3. 实验小组用右图装置完成电解水实验并收集产生的气体。下列说法错误的是(
A.a端应连接电源的负极
B.c管与d管收集到的总气体的体积之比为2：1
C.c管收集到的气体是氢气
D.d管中的气体先收集满
D
)。A.a端应连接电源的负极
B.c管与d管收集到的总气体的体积之比为2：1
C.c管收集到的气体是氢气
D.d管中的气体先收集满
答案：3.D
解析：
【分析】
要解决这道题，需结合电解水实验的核心规律“正氧负氢，氢二氧一”，以及气体密度与收集方法的关系分析：电解水时，电源负极连接的电极产生氢气（体积大、密度小），用向下排空气法收集；正极连接的电极产生氧气（体积小、密度大），用向上排空气法收集，据此判断各选项正误。
【解析】
根据电解水实验规律“正氧负氢，氢二氧一”：
1. 选项A：c管用向下排空气法收集密度小的气体，说明c管连接的是电源负极，因此a端应连接电源负极，A说法正确；
2. 选项B：c管收集氢气，体积是氧气体积的2倍，因此c管与d管收集到的总气体体积之比为2:1，B说法正确；
3. 选项C：c管收集的是体积大、密度小的氢气，C说法正确；
4. 选项D：相同时间内产生氢气的体积是氧气的2倍，因此c管（氢气）会先收集满，d管（氧气）后满，D说法错误。
【答案】
D
【知识点】
电解水实验；气体收集方法
【点评】
本题考查电解水实验的基础知识点，需掌握正负极产物、体积比及气体收集方法的应用，属于基础题型，难度较低。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需结合电解水实验的核心规律“正氧负氢，氢二氧一”，以及气体密度与收集方法的关系分析：电解水时，电源负极连接的电极产生氢气（体积大、密度小），用向下排空气法收集；正极连接的电极产生氧气（体积小、密度大），用向上排空气法收集，据此判断各选项正误。
【解析】
根据电解水实验规律“正氧负氢，氢二氧一”：
1. 选项A：c管用向下排空气法收集密度小的气体，说明c管连接的是电源负极，因此a端应连接电源负极，A说法正确；
2. 选项B：c管收集氢气，体积是氧气体积的2倍，因此c管与d管收集到的总气体体积之比为2:1，B说法正确；
3. 选项C：c管收集的是体积大、密度小的氢气，C说法正确；
4. 选项D：相同时间内产生氢气的体积是氧气的2倍，因此c管（氢气）会先收集满，d管（氧气）后满，D说法错误。
【答案】
D
【知识点】
电解水实验；气体收集方法
【点评】
本题考查电解水实验的基础知识点，需掌握正负极产物、体积比及气体收集方法的应用，属于基础题型，难度较低。
【难度系数】
0.6
1. 右图是一定体积的氢气和不同体积的氧气化合成水(液态)的实验数据的关系图(横坐标表示通入氧气的体积,纵坐标表示反应后剩余气体的体积)。下列说法错误的是(
A.虚线部分表示剩余的氧气
B.实线部分表示剩余的氧气
C.实线与虚线的交点表示两种气体恰好完全反应
D.反应容器中充入4 mL氢气
B
)。A.虚线部分表示剩余的氧气
B.实线部分表示剩余的氧气
C.实线与虚线的交点表示两种气体恰好完全反应
D.反应容器中充入4 mL氢气
答案：1.B
解析：
【分析】
首先明确氢气与氧气反应的原理：氢气和氧气反应生成水，化学方程式为$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{点燃} 2H_{2}O}$，反应中$\ce{H_{2}}$与$\ce{O_{2}}$的体积比为$2:1$。本题横坐标为通入氧气的体积，纵坐标为反应后剩余气体体积，需结合图像分析剩余气体成分：当通入$\ce{O_{2}}$体积为$2\ \mathrm{mL}$时，剩余气体体积为$0$，说明此时$\ce{H_{2}}$和$\ce{O_{2}}$恰好完全反应，由此可推出初始$\ce{H_{2}}$体积为$4\ \mathrm{mL}$；当通入$\ce{O_{2}}$体积小于$2\ \mathrm{mL}$时，$\ce{O_{2}}$不足，$\ce{H_{2}}$过量，剩余气体为$\ce{H_{2}}$；当通入$\ce{O_{2}}$体积大于$2\ \mathrm{mL}$时，$\ce{O_{2}}$过量，剩余气体为$\ce{O_{2}}$，据此判断各选项对错。
【解析】
根据反应$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{点燃} 2H_{2}O}$，$\ce{H_{2}}$与$\ce{O_{2}}$反应体积比为$2:1$：
1. 图像中，当通入$\ce{O_{2}}$体积为$2\ \mathrm{mL}$时，剩余气体体积为$0$，说明两种气体恰好完全反应，因此初始$\ce{H_{2}}$体积为$4\ \mathrm{mL}$，故D选项正确；
2. 当通入$\ce{O_{2}}$体积小于$2\ \mathrm{mL}$时，$\ce{O_{2}}$完全反应，$\ce{H_{2}}$剩余，对应实线部分，因此实线表示剩余氢气，而非剩余氧气，故B选项错误，A选项正确（虚线部分为$\ce{O_{2}}$过量时的剩余气体，即剩余氧气）；
3. 实线与虚线的交点（横坐标$2\ \mathrm{mL}$处）剩余气体体积为$0$，说明两种气体恰好完全反应，故C选项正确。
【答案】
B
【知识点】
化学方程式应用、气体反应体积关系
【点评】
本题结合图像考查氢气与氧气反应的体积关系，核心是利用反应的体积比例分析图像中剩余气体的成分，需准确理解图像横纵坐标的意义，属于中等难度的图像分析题。
【难度系数】
0.5
首先明确氢气与氧气反应的原理：氢气和氧气反应生成水，化学方程式为$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{点燃} 2H_{2}O}$，反应中$\ce{H_{2}}$与$\ce{O_{2}}$的体积比为$2:1$。本题横坐标为通入氧气的体积，纵坐标为反应后剩余气体体积，需结合图像分析剩余气体成分：当通入$\ce{O_{2}}$体积为$2\ \mathrm{mL}$时，剩余气体体积为$0$，说明此时$\ce{H_{2}}$和$\ce{O_{2}}$恰好完全反应，由此可推出初始$\ce{H_{2}}$体积为$4\ \mathrm{mL}$；当通入$\ce{O_{2}}$体积小于$2\ \mathrm{mL}$时，$\ce{O_{2}}$不足，$\ce{H_{2}}$过量，剩余气体为$\ce{H_{2}}$；当通入$\ce{O_{2}}$体积大于$2\ \mathrm{mL}$时，$\ce{O_{2}}$过量，剩余气体为$\ce{O_{2}}$，据此判断各选项对错。
【解析】
根据反应$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{点燃} 2H_{2}O}$，$\ce{H_{2}}$与$\ce{O_{2}}$反应体积比为$2:1$：
1. 图像中，当通入$\ce{O_{2}}$体积为$2\ \mathrm{mL}$时，剩余气体体积为$0$，说明两种气体恰好完全反应，因此初始$\ce{H_{2}}$体积为$4\ \mathrm{mL}$，故D选项正确；
2. 当通入$\ce{O_{2}}$体积小于$2\ \mathrm{mL}$时，$\ce{O_{2}}$完全反应，$\ce{H_{2}}$剩余，对应实线部分，因此实线表示剩余氢气，而非剩余氧气，故B选项错误，A选项正确（虚线部分为$\ce{O_{2}}$过量时的剩余气体，即剩余氧气）；
3. 实线与虚线的交点（横坐标$2\ \mathrm{mL}$处）剩余气体体积为$0$，说明两种气体恰好完全反应，故C选项正确。
【答案】
B
【知识点】
化学方程式应用、气体反应体积关系
【点评】
本题结合图像考查氢气与氧气反应的体积关系，核心是利用反应的体积比例分析图像中剩余气体的成分，需准确理解图像横纵坐标的意义，属于中等难度的图像分析题。
【难度系数】
0.5
2. 某同学在进行电解水实验时，发现该反应的反应速率较小，且产物氢气与氧气的体积比很难达到理论值。为探究电解水时所需NaOH溶液的最佳浓度，在图1装置中分别注入质量分数为10％、12％、14％、16％、18％、20％的NaOH溶液，在9 V电压下电解3 min，产生氢气和氧气的体积如图2所示。下列说法正确的是（
A.b管中产生的气体可作燃料
B.实验过程中的能量转化形式是化学能转化为电能
C.该实验中，NaOH溶液的浓度越大，产生气体的速率越大
D.电解质量分数为14％的NaOH溶液，产生的氢气、氧气的体积比最接近理论值
D
）。A.b管中产生的气体可作燃料
B.实验过程中的能量转化形式是化学能转化为电能
C.该实验中，NaOH溶液的浓度越大，产生气体的速率越大
D.电解质量分数为14％的NaOH溶液，产生的氢气、氧气的体积比最接近理论值
答案：2.D
解析：
【分析】首先明确电解水的核心知识：电解水时，电源负极产生氢气，正极产生氧气，二者理论体积比为2:1；NaOH溶液在实验中起增强导电性的作用，不参与反应。接下来逐一分析选项：A选项需判断b管气体种类及用途；B选项判断电解过程的能量转化；C选项结合图2数据判断NaOH浓度与产气速率的关系；D选项计算各浓度下氢氧气体体积比，对比理论值（2:1）判断是否接近。
【解析】电解水时，与电源负极相连的电极产生氢气，与正极相连的产生氧气，体积比理论为2:1。
选项A：图1中b管连接电源正极，产生的气体是氧气，氧气具有助燃性，不能作燃料，A错误。
选项B：电解水过程是将电能转化为化学能，而非化学能转化为电能，B错误。
选项C：从图2数据可知，NaOH浓度为18%时产生氢气体积（9.3mL）大于20%时（8.8mL），说明并非浓度越大产气速率越大，C错误。
选项D：计算各浓度下氢氧体积比：10%时≈5/2.1≈2.38，12%时≈6.2/3.2≈1.94，14%时≈7.5/3.7≈2.03，16%时≈8.2/4.3≈1.91，18%时≈9.3/5.2≈1.79，20%时≈8.8/5.1≈1.73，理论体积比为2:1，因此14%的NaOH溶液产生的气体体积比最接近理论值，D正确。
【答案】D
【知识点】电解水实验、溶液导电性与反应速率
【点评】本题结合实验图像考查电解水相关知识，需准确分析图像数据，结合电解水原理判断各选项，难度中等。
【难度系数】0.5
【解析】电解水时，与电源负极相连的电极产生氢气，与正极相连的产生氧气，体积比理论为2:1。
选项A：图1中b管连接电源正极，产生的气体是氧气，氧气具有助燃性，不能作燃料，A错误。
选项B：电解水过程是将电能转化为化学能，而非化学能转化为电能，B错误。
选项C：从图2数据可知，NaOH浓度为18%时产生氢气体积（9.3mL）大于20%时（8.8mL），说明并非浓度越大产气速率越大，C错误。
选项D：计算各浓度下氢氧体积比：10%时≈5/2.1≈2.38，12%时≈6.2/3.2≈1.94，14%时≈7.5/3.7≈2.03，16%时≈8.2/4.3≈1.91，18%时≈9.3/5.2≈1.79，20%时≈8.8/5.1≈1.73，理论体积比为2:1，因此14%的NaOH溶液产生的气体体积比最接近理论值，D正确。
【答案】D
【知识点】电解水实验、溶液导电性与反应速率
【点评】本题结合实验图像考查电解水相关知识，需准确分析图像数据，结合电解水原理判断各选项，难度中等。
【难度系数】0.5