4.2 水的组成-【赢在暑假】2024年新九年级化学暑假自学讲义（人教版2024）

( 第四单元 自然界的水 课题2 水的组成 ) 学习目标 1.认识水的组成；2.了解物质的简单分类。 一、氢气的性质、燃烧实验、验纯 1. 物理性质：氢气是_________、_________、_________的气体，密度比空气_____，是最轻的气体。 2. 氢气的燃烧 (1)纯净的氢气在空气中安静地燃烧，产生________________； (2)混有一定量空气或氧气的氢气遇明火会发生_________。 3. 氢气的验纯 (1)点燃氢气前一定要检验其_______。 (2)验纯方法：用拇指堵住集满氢气的试管口，口朝下，靠近火焰，移开拇指。若_________________，表明氢气不纯；若_________________，表明氢气较纯。 二、水的电解实验 实验操作 实验现象 实验结论(反应表达式) 两个电极上有_______产生，负极和正极产生气体的体积比约为_______。 正极气体能使带火星的木条复燃，负极气体燃烧发出淡蓝色火焰。 (正氧负氢、氢二氧一) 三、水的组成 1. 每个水分子是由____________和____________构成的，因此水可以表示为____。 2. 当水分子分解时，生成了氢原子和氧原子，2个氢原子结合成1个氢分子，很多氢分子聚集成氢气；2个氧原子结合成1个氧分子，很多氧分子聚集成氧气 四、化合物、氧化物、单质 1. 组成中____________的__________叫做化合物，如二氧化碳(CO2)、氧化铁(Fe2O3) 和高锰酸钾(KMnO4) 都是化合物。 2. 由____________组成的__________中，其中一种元素是_________的叫做氧化物，如二氧化碳(CO2)、氧化铁(Fe2O3) 、五氧化二磷(P2O5) 和水(H2O) 都是氧化物。 3. 由_________组成的________叫做单质，如氢气(H2)、氧气(O2)、氮气(N2)、铁(Fe)和碳(C)等都是单质。 在化学研究中，我们常依据一定的标准对物质及其变化进行分类。例如，依据元素组成将纯净物分为单质和化合物，依据反应物和生成物种类的多少将一些化学反应分为分解反应和化合反应等。 分类是一种科学方法。根据研究对象的共同点和差异点，将其分为不同的类别，可以帮助我们分门别类地研究和认识物质及其变化的规律。 课程总结 ( 1.水是由氢元素和氧元素组成的。在通电条件下水可以发生分解反应。 2.分类是一种科学方法。依据一定的标准，可以对物质及其变化进行分类。 3.单质是由同种元素组成的纯净物，化合物是由不同种元素组成的纯净物。由两种元素组成的化合物中，其中一种元素是氧元素的叫作氧化物。 ) 【例1】图1所示是电解水的实验，图2是氢气燃烧的实验。下列说法不正确的是（　　） A．图1玻璃管a中产生的气体是氢气 B．图1实验中采用的电源是交流电 C．图2实验中，烧杯上可观察到有水雾 D．图1和图2所示实验均可说明水由氢元素、氧元素组成 【变式1-1】如图表示气体分子的示意图，图中“”和“”分别表示两种不同质子数的原子，其中表示化合物的是（　　） A． B． C． D． 【变式1-2】水是最常见的物质之一．如图是电解水实验的示意图： （1）写出该反应的文字表达式 ． （2）检验试管b中气体的方法 ． （3）下列关于电解水的说法中不正确的是 ． A．水分子发生了改变 B．氢原子和氧原子没有发生变化 C．水是由氢元素和氧元素组成 D．水分子是化学变化中最小的微粒 （4）已知相同条件下氧气在水中的溶解能力大于氢气，则在实验中试管a、b收集到的气体体积比 2：1（填“大于”、“小于”或“等于”）． 一、选择题： 1．科学家通过水的生成和水的分解来认识水的组成。电解水的实验如下图所示。下列说法正确的是 A．a管与电源正极相连 B．b管中的气体能燃烧 C．c中液面实验过程中会下降 D．该实验可证明水是由氢、氧元素组成的 2．2024年“世界水日”“中国水周”的活动主题为“精打细算用好水资源，从严从细管好水资源”。下列关于水的说法正确的是 A．清澈的湖水属于纯水 B．为节约用水，可用洗菜水浇花 C．过滤可以除去水中所有的杂质 D．电解水实验中正极产生的气体是氢气 3．水是生命之源，我们应了解并爱护水资源。下列说法不正确的是 A．农药、化肥不合理使用，会造成水体污染 B．电解水实验说明水是由氢元素和氧元素组成的 C．为使水中的悬浮杂质沉降，可在水中加入适量的明矾 D．自然界中的河水、湖水都是纯水 4．如图是电解水实验的改进装置。反应前注射器活塞均在0刻度处，下列说法不正确的是 A．该实验说明水分子可以再分 B．注射器Ⅰ中气体可以使燃着木条燃烧的更旺 C．实验中减少的水的体积等于生成的气体的体积 D．一段时间后，注射器Ⅰ活塞移动至4mL刻度处，则理论上注射器Ⅱ活塞应移动至8mL刻度处 5．中国空间站天和核心舱的再生生保系统包括电解水制氧、水处理、尿处理等子系统。其中水的变化过程中属于化学变化的是 A．水的电解 B．水的过滤 C．水蒸气冷凝 D．水的储存 6．某同学在实验室用自来水进行系列实验，实验流程如图所示。下列说法正确的是 A．操作①为煮沸 B．操作②可以说明水是由氢气和氧气组成的 C．鉴别水样①和②，可用肥皂水 D．经过操作③可以得到白色固体a 7．分类是学习化学的一种重要方法。下列物质属于单质的是 A．二氧化碳 B．洁净的空气 C．冰水混合物 D．水银 8．实验室可以用来制氧气的反应物中，属于氧化物的是 A． B． C． D． 9．下列各图中和分别表示不同元素的原子，其中表示化合物的是 A．B． C． D． 二、非选择题： 10．水是生命之源，是一切生物生存的物质基础，我们应该了解有关水的一些知识。以下是与水有关的实验，回答下列问题。 (1)图1是水通电分解的示意图，用带有火星的木条可以检验 （填“a”或“b”）管中的气体。 (2)从微观角度回答：图2所示水发生的变化与图1变化的本质区别是 。 (3)为了净化水，某同学利用家中材料制作了图3所示的简易净水器，其中活性炭的作用是 ，该装置 （填“能”或“不能”）将硬水软化。 11．“追梦”学习小组走进实验室，探究“水在直流电作用下的变化”。请回答下列问题。 【实验探究1】 (1)在水电解器的玻璃管中注满水，接通直流电源。一段时间后。发现两电极都有 产生，左右两侧玻璃管中的液面有不同程度的下降。 (2)a管中产生的气体和b管中产生的气体的体积比约为 。将燃着的木条放在b玻璃管口。打开活塞。气体燃烧，该气体是 。 (3)电解水的过程中，电能主要转化为 能，该反应的基本反应类型是 。 【实验探究2】实验过程中，同学们发现电解纯水速率较慢。查阅资料获知，调节电压或在水中加入少量氢氧化钠都会改变电解速率。于是他们进行了多次实验，将实验数据取平均值。记录如下。(保持其它条件不变，每次实验收集10mL氧气) 6V 9V 12V 5% 26分26秒 12分14秒 7分30秒 10% 17分8秒 9分26秒 6分22秒 (4)该实验的目的是 。 (5)分析上表数据可得出的结论是 、 (写两条)。 学科网（北京）股份有限公司 $$ ( 第四单元 自然界的水 课题2 水的组成 ) 学习目标 1.认识水的组成；2.了解物质的简单分类。 一、氢气的性质、燃烧实验、验纯 1. 物理性质：氢气是无色、无臭、难溶于水的气体，密度比空气小，是最轻的气体。 2. 氢气的燃烧 (1)纯净的氢气在空气中安静地燃烧，产生淡蓝色火焰； (2)混有一定量空气或氧气的氢气遇明火会发生爆炸。 3. 氢气的验纯 (1)点燃氢气前一定要检验其纯度。 (2)验纯方法：用拇指堵住集满氢气的试管口，口朝下，靠近火焰，移开拇指。若发出尖锐爆鸣声，表明氢气不纯；若声音很小，表明氢气较纯。 二、水的电解实验 实验操作 实验现象 实验结论(反应表达式) 两个电极上有气泡产生，负极和正极产生气体的体积比约为2：1。 正极气体能使带火星的木条复燃，负极气体燃烧发出淡蓝色火焰。 (正氧负氢、氢二氧一) 三、水的组成 1. 每个水分子是由二个氢原子和一个氧原子构成的，因此水可以表示为H2O。 2. 当水分子分解时，生成了氢原子和氧原子，2个氢原子结合成1个氢分子，很多氢分子聚集成氢气；2个氧原子结合成1个氧分子，很多氧分子聚集成氧气 四、化合物、氧化物、单质 1. 组成中含有不同元素的纯净物叫做化合物，如二氧化碳(CO2)、氧化铁(Fe2O3) 和高锰酸钾(KMnO4) 都是化合物。 2. 由两种元素组成的化合物中，其中一种元素是氧元素的叫做氧化物，如二氧化碳(CO2)、氧化铁(Fe2O3) 、五氧化二磷(P2O5) 和水(H2O) 都是氧化物。 3. 由同种元素组成的纯净物叫做单质，如氢气(H2)、氧气(O2)、氮气(N2)、铁(Fe)和碳(C)等都是单质。 在化学研究中，我们常依据一定的标准对物质及其变化进行分类。例如，依据元素组成将纯净物分为单质和化合物，依据反应物和生成物种类的多少将一些化学反应分为分解反应和化合反应等。 分类是一种科学方法。根据研究对象的共同点和差异点，将其分为不同的类别，可以帮助我们分门别类地研究和认识物质及其变化的规律。 课程总结 ( 1.水是由氢元素和氧元素组成的。在通电条件下水可以发生分解反应。 2.分类是一种科学方法。依据一定的标准，可以对物质及其变化进行分类。 3.单质是由同种元素组成的纯净物，化合物是由不同种元素组成的纯净物。由两种元素组成的化合物中，其中一种元素是氧元素的叫作氧化物。 ) 【例1】图1所示是电解水的实验，图2是氢气燃烧的实验。下列说法不正确的是（　　） A．图1玻璃管a中产生的气体是氢气 B．图1实验中采用的电源是交流电 C．图2实验中，烧杯上可观察到有水雾 D．图1和图2所示实验均可说明水由氢元素、氧元素组成 【答案】B 【详解】A、由电解水实验结论“正氧负氢、氢二氧一”可知，试管a产生的气体体积多，是氢气，故选项说法正确。 B、图1实验中采用的电源是直流电，故选项说法错误。 C、图2实验中，氢气燃烧生成水，烧杯上可观察到有水雾，故选项说法正确。 D、电解水生成氢气和氧气，氢气燃烧生成水，氢气和氧气分别是由氢元素和氧元素组成的，图1和图2所示实验均可说明水由氢元素、氧元素组成，故选项说法正确。 故选：B。 【变式1-1】如图表示气体分子的示意图，图中“”和“”分别表示两种不同质子数的原子，其中表示化合物的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A中的物质是由一种分子构成，属于纯净物，由不同元素组成，属于化合物，故A正确； B中的物质是由两种分子构成，属于混合物，故B错； C中的物质是由一种分子构成，属于纯净物，由一种元素组成，属于单质，故C错； D中的物质是由一种元素组成的纯净物，属于单质，故D错。 故选：A。 【变式1-2】水是最常见的物质之一．如图是电解水实验的示意图： （1）写出该反应的文字表达式 ． （2）检验试管b中气体的方法 ． （3）下列关于电解水的说法中不正确的是 ． A．水分子发生了改变 B．氢原子和氧原子没有发生变化 C．水是由氢元素和氧元素组成 D．水分子是化学变化中最小的微粒 （4）已知相同条件下氧气在水中的溶解能力大于氢气，则在实验中试管a、b收集到的气体体积比 2：1（填“大于”、“小于”或“等于”）． 【答案】（1）水氢气+氧气； （2）将带火星木条放入试管中，木条复燃，说明气体是氧气； （3）D； （4）大于。 【详解】（1）电解水的文字表达式为：水氢气+氧气． 故填：水氢气+氧气↑． （2）检验试管b中气体的方法是：将带火星木条放入试管中，木条复燃，说明气体是氧气． 故填：将带火星木条放入试管中，木条复燃，说明气体是氧气． （3）电解水时， A．水分子发生了改变，生成了新分子--氢分子和氧分子，该选项说法正确； B．氢原子和氧原子没有发生变化，该选项说法正确； C．电解水生成氢气和氧气，说明水是由氢元素和氧元素组成的，该选项说法正确； D．电解水时，水分子发生改变，生成了新分子--氢分子和氧分子，水分子不是化学变化中最小的微粒，该选项说法不正确． 故填：D． （4）因为相同条件下氧气在水中的溶解能力大于氢气，即溶于水的氧气多于溶于水的氢气，则在实验中试管a、b收集到的气体体积比应该略大于2：1． 故填：大于． 一、选择题： 1．科学家通过水的生成和水的分解来认识水的组成。电解水的实验如下图所示。下列说法正确的是 A．a管与电源正极相连 B．b管中的气体能燃烧 C．c中液面实验过程中会下降 D．该实验可证明水是由氢、氧元素组成的 【答案】D 【详解】A、根据图示，电解水装置中a管生成的气体为氢气，b管生成的气体为氧气，a管与电源负极相连，说法错误； B、b管中的气体是氧气，氧气具有助燃性，本身不能燃烧，说法错误； C、a、b两管产生了气体，压强增大，导致c管的液面上升，说法错误； D、该实验电解水生成氢气和氧气，化学反应前后元素种类不变，证明水是由氢、氧元素组成的，说法正确； 故选：D。 2．2024年“世界水日”“中国水周”的活动主题为“精打细算用好水资源，从严从细管好水资源”。下列关于水的说法正确的是 A．清澈的湖水属于纯水 B．为节约用水，可用洗菜水浇花 C．过滤可以除去水中所有的杂质 D．电解水实验中正极产生的气体是氢气 【答案】B 【详解】A、清澈的湖水中含有水和多种溶于水的物质，不属于纯水，属于混合物，故A说法错误； B、用洗菜水浇花，一水多用，可节约用水，故B说法正确； C、过滤只能除去水中的难溶性杂质，不能除去水中的可溶性杂质，故C说法错误； D、电解水实验中正极产生的气体是氧气，负极产生的气体是氢气，故D说法错误； 故选：B。 3．水是生命之源，我们应了解并爱护水资源。下列说法不正确的是 A．农药、化肥不合理使用，会造成水体污染 B．电解水实验说明水是由氢元素和氧元素组成的 C．为使水中的悬浮杂质沉降，可在水中加入适量的明矾 D．自然界中的河水、湖水都是纯水 【答案】D 【详解】A、农药、化肥不合理使用，会造成水体污染，说法正确，不符合题意； B、电解水生成氢气和氧气，氢气和氧气分别是由氢元素和氧元素组成的，化学反应中元素的种类不变，说明水是由氢元素和氧元素组成的，说法正确，不符合题意； C、明矾在水能形成胶状物，吸附水中细小颗粒，为使水中的悬浮杂质沉降，可在水中加入适量的明矾，说法正确，不符合题意； D、水能溶解许多物质，自然界中的河水、湖水都是由多种物质组成，属于混合物，不是纯水，说法错误，符合题意。 故选D。 4．如图是电解水实验的改进装置。反应前注射器活塞均在0刻度处，下列说法不正确的是 A．该实验说明水分子可以再分 B．注射器Ⅰ中气体可以使燃着木条燃烧的更旺 C．实验中减少的水的体积等于生成的气体的体积 D．一段时间后，注射器Ⅰ活塞移动至4mL刻度处，则理论上注射器Ⅱ活塞应移动至8mL刻度处 【答案】C 【详解】A、水通电分解，是因为水分子分裂成了氢原子和氧原子，氢原子、氧原子分别重新组合形成氢分子、氧分子，该事实说明分子是可以再分的，A说法正确； B、注射器I连接的是电源正极，正极产生的是氧气，能使燃着的木条燃烧的更旺，B说法正确； C、电解水是化学变化，化学变化遵循质量守恒定律，减少的水的质量等于生成的气体的质量，而不是体积，C说法错误； D、电解水时，注射器I连接的是电源正极，注射器Ⅱ连接的是电源负极，根据“正氧负氢、氢二氧一”可知，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气，氧气和氢气的体积比约为1：2，故一段时间后，注射器I活塞移动至4mL刻度处，则理论上注射器Ⅱ活塞应移动至8mL刻度处，D说法正确。 故选C。 5．中国空间站天和核心舱的再生生保系统包括电解水制氧、水处理、尿处理等子系统。其中水的变化过程中属于化学变化的是 A．水的电解 B．水的过滤 C．水蒸气冷凝 D．水的储存 【答案】A 【详解】A、水电解生成氢气和氧气，有新物质生成，属于化学变化，符合题意； B、水的过滤过程中，只是将固体与液体分离，没有新物质生成，不符合题意； C、水蒸气冷凝过程中，只是物质的状态发生改变，没有新物质生成，不符合题意； D、水的储存过程中，没有新物质生成，不符合题意。 故选A。 6．某同学在实验室用自来水进行系列实验，实验流程如图所示。下列说法正确的是 A．操作①为煮沸 B．操作②可以说明水是由氢气和氧气组成的 C．鉴别水样①和②，可用肥皂水 D．经过操作③可以得到白色固体a 【答案】C 【详解】A、自来水通过蒸馏得到蒸馏水，则操作①为蒸馏，故A说法错误； B、操作②蒸馏水得到氧气，即水通电分解生成氢气和氧气，氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，所以操作②能说明水是由氢、氧元素组成的，故B说法错误； C、水样①是自来水，属于硬水，水样②是蒸馏水，属于软水，则将等量的肥皂水分别滴加到等量的水样①②中，振荡，产生泡沫多的是蒸馏水，产生泡沫少的是自来水，故C说法正确； D、铁丝在氧气中燃烧生成黑色固体，所以经过操作③可以得到黑色固体a，故D说法错误； 故选：C。 7．分类是学习化学的一种重要方法。下列物质属于单质的是 A．二氧化碳 B．洁净的空气 C．冰水混合物 D．水银 【答案】D 【详解】A、二氧化碳是由不同种元素组成的纯净物，属于化合物；故选项错误； B、洁净的空气中含有氮气、氧气等物质，属于混合物；故选项错误； C、冰水混合物是由不同种元素组成的纯净物，属于化合物；故选项错误； D、水银是汞的俗称，是由同种元素组成的纯净物，属于单质；故选项正确。 故选：D。 8．实验室可以用来制氧气的反应物中，属于氧化物的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A、O3是由氧元素组成的纯净物，属于单质，故A不正确； B、KClO3是由氧元素、氯元素和钾元素组成的纯净物，属于化合物，故B不正确； C、H2O是由氧元素和氢元素组成的，属于氧化物，故C正确； D、CuSO4是由氧元素、硫元素和铜元素组成的纯净物，属于化合物，故D不正确。 故选C。 9．下列各图中和分别表示不同元素的原子，其中表示化合物的是 A．B． C． D． 【答案】B 【详解】A、该物质由三种分子混合而成，属于混合物，不符合题意； B、该物质由同种分子构成，该分子由两种原子构成，属于化合物，符合题意； C、该物质由同种分子构成，该分子由同种原子构成，属于单质，不符合题意； D、该物质由同种分子构成，该分子由同种原子构成，属于单质，不符合题意。 故选B。 二、非选择题： 10．水是生命之源，是一切生物生存的物质基础，我们应该了解有关水的一些知识。以下是与水有关的实验，回答下列问题。 (1)图1是水通电分解的示意图，用带有火星的木条可以检验 （填“a”或“b”）管中的气体。 (2)从微观角度回答：图2所示水发生的变化与图1变化的本质区别是 。 (3)为了净化水，某同学利用家中材料制作了图3所示的简易净水器，其中活性炭的作用是 ，该装置 （填“能”或“不能”）将硬水软化。 【答案】(1)a (2)是否生成新分子 (3) 吸附，除去水中的颜色和异味 不能 【详解】（1）水在通电的条件下生成氢气和氧气，正氧负氢，体积比是1：2，所以在实验过程中，试管a中产生的气体是氧气，可以用带火星的小木条来检验氧气，若带火星的小木条复燃则说明该气体为氧气，故填：a （2）图1是化学变化，图2是物理变化，从微观角度上看，两种变化的实质是有没有新分子生成，故填：是否生成新分子 （3）①活性炭具有疏松多孔的结构具有吸附性，可以吸附水中的色素和异味，故填：吸附，除去水中的颜色和异味 ②在生活中通过煮沸可以将硬水软化，实验室中可以用蒸馏的方法将硬水软化，在图3所示的简易净水器中可以除去水中的难溶性杂质及颜色和异味，不能实现将硬水软化。故填：不能。 11．“追梦”学习小组走进实验室，探究“水在直流电作用下的变化”。请回答下列问题。 【实验探究1】 (1)在水电解器的玻璃管中注满水，接通直流电源。一段时间后。发现两电极都有 产生，左右两侧玻璃管中的液面有不同程度的下降。 (2)a管中产生的气体和b管中产生的气体的体积比约为 。将燃着的木条放在b玻璃管口。打开活塞。气体燃烧，该气体是 。 (3)电解水的过程中，电能主要转化为 能，该反应的基本反应类型是 。 【实验探究2】实验过程中，同学们发现电解纯水速率较慢。查阅资料获知，调节电压或在水中加入少量氢氧化钠都会改变电解速率。于是他们进行了多次实验，将实验数据取平均值。记录如下。(保持其它条件不变，每次实验收集10mL氧气) 6V 9V 12V 5% 26分26秒 12分14秒 7分30秒 10% 17分8秒 9分26秒 6分22秒 (4)该实验的目的是 。 (5)分析上表数据可得出的结论是 、 (写两条)。 【答案】(1)气泡 (2) 1:2 氢气/H2 (3) 化学 分解反应 (4)探究电压和氢氧化钠浓度对电解水速率的影响 (5) 电压一定时，氢氧化钠浓度越大，收集10m工氧气所需时间越短，说明电解速率越快 氢氧化钠浓度一定时，电压越大，收集10mL氧气所需时间越短，说明电解速率越快 【详解】（1）电解水的过程中，发现两个电极上都有气泡产生。 （2）由图知，a管中产生的气体和B管中产生的气体的体积比约为1：2。与电源正极相连的a管产生的气体能使带火星的小木条复燃，是氧气，与电源负极相连的B管产生的气体能被点燃，火焰呈淡蓝色，是氢气。 （3）①水通电分解生成氢气和氧气，根据化学反应前后元素的种类不变，可得出结论：水是由氢、氧元素组成的。 ②在电解水的过程中，电能主要转化为化学能。 （4）根据表格中提供的信息可知，该实验探究了两种不同浓度氢氧化钠及3个电压对电解水速率的影响，其实验目的是：探究电压和氢氧化钠浓度对电解水速率的影响。 （5）根据表格中提供的信息可得出的结论：电压一定时，氢氧化钠浓度越大，收集10m工氧气所需时间越短，说明电解速率越快；氢氧化钠浓度一定时，电压越大，收集10mL氧气所需时间越短，说明电解速率越快。 学科网（北京）股份有限公司 $$