4.3 水的组成（考点解读）-2023-2024学年九年级化学上册同步考点解读与专题训练（人教版）

4.3 水的组成（考点解读）（原卷版） 1、电解水实验 电解水实验如图所示： （1）实验用品有：水槽、试管、直流电、石墨电极（正极不能用铜等金属或与氧气反应的电极）、12V的直流电源； （2）实验过程及现象：按照上面的实物图所示，连接好装置，为增强水的导电性，可在水中加入少量稀硫酸或氢氧化钠溶液（一般不加氢氧化钠溶液，容易起泡沫），闭合电路后，会看到试管内的电极上出现气泡，过一段时间，与电源正（氧气），负极（氢气）相连的试管产生的气体体积比约为1：2，（氧气的密度为1.429g/mL，氢气的为0.089g/mL；通过计算可得氧气与氢气的质量比为8：1，氢，氧两种分子和原子个数比都是2：1）；可简单概括为：“正氧负氢1：2，质量比为8：1”；（简记：正氧负氢，氢二氧一） （3）该实验结论或推论有： a.水由氢、氧两种元素组成； b.水（分子）中，氢、氧两种元素的原子个数比为2：1，通电后生成氢气、氧气两种气体的分子个数比为2：1、体积比为2：1； c.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，该反应的文字方程式为； d.化学反应前后，原子种类、个数不变，元素种类不变； e.在化学变化中，分子可分，而原子不可分； f.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（或聚集后直接构成物质）； g.分子是保持物质化学性质的最小粒子； h.原子是化学变化中的最小粒子； i.氧气是由氧元素组成；氢气是由氢元素组成； j.水是由水分子构成的；一个水分子是由二个氢原子和一个氧原子构成；一个氢气分子是由二个氢原子构成；一个氧气分子是由二个氧原子构成； k.水是纯净物中的化合物中的氧化物，氧气和氢气是纯净物中的单质； l.该实验中发生的化学反应属于分解反应。 （4）电解水时的误差分析，即氧气、氢气的体积比小于1：2，其原因主要有如下三个： ①氧气、氢气在水中的溶解度不同造成的，由于氧气的溶解度比氢气的稍大些，导致氧气、氢气的体积比小于1：2； ②电极的氧化造成的，当使用金属电极进行实验时，由于氧气的化学性质比较活泼，所以有可能有一部分氧气在电极处与电极发生了反应，使氧气损耗了一部分；导致氧气、氢气的体积比小于1：2； ③电极产生副反应等造成的，如用稀硫酸溶液作电解液，可能会有下列副反应发生：H2SO4=H++HSO4-，在阴极：2H++2e=H2；在阳极：2HSO4--2e=H2S2O8（过二硫酸），H2S2O8+H2O=H2SO4+H2SO5（过一硫酸），H2SO5+H2O=H2O2+H2SO4；生成的过氧化氢在酸性溶液中较稳定，不易放出氧气，从而使生成的氢气增多了，导致氧气、氢气的体积比小于1：2；克服的办法是，在电解液中加入碱比加入酸的误差会小些，或者事先将电解液用氧气饱和，可以消除因溶解度不同而产生的误差，或者电极不能是金属或易与氧气、氢气反应的，等等。 （5）水的电解实验分析 实验装置 实验步骤 实验现象 现象分析 1.接通电源 两电极端均产生气泡，一段时间后， 负极端气体体积约为正极端气体体积2倍 相同条件下，负极产生气体较快较多 2.用燃着的木条 分别检验两极气体 正极端气体让小木条燃烧更旺， 负极端气体能燃烧，产生淡蓝色火焰 正极端气体具有助燃性 负极端气体具有可燃性 实验结论 反应表达式 注意事项 水通电生成氢气和氧气，说明水由氢元素和氧元素组成 文字表达式： 符号表达式： 电源选择直流电；水中加入硫酸钠或氢氧化钠的目的：增强水的导电性 反思交流 1. 气体聚集在玻璃管上端，说明气体具有什么性质？ 气体密度小于水，且溶解性不大 2. 实验时正负极端产生的气体体积比小于1:2的原因？ 氧气不易溶于水，氢气难溶于水；且氧气可能和金属电极发生反应。 3.本实验得到的气体体积比和质量比图像 氢气氧气的体积比约为2 : 1；质量比约为1 : 8 （6）微观理解水的电解 2、水的组成与水的性质和应用 （1）水的组成：水由氢、氧两种元素组成；两元素的质量比为1：8。 （2）水的性质包括物理性质和化学性质两部分： ①物理性质是：纯净的水是无色、无味、无形的透明液体，在101kPa时，水的凝固点是0℃，沸点是100℃，4℃时相对密度最大1g/cm3；水结冰时体积膨胀，所以冰的密度小于水的密度，能浮在水面上，还有，水能够溶解很多种物质，是最常用的溶剂。 ②化学性质有：a.在通电的条件下，能够分解成氢气和氧气；b.水能够与二氧化碳等非金属氧化物反应，生成碳酸等相应的酸；c.水能够与氧化钙等金属氧化物反应，生成氢氧化钙等相应的碱；d.水能够与氧气、铁等金属发生反应，使金属锈蚀；e.水与二氧化碳被绿色植物利用，能够进行