4.3 水的组成（含培优竞赛试题）-【划重点】2023-2024学年九年级化学上册同步讲与练

4.2 水的组成 学习目标 重难点 1.掌握水的理化性质 2.掌握氢气的验纯方法 3.掌握电解水的现象及由此得出的结论 4.理解水分解的微观过程 5.理解单质、化合物、氧化物的概念 重点：1.氢气的理化性质 2.电解水的意义 难点：1.氢气的验纯方法 2.单质、化合物、氧化物概念的理解 知识01 氢气的性质和用途 1. 氢气的性质 （1）物理性质 颜色 常温下的状态 气味 水溶性 密度 无色 气体 无臭 难溶于水 氢气最轻的气体，密度比空气小 （2）化学性质——可燃性 ①混有一定量空气或氧气的氢气遇明火会发生爆炸。 ②氢气在空气中燃烧时．产生淡蓝色火焰。 2. 氢气在空气中燃烧 （1）装置： （2）原理：氢气+氧气水 2H2+O22H2O （3）现象：烧杯内壁有水珠生成，烧杯变热；发出淡蓝色火焰。 （4）实验结论： 氢气在空气中能燃烧，生成水，放出热量； 水中含有氢元素和氧元素。 3. 氢气的验纯 如图所示，收集一试管氢气，用拇指堵住管口，管口向下，靠近火焰，移开拇指，如发出尖锐爆呜声表明气体不纯，如声音很小则表示气体较纯。 　　　　　　 　　 Ⅰ.用拇指堵住集满 Ⅱ.靠近火焰，移开氢气的试管口拇指点火 4. 氢气的用途 （1）密度小——填充探空气球。 （2）可燃性——作燃料。 氢气知识补遗 1、爆炸极限 并不是氢气中混有空气或氧气，点燃就一定发生爆炸。如果空气里混入氢气的体积达到总体积的4.0%~74.2% ，点燃时就会发生爆炸，这个范围叫做氢气的爆炸极限。 2、气体验纯 任何可燃性气体与空气或氧气混合，遇明火都有可能发生爆炸。因此，在点燃前都要检验纯度。 3、氢气的可燃性应用 该实验可以证明水由氢氧元素组成 4、氢气的还原性 现象：黑色粉末逐渐变成亮红色；试管口有水滴生成。 原理：H2+CuOCu+H2O 结论：氢气具有还原性 水由氢氧元素组成 步骤：通入H2→加热→熄灭酒精灯→继续通入H2直至完全冷却 1. 氢能源的优点 （1）氢气燃烧放出大量的热。 （2）氢气燃烧的产物是水，不污染环境。 （3）氢气可用水制取，原料来源广。 2. 氢能源不能大面积推广的原因 （1）制取成本高； （2）贮存困难。 1．我国发射的“天宫一号”目标飞行器和“神舟八号”飞船，实施了首次空间飞行器无人交会对接试验．“天宫一号”飞行器升空所用燃料之一为液氢．下列有关氢气的说法，你认为不正确的是 A．氢气是一种无色、无臭、难溶于水的气体 B．氢气在空气中燃烧时，产生淡蓝色火焰 C．氢气和液氢的化学性质不同 D．点燃用排水法收集的一试管氢气，若发出尖锐的爆鸣声，则表明氢气不纯 2．（2022云南昆明市中考）下列实验基本操作正确的是 A．氢气验纯 B．量取液体 C．检查气密性 D．倾倒液体 3．长征五号遥五运载火箭采用液氧与液氢组合推进剂，下列有关说法错误的是 A．液氢与液氧反应会释放出大量的能量 B．液氢汽化过程中，氢分子之间的间隔增大 C．液氢与液氧反应的本质是氢、氧原子的重新组合 D．液氢与液氧化合生成水，元素种类和化合价都不变 4．2022年北京冬奥会秉持绿色环保理念，交通工具、火炬等都使用液氢作燃料。液氢作燃料的优点是　 　；液氢和氢气都具有可燃性，从微观角度分析，原因是 　 　；相同质量的氢气比液氢体积大很多，原因是 　 　。 知识02 探究水的组成——电解水实验 1. 水的电解实验 实验原理：水氢气+氧气 2H2O2H2↑+ O2↑。 （1）实验装置：或 （2）实验现象：通电一段时间后，与电极相连的试管中都收集到了一定量的气体，与正极相连的试管内收集到的气体体积小，与负极相连的试管内收集到的气体体积大，且体积比约为1:2。 （3）检验气体： b（正极）管中产生的气体能使带火星的木条复燃，则是氧气； a（负极）管中产生的气体能被点燃，火焰呈淡蓝色，则是氢气。 （4）实验结论：水在通电条件下能分解生成氢气和氧气，说明水是由氢元素和氧元素组成的。 （5）注意事项：纯水不导电，为增强水的导电性，常常在水中加入少量NaOH或Na2SO4。 规律小结： 根据以上实验分析，可将电解水的规律巧记为：正氧负氢、氢二氧一。 2. 水的组成 通过氢气的燃烧实验和水的电解实验可知： （1）宏观：水是由氢元素和氧元素组成的。 （2）微观：水是由水分子构成的，每个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的。如图所示。 电解水实验的考查要点 1、电解水实验的现象 （1）正极产生的气体是氧气；负极产生的气体是氢气。 （2）两电极产生的气体体积之比为：V氢气:V