某化学实验小组在“探究水的组成”实验中，请你参与：【提出问题】水是由什么元素组成的呢？【实验设计】该小组选用以下J1202型学生电源，并设计了如图所示的实验装置：【实验步骤】步骤1：把图中导线①②分别与学生电源连按。步骤2：关闭两支玻璃管上方的活塞，打开电源、选择12V的输出电压。步骤3：电解一段时间后，观察并比较管内气体的量。然后关闭电源，慢慢打开两支玻璃管上方的活塞，用燃着的小木条先后分别放在两支玻璃管的尖嘴口检验。【观察现象】（1）电解时，两个电极上都有________产生。（2）甲管与乙管内气体的体积比约为________。（3）关闭电源后，用燃着的小术条检验时，现象是：A处________，B处________。【实验结论】电解后产生了氧气和氢气；（4）水是由________组成的。【讨论与交流】（5）该反应的化学方程式是________（注明反应条件）（6）该学生电源有2v~16v共八档输出电压，电解水时选择哪个电压最为合适呢？请你利用本装置进行探究，简单写出你的设计方案（操作方法和观察要点等）。

重庆一中化学小组以石墨做电极．对电解水实验进行了如下探究。

（1）用图一装置进行实验，写出电解水反应的化学反应式，当A、B电极上均有气泡产生时，C中液面（填“上升”、“下降”或“不变”）。

（2）电解纯水的速率较慢，可通过改变电压、加入 $\text{[math]}$ 固体等方法提高电解水的速率．小组同学进行多次实验，测得产生20mL氢气所需时间如图二所示，电解水速率最快的组合是（填序号）。

a.5% $\text{[math]}$ 溶液，电压为12V

b.5% $\text{[math]}$ 溶液，电压为6V

c.10% $\text{[math]}$ 溶液，电压为12V

d.10% $\text{[math]}$ 溶液，电压为6V

【问题】以石墨做电极，选择10%的 $\text{[math]}$ 溶液进行电解水实验，测得数据如表一所示。发现正负两极气体体积比远小于1：2．体积比异常的原因是什么呢?

表一：

【信息】

资料1：在20℃、1个标准大气压下，1体积水中分别最多可溶解约0.018体积的氢气和0.031体积的氧气。

资料2：溶液不显电性， $\text{[math]}$ 在水中全部以 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的形式存在， $\text{[math]}$ 在水中全部以 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的形式存在。

资料3： $\text{[math]}$ 可与 $\text{[math]}$ 溶液反应生成 $\text{[math]}$ 。

【猜想】

猜想一：氧气比氢气更易溶于水，导致体积比小于1：2

猜想二：石墨电极与氧气反应生成 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 被 $\text{[math]}$ 溶液吸收，导致体积比小于1：2

【实验】

（3）①图一电解水装置中水的总体积为100mL，假设氢气和氢气在水中溶解达到最大值，则表一第三次电解水实际产生的氧气和氢气的体积比为，仍小于1：2，说明导致体积比异常原因不止氢气和氧气在水中的溶解性差异。

②为了验证猜想二，甲同学利用数字化实验设备测定反应后液体中离子个数比为（填序号），证明猜想二也成立。

a.1：1 b.1：6 c.1：1.5 d.2：1

【反思】

（4）为使电解水反应准确高效，选择电极材料时应综合考虑多方因素，所以适合的电极材料应具备以下哪些性质（填序号）。

a.导电性好

b.价格昂贵

c.与氢氧化钠发生反应

d.不与氢气或氧气反应

实验探究题困难

【提出问题】加入氯化钠的水通电时，石墨电极上分别生成了什么气体？

【查阅资料】①氯气（ $\text{[math]}$ 是黄绿色、有刺激性气味的有毒气体，常温下1体积水能溶解2体积 $\text{[math]}$ ；

②氯化钠溶液就是在水中加了氯化钠。

【提出假设】假设1：电极上分别生成了氧气和氯气；

假设2：电极上分别生成了氢气和氧气；

假设3：。

【设计实验】小红用如图所示的装置来电解加了氯化钠的水。并收集两个电极上产生的气体。

实验步骤	实验现象	解释或结论
①按照如图所示，连接好实验装置，通电一段时间后，用a、b两支试管分别收集两根石墨电极上产生的气体，观察气体的颜色。	a试管收集到黄绿色气体，b试管收集到无色气体。	通过对气体颜色的分析，说明猜想肯定是错误的。
②用拇指堵住b试管，移近点燃的酒精灯，松开拇指。	听到。	证明b试管中收集的气体为氢气。