兴趣小组追寻科学家的足迹，对水进行探究。【宏观辨识】根据实验探究水的组成

1. 兴趣小组追寻科学家的足迹，对水进行探究。

【宏观辨识】根据实验探究水的组成

(1) 水的合成：在密闭容器中将氢气和氧气的混合气体点燃，根据容器内生成的小水珠可知，水是由组成的化合物。

(2) 水的分解：电解水一段时间后（如图），观察到管a和管b中气体体积比为，经检验管a中的气体是（填化学式）。

(3) 【证据推理】结合实验现象推算水分子中氢、氧原子个数比。

方法一：根据相同条件下气体的体积比等于其分子的个数比，得出电解水的产物中氢、氧原子个数比为，进而推算出结果。

方法二：已知电解水实验中氢气和氧气的体积比和正、负极产生气体的，可计算出水中各元素质量比，结合氢、氧原子的相对原子质量，可进一步推算出结果。

【模型构建】以分子构成的物质为例，图中“▲”表示的是。

【考点】

电解水实验; 实验探究物质的组成成分以及含量; 水的组成及变化的探究; 定性实验（控制变量、空白实验、对比实验）;

【答案】

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实验探究题普通

1. 有一包白色粉末，可能是NaHCO₃、NaCl中的一种或两种。同学们设计了如下两个实验对其成分进行探究。

【定性探究】样品成分验证

(1) 请完善下面的表格。

实验步骤	实验现象	实验结论
步骤一：取适量样品完全溶解在水中，向其中滴加足量稀HNO₃	有产生	样品中含有NaHCO₃
步骤二：取步骤一反应后的溶液于试管中，向其中滴加溶液	有产生	样品中含有NaCl

(2) 【定量探究】样品中NaHCO₃的质量分数。

【设计实验】装置图如下：

【进行实验】

已知：装置B、C、D中药品均足量。

①连接装置并检查气密性，加入ag样品于锥形瓶中

②打开K₁ ，通一段时间氮气后，称量装置B、C的质量分别是a₁g和a₂g，记录数据。

③关闭K₁ ，打开K₂ ，向锥形瓶中缓慢注入足量稀硫酸，关闭K₂

④待锥形瓶中无气泡产生时…关闭K₁。第二次称量装置B、C的质量分别是a₃g和a₄g，记录数据。

【分析讨论】

A中反应的化学方程式是。

(3) 装置D的作用是。

(4) 将④中省略号处的操作补充完整。

(5) 如果没有步骤②中通一段时间N₂的操作，会使测得NaHCO₃的质量分数（选填“偏大”“偏小”或“无影响”）。

(6) 【得出结论】

样品中NaHCO₃的质量分数是（用含有相关字母的式子表示）。

实验探究题困难

2. 兴趣小组对我国的太空舱制取氧气系统(其剖面如图所示)进行了研究性学习。

I．多角度认识制氧原理电源

(1) 太空舱制氧系统中电源A极是极；将燃着的蜡烛放入b管收集的气体中，看到燃烧。

(2) 太空舱制氧原理的化学方程式为，反应过程中种类和数目均没有发生变化的微粒是(用符号表示)。

(3) 太空舱制氧过程中消耗的水和生成的氧气的质量关系是____(填序号)。 A.

(4) II．多措施提高制氧效率

【查阅资料】

提高电解效率的措施主要包括：增强水的导电性、改变电解温度、设置超声波场等。

【讨论分析】

用30%的KOH溶液代替水进行电解，增大了水中的浓度，增强了水的导电性。

(5) 升高电解温度能提高制氧效率的原因之一是：温度升高，微粒。

(6) 如图分别为两种不同条件下不锈钢电极表面的气泡直径分布情况图。

①气泡覆盖在电极表面使电解反应界面(选填“增大”或“减小”)，降低了电解效率。

②超声波振动能提高电解效率的原因是。

实验探究题困难

3. 小明观察到做口水草缸（水草和鱼共存）中不断有气体通入，如图所示，他对此很感兴趣，于是跟小组同学进行了如下探究。

探究Ⅰ：向水草缸中通入的气体是什么？

【作出猜想】可能是空气或 $\text{[math]}$ 。

【实验1】将气体细化器从水中取出，收集一瓶通入的气体，将燃着的木条伸入瓶内，发现木条立即熄灭，说明猜想不成立。

【提出新猜想】可能是 $\text{[math]}$ 或 $\text{[math]}$ 。

(1) 【实验2】将该气体通入中，根据现象确定通入的气体是 $\text{[math]}$ 。

(2) 【交流讨论】通入 $\text{[math]}$ 有利于水草进行光合作用。光合作用放出的气体为。

(3) 探究Ⅱ：利用生活中的物质自制简易 $\text{[math]}$ 发生器并应用于水草缸中。

【回忆旧知】实验室制取 $\text{[math]}$ 的反应原理为（用化学方程式表示）。

(4) 【选择药品】小组讨论后选择了鸡蛋壳、小苏打和白醋等。

【设计装置】利用塑料瓶、输液管等材料，设计并制作了如图所示的甲、乙两套发生装置（乙中的夹持装置已省略）。

【分析讨论】

装置甲可随时控制反应的发生与停止。向装有白醋的瓶中加入鸡蛋壳，拧紧瓶塞，使反应发生的具体操作为。

(5) 与甲相比，装置乙既可控制反应的速率，又可得到持续稳定的气流，故选择乙与下图所示装置（用于除杂和观察气泡）组装成 $\text{[math]}$ 发生器。下列分析正确的是____（选填字母）。

A. 乙中的b口应与图32中的c口相连接 B. 为除去 $\text{[math]}$ 中混有的醋酸，X可以是NaOH溶液 C. 可根据X中冒出气泡的快慢来调节乙中的流速调节器

(6) 【实践应用】小组同学用自制的 $\text{[math]}$ 发生器连接气体细化器向水草缸中通入气体，实践效果很好。使用气体净化器的作用是。

反思拓展： $\text{[math]}$ 发生器的不合理使用会影响缸中鱼类生存，请写出使用时的一条注意事项：。

实验探究题困难