内容正文:
易错13 水的组成
【易错分析一】、电解水实验中常见错误
错误类型
实例与解读
对氢气性质认识不全面
氢气只有可燃性
氢气既有可燃性又有还原性
氢气只有还原性
少量的氢氧化钠溶液或硫酸溶液作用认识错误
认为氢氧化钠或硫酸是反应的催化剂
虽然氢氧化钠或硫酸在反应中质量和化学性质反应前后不变,但是它们并没有改变反应的活化能,故不是催化剂!
对异常现象解释错误
电解水时V(H2)>V(O2)
相同条件下H2比O2更难溶
若用金属电极时,部分氧气于金属电极发生反应,会耗去少量的O2。
对电解水结论的认识不足
只有电解水实验才能证明水的组成
氢气的燃烧和氢气还原金属氧化物的实验也可以证明水的组成
电解水实验只能证明水的组成
还能证明水分子的微观结构
还能证明化学变化的实质
【错题纠正】
1. (2022·湖北孝感·中考真题)如图是教材中两个实验,下列有关说法错误的是( )
A.实验①点燃氢气之前要检验其纯度
B.实验②a,b两管上方生成气体的体积比的为2:1
C.两个实验中发生的反应都是分解反应
D.两个实验均可证明水的组成
2. (2022年上海中考化学模拟)在做电解水实验时,先在水中加入少量含酚酞的硫酸钠溶液,通直流电一段时间,现象如图所示。则下列说法正确的是( )
A.与电源负极相连的电极附近的溶液中存在大量OH-
B.在此反应中化学能转化为电能
C.气体a和气体b的质量比为1:2
D.此反应说明水是由氢气和氧气组成
【知识清单】
水的组成(电解水实验)
(1)原理:通过生成物的元素组成判断反应物的元素组成,电解水化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑。
(2)装置(如图)
(3)现象:接通直流电源后,电极上有气泡产生,与电源正极相连的玻璃管(试管)内产生的气体体积小,与负极相连的玻璃管(试管)内产生的气体体积大,体积比大约为1∶2。
【特别提醒】
①电解水时通常在水中加入少量的氢氧化钠(或硫酸钠)是为了增强导电性,它们本身不参与反应;
②电解水是将电能转化为化学能。
(4)产生气体的检验及产物的判断(针对图2装置)
①负极:用一根点燃的火柴接近甲玻璃管尖嘴处,慢慢打开活塞,气体能燃烧(或点燃时有爆鸣声)并产生淡蓝色火焰,证明是氢气。
②正极:用一根带火星的木条靠近乙玻璃管尖嘴处,慢慢打开活塞,带火星的木条复燃,证明是氧气。
(5)结论:水是由氢元素和氧元素组成的化合物。
(6)结论的推广及应用
①通过生成氢气和氧气的体积比为2∶1,推断出水分子组成中氢原子与氧原子的个数比为2∶1,经进一步科学确认,得出水的化学式为H2O。
②化学反应的实质就是分子分裂成原子,原子重新结合成分子。
③验证了化学变化中分子可分而原子不可再分。
④通过产生氢气和氧气的体积比,我们可计算出产生氢气和氧气的质量比为1∶8。
【特别说明】在实验操作中两试管收集的气体体积比往往小于1∶2,这是因为:
①氧气在水中的溶解度比氢气大;
②氧气的氧化性很强,有时在电极上就与电极发生了氧化反应。
【变式练习】
1.(2022·山东日照·中考真题)用如图所示装置电解水,下列说法错误的是( )
A.M、N两导管口处收集的气体质量之比是1:8
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M导管口处,木条会复燃
D.N处收集的气体,靠近火焰,若发出尖锐的爆鸣声,说明不纯
2. (2021甘肃兰州一模)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氢氧化钠),下列说法正确的是( )
A.a管应连接电源的正极
B.d管中的气体先收集满
C.U型管中加入少量氢氧化钠的目的是增强导电性
D.该实验说明水分子中含有氢分子和氧分子
3. 如图是电解水实验的改进装置,下列有关说法错误的是( )
A.固定住一支注射器,向外拉动另一支注射器活塞,松开手后,活塞能恢复原位,说明装置气密性良好
B.U形管中加入的可以是硫酸钠稀溶液
C.实验时正、负两极产生气体的体积比约为1:2
D.正极产生的气体能燃烧
4. (2022·江苏·九年级专题练习)1800年,人类电解水获得成功。某同学利用如图所示装置进行该实验时,发现左、右两侧试管内气体体积比略大于2:1.下列说法错误的是( )
已知:
①相同条件下,气体的体积比等于气体的分子个数比;
②常温常压时,1L水可溶解0.031L O2、0.57L O3。
A.水在通电时能发生化合反应
B.实验中若加入少量NaOH溶液,则导电性增强
C.从实验结果可以确定,相同条件下,H2在水中的溶解度比O2的小
D.若右侧试管内产生少量O3,也会使左右两侧试管内气体体积比略大于2:1
5. (2021