2024年暑期衔接新九年级化学暑假精品课程讲义：第十一讲 水的组成

第十一讲 水的组成 【学习目标】 1.通过氢气的燃烧实验和电解水实验，分析出水的组成。 2.了解单质和化合物的概念。 3.掌握水的电解实验，氢气的性质，并学会对点燃氢气前的验纯方法。 【基础知识】 一、氢气（H2） 1.物理性质：无色无味的气体；密度最小（可用向下排气法收集）；难溶于水（可用排水法收集）。 2.化学性质：可燃性 纯净氢气燃烧的现象：安静地燃烧，发出淡蓝色的火焰，产物只有水。 不纯氢气点燃将可能发生爆炸，所以点燃氢气前要验纯。[中@~国教育出#&版%网] 步骤 现象与结论 注意事项 用拇指堵住集满氢气的试管口，靠近火焰，移开拇指点火 发出尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯；声音很小，表示氢气较纯。 如果氢气不纯，需要再收集检验时，若用排空气法收集时，需要用拇指堵住试管口一会儿。 二、水的电解实验： （1）反应表达式：水 → 氢气 + 氧气 （2）实验现象： 两电极 正极端的玻璃管 负极端的玻璃管 现象 有气泡产生 产生气泡速度慢 产生气泡速度较快 比较两玻璃管的现象差异 正极产生气体少，负极产生气体多，体积比为V正：V负=1:2 [来%*^@:中#教网] （3）正、负极气体的检验：[中国*教育^#&出版网%] ①带火星的木条放到正极方试管口，木条复燃，结论：氧气[来^:%zzstep.co~m#*] ②用大拇指盖住负极所对试管口，对准酒精灯火焰放开，有“噗”的一声。[www%.zzst*e@p.c#om~] 结论：氢气 ③正负极气体体积比为1：2，质量比为8：1 （4）结论：水是由氢元素和氧元素组成的。 【想一想】 ①为什么在水中加入少量硫酸钠或氢氧化钠？ ②电解水所用电是交流电还是直流电？ [来@*:中国~教育出#&版网] 三、物质的分类： 物质分为混合物和纯净物，其中纯净物又可以分为化合物和单质，化合物又包含氧化物。 ① 混合物：是由不同种物质组成的物质。 ② 纯净物：是由同种物质组成的物质。 ③ 化合物：是由不同种元素组成的纯净物。 ④ 单质：是由同种元素组成的纯净物。 ⑤ 氧化物：是由两种元素组成的化合物（当然里面有一种是氧元素了）。 注意： 单质和化合物，比较的对象是元素。[www&.#z^zstep*.c@om] 【考点剖析】 考点一：水的电解实验 例1. 图1.2是电解水的实验及电解时水分子分解的示意图。叙述正确的是（ ） A.a试管中产生的气体是O2 B.A.b试管中产生气体的质量比为2∶1 C.由图2看出，水分解的过程中，氢原子和氧原子数发生变化 D.由图2看出，水分解得到的生成物为两种单质 【答案】D 【解析】解：A.a试管与负极连接，其中产生的气体是氢气，该选项说法不正确； B.A.b试管中产生气体是氢气和氧气，其质量比为1：8，体积比为2：1，该选项说法不正确； C.由图2看出，水分解的过程中，氢原子和氧原子数都没发生变化，该选项说法不正确； D.由图2看出，水分解得到的生成物为氢气和氧气，氢气和氧气都是由一种元素组成的纯净物，都属于单质，该选项说法正确。[来@:中教&^*网%] 故选：D。 例2.小兰通过化学方程式知道，电解水时生成氢气和氧气的体积比为2：1，但实验所得数据氢气和氧气的体积比略大于2:1。针对这一发现，你认为下列做法中不可取的是（ ） A．反复多次实验查找原因 B．实验所得数据与理论值差不多，可以认为实验已经成功 C．大胆提出假设：氧气比氢气易溶于水 D．查找实验装置是否漏气 【答案】D 【解析】解：A.在水溶性中，氢气是不溶于水，氧气是不易溶于水，说明在相同条件下氧气的溶解能力比氢气强，这样使得氢气和氧气的体积比略大于2：1．做法可取。[中国#~教育出*版网%@] B.如果实验结果与预想的结果不一致时，应该反复多次实验查找原因。做法可取。 C.如果装置漏气，会出现与实际情况不一样的结果，应该查找实验装置是否漏气。做法可取。 D.实验所得数据与理论相差不多，可以认为实验成功，这种认识是错误的，是对自然科学不负责任的一种态度。做法不可取。 故选：D。 例3．如图，甲、乙两图都是电解水的简易装置．回答下列问题． （1）装置甲比装置乙有一个明显的优点，这个优点是　 　． （2）装置乙比装置甲有一个明显的优点，这个优点是　 　． （3）在水中加入少量硫酸或氢氧化钠的目的是　 　． （4）图中显示表明，实验是未开始，刚开始还是已进行一段时间了？　 　．[来&~*^:中教网@] （5）开始电解后，A管收集到　 　气，B管收集到　 　气体． （6）在D处，将使用燃烧着的木条还是带火星的木条进行检验？　 　． （7）写出电解水的文字表达式　 　． 【答案】 （1）装置简单，便于操作； （2）便于检验生成物； （3）增强水的导电性； （4）已进行了一段时间； （5）氧气；氢气； （6）燃着的木条； （7）水氢气+氧气． 【解析】解：（1）装置甲比装置乙有一个明显的优点，这个优点是装置简单，便于操作． 故填：装置简单，便于操作． （2）装置乙比装置甲有一个明显的优点，这个优点是便于检验生成物． 故填：便于检验生成物． （3）在水中加入少量硫酸或氢氧化钠的目的是增强水的导电性；故填：增强水的导电性． （4）试管中聚集了一定量的气体，说明实验已进行了一段时间． 故填：已进行了一段时间． （5）开始电解后，A管收集到气体体积较少，是氧气，B管收集到气体体积较多，是氢气；故填：氧气；氢气． （6）D试管中收集的是氢气，可以用燃烧的木条检验． 故填：燃着的木条． （7）水通电生成氢气和氧气，文字表达式为：水氢气+氧气； 考点二：氢气 例4. 下列说法不正确的是(　) A.水中含有氢气和氧气，属于混合物 B.点燃电解水产生的氢气时，不需要检验纯度 C.氢气是无色、无味、难溶于水的气体，实验室可用排水法收集氢气 D.氢气在氧气中燃烧，生成唯一产物——水，也能证明水的组成 【答案】A 【解析】解；A.水是由水一种物质组成的属于纯净物，而氢气和氧气是水分解的产物，故说法错误； B.电解水得到氢气和氧气，分别聚集在电极的两端，故氢气是纯净物，不需要检验纯度，故说法正确； C.因为氢气是难溶于水的气体，实验室可用排水法收集氢气，故说法正确； D.根据反应前后元素的种类不变，氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成，因此氢气在氧气中燃烧，生成唯一产物--水，也能证明水的组成时氢元素和氧元素，故说法正确； 故选：A。 考点三：物质的分类 例5. 从物质组成的角度看，与臭氧、红磷、铁属于同一类别的是(　) A. 二氧化硫 B.冰 C.液氮 D.空气 【答案】C 【解析】解：A.二氧化硫是由硫元素和氧元素组成的纯净物，故属于化合物，故A错； B.冰是由氢元素和氧元素组成属于化合物，故B错；[来:^中@教~*网%] C.液氮是氮气的液态，是由氮元素组成，属于单质，故C正确； D.空气中含有氮气、氧气、二氧化碳等物质，属于混合物，故D错。[来#:zzst*ep.c~om@^] 故选：C。 例6. 下列叙述正确的是(　) A.自然界的物质都是以化合物的形式存在的 B.凡是含氧元素的化合物都是氧化物 C.冰块和水混合得到混合物 D.同种元素组成的纯净物是单质 【答案】D 【解析】解：A.自然界中物质的存在形式有单质、化合物；如空气中氧气、氮气是单质，二氧化碳是化合物，故A错误； B.氧化物是两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物，故B错误；[中国^@%教育&出~版网] C.冰块和水是一种物质是纯净物；故C错误； D.同种元素组成的纯净物是单质，是单质的概念，故D正确； 故选：D。 例7.．如图所示是表示气体粒子的示意图，其中表示化合物的是（　　）（图中和分别表示两种不同元素的原子） A． B． [www@#.zzst%e~*p.com] C． D． 【答案】B 【解析】解： A.该图所示为两种原子的共存状态，原子并未构成分子；故A不正确； B.该图所示的五个分子构成相同，属于同种物质的分子，并且每个分子都是由两个不同种原子构成的化合物分子；故B正确； C.该图所示的六个分子为构成不同的两种物质的分子，所图示物质为混合物；故C不正确； D.该图所示的五个分子构成相同，为同种物质的分子，但每个分子却是由同种原子构成的单质分子；故D不正确； 故选：B。 例8.．下列表示单质与化合物正确关系的示意图是（　　） A． 包含关系 B．包含关系 C．并列关系 [来%^~&:中#教网] D． 交叉关系 【答案】C 【解析】解：A.由同种元素组成的纯净物叫单质，由两种或两种以上的元素组成的纯净物叫化合物，化合物不包含单质，故选项错误；[来:中国教^~育出版网%#@] B.由同种元素组成的纯净物叫单质，由两种或两种以上的元素组成的纯净物叫化合物，单质不包含化合物，故选项错误； C.纯净物分为单质和化合物，单质为一种元素组成的纯净物，化合物为多种元素所组成的纯净物，所以是并列关系，故选项正确； D.由同种元素组成的纯净物叫单质，由两种或两种以上的元素组成的纯净物叫化合物，单质和化合物不是交叉关系，故选项错误； 故选：C。 例9.下列物质:①氮气 ②液态空气 ③矿泉水 ④高锰酸钾 ⑤二氧化锰 ⑥铁 ⑦冰、水混合物。其中属于纯净物的有（均填序号） ，属于混合物的有 ，属于氧化物的有 ，属于单质的有 。 【答案】①④⑤⑥⑦；②③；⑤⑦；①⑥． 【解析】解：氮气、高锰酸钾、铁、二氧化锰、冰水混合物中均只含有一种物质，均属于纯净物．[中国~@*教#育出&版网] 液态空气、矿泉水在均含有两种以上物质，属于混合物；[来:zzs@tep.c^&%o#m] 二氧化锰、冰水混合物均是由两种元素组成且有一种是氧元素，属于氧化物； 氮气、铁等物质是由一种元素组成的纯净物，属于单质． [来:zz^step~@.&com*] 【过关检测】 1．下列各组物质是按混合物、单质、氧化物的顺序排列的是（　　） A．水、氮气、氢氧化钠 B．冰水混合物、镁条、干冰 C．空气、氧气、水 D．石油、铜、碳酸钙[来~:中国*&教@育出版网#] 【答案】C 【解析】解：A.水属于纯净物，氮气属于单质、氢氧化钠属于化合物，不是氧化物，故A错误 B.冰水混合物属于纯净物，镁条属于单质、干冰属于氧化物，故B错误； C.空气属于属于混合物，氧气属于单质，水属于氧化物，故C正确；[中&国^教育出#版~网@] D.石油属于混合物，铜属于单质，碳酸钙属于化合物，不是氧化物，故D错误。[来#*~:&中教^网] 故选：C。 2．关于水的组成，下列说法正确的是（　　） A．水是由氢气和氧气组成的 B．水中含有氢（H）、氧（O）两种元素 C．水是由氢分子和氧原子组成的 [来@&#:~中*教网] D．水由两个氢原子和一个氧原子构成的 【答案】B 【解析】解：A.水中不含氢气和氧气，水是由氢元素和氧元素组成的，故选项说法错误； B.水是由氢元素和氧元素组成的，即水中含有氢、氧两种元素，故选项说法正确； C.水是由水分子构成的，故选项说法错误； D.分子是由原子构成的，一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的，故选项说法错误。 故选：B。 3．电解水实验装置如图所示。下列说法不正确的是（　　）[www.z%@z#step.~co&m] A．a中收集到的气体是氢气 B．b中收集到的气体可以燃烧 C．水不是由一种元素组成的 D．水在通电条件下可以分解成氢气和氧气[w&@%ww^.zzst~ep.com] 【答案】A 【解析】解： A.试管a中收集到的气体较少，是氧气，故错误； B.试管b中收集到的气体较多，是氢气，氢气具有可燃性，可以燃烧，故正确；[来:中~^&国@教育出版网#] C.电解水产生的H2和O2，水是氢氧两种元素组成，故正确； D.水在通电条件下可以分解成氢气和氧气，故正确。 故选：A。 4．已知“o”、“●”表示不同种类的原子，表示化合物的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】解：A.图中三个分子构成相同，为同种物质的分子，该图所示物质为纯净物；且该分子是由同种原子构成的，图所示物质为单质；故选项错误。 B.图中三个分子构成相同，为同种物质的分子，该图所表示物质为纯净物；该分子由两种不同的原子构成，图所示物质为化合物；故选项正确。 C.图中四个分子构成不同，为两种不同种物质的分子；两种分子均由两种不同种的原子构成，均为化合物的分子；该图所示物质为两种不同化合物组成的混合物，故选项错误。 D.图中四个分子构成不同，为两种不同种物质的分子，一种分子由同种原子构成，为单质的分子；另一种分子由两种不同种的原子构成，为化合物的分子；该图所示物质为单质和化合物组成的混合物，故选项错误。 故选：B。 5．电解水实验如图所示，下列说法正确的是（　　） A．正极得到的气体是氢气 B．负极得到的气体具有可燃性 C．该实验说明水由氢气和氧气组成 [w#ww.zz*step.com@^~] D．实验结束时产生的氢气和氧气的质量比为2：1 【答案】B 【解析】解：A.电解水实验的结论“正氧负氢，氢二氧一”，故正极得到的是氧气，故A错误；[来:zzst*#ep%@.c&om] B.电解水实验的结论“正氧负氢，氢二氧一”，故负极得到的是氢气，氢气具有可燃性，故B正确； C.水是由氢元素和氧元素组成的，故C错误； D.电解水实验的结论“正氧负氢，氢二氧一”，产生的氢气与氧气的体积比是2：1，质量比是1：8，故D错误； 故选：B。 6．如图是电解水实验的装置图，下列说法错误的是（　　）[来:*%zzst#ep.&^com] A．在水中加入少量氢氧化钠以增强导电性 B．反应一段时间后，A.b玻璃管中产生的气体质量比约为2：1 C．a管的气体能被点燃，b管的气体使燃着的木条燃得更旺 [来:*中#教&@网~] D．a管的电极是负极，b管的电极是正极 【答案】B 【解析】解：A.水几乎不导电，在水中加入少量氢氧化钠以增强导电性，故选项说法正确。 B.反应一段时间后，A.b玻璃管中产生的气体体积比约为2：1，故选项说法错误。 C.电解水时，与电正极相连的试管内产生的气体体积少，是氧气；与电负极相连的试管内的气体体积多，是氢气；a管的气体是氢气，能被点燃，b管的气体是氧气，使燃着的木条燃得更旺，故选项说法正确。[来~:中国教育出&@版^网#] D.a管的气体是氢气，b管的气体是氧气，a管的电极是负极，b管的电极是正极，故选项说法正确。 故选：B。 7．科学家最近用激光与高压冰的结合发现了一种新的水的存在方式，即水同时处于固态和液态，这种水被称为“超离子水”。下列有关“超离子水”的说法正确的是（　　） A．超离子水和普通水的组成元素相同 B．超离子水属于混合物 C．超离子水中的水分子有的静止有的运动 D．超离子水和普通水的性质完全相同[w*ww.~z@zs%tep.co#m] 【答案】A 【解析】解：A．水同时处于固态和液态，这种水被称为“超离子水”，实际二者属于同种物质，所以超离子水和普通水的组成元素相同，故A正确； B．由题干信息可知，超离子水中只含水这一种物质，属于纯净物，故B错误； C．不管物质在哪一种状态下，分子总在不断运动，故C错； D．超离子水和普通水的物理性质不同，故D错误。 故选：A。 8．下列图象能正确反映其对应关系的是（　　）[来&:z^zs*@t~ep.com] A．电解水 B．加热一定质量的KClO3 C．两份完全相同的双氧水在有无MnO2的情况下产生O2 D．红磷在密闭容器中燃烧[来:&%@*中国教育出版#网] 【答案】B 【解析】解：A.电解水中，产生的氢气与氧气的质量比为1：8，故错误； B.氯酸钾需要加热到一定温度时才会分解产生氧气，当氯酸钾分解时生成氧气和氯化钾固体，氧气逸出，固体质量减少，当氯酸钾完全分解后，剩余固体是氯化钾，其质量不再改变，所以最终固体的质量保持不变，故正确；[来#*:中国%教育出~&版网] C.在此反应中，二氧化锰加快了化学反应的速率，但不能增加氧气的产量，故错误； D.由质量守恒定律可知，一定质量的红磷在密闭容器中燃烧物质的总质量不变，故错误； 故选：B。[www.z%#&zste*@p.com] 二．填空题（共1小题） 9．在宏观、微观和符号之间建立联系是化学学科的特点。 （1）氯化钠、铁、水三种物质中，由离子构成的是　 　。 （2）下列微观示意图中，能表示混合物的是　 　（填字母序号，下同），能表示化合物的是　 　。[来:中国^*&教@#育出版网] 【答案】（1）氯化钠。（2）C，B 【解析】解：（1）氯化钠由钠离子和氯离子构成，铁由铁原子构成，水由水分子构成。 （2）A由同种原子构成的分子构成的单质。B是由不同种原子构成的分子构成的物质，属于纯净物中的化合物；C由不同种分子构成的混合物；D是由同种原子构成的单质。 三．实验探究题（共1小题）[w~@ww.%zzste&p.c#om] 10．如图为某同学进行电解水实验的装置图，据此回答： （1）图中A端为电的　 　（填“正”或“负”）极． （2）C试管中收集到的气体是　 ，C.D试管中收集到的气体的体积比约为　 　． （3）上述实验可以得出：水是由　 　组成的． （4）在水的电解实验中，在变化前后没有改变的微粒是　 　． 【答案】（1）正； （2）氧气；1：2； （3）氢、氧元素； （4）氢原子和氧原子．[来:%中*&教网@~] 【解析】解：（1）A端连接的试管中产生的气体较少，是氧气，所以D端是电的正极；故填：正； （2）C试管中收集到的气体较少，是氧气，则D试管中的气体是氢气，氧气与氢气的体积比为1：2；故填：氧气；1：2； （3）因为电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气．由此可以证明水是由氢元素和氧元素组成的；故填：氢、氧元素； （4）在水的电解实验中，水分子变化成了氢原子和氧原子，而氢原子和氧原子构成氢分子和氧分子，所以，没有发生改变的微粒是氢原子和氧原子；故填：氢原子和氧原子． 学科网（北京）股份有限公司 $$