燃着的木条分别伸入瓶中，木条熄灭的是模拟火星低层的气体，木条无明显变化的是空气；AC
【知识点】空气的组成；氮气及稀有气体的用途；电解水实验；水的组成；原子的定义与构成
【解析】【解答】（1）原子的相对质量=质子数+中子数。故氦﹣3原子内质子数与中子数之和为3，则其所含中子数为 。
（2）水在催化剂和太阳能的作用下分解生成氢气和氧气，该反应的方程式为：
2H2O2H2↑+O2↑ ；该实验正确水是由氢氧元素组成。
（3）①为鉴别一瓶模拟“火星低层大气”组成的气体和一瓶空气，可采用的化学方法是用燃着的木条分别伸入瓶中，木条熄灭的是模拟火星低层的气体，木条无明显变化的是空气 。
②若为满足人类未来在火星上生活，下列研究设想合理的是：
A．将CO2转化为O2，提高O2含量的说法正确，不符合题意；
B．将CO2分解转化为N2，提高N2含量不合理，不符合题意；
C．寻找水的存在和开发水循环技术可行，符合题意。
故答案为：AC.
【分析】（1）根据原子的相对质量等于质子数+中子数来解答；
（2）根据水是由氢氧元素组成，水分解生成氢气和氧气来解答；
（3）根据二氧化碳转换成氧气可以提高氧气的含量，使用新技术对水进行循环使用来提高供人体生活的环境来解答。
13．【答案】（1）活性炭
（2）肥皂水；煮沸
（3）b；
【知识点】电解水实验；水的净化；硬水与软水
【解析】【解答】（1）活性炭具有吸附性，能够吸附水中的色素和异味，故填：活性炭。
（2）① 肥皂水可以鉴别硬水和软水，加入肥皂水后，泡沫多而浮渣少的是软水，泡沫少而浮渣多的是硬水，故填肥皂水。
② 煮沸可使硬水软化，故生活中常用煮沸的方法降低水的硬度，故填：煮沸。
（3）① 电解水正极产生氧气，负极产生氢气，氢气和氧气的体积比是2：1，氧气能使带火星的木条复燃，结合图像可知，b是氧气，故填：b。
② 水在通电的条件下生成氢气和氧气，故文字表达式为：。
【分析】（1）根据活性炭具有吸附性分析。
（2）① 肥皂水可以鉴别硬水和软水，加入肥皂水后，泡沫多而浮渣少的是软水，泡沫少而浮渣多的是硬水。
② 煮沸可使硬水软化，故生活中常用煮沸的方法降低水的硬度。
（3）① 电解水正极产生氧气，负极产生氢气，氢气和氧气的体积比是2：1，氧气能使带火星的木条复燃。
② 水在通电的条件下生成氢气和氧气。
（1）活性炭具有吸附性，能够吸附水中的色素和异味，故填：活性炭；
（2）①肥皂水可以鉴别硬水和软水，加入肥皂水后，泡沫多而浮渣少的是软水，泡沫少而浮渣多的是硬水，故填肥皂水；②煮沸可使硬水软化，故生活中常用煮沸的方法降低水的硬度，故填：煮沸；
（3）①电解水正极产生氧气，负极产生氢气，氢气和氧气的体积比是2：1，氧气能使带火星的木条复燃，结合图像可知，b是氧气，故填：b；②水在通电的条件下生成氢气和氧气，故文字表达式为：
14．【答案】（1）煤炭
（2）存在光腐蚀，能量转换效率低等问题
（3）升高
（4）2H2O2H2+O2；化学
（5）АВ
【知识点】催化剂的特点与催化作用；电解水实验
【解析】【解答】（1）由图1可知，2022年我国能源一次性消费占比最高的是煤炭；
（2）光解水目前未实际投入生产，其原因是存在光腐蚀，能量转换效率低等问题；
（3）由图2可知，温度升高会加快使用氮化铟镓或氮化镓为催化剂进行光解水的反应速率；
（4）水通电分解生成氢气和氧气，反应的化学方程式为2H2O2H2+O2 ，该过程是将电能转化为化学能；
（5）A、氢气燃烧热值高，约是煤的4倍，被视为理想清洁燃料，煤的热值没有氢气高。答案正确；
B、利用电能将水分解。海水中成分复杂，电解时易对电极等材料造成腐蚀或生成不需要的副产物。答案正确；
故答案为：AB。
【分析】（1）根据图示分析；
（2）根据光解水目前未实际投入生产，其原因是存在光腐蚀，能量转换效率低等问题分析；
（3）根据图示分析；
（4）根据水通电分解生成氢气和氧气，该过程是将电能转化为化学能分析；
（5）根据氢气燃烧热值高，电解海水时，海水中溶解的物质会对电极造成腐蚀分析。
15．【答案】C
【知识点】电解水实验
【解析】【解答】解：电解水实验可以观看到两个碳棒上有大量气泡产生，且M端产生的气体是N端产生气体的二分之一；M端的气体能使带火星的木条复燃，则是氧气，N端产生的气体能燃烧，则是氢气。
A、M端产生氧气，N端产生氢气，则两导管口处收集的气体体积之比是 1：2，该说法正确，不符合题意；
B、电解水时通常在水中可加入少量硫酸钠或氢氧化钠以增强导电性的说法正确，不符合题意；
C、将带火星的木条放在M导管口处，木条会复燃，该说法错误，符合题意；
D、M处收集的气体是氧气，可以供给呼吸，该说法正确，不符合题意。
故答案为：C.
【分析】根据电解水实验正极产生氧气、负极产生氢气，二者的体积比是1：2以及氧气的性质来解答。
16．【答案】B
【知识点】氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象；氧气的实验室制法；电解水实验
【解析】【解答】A、红磷燃烧放出热量，会使装置内的气压增大，红磷燃烧会消耗氧气，会使装置内的气压比原来的气压小。A答案错误；
B、催化剂只会改变化学反应速率，不会影响生成物的质量。B答案正确；
C、高锰酸钾加热生成锰酸钾，二氧化锰和氧气，高锰酸钾的质量会减小，会小到等于0。C答案错误；
D、电解水的实验中生成氢气和氧气的体积比为2：1.D答案错误；
故答案为：B。
【分析】A、根据红磷燃烧放出热量，瓶内气压增大，红磷燃烧消耗氧气，瓶内气压减小分析；
B、根据催化剂能改变反应速率分析；
C、根据高锰酸钾制氧气分析；
D、根据电解水的实验中产生氢气和氧气的体积比为2：1分析。
17．【答案】B
【知识点】空气的污染与防治；电解水实验；分解反应及其应用；氢气的化学性质与燃烧实验
【解析】【解答】A、乙是密度最小的气体，则乙是氢气；甲通电生成氢气和丙，则甲是水，丙是氧气；蜡烛和氧气点燃生成水和二氧化碳，则丁是二氧化碳。反应③是蜡烛和氧气点燃生成水和二氧化碳，该反应的反应物为两种物质，不属于分解反应，不符合题意；
B、物质乙是氢气，氢气燃烧时产生淡蓝色火焰，符合题意。
C、甲是水，乙是氢气，丙是氧气，水通电生成氢气和氧气的体积比是2：1，质量比是1：8，不符合题意；
D、丁是二氧化碳，二氧化碳是空气的成分，不属于空气污染物之一，不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据氢气是密度最小的气体，水通电分解生成氢气和氧气，蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，结合图像中物质间关系推导出各物质，再结合分解反应定义、氢气燃烧现象、空气污染物的种类分析。
18．【答案】D
【知识点】电解水实验
【解析】【解答】A、与图1中U型管左侧电极相连的是电源负极，所以图1中U型管左侧电极产生的气体是氢气。A答案错误；
B、图1中U型管左侧电极相连的是电源负极，U型管左侧电极产生的气体是氢气，U型管右侧电极产生的气体是氧气。所以
图1中U型管左右电极产生气体的体积比为2：1。B答案错误；
C、图2电流表指针大幅度偏转说明氢氧燃料电池氢气和氧气已发生反应，将化学能转化为电能。C答案错误；
D、图2电流表指针大幅度偏转说明氢氧燃料电池氢气和氧气已发生反应，将化学能转化为电能。D答案正确；
故答案为：D。
【分析】本题需要对水的电解实验熟悉，根据图1中电源的正负极判断左边产生的是氢气，右边产生的是氧气，且体积比为2：1；图2中电流表指针大幅度偏转说明有电流产生。
19．【答案】（1）元素
（2）③④
（3）煮沸
（4）吸附
（5）O2；用带火星的小木条，若能使带火星的小木条复燃，则是氧气；2；2H2O2H2↑+O2↑；氢元素和氧元素
【知识点】电解水实验；水的净化；硬水与软水；保护水资源
【解析】【解答】（1）物质是由元素组成的，这里的锶、硒不是指的具体物质，而是强调组成物质的元素，故答案为：元素；
（2）①农药化肥能使农作物增产，要合理使用农药化肥，不能禁止使用农药化肥，此选项错误；
②工业废水不能直接排放，要处理达标后再排放，此选项错误；
③水资源有限，日常生活中要节约用水，此选项正确；
④加强水质监测，以保护水资源，此选项正确；
故答案为：③④；
（3）硬水中含有较多的钙镁化合物，生活中常用煮沸的方法将水中的钙镁化合物转化成沉淀，从而降低水的硬度，故答案为：煮沸；
（4）活性炭具有吸附性，能吸附水中的色素和异味，家用净水器利用活性炭的吸附性，可在一定程度上净化水质，故答案为：吸附；
（5）①量筒A与正极相连，收集到的气体是氧气，化学式为：O2；氧气具有助燃性，实验室检验氧气用带火星的小木条，若能使带火星的小木条复燃，则是氧气；故答案为：O2、用带火星的小木条，若能使带火星的小木条复燃，则是氧气；
②电解水正氧负氢，氢二氧一，即正极产生氧气，负极产生氢气，氢气与氧气的体积比为2：1，B与负极相连所以产生的气体为氢气，若其中量筒B内液面下降至4mL处（即收集到4mL氢气），根据氢气与氧气的体积比为2：1可算出此时A收集到的气体（氧气）为2mL，故答案为：2；
③电解水生成氢气和氧气，方程式为：2H2O2H2↑+O2↑；电解水生成氢气和氧气，氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，根据反应前后元素种类不变，可推出水是由氢元素、氧元素组成的，故答案为：氢元素和氧元素。
【分析】（1）根据物质都由元素组成分析；
（2）根据保护水资源的措施回答；
（3）根据生活中用煮沸的方法降低水的硬度，实验室用蒸馏的方法降低水的硬度分析回答；.
（4）根据活性炭具有吸附性可以用来除去水中的色素和异味回答；
（5）根据电解水实验的生成物、氧气的检验方法、电解水的化学方程式和实验结论回答；
（1）物质是由元素组成的，这里的锶、硒不是指的具体物质，而是强调组成物质的元素，故填：元素；
（2）①农药化肥能使农作物增产，要合理使用农药化肥，不能禁止使用农药化肥，此选项错误；
②工业废水不能直接排放，要处理达标后再排放，此选项错误；
③水资源有限，日常生活中要节约用水，此选项正确；
④加强水质监测，以保护水资源，此选项正确。
故选③④；
（3）硬水中含有较多的钙镁化合物，煮沸能将水中的钙镁化合物转化成沉淀，从而降低水的硬度；
（4）活性炭疏松多孔具有吸附性，能吸附水中的色素和异味，家用净水器利用活性炭的吸附性，可在一定程度上净化水质；
（5）①量筒A与正极相连，收集到的气体是氧气，化学式为：O2；氧气具有助燃性，实验室检验氧气用带火星的小木条，若能使带火星的小木条复燃，则是氧气；
②电解水正氧负氢，氢二氧一，B与负极相连产生的气体为氢气，若其中量筒B内液面下降至4mL处（即收集到4mL氢气），则此时A收集到的气体（氧气）为2mL；
③电解水生成氢气和氧气，方程式为：2H2O2H2↑+O2↑；电解水生成氢气和氧气，氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，根据反应前后元素种类不变，可推出水是由氢元素、氧元素组成的。
20．【答案】（1）2：1；用带火星的木条靠近尖嘴口，打开活塞，若木条复燃，则证明该气体是氧气
（2）气体燃烧，产生淡蓝色火焰
（3）水氢气+氧气
（4）CAB
（5）H、O
（6）氢元素和氧元素
【知识点】电解水实验；水的组成
【解析】【解答】（1）水通电生成氢气、氧气，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气；玻璃管a与负极相连，产生氢气；玻璃管b与正极相连，产生氧气，根据实验结果可知气体的体积比为 2：1。
检验氧气的方法是：带火星的木条靠近b管口，打开活塞，木条复燃说明是氧气。
（2）导管口d处点燃氢气，氢气燃烧的现象是： 气体燃烧， 产生淡蓝色火焰。
（3）实验甲中反应是水的电解，水的电解文字符号表达式：。
（4）化学反应的实质是在化学变化中分子分解成原子，原子重新组合成新的分子；水分解过程中微粒变化先水分子分解成H和O，之后H和O重新组合成氢气分子和氧气分子，故化学变化过程中出现的顺序排列为：CAB；
故答案为：CAB。
（5）在化学变化中，分子可分，而原子不可分，故没有发生变化的微粒是H和O。
（6）由以上探究可以得出结论：水是由氢元素和氧元素组成的。
【分析】水通电生成氢气、氧气，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气；
根据质量守恒定律，化学反应前后，原子种类、个数不变，元素种类不变分析；
在化学变化中，分子可分，而原子不可分；
水通电化学反应的实质是在化学变化中水分子分解成原子，原子重新组合成新的分子。
21．【答案】（1）长颈漏斗；水槽
（2）B；D
（3）2H2O2 2H2O + O2↑；在水中推上玻璃片；向上
（4）b；可以随时控制反应
【知识点】氧气的实验室制法；氢气的物理性质
【解析】【解答】（2）实验室用锌和稀硫酸反应制取氢气，属固液在常温下的反应，选B装置；氢气的密度比空气小，故用向上排空气法收集，选D装置；（3）过氧化氢分解生成的是水和氧气：2H2O2 2H2O + O2↑；装置E是用排水法收集氧气，收集满后要在水槽中盖好玻璃片，正放在实验台上；（4）铜丝绕成螺旋状可增大它与过氧化氢的接触面积；氧化铜能催化过氧化氢分解，当需要反应时，将铜丝推入过氧化氢溶液中；不需要反应时，将同时往上拉，氧化铜与过氧化氢分离，反应停止，即该反应可以随时控制反应的发生和停止。
故答案为：（1）长颈漏斗；水槽
（2）B；D
（3）2H2O22H2O + O2↑；在水中推上玻璃片；向上
（4） b； 可以随时控制反应
【分析】（1）根据实验室常用仪器名称和题中所指仪器的作用可答题
（2）依据气体制取发生装置的选择原则和氢气的密度可答题
（3）实验室用过氧化氢制氧气是过氧化氢在二氧化锰催化作用生成氧气和水，用排水法收集气体出水面前盖上玻璃片，密度小倒扣，密度大正方。
（4）在化学反应过程中，将固体绕成螺旋状易于增大接触面积，而将粉末状的固体换成铜丝的，我们可以在反应过程中分离固体和液体，从终止反应。
22．【答案】（1）催化作用
（2）收集储存产生的气体
（3）关闭K2，打开K1，通入氧气；将燃着的木条置于三通管口处；氧气浓度越高，燃烧越剧烈
【知识点】氢气的化学性质与燃烧实验
【解析】【解答】（1）A瓶中是过氧化氢制取氧气，而硫酸铜的作用是加快了过氧化氢的分解产生氧气的速度；
（2）AB两套装置中气球的作用是收集储存产生的气体 （氧气和氢气）；
（3）已知A装置产生的是氧气，B装置产生的是氢气；
①打开K1， 关闭K2 后通入氧气， 将带火星的木条置于三通管口处，观察到木条复燃，将燃着的木条移开，管口处无火焰 ；
②关闭，打开，通入氢气将燃着的木条置于三通管口处，管口处有火焰，移去燃着的木条，氢气安静地燃烧；
③把铁片放在火焰上一段时间，铁片呈红热状，打开，通入氧气，铁片迅速熔断被切割，由此得出的结论是氧气浓度越高，燃烧越剧烈 。
【分析】（1）硫酸铜可以代替二氧化锰作过氧化氢的分解产生氧气的催化剂；
（2）气球可以代替集气瓶收集气体；
（3）根据打开不同地方的弹簧夹来进行不同物质的性质实验。
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