第11讲 水的组成-【赢在暑假】2024年新九年级化学暑假预习课（人教版2024）

第11讲 水的组成 思维导图 学习目标 学习目标 1.认识氢气和水的组成。 2. 知道电解水的实验现象并能根据实验现象推断水的组成。 3.认识物质的分类。 学习重点 1.通过电解水实验推断水的组成。 学习难点 1.通过电解水的实验现象简单推导和计算水分子中氢、氧原子个数比。 教材解读 知识点一 氢气 研究氢气的燃烧实验是人们认识 的开始。 1.氢气的物理性质 颜色 气味 状态 溶解度 密度氢气是密度最 的气体 密度比空气的 注意：（1）难溶于水可采用排水法收集；（2）密度比空气小，可用向下排空气法收集。用拇指堵住集满氢气的试管口 靠近火焰， 移开拇指 图4-15 检验氢气的纯度 2.氢气验纯的方法 具体操作 现象 结论 收集一试管氢气，用拇指堵住试管口管口向下；靠近火焰，移开拇指点火。 发出尖锐爆鸣声 氢气 发生声音很小 氢气 注意： （1）混有一定量空气或氧气的氢气遇明火会发生爆炸，因此点燃氢气前一定要 。 （2）任何可燃性气体与空气或氧气混合遇明火都可能会发生爆炸，因此点燃前都需要 。 （3）验纯时如果没有声音， 说明氢气是纯净的，应该重新收集检验，直至纯净为止。 3.氢气的化学性质——可燃性 【实验4-4】氢气的燃烧实验 实验步骤 在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气，在火焰上方罩一个干燥的小烧杯(如图4-16)，过一会儿，观察烧杯壁上的现象。图4-16 氢气在空气里燃烧 现象 纯净的氢气在空气里安静地燃烧，产生 火焰，烧杯内壁有 ，烧杯壁 。 结论 纯净的氢气可以在空气里燃烧，生成 ，并 文字表达式 符号表达式 【考点例题】 例1．下列用排水法收集氢气并检验纯度时，正确的实验操作顺序是（　　） ①用拇指堵住试管口，管口向下，靠近火焰，移开拇指 ②用排水法收集氢气 ③声音很小，表明氢气已纯净 ④听到尖锐的爆鸣声，就表明氢气不纯，需要再收集，再检验． A．②①④③ B．①②④③ C．②①③④ D．①②③④ 【答案】A 【解析】解：用排水法收集氢气并检验纯度时，用排水法收集氢气，用拇指堵住试管口，管口向下（氢气的密度比空气的小），靠近火焰，移开拇指，若听到尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯，需要再收集，再检验；需要再检验时，用拇指堵住试管口一会儿，等试管中的氢气的火焰熄灭后再检验，以防止发生爆炸；若声音很小，表示氢气已纯净；故正确的实验操作顺序是②①④③。 故选：A。 【变式精选】 【变式1】检验H2的纯度，当听到有爆鸣声，这时应怎样做？（　　） A．用拇指堵住试管一会儿再收集 B．可以做有关氢气的性质实验 C．用原试管继续收集 D．直接用于实验 【答案】A 【解析】解：氢气具有可燃性，点燃不纯的氢气可能会发生爆炸，故点燃氢气之前必须检验氢气的纯度；检验氢气纯度的方法：用排水法收集一试管氢气，用拇指堵住试管口，管口向下移近酒精灯火焰，松开拇指点火，如果听到尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯，需要再收集，再检验，直到听到轻微的响声，才表明氢气已经纯净。 检验氢气纯度时，若听到爆鸣声，说明氢气不纯净，需要再检验时，应用拇指堵住试管口一会儿，等试管中的氢气的火焰熄灭后再收集、检验，以防止发生爆炸。 故选：A。 【变式2】如图所示，在空气中点燃纯净的氢气。 （1）观察到的现象是 　 　、　 　。 （2）氢气燃烧生成水的微观过程中，不发生变化的微粒有 　 　；该反应基本类型是 　 　。 （3）用手轻轻触摸烧杯，感觉到 　发烫　。 （4）通过实验，你获得的结论是（答出两点）：　 　，　 　。 【答案】（1）产生淡蓝色火焰；烧杯内壁有水雾出现； （2）氢原子和氧原子；化合反应； （3）发烫； （4）氢气具有可燃性；氢气燃烧属于放热反应（合理即可）。 【解析】解：（1）在空气中点燃纯净的氢气，观察到的现象是产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水雾出现。 （2）氢气燃烧生成水的微观过程中，原子是化学变化中的最小粒子，不发生变化的微粒有氢原子和氧原子；该反应符合“多变一”的形式，符合化合反应的特征，属于化合反应。 （3）用手轻轻触摸烧杯，感觉到发烫。 （4）通过实验，你获得的结论是氢气具有可燃性、氢气燃烧属于放热反应（合理即可）。 知识点二 探究水的组成及变化 直到18世纪末，法国科学家拉瓦锡通过对水的生成和分解实验的研究，才最终认识了水的组成，确定水不是一种元素组成的。 1.探究水的组成及变化 探究 水的组成及变化 【问题】 水是由哪些元素组成的？水在通电时发生了什么变化？ 【实验目的】 1.认识水的组成。 2.了解水在通电条件下发生的变化，进一步认识分解反应。 3.进一步体会科学探究的过程和方法。 【实验用品】 实验仪器：水电解器、烧杯、带尖嘴的玻璃导管、直流电源、铁架台(带滴定夹)、酒精灯、弹簧夹、导线、木条、火柴。 实验药品：硫酸钠溶液(或氢氧化钠溶液)。 【实验】 （1）在电解器玻璃管中加满水(水中加入少量硫酸钠溶液或氢氧化钠溶液，以增强导电性)，用导线连接电解器与电源。 （2）接通直流电源，观察两个电极附近和玻璃管内发生的变化，记录实验现象。 现象 与电源正极相连 与电源负极相连图4-17 电解水实验 电极附近 玻璃管内 电极附近 玻璃管内 比较两个玻璃管内现象的差异 （3）切断上述装置中的电源，用燃着的木条分别在两个玻璃管尖嘴口检验电解反应中产生的气体，观察并记录实验现象。 温馨提示：控制玻璃管活塞的开启程度，使气体慢慢放出。 实验内容 检验与电源正极相连的玻璃管内的气体 检验与电源负极相连的玻璃管内的气体 现象 解释 【分析与结论】 （1）水在通电后发生了什么变化？ 。 （2）分析水的生成和分解实验，说明其中的哪些现象和事实能够说明水不是一种元素，而是由氢、氧两种元素组成的。 （3）哪些证据可以证明水是由氢、氧两种元素组成的？ 实验结论： （1）水在通电的条件下发生了分解反应，生产 和 ，且氢气和氧气的体积比约为 。 （2）水由 和 组成。 反应的表达式： ；符号表达式： 科学史话 水的组成揭秘 18世纪末，英国化学家普里斯特利(J.Priestley，1733-1804)把“易燃空气”和空气混合后盛在干燥、洁净的玻璃瓶中，当用电火花点火时，发出震耳的爆鸣声，且玻璃瓶内璧出现了液滴。另一位英国科学家卡文迪什(H.Cavendish，1731-1810)用纯氧代替空气进行上述实验，确认所得液滴是水，并确认大约2份体积的“易燃空气”与1份体积的氧气恰好化合成水。 上述实验实际已经揭示水不是一种元素，可惜两位科学家受当时错误观念的束缚，没能认识这一点，反将其解释为两种气体里都含有水。法国化学家拉瓦锡重复了他们的实验，并做了另一个实验：让水蒸气通过一根烧红的铁制枪管，得到“易燃空气”。通过分析和归纳，他得出结论：水不是一种元素，而是“易燃空气”与氧形成的化合物，并将“易燃空气”正式命名为“生成水的元素”(hydrogen)，即氢。 2.电解水反应的实质 （1）水分子分解示意图 ①每个水分子是由 氢原子和 氧原子构成的，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， 氢原子结合成 氢分子，很多氢分子聚集成 ； 氧原子结合成 氧分子，很多氧分子聚集成 (如图4-18)。图4-18 水分子分解示意图 氢原子 (H) 氧原子 (O) 通电 分解 结合 水分子 氢分子 氧分子 （2）由示意图可知宏观和微观方面的信息 ①水是由 和 组成的； ②化学变化的实质是 ； ③分子由 构成； ④化学反应前后 不变， 和 均不变等。 【考点例题】 例1．实验课上，实验小组的同学们正在进行“水的组成”的探究，请你参与。 【提出问题】水是由什么元素组成的？ 【进行实验】同学们按照教材中的装置（图甲所示）进行实验。 （1）同学们观察到电极附近有 　 　产生，一段时间后，正、负极分别产生的气体体积比约为 　 　。切断电源，打开b管顶端的活塞，在管口放置一根燃着的木条，会观察到气体燃烧，产生 　 　的火焰。 【得出结论】 （2）本实验得出的结论：水是由 　 　组成的。 （3）写出电解水的化学方程式 　 　。 【讨论分析】 （4）实验时，老师向水中加入了少量氢氧化钠，目的是 　 　；与图乙（电解水的简易装置）装置相比，教材（图甲）装置的优点是 　 　（写一点）。 （5）我国科学家已研究出在新型高效光催化剂作用下，利用太阳能分解水制氢气的方法。水在通过并接触催化剂表面时，分解的微观示意图如图：（“”表示氢原子，“”表示氧原子，“”表示催化剂），则水分解的微观过程的正确顺序是 　 　（填序号）。 【总结交流】 （6）化学是一门以实验为基础的科学。通过上述实验的分析对比，归纳一条在改进实验时需考虑的因素 　 　。 【答案】（1）气泡；1：2；淡蓝色。 （2）氢、氧元素。 （3）2H2O2H2↑+O2↑。 （4）增强水的导电性；玻璃管上有刻度，测量结果更准确（或便于检验生成的气体等合理即可）。 （5）①④②⑤③。 （6）改进实验要更易于操作（或改进实验要具备更高的准确性等合理即可）。 【解析】解：（1）电解水生成氢气和氧气，则可观察到电极附近有气泡产生； 由于正极产生氧气，负极产生氢气，且生成的氧气和氢气的体积比为1：2，则一段时间后，正、负极分别产生的气体体积比约为1：2； 由图可知，b管收集的气体较多，则收集的气体为氢气，氢气具有可燃性，燃烧时产生淡蓝色火焰。 （2）氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成，根据反应前后元素的种类不变，则说明水是由氢、氧元素组成。 （3）电解水生成氢气和氧气，反应的化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑； （4）向水中加入氢氧化钠，能增加水中的离子，则能增强水的导电性； 图甲装置中，玻璃管上有刻度，测量结果更准确，且打开活塞就能检查其中的气体，更便于检验生成的气体等。 （5）电解水的微观过程为水分子分解为氢原子和氧原子，氢原子重新组合成氢分子、氧原子重新组合成氧分子，则顺序为①④②⑤③。 （6）在改进实验时，实验要更易于操作，有更高的准确性等。 【变式精选】 【变式1】某课外小组的同学想通过实验探究水的组成。请你一起参与探究过程，并填写下列空白。 【作出猜想】水中含有氢、氧两种元素 【设计并进实验】 （1）甲同学用小试管收集了一试管氢气，然后用手指堵住试管口，使试管口下慢慢靠近酒精灯火焰，听到了很小的声音，甲同学的实验目的是 　 　；然后甲同学（如图一甲所示）点燃氢气，观察到氢气能燃烧，火焰是淡蓝色，罩在火焰上方的烧杯内壁出现 ，说明氢气燃烧生成了 　 　。该反应的文字表达式为 　 　。 （2）乙同学用图一乙装置进行电解水的实验。实验一段时间后，与电源正、负极相连接的玻璃管内产生的气体体积比大约为 　，用燃着的木条靠近正极产生的气体，发现木条 　 　证明是 　 　，然后又用合理的方法检验了负极产生的气体。 【得出结论】甲、乙两同学通过实验得出水组成的结论是 　 　。 【反思与评价】 ①通电后中间球形容器内液面上升的原因是 　 　。 ②如图二中a、b、c表示电解水时，反应实质的微观示意图，其正确的顺序是 　（填序号）。 【答案】[设计并进行实验]（1）检验氢气的纯度；无色液滴；水；氢气+氧气水。 （2）1：2；燃烧得更旺；氧气。 [得出结论]水是由氢元素和氧元素组成的。 [反思与评价]①玻璃管中的液体进入中间球形容器内。 ②bca。 【解析】解：（1）甲同学用小试管收集了一试管氢气，然后用手指堵住试管口，使试管口朝下慢慢靠近酒精灯火焰，听到了很小的声音，由上述的实验过程可知，甲同学的实验目的是检验氢气的纯度，然后甲同学点燃氢气，观察到氢气能燃烧，火焰呈淡蓝色，罩在火焰上方的烧杯内壁出现无色液滴，说明氢气燃烧生成了水，反应的文字表达式是氢气+氧气水。 （2）乙同学用图Ⅱ所示装置进行电解水的实验。实验一段时间后，与电源正、负极相连的玻璃管内产生的气体体积比大约为1：2，用燃着的木条检验正极产生的气体，发现木条燃烧得更旺，证明是氧气。然后又用合理的方法检验了负极产生的气体是氢气。 [得出结论]甲、乙两同学通过实验得出水的组成的结论是水是由氢元素和氧元素组成的。 [反思与评价]①通电后中间球形容器内液面上升的原因是玻璃管中的液体进入中间球形容器内。 ②如图二中、b、c表示电解水时，反应实质的微观示意图，其正确的顺序是bca。 知识点三 物质的分类 · 思考：请比较以下三组纯净物的元素组成，各有什么特点？ （1）水(H2O)、二氧化碳(CO2)、氧化铁(Fe2O3)和高锰酸钾(KMnO4)。 （2）二氧化碳(CO2)、氧化铁(Fe2O3)、五氧化二磷(P2O5)和水(H2O)等。 （3）氢气(H2)、氧气(O2)、氦气(N2)、铁(Fe)和碳(C)等 （1）特点是由两种或两种以上元素组成 （2）特点是由两种元素组成，其中一种是氧元素 （3）特点是由同种元素组成 1.几种物质的定义 （1）化合物：由 组成的 叫作化合物。 （2）氧化物：由两种元素组成的化合物中，其中一种元素是 的叫作氧化物。 （3）单质：由 组成的纯净物叫作单质。 注意： ①纯净物根据组成元素的种类可分为单质和化合物，这两者的概念是建立在物质是 的基础之上的。 ②由同种元素组成的物质不一定是单质，如氧气(O2)和臭氧(O3)的混合物。 ③由不同元素组成的物质也不一定是化合物，如CO和CO2的混合物。 ④氧化物必须满足三个条件：① 组成；②是 ；③有一种元素是 。 ⑤含有氧元素的化合物称为含氧化合物，氧化物一定是含氧化合物，但含氧化合物不一定是氧化物。 2.物质简单分类 物质 混合物 纯净物 单质 化合物 金属单质 非金属单质 稀有气体 氧化物 其他化合物 根据组成物质种类的多少 由多种物质组成 由一种物质组成 根据组成元素种类的多少 由一种元素组成 由多种元素组成 含有氧元素 方法导引 分类 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 将纯净物分为 和 ，依据 和 的多少将一些化学反应分为 和 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。 3.单质、化合物和氧化物的比较 类别 单质 化合物 氧化物 区别 宏观组成 由 元素组成 由 元素组成 由 和另一种元素组成 微观构成 由同种原子直接构成 或由同种原子构成的分子 不同种元素的原子构成 不同种元素的原子构成的分子 分类 可分为金属、非金属、稀有气体三类 可分为酸、碱、盐、氧化物等 金属氧化物、非金属氧化物 联系 都是 ，都有 ，某些单质在一定条件下发生化合反应可以生成化合物，某些化合物在一定条件下发生分解反应可以生成单质 【考点例题】 例1．将下列物质进行分类。（5分，填序号，错选漏选不得分）现有①氧化铜，②稀有气体，③铝箔， ④臭氧，⑤氧化铁，⑥氯化钾，⑦自来水，⑧碳酸钙，⑨二氧化锰，⑩硫酸铜溶液等物质。 （1）其中属于混合物的是　 ； （2）属于纯净物的是　 　； （3）属于化合物的是　 　； （4）属于单质的是　 　； （5）属于氧化物的是　 　。 【答案】②⑦⑩；①③④⑤⑥⑧⑨；①⑤⑥⑧⑨；③④；①⑤⑨。 【解析】解：稀有气体、自来水和硫酸铜溶液都是由多种物质组成的物质，都属于混合物；氧化铜、铝、臭氧、氧化铁、氯化钾、碳酸钙和二氧化锰等物质都是由一种物质组成的物质，都属于纯净物；氧化铜、氧化铁、氯化钾、碳酸钙和二氧化锰等物质都是由不同种元素组成的纯净物，都属于化合物； 铝和臭氧都是由一种元素组成的纯净物，都属于单质；氧化铜、氧化铁和二氧化锰都是由氧元素和另外一种元素组成的化合物，都属于氧化物。故填： 【变式精选】 【变式1】分类是学习化学的重要方法之一，生活中常会接触到下列物质： A．镁条 B．电解水负极得到的气体 C．冰水混合物 D．二氧化硫 E．氮气 F．液态氧气 G．二氧化碳 H．洁净的空气 其中属于混合物的是　 　 （ 填序号，下同），属于纯净物的是　 　，属于单质的是　 ，属于化合物的是　 　。 【答案】H；ABCDEFG；ABEF；CDG； 【解析】解：混合物是由两种或两种以上的物质组成，洁净的空气属于混合物；纯净物是由一种物质组成，A．镁条；B．电解水负极得到的气体； C．冰水混合物中只有水分子；D．二氧化硫；E．氮气；F．液态氧气；G．二氧化碳都属于纯净物。纯净物又分为单质和化合物。由同种元素组成的纯净物叫单质，A．镁条；B．电解水负极得到的气体；E．氮气；F．液态氧气都属于单质；由两种或两种以上的元素组成的纯净物叫化合物，C．冰水混合物中只有水分子；D．二氧化硫；G．二氧化碳都属于化合物； 【变式2】超市里，有成百上千种商品，为了便于顾客选购，往往分门别类，有序地摆放。在化学学习中，我们也要将物质进行分类，请将下列物质按要求分类（填序号）。 ①空气；②五氧化二磷；③液态氮；④冰水混合物；⑤高锰酸钾；⑥海水；⑦人体呼出的气体； （1）属于混合物的是 　 　。 （2）属于单质的是 　 　。 （3）属于氧化物的是 　 　。 【答案】（1）①⑥⑦； （2）③； （3）②④。 【解析】解：（1）混合物是由两种或两种以上的物质组成，空气、海水、人体呼出的气体都属于混合物；故答案为：①⑥⑦； （2）由同种元素组成的纯净物叫单质，液态氮属于单质；故答案为：③； （3）氧化物是指由两种元素组成的化合物中，其中一种元素是氧元素，五氧化二磷，属于氧化物，冰水混合物中只有水分子，水属于氧化物；故答案为：②④。 精选精练 ①氢气（共7小题） 1．下列关于氢气在空气中燃烧的说法，错误的是（　　） A．发出淡蓝色火焰 B．放出大量的热 C．产生浓烈的刺激性气味 D．燃烧前一定要检验其纯度 2．关于氢气在空气中燃烧实验的下列说法正确的是（　　） A．从现象上判断：水由碳、氢、氧元素组成的 B．从变化上分类：该变化属于物理变化 C．从宏观上分析：水是氢气和氧气组成的 D．从微观上分析：分子在化学变化中可分 3．下列有关氢气性质、用途的描述，错误的是（　　） A．氢气是无色、无臭、难溶于水的气体．密度比空气小 B．氢气在空气中燃烧，产生蓝色火焰 C．点燃氢气前一定要检验其纯度 D．氢气燃烧后的产物是水，不污染空气，它是理想的清洁、高能燃料 4．在收集氢气、检验氢气纯度的实验操作中，不正确的是（　　） A．用向上排空气法收集一试管气体 B．用向下排空气法收集一试管气体 C．收集一小试管氢气，用拇指堵住，移近火焰，松开拇指 D．如果听到尖锐的爆鸣声，可直接用排水法收集一试管氢气，再进行检验 5．关于氢气在氧气中燃烧的反应，叙述正确的是（　　） A．产生黄色火焰 B．无需检验纯度，氢气可以直接点燃 C．证明水是由氢气和氧气组成 D．产物无污染 6．检验氢气纯度时，判断氢气较纯的现象是（　　） A．听到尖锐的爆鸣声 B．听到轻微的爆鸣声 C．未听到声音 D．试管炸裂 7．点燃氢气前要检验氢气的纯度，下列说法错误的是（　　） A．尖锐爆鸣声表示不纯 B．没有声音表示很纯 C．声音很小表示较纯 D．听到爆鸣声后，不能立即用这支试管收集氢气 ②探究水的组成及变化（共9小题） 8．下列从电解水的微观示意图中获得的信息正确的是（　　） A．氢分子和氧分子是该变化中的最小粒子 B．水是由氢气和氧气组成的 C．“”所表示的粒子，可保持氧气的化学性质 D．一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成 9．如图是通电一段时间后电解水的装置示意图。下列说法错误的是（　　） A．产生的气体a能使带火星的木条复燃 B．产生气体b的一端电极与电源正极相连 C．水中加入少量Na2SO4可以增强其导电性 D．该探究的依据是化学变化前后元素种类不变 10．电解水的实验装置如图所示，下列说法正确的是（　　） A．与a试管相连的是电源正极 B．该反应中分子和原子的个数都不变 C．该实验证明水由氢气和氧气组成 D．a、b试管中气体的体积比约为2：1 11．如图所示是电解水的简易实验装置。下列有关叙述不正确的是（　　） A．a是电源的负极，b是电源的正极 B．反应过程中最小的微粒是氢、氧原子 C．该实验说明水是由氢气和氧气组成的 D．电解水的反应属于分解反应 12． 如图为电解水的实验装置图，接通电源两极都有气泡产生，实验结束发现a、b两管内气体体积比略大于2：1，下列说法正确的是（　　） A．该条件下，H2在水中的溶解度比O2的大 B．与a玻璃管相连的电极为电源的正极 C．打开b玻璃管活塞，点燃会产生淡蓝色火焰 D．水通电分解的过程中，发生变化的微粒是水分子 13． 同学们在完成“电解水实验”时，发现该反应速率较慢，且产物氢气与氧气的体积比很难达到理论值。为探究电解水时所需NaOH溶液的最佳浓度，在图1所示装置中分别注入质量分数为10%、12%、14%、16%、18%、20%的NaOH溶液，在9V电压下电解3min，产生氢气和氧气的体积如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．管a中产生的气体能支持燃烧 B．上述反应中原子、分子的种类和数目都不变 C．该实验中氢氧化钠溶液的浓度越大，产生气体的速率越快 D．电解质量分数为14%的NaOH溶液所产生的氢气、氧气体积比最接近理论值 14． 为了验证水的组成，化学兴趣小组的同学进行了电解水实验，下列有关说法正确的是（　　） A．直流电源a端为正极 B．管c中的气体先收集满 C．进一步实验测得，正极和负极产生的气体质量比为1：2 D．通过实验可以得出，水是由氢气和氧气组成的 15． 如图是电解水装置通电电解一段时间后的图，下列有关说法正确的是（　　） A．电解时，a管中生成的气体是氢气 B．装置中，b侧产生的气体能使带火星的木条复燃 C．水能电解说明水不是一种元素，而是一种化合物 D．水电解后生成了两种新的化合物 16． 回答下列问题。 （1） 图1是电解水的装置图。A、B管中生成气体的体积比是 　 　，B管中气体可以用 　 　 进行检验。电解水的文字表达式是　 ，基本类型是 　 　反应。 （2）如图是电解水的微观示意图，化学反应前后水分子种类 　 　，构成水分子的氢原子和氧原子种类 　 　，组成水的元素种类 　 　。（填“改变”或“不变”） （3）图2中，在空气中点燃纯净的氢气，并在火焰上方罩一只干燥的凉烧杯，观察到的现象是 　 ，反应的文字表达式是 。该反应的基本类型是 　 反应。 ③物质的分类（共8小题） 17．学好化学，必须要熟悉物质的组成与分类。图中“〇”和“●”分别表示质子数不同的两种原子，则下列各图表示化合物的是（　　） A． B． C． D． 18．概念之间具有并列、包含、交叉等关系．下列选项中所列概念之间的关系，符合图中a、b所示包含关系的是（　　） A．化合物、氧化物 B．纯净物、混合物 C．单质、化合物 D．氧化反应、化合反应 19．分类是学习和研究化学物质的重要方法，下列物质属于单质的是（　　） A．空气 B．水蒸气 C．氧气 D．二氧化碳 20．下列物质，前者属于单质，后者属于氧化物的是（　　） A．水、液氧 B．C60、干冰 C．氢气、高锰酸钾 D．碘酒、二氧化锰 21．下列物质分类正确的是（　　） A．氧化物：五氧化二磷、冰水混合物 B．化合物：矿泉水、氧化铁 C．混合物：纯净的空气、冰水混合物 D．单质：氮气、甲烷 22．下列各选项中，物质的分类全部正确的是（　　） 选项 单质 氧化物 化合物 混合物 A 铝合金 五氧化二磷 盐酸 空气 B 水银 水 硝酸铵 冰水混合物 C 金刚石 干冰 氧化铜 生理盐水 D 钢 生石灰 火碱 煤 A．A B．B C．C D．D 23．下列物质分别属于混合物、氧化物、单质的是（　　） A．空气、氧气、碳酸钙 B．冰水混合物、二氧化碳、铁 C．澄清石灰水、过氧化氢、磷 D．雨水、臭氧、氢气 24．下列物质中，既含有单质又含有化合物的是（　　） A．蔗糖水 B．铜片 C．过氧化氢 D．空气 真题闯关 1. （2024•宁夏）下列有关水的组成和构成说法正确的是（　　） A．水是由水分子构成的 B．水是由氢气和氧气组成的 C．水是由氢原子和氧原子构成的 D．水是由两个氢元素和一个氧元素组成的 2. （2024•河南）电解水的简易实验装置如图所示。下列说法不正确的是（　　） A．甲管中的电极连接的是电源正极 B．乙管中的气体能使带火星的木条复燃 C．该实验生成的氢气与氧气的质量比为1：8 D．该实验可证明水是由氢、氧两种元素组成的 3. （2024•兰州）下列有关水的描述中不正确的是（　　） A．水是一种常用的溶剂 B．水是由氢气和氧气组成 C．用肥皂水可区分硬水和软水 D．水的沸腾属于物理变化 4. （2024•临沂）分类法是学习和研究物质的一种重要方法。下列物质中属于单质的是（　　） A．氮气 B．干冰 C．碘酒 D．甲烷 5. （2024•绥化）下列物质中，属于氧化物的是（　　） A．氯酸钾 B．氧气 C．氢氧化钠 D．水 6. （2024•陕西）下列各组物质均属于氧化物的是（　　） A．冰、干冰 B．铜、黄铜 C．硫、硫酸 D．水、硬水 7. （2024•福建）下列物质可制造用于治疗癌症等疾病的纳米酶，其中属于单质的是（　　） A．金 B．氧化铁 C．氧化铈 D．四氧化三铁 8. （2024•彭山区）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． 9. （2024•新疆）化学既要从宏观层面研究物质，又要从微观层面探析本质。请根据图示回答问题。 （1）宏观角度辨识水的组成 在电解水实验中，两个电极上都会产生气泡。如图1所示，正、负极产生气体的体积比约为 ，正极产生的气体能使 　 　，说明是氧气，经验证负极产生的气体为氢气。此实验可证明水是由 　 　组成的。 （2）微观角度探析水的分解 由图2可知，该反应的化学方程式为 。反应过程中没有发生变化的微粒是 　 　。根据水分子的示意图可知，一个水分子由 　 　构成。 10. （2024•滨州）化学是一门以实验为基础的学科。结合如图有关实验，回答问题。 （1）过滤操作中仪器a的名称是 　 　； （2）水电解器的b玻璃管中产生的气体是 　 　（填化学式）； （3）从安全角度考虑，在点燃氢气前，一定要检验氢气的 　 　； （4）将铝片与铝合金互相刻划，可证明铝合金的硬度 　 　（填“大于”“小于”或“等于”）铝片的硬度。 11. （2024•临夏州）空间站中水是无比珍贵的，废水会被收集起来，进入污水净化系统，净化后再进行蒸馏，然后进行电解制氧，从而实现水的循环使用。 （1）在污水净化系统中，有一层特殊的薄膜可以除去废水中大分子杂质，与实验室常用的 　 　操作原理相同。 （2）如图所示为太空模拟电解水装置，电解水的化学方程式为 　 　。该过程的能量转化形式为 　 　。 （3）自然界天然水循环是通过水的三态变化实现的。水蒸发为水蒸气，其体积变大。从微观角度解释其原因是 　 　。 12. （2024•天津）2024年“中国水周”活动主题为“精打细算用好水资源，从严从细管好水资源”。 （1）下列做法符合“中国水周”活动主题的是 　 　（填序号）。 A.实验室中的废液直接倒入下水道 B.农业上以喷灌或滴灌形式浇灌 （2）如图为电解水的实验示意图。 ①在电解器玻璃管中加满水。通电，观察到玻璃管中有气泡冒出，一段时间后，a、b管内气体体积比约为 　 。 ②切断电源，用燃着的木条分别检验两个玻璃管中的气体，观察到 　 　（填“a”或“b”）中气体使木条燃烧更旺。 ③写出电解水的化学方程式 　 　。 （3）某新能源汽车以氢气为燃料，使用1kg氢气平均可行驶150km。若通过电解水产生氢气，54kg水分解产生的氢气理论上可供这辆汽车行驶 　 　km。 13. （2024•江西）兴趣小组追寻科学家的足迹，对水进行探究。 【宏观辨识】根据实验探究水的组成 （1） 水的合成：在密闭容器中将氢气和氧气的混合气体点燃，根据容器内生成的小水珠可知，水是由 　 　组成的化合物。 （2）水的分解：电解水一段时间后（如图），观察到管a和管b中气体体积比为 　 　，经检验管a中的气体是 　 　（填化学式）。 【证据推理】结合实验现象推算水分子中氢、氧原子个数比。 方法一：根据相同条件下气体的体积比等于其分子的个数比，得出电解水的产物中氢、氧原子个数比为 　 　，进而推算出结果。 方法二：已知电解水实验中氢气和氧气的体积比和正、负极产生气体的 　 　，可计算出水中各元素质量比，结合氢、氧原子的相对原子质量，可进一步推算出结果。 【模型构建】以分子构成的物质为例，图中“▲”表示的是 　 　。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第11讲 水的组成 思维导图 学习目标 学习目标 1.认识氢气和水的组成。 2. 知道电解水的实验现象并能根据实验现象推断水的组成。 3.认识物质的分类。 学习重点 1.通过电解水实验推断水的组成。 学习难点 1.通过电解水的实验现象简单推导和计算水分子中氢、氧原子个数比。 教材解读 知识点一 氢气 研究氢气的燃烧实验是人们认识水组成的开始。 1.氢气的物理性质 颜色 气味 状态 溶解度 密度氢气是密度最小的气体 无色 无臭 气体 难溶于水 密度比空气的小 注意：（1）难溶于水可采用排水法收集；（2）密度比空气小，可用向下排空气法收集。用拇指堵住集满氢气的试管口 靠近火焰， 移开拇指 图4-15 检验氢气的纯度 2.氢气验纯的方法 具体操作 现象 结论 收集一试管氢气，用拇指堵住试管口管口向下；靠近火焰，移开拇指点火。 发出尖锐爆鸣声 氢气不纯 发生声音很小 氢气较纯 注意： （1）混有一定量空气或氧气的氢气遇明火会发生爆炸，因此点燃氢气前一定要检验纯度。 （2）任何可燃性气体与空气或氧气混合遇明火都可能会发生爆炸，因此点燃前都需要验纯。 （3）验纯时如果没有声音，不能说明氢气是纯净的，应该重新收集检验，直至纯净为止。 3.氢气的化学性质——可燃性 【实验4-4】氢气的燃烧实验 实验步骤 在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气，在火焰上方罩一个干燥的小烧杯(如图4-16)，过一会儿，观察烧杯壁上的现象。图4-16 氢气在空气里燃烧 现象 纯净的氢气在空气里安静地燃烧，产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水雾，烧杯壁发烫。 结论 纯净的氢气可以在空气里燃烧，生成水，并放出热量点燃 文字表达式 符号表达式 氢气＋氧气 水点燃 H2 ＋ O2 H2O 【考点例题】 例1．下列用排水法收集氢气并检验纯度时，正确的实验操作顺序是（　　） ①用拇指堵住试管口，管口向下，靠近火焰，移开拇指 ②用排水法收集氢气 ③声音很小，表明氢气已纯净 ④听到尖锐的爆鸣声，就表明氢气不纯，需要再收集，再检验． A．②①④③ B．①②④③ C．②①③④ D．①②③④ 【答案】A 【解析】解：用排水法收集氢气并检验纯度时，用排水法收集氢气，用拇指堵住试管口，管口向下（氢气的密度比空气的小），靠近火焰，移开拇指，若听到尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯，需要再收集，再检验；需要再检验时，用拇指堵住试管口一会儿，等试管中的氢气的火焰熄灭后再检验，以防止发生爆炸；若声音很小，表示氢气已纯净；故正确的实验操作顺序是②①④③。 故选：A。 【变式精选】 【变式1】检验H2的纯度，当听到有爆鸣声，这时应怎样做？（　　） A．用拇指堵住试管一会儿再收集 B．可以做有关氢气的性质实验 C．用原试管继续收集 D．直接用于实验 【答案】A 【解析】解：氢气具有可燃性，点燃不纯的氢气可能会发生爆炸，故点燃氢气之前必须检验氢气的纯度；检验氢气纯度的方法：用排水法收集一试管氢气，用拇指堵住试管口，管口向下移近酒精灯火焰，松开拇指点火，如果听到尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯，需要再收集，再检验，直到听到轻微的响声，才表明氢气已经纯净。 检验氢气纯度时，若听到爆鸣声，说明氢气不纯净，需要再检验时，应用拇指堵住试管口一会儿，等试管中的氢气的火焰熄灭后再收集、检验，以防止发生爆炸。 故选：A。 【变式2】如图所示，在空气中点燃纯净的氢气。 （1）观察到的现象是 　 　、　 　。 （2）氢气燃烧生成水的微观过程中，不发生变化的微粒有 　 　；该反应基本类型是 　 　。 （3）用手轻轻触摸烧杯，感觉到 　发烫　。 （4）通过实验，你获得的结论是（答出两点）：　 　，　 　。 【答案】（1）产生淡蓝色火焰；烧杯内壁有水雾出现； （2）氢原子和氧原子；化合反应； （3）发烫； （4）氢气具有可燃性；氢气燃烧属于放热反应（合理即可）。 【解析】解：（1）在空气中点燃纯净的氢气，观察到的现象是产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水雾出现。 （2）氢气燃烧生成水的微观过程中，原子是化学变化中的最小粒子，不发生变化的微粒有氢原子和氧原子；该反应符合“多变一”的形式，符合化合反应的特征，属于化合反应。 （3）用手轻轻触摸烧杯，感觉到发烫。 （4）通过实验，你获得的结论是氢气具有可燃性、氢气燃烧属于放热反应（合理即可）。 知识点二 探究水的组成及变化 直到18世纪末，法国科学家拉瓦锡通过对水的生成和分解实验的研究，才最终认识了水的组成，确定水不是一种元素组成的。 1.探究水的组成及变化 探究 水的组成及变化 【问题】 水是由哪些元素组成的？水在通电时发生了什么变化？ 【实验目的】 1.认识水的组成。 2.了解水在通电条件下发生的变化，进一步认识分解反应。 3.进一步体会科学探究的过程和方法。 【实验用品】 实验仪器：水电解器、烧杯、带尖嘴的玻璃导管、直流电源、铁架台(带滴定夹)、酒精灯、弹簧夹、导线、木条、火柴。 实验药品：硫酸钠溶液(或氢氧化钠溶液)。 【实验】 （1）在电解器玻璃管中加满水(水中加入少量硫酸钠溶液或氢氧化钠溶液，以增强导电性)，用导线连接电解器与电源。 （2）接通直流电源，观察两个电极附近和玻璃管内发生的变化，记录实验现象。 现象 与电源正极相连 与电源负极相连图4-17 电解水实验 电极附近 玻璃管内 电极附近 玻璃管内 气泡产生较少 水位下降较慢 气泡产生较多 水位下降较快 比较两个玻璃管内现象的差异 V正极 ：V负极 ＝ 1 ：2 （3）切断上述装置中的电源，用燃着的木条分别在两个玻璃管尖嘴口检验电解反应中产生的气体，观察并记录实验现象。 温馨提示：控制玻璃管活塞的开启程度，使气体慢慢放出。 实验内容 检验与电源正极相连的玻璃管内的气体 检验与电源负极相连的玻璃管内的气体 现象 木条燃烧更加剧烈 气体能燃烧，燃烧时发出淡淡蓝色火焰 解释 正极收集到的是氧气 负极收集到的是氢气 【分析与结论】 （1）水在通电后发生了什么变化？生成了哪几种物质？ 通电时发生化学变化。水分解生成了氢气和氧气，该反应属于分解反应，产生两种新物质。 （2）分析水的生成和分解实验，说明其中的哪些现象和事实能够说明水不是一种元素，而是由氢、氧两种元素组成的。 氢气燃烧实质是氢气与氧气发生了化合反应生成物只有水；通电分解水发生了分解反应，生成物是氢气和氧气。根据化学反应前后元素种类不变，说明水不是一种元素，是由氢元素和氧元素组成的化合物。 （3）哪些证据可以证明水是由氢、氧两种元素组成的？ 通电后，电极上出现了气泡，通电一段时间以后，正、负两极产生的气体体积比大约为1：2。伸入正极试管里的带火星木条燃烧，负极试管里的气体/燃烧并出现淡蓝色火焰。 实验结论： （1）水在通电的条件下发生了分解反应，生产氢气和氧气，且氢气和氧气的体积比约为2：1。 （2）水由氢元素和氧元素组成。通电 通电 反应的表达式：水 氢气 ＋ 氧气；符号表达式：H2O H2＋O2 科学史话 水的组成揭秘 18世纪末，英国化学家普里斯特利(J.Priestley，1733-1804)把“易燃空气”和空气混合后盛在干燥、洁净的玻璃瓶中，当用电火花点火时，发出震耳的爆鸣声，且玻璃瓶内璧出现了液滴。另一位英国科学家卡文迪什(H.Cavendish，1731-1810)用纯氧代替空气进行上述实验，确认所得液滴是水，并确认大约2份体积的“易燃空气”与1份体积的氧气恰好化合成水。 上述实验实际已经揭示水不是一种元素，可惜两位科学家受当时错误观念的束缚，没能认识这一点，反将其解释为两种气体里都含有水。法国化学家拉瓦锡重复了他们的实验，并做了另一个实验：让水蒸气通过一根烧红的铁制枪管，得到“易燃空气”。通过分析和归纳，他得出结论：水不是一种元素，而是“易燃空气”与氧形成的化合物，并将“易燃空气”正式命名为“生成水的元素”(hydrogen)，即氢。 2.电解水反应的实质 （1）水分子分解示意图 ①每个水分子是由2个氢原子和1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(如图4-18)。图4-18 水分子分解示意图 氢原子 (H) 氧原子 (O) 通电 分解 结合 水分子 氢分子 氧分子 （2）由示意图可知宏观和微观方面的信息 ①水是由氢元素和氧元素组成的； ②化学变化的实质是分子分解成原子，原子重新结合成新的分子； ③分子由原子构成； ④化学反应前后元素种类不变，原子种类和原子数目均不变等。 【考点例题】 例1．实验课上，实验小组的同学们正在进行“水的组成”的探究，请你参与。 【提出问题】水是由什么元素组成的？ 【进行实验】同学们按照教材中的装置（图甲所示）进行实验。 （1）同学们观察到电极附近有 　 　产生，一段时间后，正、负极分别产生的气体体积比约为 　 　。切断电源，打开b管顶端的活塞，在管口放置一根燃着的木条，会观察到气体燃烧，产生 　 　的火焰。 【得出结论】 （2）本实验得出的结论：水是由 　 　组成的。 （3）写出电解水的化学方程式 　 　。 【讨论分析】 （4）实验时，老师向水中加入了少量氢氧化钠，目的是 　 　；与图乙（电解水的简易装置）装置相比，教材（图甲）装置的优点是 　 　（写一点）。 （5）我国科学家已研究出在新型高效光催化剂作用下，利用太阳能分解水制氢气的方法。水在通过并接触催化剂表面时，分解的微观示意图如图：（“”表示氢原子，“”表示氧原子，“”表示催化剂），则水分解的微观过程的正确顺序是 　 　（填序号）。 【总结交流】 （6）化学是一门以实验为基础的科学。通过上述实验的分析对比，归纳一条在改进实验时需考虑的因素 　 　。 【答案】（1）气泡；1：2；淡蓝色。 （2）氢、氧元素。 （3）2H2O2H2↑+O2↑。 （4）增强水的导电性；玻璃管上有刻度，测量结果更准确（或便于检验生成的气体等合理即可）。 （5）①④②⑤③。 （6）改进实验要更易于操作（或改进实验要具备更高的准确性等合理即可）。 【解析】解：（1）电解水生成氢气和氧气，则可观察到电极附近有气泡产生； 由于正极产生氧气，负极产生氢气，且生成的氧气和氢气的体积比为1：2，则一段时间后，正、负极分别产生的气体体积比约为1：2； 由图可知，b管收集的气体较多，则收集的气体为氢气，氢气具有可燃性，燃烧时产生淡蓝色火焰。 （2）氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成，根据反应前后元素的种类不变，则说明水是由氢、氧元素组成。 （3）电解水生成氢气和氧气，反应的化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑； （4）向水中加入氢氧化钠，能增加水中的离子，则能增强水的导电性； 图甲装置中，玻璃管上有刻度，测量结果更准确，且打开活塞就能检查其中的气体，更便于检验生成的气体等。 （5）电解水的微观过程为水分子分解为氢原子和氧原子，氢原子重新组合成氢分子、氧原子重新组合成氧分子，则顺序为①④②⑤③。 （6）在改进实验时，实验要更易于操作，有更高的准确性等。 【变式精选】 【变式1】某课外小组的同学想通过实验探究水的组成。请你一起参与探究过程，并填写下列空白。 【作出猜想】水中含有氢、氧两种元素 【设计并进实验】 （1）甲同学用小试管收集了一试管氢气，然后用手指堵住试管口，使试管口下慢慢靠近酒精灯火焰，听到了很小的声音，甲同学的实验目的是 　 　；然后甲同学（如图一甲所示）点燃氢气，观察到氢气能燃烧，火焰是淡蓝色，罩在火焰上方的烧杯内壁出现 ，说明氢气燃烧生成了 　 　。该反应的文字表达式为 　 　。 （2）乙同学用图一乙装置进行电解水的实验。实验一段时间后，与电源正、负极相连接的玻璃管内产生的气体体积比大约为 　，用燃着的木条靠近正极产生的气体，发现木条 　 　证明是 　 　，然后又用合理的方法检验了负极产生的气体。 【得出结论】甲、乙两同学通过实验得出水组成的结论是 　 　。 【反思与评价】 ①通电后中间球形容器内液面上升的原因是 　 　。 ②如图二中a、b、c表示电解水时，反应实质的微观示意图，其正确的顺序是 　（填序号）。 【答案】[设计并进行实验]（1）检验氢气的纯度；无色液滴；水；氢气+氧气水。 （2）1：2；燃烧得更旺；氧气。 [得出结论]水是由氢元素和氧元素组成的。 [反思与评价]①玻璃管中的液体进入中间球形容器内。 ②bca。 【解析】解：（1）甲同学用小试管收集了一试管氢气，然后用手指堵住试管口，使试管口朝下慢慢靠近酒精灯火焰，听到了很小的声音，由上述的实验过程可知，甲同学的实验目的是检验氢气的纯度，然后甲同学点燃氢气，观察到氢气能燃烧，火焰呈淡蓝色，罩在火焰上方的烧杯内壁出现无色液滴，说明氢气燃烧生成了水，反应的文字表达式是氢气+氧气水。 （2）乙同学用图Ⅱ所示装置进行电解水的实验。实验一段时间后，与电源正、负极相连的玻璃管内产生的气体体积比大约为1：2，用燃着的木条检验正极产生的气体，发现木条燃烧得更旺，证明是氧气。然后又用合理的方法检验了负极产生的气体是氢气。 [得出结论]甲、乙两同学通过实验得出水的组成的结论是水是由氢元素和氧元素组成的。 [反思与评价]①通电后中间球形容器内液面上升的原因是玻璃管中的液体进入中间球形容器内。 ②如图二中、b、c表示电解水时，反应实质的微观示意图，其正确的顺序是bca。 知识点三 物质的分类 · 思考：请比较以下三组纯净物的元素组成，各有什么特点？ （1）水(H2O)、二氧化碳(CO2)、氧化铁(Fe2O3)和高锰酸钾(KMnO4)。 （2）二氧化碳(CO2)、氧化铁(Fe2O3)、五氧化二磷(P2O5)和水(H2O)等。 （3）氢气(H2)、氧气(O2)、氦气(N2)、铁(Fe)和碳(C)等 （1）特点是由两种或两种以上元素组成 （2）特点是由两种元素组成，其中一种是氧元素 （3）特点是由同种元素组成 1.几种物质的定义 （1）化合物：由不同种元素组成的纯净物叫作化合物。 （2）氧化物：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。 （3）单质：由同种元素组成的纯净物叫作单质。 注意： ①纯净物根据组成元素的种类可分为单质和化合物，这两者的概念是建立在物质是纯净物的基础之上的。 ②由同种元素组成的物质不一定是单质，如氧气(O2)和臭氧(O3)的混合物。 ③由不同元素组成的物质也不一定是化合物，如CO和CO2的混合物。 ④氧化物必须满足三个条件：①两种元素组成；②是化合物；③有一种元素是氧元素。 ⑤含有氧元素的化合物称为含氧化合物，氧化物一定是含氧化合物，但含氧化合物不一定是氧化物。 2.物质简单分类 物质 混合物 纯净物 单质 化合物 金属单质 非金属单质 稀有气体 氧化物 其他化合物 根据组成物质种类的多少 由多种物质组成 由一种物质组成 根据组成元素种类的多少 由一种元素组成 由多种元素组成 含有氧元素 方法导引 分类 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。 3.单质、化合物和氧化物的比较 类别 单质 化合物 氧化物 区别 宏观组成 由同种元素组成 由不同种元素组成 由氧元素和另一种元素组成 微观构成 由同种原子直接构成 或由同种原子构成的分子 不同种元素的原子构成 不同种元素的原子构成的分子 分类 可分为金属、非金属、稀有气体三类 可分为酸、碱、盐、氧化物等 金属氧化物、非金属氧化物 联系 都是纯净物，都有固定组成，某些单质在一定条件下发生化合反应可以生成化合物，某些化合物在一定条件下发生分解反应可以生成单质 【考点例题】 例1．将下列物质进行分类。（5分，填序号，错选漏选不得分）现有①氧化铜，②稀有气体，③铝箔， ④臭氧，⑤氧化铁，⑥氯化钾，⑦自来水，⑧碳酸钙，⑨二氧化锰，⑩硫酸铜溶液等物质。 （1）其中属于混合物的是　 ； （2）属于纯净物的是　 　； （3）属于化合物的是　 　； （4）属于单质的是　 　； （5）属于氧化物的是　 　。 【答案】②⑦⑩；①③④⑤⑥⑧⑨；①⑤⑥⑧⑨；③④；①⑤⑨。 【解析】解：稀有气体、自来水和硫酸铜溶液都是由多种物质组成的物质，都属于混合物；氧化铜、铝、臭氧、氧化铁、氯化钾、碳酸钙和二氧化锰等物质都是由一种物质组成的物质，都属于纯净物；氧化铜、氧化铁、氯化钾、碳酸钙和二氧化锰等物质都是由不同种元素组成的纯净物，都属于化合物； 铝和臭氧都是由一种元素组成的纯净物，都属于单质；氧化铜、氧化铁和二氧化锰都是由氧元素和另外一种元素组成的化合物，都属于氧化物。故填： 【变式精选】 【变式1】分类是学习化学的重要方法之一，生活中常会接触到下列物质： A．镁条 B．电解水负极得到的气体 C．冰水混合物 D．二氧化硫 E．氮气 F．液态氧气 G．二氧化碳 H．洁净的空气 其中属于混合物的是　 　 （ 填序号，下同），属于纯净物的是　 　，属于单质的是　 ，属于化合物的是　 　。 【答案】H；ABCDEFG；ABEF；CDG； 【解析】解：混合物是由两种或两种以上的物质组成，洁净的空气属于混合物；纯净物是由一种物质组成，A．镁条；B．电解水负极得到的气体； C．冰水混合物中只有水分子；D．二氧化硫；E．氮气；F．液态氧气；G．二氧化碳都属于纯净物。纯净物又分为单质和化合物。由同种元素组成的纯净物叫单质，A．镁条；B．电解水负极得到的气体；E．氮气；F．液态氧气都属于单质；由两种或两种以上的元素组成的纯净物叫化合物，C．冰水混合物中只有水分子；D．二氧化硫；G．二氧化碳都属于化合物； 【变式2】超市里，有成百上千种商品，为了便于顾客选购，往往分门别类，有序地摆放。在化学学习中，我们也要将物质进行分类，请将下列物质按要求分类（填序号）。 ①空气；②五氧化二磷；③液态氮；④冰水混合物；⑤高锰酸钾；⑥海水；⑦人体呼出的气体； （1）属于混合物的是 　 　。 （2）属于单质的是 　 　。 （3）属于氧化物的是 　 　。 【答案】（1）①⑥⑦； （2）③； （3）②④。 【解析】解：（1）混合物是由两种或两种以上的物质组成，空气、海水、人体呼出的气体都属于混合物；故答案为：①⑥⑦； （2）由同种元素组成的纯净物叫单质，液态氮属于单质；故答案为：③； （3）氧化物是指由两种元素组成的化合物中，其中一种元素是氧元素，五氧化二磷，属于氧化物，冰水混合物中只有水分子，水属于氧化物；故答案为：②④。 精选精练 ①氢气（共7小题） 1．下列关于氢气在空气中燃烧的说法，错误的是（　　） A．发出淡蓝色火焰 B．放出大量的热 C．产生浓烈的刺激性气味 D．燃烧前一定要检验其纯度 【答案】C 【解析】解：A、氢气在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰，故选项说法正确。 B、氢气在空气中燃烧，放出大量的热，故选项说法正确。 C、氢气在空气中燃烧生成水，不会产生浓烈的刺激性气味，故选项说法错误。 D、可燃性气体与空气混合后点燃可能发生爆炸，氢气具有可燃性，为防止发生爆炸，燃烧前一定要检验其纯度，故选项说法正确。 故选：C。 2．关于氢气在空气中燃烧实验的下列说法正确的是（　　） A．从现象上判断：水由碳、氢、氧元素组成的 B．从变化上分类：该变化属于物理变化 C．从宏观上分析：水是氢气和氧气组成的 D．从微观上分析：分子在化学变化中可分 【答案】D 【解析】解：A.在点燃的条件下，氢气和氧气反应生成水，氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，由质量守恒定律可知，水是由氢元素与氧元素组成的，不含碳元素，选项说法错误； B.该过程中，氢气和氧气两种物质反应生成了新物质﹣﹣水，发生的属于化学变化，选项说法错误； C.在点燃的条件下，氢气和氧气反应生成水，氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，由质量守恒定律可知，水是由氢元素与氧元素组成的，而不是由氢气与氧气组成的，选项说法错误； D.由化学反应的实质可知，在该反应中氢分子分成氢原子，氧分子分成氧原子，然后每两个氢原子和一个氧原子构成一个水分子，即分子在化学变化中再分，选项说法正确。 故选：D。 3．下列有关氢气性质、用途的描述，错误的是（　　） A．氢气是无色、无臭、难溶于水的气体．密度比空气小 B．氢气在空气中燃烧，产生蓝色火焰 C．点燃氢气前一定要检验其纯度 D．氢气燃烧后的产物是水，不污染空气，它是理想的清洁、高能燃料 【答案】B 【解析】解：A、氢气是无色、无臭、难溶于水的气体。密度比空气小。故A描述正确； B、氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰。故B描述错误； C、由于氢气与空气（或氧气）的混合气体在点燃时易发生爆炸。所以，点燃氢气前一定要检验其纯度。故C描述正确； D、氢气燃烧后的产物是水，不污染空气，它是理想的清洁、高能燃料。故D描述正确。 故选：B。 4．在收集氢气、检验氢气纯度的实验操作中，不正确的是（　　） A．用向上排空气法收集一试管气体 B．用向下排空气法收集一试管气体 C．收集一小试管氢气，用拇指堵住，移近火焰，松开拇指 D．如果听到尖锐的爆鸣声，可直接用排水法收集一试管氢气，再进行检验 【答案】A 【解析】解：检验氢气纯度的方法：用排水法收集一试管氢气，用拇指堵住试管口，因为氢气的密度比空气小，应使管口向下移近酒精灯火焰，松开拇指点火，如果听到尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯，需要再收集，再检验，直到听到轻微的响声，才表明氢气已经纯净。 故选：A。 5．关于氢气在氧气中燃烧的反应，叙述正确的是（　　） A．产生黄色火焰 B．无需检验纯度，氢气可以直接点燃 C．证明水是由氢气和氧气组成 D．产物无污染 【答案】D 【解析】解：A．氢气在氧气中燃产生淡蓝色火焰，故错误； B．氢气具有可燃性，若不纯净时点燃可能会发生爆炸，所以点燃前一定要验纯，故错误； C．该实验证明了水是由氢元素与氧元素组成的，故错误； D．氢气燃烧的生成物只有水，不会对环境造成任何污染，故正确。 故选：D。 6．检验氢气纯度时，判断氢气较纯的现象是（　　） A．听到尖锐的爆鸣声 B．听到轻微的爆鸣声 C．未听到声音 D．试管炸裂 【答案】B 【解析】解：检验氢气纯度的方法：用排水法收集一试管氢气，用拇指堵住试管口，管口向下（是因为氢气的密度比空气的小）移近酒精灯火焰，松开拇指点火，如果听到尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯，需要再收集，再检验，直到听到微弱的“噗噗”的声音或轻微的爆鸣声，才表明氢气已经纯净；未听到声音，氢气不一定纯净，也可能是氢气含量极少，导致未听到声音。 故选：B。 7．点燃氢气前要检验氢气的纯度，下列说法错误的是（　　） A．尖锐爆鸣声表示不纯 B．没有声音表示很纯 C．声音很小表示较纯 D．听到爆鸣声后，不能立即用这支试管收集氢气 【答案】B 【解析】解：A、用向下排空气法收集氢气，用拇指堵住试管口，移近火焰，移开拇指点火，若听到尖锐爆鸣声，表示不纯，故选项说法正确。 B、用向下排空气法收集氢气，用拇指堵住试管口，移近火焰，移开拇指点火，若没有声音，不一定表示很纯，也可能没有收集到氢气，故选项说法错误。 C、用向下排空气法收集氢气，用拇指堵住试管口，移近火焰，移开拇指点火，若声音很小，表示较纯，故选项说法正确。 D、听到爆鸣声后，不能立即用这支试管收集氢气，要用拇指堵住试管口一会儿，等试管中的氢气的火焰熄灭后再收集氢气检验纯度，以免点燃气体发生装置中的氢气而发生爆炸，故选项说法正确。 故选：B。 ②探究水的组成及变化（共9小题） 8．下列从电解水的微观示意图中获得的信息正确的是（　　） A．氢分子和氧分子是该变化中的最小粒子 B．水是由氢气和氧气组成的 C．“”所表示的粒子，可保持氧气的化学性质 D．一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成 【答案】D 【解析】解：A、原子是化学变化中的最小粒子，因此氢原子和氧原子是该变化中的最小粒子，故A错误； B、水是由氢元素和氧元素组成的，故B错误； C、氧气是由氧分子构成的，氧分子是保持氧气化学性质的粒子，而“”表示的是水分子，故C错误； D、由微粒的构成可知，一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成，故D正确。 故选：D。 9．如图是通电一段时间后电解水的装置示意图。下列说法错误的是（　　） A．产生的气体a能使带火星的木条复燃 B．产生气体b的一端电极与电源正极相连 C．水中加入少量Na2SO4可以增强其导电性 D．该探究的依据是化学变化前后元素种类不变 【答案】A 【解析】解：A、由分析可知，气体a是氢气，氢气具有可燃性，没有助燃性，不能使带火星的木条复燃，故选项说法错误。 B、由分析可知，气体b是氧气，产生气体b的一端电极与电源正极相连，故选项说法正确。 C、纯水的导电性很弱，水中加入少量Na2SO4可以增强其导电性，故选项说法正确。 D、电解水生成氢气和氧气，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，该实验证明水是由氢、氧两种元素组成的，故选项说法正确。 故选：A。 10．电解水的实验装置如图所示，下列说法正确的是（　　） A．与a试管相连的是电源正极 B．该反应中分子和原子的个数都不变 C．该实验证明水由氢气和氧气组成 D．a、b试管中气体的体积比约为2：1 【答案】D 【解析】解：A、由分析可知，a试管相连的是电源负极，故选项说法不正确。 B、电解水的化学反应方程式为2H2O2H2↑+O2↑，反应前有2个分子，反应后有3个分子，则反应前后分子个数发生改变，而化学反应前后原子的个数不变，故选项说法不正确。 C、电解水生成氢气和氧气，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，则该实验证明水由氢元素和氧元素组成，而不是由氢气和氧气组成，故选项说法不正确。 D、由分析可知，a试管中生成的是氢气，b试管中生成的是氧气，a、b试管中气体的体积比约为2：1，故选项说法正确。 故选：D。 11．如图所示是电解水的简易实验装置。下列有关叙述不正确的是（　　） A．a是电源的负极，b是电源的正极 B．反应过程中最小的微粒是氢、氧原子 C．该实验说明水是由氢气和氧气组成的 D．电解水的反应属于分解反应 【答案】C 【解析】解：A、由电解水时“正氧负氢、氢二氧一”可知，a电极上生成的气体多是氢气，则a电源的负极，b是电源的正极，故A叙述正确； B、由微粒的变化可知，反应过程中最小的微粒是氢、氧原子，故B叙述正确； C、该电解水生成了氢气和氧气，说明水是由氢元素和氧元素组成的，故C叙述不正确； D、电解水的反应由一种物质生成了两种物质，属于分解反应，故D叙述正确。 故选：C。 12． 如图为电解水的实验装置图，接通电源两极都有气泡产生，实验结束发现a、b两管内气体体积比略大于2：1，下列说法正确的是（　　） A．该条件下，H2在水中的溶解度比O2的大 B．与a玻璃管相连的电极为电源的正极 C．打开b玻璃管活塞，点燃会产生淡蓝色火焰 D．水通电分解的过程中，发生变化的微粒是水分子 【答案】D 【解析】解：A、电解水时，与电源正极相连的试管内产生的气体体积少，与电源负极相连的试管内的气体体积多，且两者的体积之比大约是1：2，a管产生的气体较多，为氢气，b管产生的气体较少，为氧气，实验结束发现a、b两管内气体体积比略大于2：1，该条件下，H2在水中的溶解度比O2的小，故A说法错误； B、a管产生的气体较多，为氢气，与a玻璃管相连的电极为电源的负极，故B说法错误； C、a管产生的气体较多，为氢气，打开a玻璃管活塞，点燃会产生淡蓝色火焰，故C说法错误； D、化学变化的实质是分子的裂解，原子的重新组合，所以水通电分解的过程中，发生变化的微粒是水分子，故D说法正确； 故选：D。 13． 同学们在完成“电解水实验”时，发现该反应速率较慢，且产物氢气与氧气的体积比很难达到理论值。为探究电解水时所需NaOH溶液的最佳浓度，在图1所示装置中分别注入质量分数为10%、12%、14%、16%、18%、20%的NaOH溶液，在9V电压下电解3min，产生氢气和氧气的体积如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．管a中产生的气体能支持燃烧 B．上述反应中原子、分子的种类和数目都不变 C．该实验中氢氧化钠溶液的浓度越大，产生气体的速率越快 D．电解质量分数为14%的NaOH溶液所产生的氢气、氧气体积比最接近理论值 【答案】D 【解析】解：A、图1所示电解水实验中，管a产生的气体比管b产生的多，则管a产生的气体为氢气、管b产生的气体为氧气，即管b中产生的气体能支持燃烧，故A错误； B、根据质量守恒定律，化学反应中，原子的种类和数目都不变，分子的种类一定改变，分子的数目可能不变，故B错误； C、电解质量分数为20%的NaOH溶液比电解质量分数为18%的NaOH溶液产生的气体体积少，该实验中氢氧化钠溶液的浓度越大，产生气体的速率不一定越快，故C错误； D、电解质量分数为14%的NaOH溶液所产生的氢气、氧气体积比最接近理论值，故D正确。 故选：D。 14． 为了验证水的组成，化学兴趣小组的同学进行了电解水实验，下列有关说法正确的是（　　） A．直流电源a端为正极 B．管c中的气体先收集满 C．进一步实验测得，正极和负极产生的气体质量比为1：2 D．通过实验可以得出，水是由氢气和氧气组成的 【答案】B 【解析】解：A、在电解水实验中，“正氧负氢”，氢气密度比空气小，用向下排空气法收集，氧气密度比空气大，用向上排空气法收集，故试管c收集的是氢气，试管d收集的是氧气，故电源a端为负极，故选项说法错误。 B、在电解水实验中，生成氢气和氧气的体积比约为2：1，生成的氢气的速率较快，管c中的气体先收集满，故选项说法正确。 C、在电解水实验中，正极收集的是氧气，负极收集的是氢气，正极和负极产生的气体的体积比（而不是质量比）约为1：2，故选项说法错误。 D、电解水生成氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，则水是由氢元素和氧元素组成，故选项说法错误。 故选：B。 15． 如图是电解水装置通电电解一段时间后的图，下列有关说法正确的是（　　） A．电解时，a管中生成的气体是氢气 B．装置中，b侧产生的气体能使带火星的木条复燃 C．水能电解说明水不是一种元素，而是一种化合物 D．水电解后生成了两种新的化合物 【答案】C 【解析】解：A、电解时，a管与电源的正极相连，生成的气体是氧气，故A说法错误； B、电解时，a管与电源的正极相连，生成的气体是氧气，氧气可以支持燃烧，则装置中，a侧产生的气体能使带火星的木条复燃，故B说法错误； C、水能电解说明水不是一种元素，而是一种化合物，故C说法正确； D、水通电分解生成氢气和氧气，生成了两种新的单质，故D说法错误； 故选：C。 16． 回答下列问题。 （1） 图1是电解水的装置图。A、B管中生成气体的体积比是 　 　，B管中气体可以用 　 　 进行检验。电解水的文字表达式是　 ，基本类型是 　 　反应。 （2）如图是电解水的微观示意图，化学反应前后水分子种类 　 　，构成水分子的氢原子和氧原子种类 　 　，组成水的元素种类 　 　。（填“改变”或“不变”） （3）图2中，在空气中点燃纯净的氢气，并在火焰上方罩一只干燥的凉烧杯，观察到的现象是 　 ，反应的文字表达式是 。该反应的基本类型是 　 反应。 【答案】（1）2：1；带火星的木条；水氢气+氧气；分解； （2）改变；不变；不变； （3）烧杯内壁有水雾；氢气+氧气水；化合。 【解析】解：（1）电解水时，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气，生成的氢气和氧气的体积比为2：1，图中A管与负极相连，则为氢气，B管与正极相连，则为氧气，则A、B试管中气体的体积比是2：1；电解水时，与电源正极相连的收集的为氧气，负极收集的为氢气，则A试管连接的是电源的负极；氧气能使带火星的木条复燃，则B试管中气体可以用带火星的木条检验；电解水生成氢气和氧气，反应的文字表达式为：水氢气+氧气；水通电生成氢气和氧气符合“一变多”特征，属于分解反应； （2）化学反应前后，分子种类改变，原子种类不变，且元素种类不变。 （3）氢气燃烧生成水，则点燃纯净氢气，在火焰上方罩一只凉烧杯，观察到的现象是烧杯内壁有水雾；氢气和氧气反应生成水，该反应的文字表达式为：氢气+氧气水；该反应为多种物质生成一种物质的反应，属于化合反应。 ③物质的分类（共8小题） 17．学好化学，必须要熟悉物质的组成与分类。图中“〇”和“●”分别表示质子数不同的两种原子，则下列各图表示化合物的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】解：A、图A中只有一种分子，一个分子是由两个不同的原子构成的，属于化合物；故选项正确； B、图B中只有一种相同的单质分子，故选项错误； C、图C是一种单质分子和两种化合物分子构成的混合物，故选项错误； D、图D是两种化合物分子组成的混合物，故选项错误； 故选：A。 18．概念之间具有并列、包含、交叉等关系．下列选项中所列概念之间的关系，符合图中a、b所示包含关系的是（　　） A．化合物、氧化物 B．纯净物、混合物 C．单质、化合物 D．氧化反应、化合反应 【答案】A 【解析】解：A、化合物包括酸、碱、盐氧化物，因此混合物包含氧化物； B、纯净物和混合物属于并列关系； C、单质和化合物属于并列关系； D、氧化反应可能是化合反应，例如铁在氧气中燃烧的反应既属于氧化反应，又属于化合反应，再如蜡烛燃烧的反应属于氧化反应，但是不属于化合反应，因此氧化反应和化合反应不存在包含关系。 故选：A。 19．分类是学习和研究化学物质的重要方法，下列物质属于单质的是（　　） A．空气 B．水蒸气 C．氧气 D．二氧化碳 【答案】C 【解析】解：A、空气是由氮气、氧气等多种物质组成的，属于混合物，不合题意； B、水蒸气是由氢元素与氧元素组成的纯净物，属于化合物，不合题意； C、氧气是由一种元素组成的纯净物，属于单质，符合题意； D、二氧化碳是由碳元素与氧元素组成的纯净物，属于化合物，不合题意。 故选：C。 20．下列物质，前者属于单质，后者属于氧化物的是（　　） A．水、液氧 B．C60、干冰 C．氢气、高锰酸钾 D．碘酒、二氧化锰 【答案】B 【解析】解：A、水属于氧化物，液氧属于单质，故A错误； B、C60属于单质，干冰是二氧化碳的固体，属于氧化物，故B正确； C、氢气属于单质，高锰酸钾是由三种元素组成的化合物，但不是氧化物，故C错误； D、碘酒含有碘和酒精，属于混合物，二氧化锰属于氧化物，故D错误； 故选：B。 21．下列物质分类正确的是（　　） A．氧化物：五氧化二磷、冰水混合物 B．化合物：矿泉水、氧化铁 C．混合物：纯净的空气、冰水混合物 D．单质：氮气、甲烷 【答案】A 【解析】解：A、五氧化二磷、冰水混合物都是由两种元素组成，一种元素是氧元素的化合物，都是氧化物，故A正确； B、矿泉水中含有多种矿物质，属于混合物，故B错； C、冰水混合物是由水一种物质组成，属于纯净物，故C错； D、甲烷属于化合物，故D错。 故选：A。 22．下列各选项中，物质的分类全部正确的是（　　） 选项 单质 氧化物 化合物 混合物 A 铝合金 五氧化二磷 盐酸 空气 B 水银 水 硝酸铵 冰水混合物 C 金刚石 干冰 氧化铜 生理盐水 D 钢 生石灰 火碱 煤 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【解析】解：A、混合物是由两种或两种以上的物质组成，铝合金、盐酸、空气都属于混合物；故选项错误； B、冰水混合物中只有水分子，属于纯净物，故选项错误； C、金刚石属于单质，干冰是二氧化碳的固体，属于氧化物，氧化铜属于化合物，生理盐水属于混合物；故选项正确； D、钢属于混合物，不是单质，故选项错误； 故选：C。 23．下列物质分别属于混合物、氧化物、单质的是（　　） A．空气、氧气、碳酸钙 B．冰水混合物、二氧化碳、铁 C．澄清石灰水、过氧化氢、磷 D．雨水、臭氧、氢气 【答案】C 【解析】解：A、空气中含有氧气、氮气、二氧化碳等物质，属于混合物；氧气由一种元素组成的纯净物，属于单质；碳酸钙由不同种元素组成的纯净物，属于化合物；故选项错误； B、冰水混合物中只有水，是由一种物质组成，属于纯净物；二氧化碳是由两种元素组成，其中一种是氧元素，属于氧化物；铁由一种元素组成的纯净物，属于单质；故选项错误； C、混合物是由两种或两种以上的物质组成，氧化物是指由两种元素组成的化合物中，其中一种元素是氧元素，由同种元素组成的纯净物叫单质；澄清石灰水中含有氢氧化钙和水，属于混合物；过氧化氢由两种元素组成，其中一种是氧元素，属于氧化物；磷由一种元素组成的纯净物，属于单质；故选项正确； D、雨水是由水和杂质组成，属于混合物；臭氧、氢气都由一种元素组成的纯净物，属于单质；故选项错误； 故选：C。 24．下列物质中，既含有单质又含有化合物的是（　　） A．蔗糖水 B．铜片 C．过氧化氢 D．空气 【答案】D 【解析】解：A、蔗糖水中有蔗糖和水，蔗糖、水都属于化合物，故选项错误； B、铜片属于单质，故选项错误； C、过氧化氢属于化合物，故选项错误； D、空气中有氧气、氮气、二氧化碳、水蒸气等，既含有单质又含有化合物；故选项正确； 故选：D。 真题闯关 1. （2024•宁夏）下列有关水的组成和构成说法正确的是（　　） A．水是由水分子构成的 B．水是由氢气和氧气组成的 C．水是由氢原子和氧原子构成的 D．水是由两个氢元素和一个氧元素组成的 【答案】A 【解析】解：A、水是由水分子构成的，故选项说法正确。 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，说明水是由氢元素和氧元素组成的，不含氢气和氧气，故选项说法错误。 C、水是由水分子构成的，水分子是由氢原子和氧原子构成的，故选项说法错误。 D、元素只讲种类，不讲个数，故选项说法错误。 故选：A。 2. （2024•河南）电解水的简易实验装置如图所示。下列说法不正确的是（　　） A．甲管中的电极连接的是电源正极 B．乙管中的气体能使带火星的木条复燃 C．该实验生成的氢气与氧气的质量比为1：8 D．该实验可证明水是由氢、氧两种元素组成的 【答案】A 【解析】解：A、由电解水实验结论“正氧负氢、氢二氧一”可知，甲管中的电极连接的是电源负极，故选项说法错误。 B、由电解水实验结论“正氧负氢、氢二氧一”可知，乙管中的气体是氧气，能使带火星的木条复燃，故选项说法正确。 C、电解水时正负极产生气体分别是氧气、氢气，由质量守恒定律，生成氢气和氧气的质量来自于水中氢元素和氧元素的质量，水中氢元素和氧元素的质量比为（1×2）：16＝1：8，则电解水生成氢气和氧气的质量比为1：8，故选项说法正确。 D、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，说明水是由氢元素和氧元素组成的，故选项说法正确。 故选：A。 3. （2024•兰州）下列有关水的描述中不正确的是（　　） A．水是一种常用的溶剂 B．水是由氢气和氧气组成 C．用肥皂水可区分硬水和软水 D．水的沸腾属于物理变化 【答案】B 【解析】解：A、水是一种常用的溶剂，故选项说法正确。 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，说明水是由氢元素和氧元素组成的，故选项说法错误。 C、硬水和软水的区别在于所含的钙、镁离子的多少，可用肥皂水来区分硬水和软水，取样，分别加入等量肥皂水，产生泡沫较多的是软水，产生泡沫较少的是硬水，故选项说法正确。 D、水的沸腾，只是状态发生改变，没有新物质生成，属于物理变化，故选项说法正确。 故选：B。 4. （2024•临沂）分类法是学习和研究物质的一种重要方法。下列物质中属于单质的是（　　） A．氮气 B．干冰 C．碘酒 D．甲烷 【答案】A 【解析】解：A、由同种元素组成的纯净物叫单质，氮气属于单质；故选项正确； B、干冰是二氧化碳的固体，属于化合物；故选项错误； C、碘酒中有碘和酒精，属于混合物；故选项错误； D、甲烷属于纯净物中的化合物，故选项错误。 故选：A。 5. （2024•绥化）下列物质中，属于氧化物的是（　　） A．氯酸钾 B．氧气 C．氢氧化钠 D．水 【答案】D 【解析】解：A、氯酸钾属于化合物，但不是氧化物，因为它有三种元素；故选项错误； B、氧气属于纯净物中的单质，故选项错误； C、氢氧化钠属于化合物，但不是氧化物，因为它有三种元素；故选项错误； D、氧化物是指由两种元素组成的化合物中，其中一种元素是氧元素，水属于氧化物；故选项正确； 故选：D。 6. （2024•陕西）下列各组物质均属于氧化物的是（　　） A．冰、干冰 B．铜、黄铜 C．硫、硫酸 D．水、硬水 【答案】A 【解析】解：A、冰是固态的水，干冰是固态二氧化碳的俗称，这两种物质都是由两种元素组成，且其中有一种元素是氧元素的化合物，均属于氧化物，符合题意； B、铜是由一种元素组成的纯净物，属于单质；黄铜是一种铜合金，属于混合物，不合题意； C、硫是由一种元素组成的纯净物，属于单质；硫酸是由三种元素组成的化合物，不属于氧化物，不合题意； D、水是由氢元素与氧元素组成的化合物，属于氧化物；硬水中含有水以及可溶性杂质，属于混合物，不合题意。 故选：A。 7. （2024•福建）下列物质可制造用于治疗癌症等疾病的纳米酶，其中属于单质的是（　　） A．金 B．氧化铁 C．氧化铈 D．四氧化三铁 【答案】A 【解析】解：A、由同种元素组成的纯净物叫单质，金属于单质；故选项正确； B、由两种或两种以上的元素组成的纯净物叫化合物，氧化铁属于化合物；故选项错误； C、由两种或两种以上的元素组成的纯净物叫化合物，氧化铈属于化合物；故选项错误； D、由两种或两种以上的元素组成的纯净物叫化合物，四氧化三铁属于化合物；故选项错误； 故选：A。 8. （2024•彭山区）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 【解析】解：A、图中物质由三种分子构成，属于混合物，故选项错误。 B、图中物质由同种分子构成，该分子由两种原子构成，属于化合物，故选项正确。 C、图中物质由同种分子构成，该分子由同种原子构成，属于单质，故选项错误。 D、图中物质由同种分子构成，该分子由同种原子构成，属于单质，故选项错误。 故选：B。 9. （2024•新疆）化学既要从宏观层面研究物质，又要从微观层面探析本质。请根据图示回答问题。 （1）宏观角度辨识水的组成 在电解水实验中，两个电极上都会产生气泡。如图1所示，正、负极产生气体的体积比约为 ，正极产生的气体能使 　 　，说明是氧气，经验证负极产生的气体为氢气。此实验可证明水是由 　 　组成的。 （2）微观角度探析水的分解 由图2可知，该反应的化学方程式为 。反应过程中没有发生变化的微粒是 　 　。根据水分子的示意图可知，一个水分子由 　 　构成。 【答案】（1）1：2；带火星的木条复燃；氢元素和氧元素； （2）2H2O2H2↑+O2↑；氢原子和氧原子；2个氢原子和1个氧原子。 【解析】解：（1）宏观角度辨识水的组成 在电解水实验中，两个电极上都会产生气泡，“正氧负氢、氧一氢二”。如图1所示，正、负极产生气体的体积比约为1：2，正极产生的气体能使带火星的木条复燃，说明是氧气，经验证负极产生的气体为氢气。根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，则此实验可证明水是由氢元素和氧元素组成的。 （2）微观角度探析水的分解 由图2可知，两个水分子分解生成两个氢分子和一个氧分子，所以该反应的化学方程式为：2H2O2H2↑+O2↑。根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变，则反应过程中没有发生变化的微粒是氢原子和氧原子。根据水分子的示意图可知，一个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成。 10. （2024•滨州）化学是一门以实验为基础的学科。结合如图有关实验，回答问题。 （1）过滤操作中仪器a的名称是 　 　； （2）水电解器的b玻璃管中产生的气体是 　 　（填化学式）； （3）从安全角度考虑，在点燃氢气前，一定要检验氢气的 　 　； （4）将铝片与铝合金互相刻划，可证明铝合金的硬度 　 　（填“大于”“小于”或“等于”）铝片的硬度。 【答案】（1）铁架台； （2）O2； （3）纯度； （4）大于。 【解析】解：（1）过滤操作中仪器a的名称是铁架台；故答案为：铁架台； （2）水电解器的b玻璃管中产生的气体体积较小，是氧气，其化学式为O2；故答案为：O2； （3）从安全角度考虑，在点燃氢气前，一定要检验氢气的纯度；故答案为：纯度； （4）将铝片与铝合金互相刻划，可证明铝合金的硬度大于铝片的硬度；故答案为：大于。 11. （2024•临夏州）空间站中水是无比珍贵的，废水会被收集起来，进入污水净化系统，净化后再进行蒸馏，然后进行电解制氧，从而实现水的循环使用。 （1）在污水净化系统中，有一层特殊的薄膜可以除去废水中大分子杂质，与实验室常用的 　 　操作原理相同。 （2）如图所示为太空模拟电解水装置，电解水的化学方程式为 　 　。该过程的能量转化形式为 　 　。 （3）自然界天然水循环是通过水的三态变化实现的。水蒸发为水蒸气，其体积变大。从微观角度解释其原因是 　 　。 【答案】（1）过滤； （2）2H2O2H2↑+O2↑；电能转化为化学能； （3）温度升高，分子间的间隔变大。 【解析】解：（1）在污水净化系统中，有一层特殊的薄膜可以除去废水中大分子杂质，与实验室常用的过滤操作原理相同；故答案为：过滤； （2）水在通电的条件下分解为氢气和氧气，化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑，该过程的能量转化形式为电能转化为化学能；故答案为：2H2O2H2↑+O2↑；电能转化为化学能； （3）分子间存在着间隔，温度升高，分子间的间隔变大，因此水蒸发为水蒸气，其体积变大；故答案为：温度升高，分子间的间隔变大。 12. （2024•天津）2024年“中国水周”活动主题为“精打细算用好水资源，从严从细管好水资源”。 （1）下列做法符合“中国水周”活动主题的是 　 　（填序号）。 A.实验室中的废液直接倒入下水道 B.农业上以喷灌或滴灌形式浇灌 （2）如图为电解水的实验示意图。 ①在电解器玻璃管中加满水。通电，观察到玻璃管中有气泡冒出，一段时间后，a、b管内气体体积比约为 　 。 ②切断电源，用燃着的木条分别检验两个玻璃管中的气体，观察到 　 　（填“a”或“b”）中气体使木条燃烧更旺。 ③写出电解水的化学方程式 　 　。 （3）某新能源汽车以氢气为燃料，使用1kg氢气平均可行驶150km。若通过电解水产生氢气，54kg水分解产生的氢气理论上可供这辆汽车行驶 　 　km。 【答案】（1）B； （2）①2：1； ②b； ③2H2O2H2↑+O2↑； （3）900。 【解析】解：（1）A、实验室中的废液直接倒入下水道，会造成水体污染，故选项不符合题意； B、农业上以喷灌或滴灌形式浇灌，可以节约水资源，故选项符合题意； 故选：B。 （2）电解水实验中，正极产生氧气，负极产生氢气，氧气和氢气的体积比约为1：2； ①在电解器玻璃管中加满水。通电，观察到玻璃管中有气泡冒出，由图可知，一段时间后，a、b管内气体体积比约为2：1。 ②切断电源，用燃着的木条分别检验两个玻璃管中的气体，a中产生的是氢气，b中产生的是氧气，氧气具有助燃性，所以观察到b中气体使木条燃烧更旺。 ③电解水生成氢气和氧气，反应的化学方程式为：2H2O2H2↑+O2↑。 （3）设54kg水分解产生的氢气质量为x。 2H2O2H2↑+O2↑ 36 4 54kg x x＝6kg 即54kg水分解产生氢气的质量为6kg，所以理论上可供这辆汽车行驶：150km×＝900km。 13. （2024•江西）兴趣小组追寻科学家的足迹，对水进行探究。 【宏观辨识】根据实验探究水的组成 （1） 水的合成：在密闭容器中将氢气和氧气的混合气体点燃，根据容器内生成的小水珠可知，水是由 　 　组成的化合物。 （2）水的分解：电解水一段时间后（如图），观察到管a和管b中气体体积比为 　 　，经检验管a中的气体是 　 　（填化学式）。 【证据推理】结合实验现象推算水分子中氢、氧原子个数比。 方法一：根据相同条件下气体的体积比等于其分子的个数比，得出电解水的产物中氢、氧原子个数比为 　 　，进而推算出结果。 方法二：已知电解水实验中氢气和氧气的体积比和正、负极产生气体的 　 　，可计算出水中各元素质量比，结合氢、氧原子的相对原子质量，可进一步推算出结果。 【模型构建】以分子构成的物质为例，图中“▲”表示的是 　 　。 【答案】【宏观辨识】（1）氢元素和氧元素； （2）2：1；H2； 【证据推理】2：1；密度； 【模型构建】各元素原子个数比。 【解析】解：【宏观辨识】（1）氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，由质量守恒定律可知，水是由氢元素和氧元素组成的化合物； （2）由“正氧负氢、氢二氧一”可知，电解水一段时间后（如图），观察到管a和管b中气体体积比为2：1，经检验管a中的气体是氢气，其化学式为H2； 【证据推理】方法一：根据相同条件下气体的体积比等于其分子的个数比，得出电解水的产物中氢、氧原子个数比为2：1，进而推算出结果； 方法二：已知电解水实验中氢气和氧气的体积比和正、负极产生气体的密度，可计算出水中各元素质量比，结合氢、氧原子的相对原子质量，可进一步推算出结果； 【模型构建】由化合物中各元素的原子个数比以及相对分子质量可以确定物质的化学式。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$