课题2 水的组成（第1课时）（分层作业）-【上好课】九年级化学上册同步高效课堂（人教版2024）

课题2 水的组成 第1课时 【基础达标】 1．（2024·自贡）如图是电解水的实验装置，下列相关说法正确的是（ ） A．M、N气体体积比为1：2 B．点燃N气体产生淡蓝色火焰 C．水中含有氢分子和氧分子 D．水由氢元素和氧元素组成 2.（2024·宣城模拟）2022年3月23日，王亚平在“太空课堂”用水和两块木板搭建了一座液桥（如图）。下列有关说法正确的是（ ） A．太空中，水分子不再运动 B．太空中，水分子体积变大 C．太空中，水是由氢原子、氧原子构成的 D．太空中，水分子存在间隙 3.（2024·顺义一模）用下图装置进行电解水实验，下列说法不正确的是（ ） A．实验前两支试管内应装满水 B．2中气体能使带火星木条复燃，说明水中含有氧气 C．正负两极气体的体积比为 D．实验目的是探究水的组成 4．如图所示是水分子在一定条件下分解的示意图，从中获得的信息不正确的是（ ） A．每个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成 B．水是由氢分子和氧分子组成 C．水是由氢元素和氧元素组成 D．电解水生成H2和O2的体积比是2：1 5.某同学为探究不同电压对电解水速率的影响，用如图装置进行多次实验，并记录不同电压下生成氢气所需时间。下列分析正确的是（ ） A．a管与电源正极相连 B．b管中气体可以燃烧 C．a管与b管中气体质量比为 D．该实验中，电压越高电解水的速率越快 6.下列有关水的合成与分解的实验的说法，不正确的是（ ） A．图1烧杯内壁有水雾出现 B．图2连接正负两极的玻璃管汇集的气体体积之比为2：1 C．两个实验均发生的是化学变化 D．两个实验均可证明水是由氢元素和氧元素组成 7.同学们用“电解水”和“氢气燃烧”来探究水的组成，他们依次进行了下列实验。则叙述正确的是（ ） A．上述实验中发生的反应均为分解反应 B．实验①中使用的是交流电源 C．实验②的目的是检验氢气中是否混有水蒸气 D．实验①与实验②都能说明水是由氢、氧两种元素组成的 8．（2024·德州二模）实验小组为验证水的组成，进行如下实验。下列说法正确的是（ ） 实验1 实验2 进步实验证明无色液滴为水 进步实验证明a、b中气体分别为H2、O2 A．实验2能验证水的组成而实验1则不能 B．实验2的b中气体能使带火星的木条复燃 C．实验2中产生H2、O2的质量比为2：1 D．实验1中反应的化学方程式为2H2+O2 2H2O 9.根据下图所示电解水实验装置中产生的现象，请回答下列问题： (1)水在通电条件下分解, A端为电源的_________极(填“正”或“负”)。 (2)气体_________ (填“a”或“b”，下同)能使带火星的木条复燃，气体_________可以燃烧，两者的体积比约为_________。 (3)若用“”来表示水分子，则气体a应该为_________ (填字母)。 A. B. C. (4)该反应的文字表达式_________，该反应属于_________反应 (填“化合”或“分解”)， 该实验说明了水是由__________________组成的。 10.（2024·商丘三模）如图是电解水的简易装置和电解水的微观示意图。 (1)图1中，通电一段时间后，写出A、B试管内产生气体的体积比 。 (2)电解水的微观示意图(图2)中正确的排列顺序为 。 【能力提升】 11．（2024·昆明二模）如图是电解水的装置示意图，下列说法不正确的是（ ） A．a端是电源的负极 B．该实验说明水由氢元素和氧元素组成 C．电解水时，在水中加入少量氢氧化钠可以增强水的导电性 D．试管c中收集的气体与试管d中收集的气体的质量比约为1∶2 12.我国科学家开创了海水原位直接电解制氢全新原理与技术，破解了该领域长期困扰科技界和产业界的技术难题。该反应的微观示意图如下，下列说法不正确的是（ ）    A．隔膜只允许水分子通过 B．反应过程中氢元素的化合价不变 C．生成物的质量比为1∶8 D．该反应经历了分子分解、原子重组的过程 13.水是生命之源，人类从未停止过对水的研究。 I、现有同学利用如下水电解器进行电解水实验，在水电解器中加入的水溶液，至充满管A和管B（不参与反应），通直流电一段时间后，现象如图所示：    (1)水电解反应文字表达式为______________________。管A中产生的气体用__________检验，实验过程中中间的的长颈漏斗内的液面__________。（填升高，降低或者不变） (2)下列说法正确的是__________（填字母）。 A．水中加入溶液能增强导电性 B．电极N与电源正极相连 C．该过程中分子未改变，改变的是分子间的空隙 D．该实验能验证水是由氢气和氧气组成的 Ⅱ、为证明水不是由“水元素”组成的，1785年，拉瓦锡在高温的条件下，用水蒸气与红热的铁粉反应，模拟实验装置如图所示。吹泡器吹出的气泡不断往上升，用燃着的木条去点气泡，发现气泡能被点着，同时生成四氧化三铁。 (3)该反应的文字表达式为____________________。 (4)实验过程中，吹泡器吹出的气泡不断往上升，说明____________________，点燃气泡是产生__________色火焰。 【拓展延伸】 14．（2024·常州）兴趣小组对我国的太空舱制取氧气系统(其剖面如图所示)进行了研究性学习。    I．多角度认识制氧原理电源 (1)太空舱制氧系统中电源A极是 极；将燃着的蜡烛放入b管收集的气体中，看到燃烧 。 (2)太空舱制氧原理的化学方程式为 ，反应过程中种类和数目均没有发生变化的微粒是 (用符号表示)。 (3)太空舱制氧过程中消耗的水和生成的氧气的质量关系是___________(填序号)。 A．   B．   C．   D．   II．多措施提高制氧效率 【查阅资料】 提高电解效率的措施主要包括：增强水的导电性、改变电解温度、设置超声波场等。 【讨论分析】 (4)用30%的KOH溶液代替水进行电解，增大了水中 的浓度，增强了水的导电性。 (5)升高电解温度能提高制氧效率的原因之一是：温度升高，微粒 。 (6)如图分别为两种不同条件下不锈钢电极表面的气泡直径分布情况图。    ①气泡覆盖在电极表面使电解反应界面 (选填“增大”或“减小”)，降低了电解效率。 ②超声波振动能提高电解效率的原因是 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 课题2 水的组成 第1课时 【基础达标】 1．（2024·自贡）如图是电解水的实验装置，下列相关说法正确的是（ ） A．M、N气体体积比为1：2 B．点燃N气体产生淡蓝色火焰 C．水中含有氢分子和氧分子 D．水由氢元素和氧元素组成 【答案】D 【解析】A、在电解水实验中，“正氧负氢”，生成氢气和氧气的体积比约为2:1，左管与负极相连。产生的是氢气，右管与正极相连，产生的是氧气，故M、N气体体积比为：2:1，不符合题意； B、由A的分析可知，N为氧气，氧气具有助燃性，不具有可燃性，无法被点燃，不符合题意； C、水由水分子构成，水中不含氢分子和氧分子，不符合题意； 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，可得水是由氢元素和氧元素组成，符合题意。 故选D。 2.（2024·宣城模拟）2022年3月23日，王亚平在“太空课堂”用水和两块木板搭建了一座液桥（如图）。下列有关说法正确的是（ ） A．太空中，水分子不再运动 B．太空中，水分子体积变大 C．太空中，水是由氢原子、氧原子构成的 D．太空中，水分子存在间隙 【答案】D 【解析】A、分子在不停地运动，因此太空中的水分子也在不停地运动，说法错误； B、在太空中，水分子组成不变，故体积不变，说法错误； C、水是由水分子构成的，水分子是由氢原子、氧原子构成的，说法错误； D、水分子之间存在间隙，说法正确； 故选D。 3.（2024·顺义一模）用下图装置进行电解水实验，下列说法不正确的是（ ） A．实验前两支试管内应装满水 B．2中气体能使带火星木条复燃，说明水中含有氧气 C．正负两极气体的体积比为 D．实验目的是探究水的组成 【答案】B 【解析】电解水时，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气，氢气燃烧生成水，氧气和氢气的体积比约为1：2。 A、实验前两支试管内应装满水，选项说法正确； B、2中气体体积较小，是氧气，氧气能使带火星木条复燃，说明水中含有氧元素，而不是含有氧气，选项说法错误； C、由“正氧负氢、氢二氧一”可知，正负两极气体的体积比为1：2，选项说法正确； D、电解水生成氢气和氧气，氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，由质量守恒定律可知，水是由氢元素与氧元素组成的，因此实验目的是探究水的组成，选项说法正确。 故选B。 4．如图所示是水分子在一定条件下分解的示意图，从中获得的信息不正确的是（ ） A．每个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成 B．水是由氢分子和氧分子组成 C．水是由氢元素和氧元素组成 D．电解水生成H2和O2的体积比是2：1 【答案】B 【解析】A、由图示可知每个水分子都是由1个氧原子和2个氢原子构成的，说法正确，不符合题意； B、水是由氢元素和氧元素组成的，由两种不同的分子构成的物质是混合物，说法错误，符合题意； C、水通电分解为氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，故可知水是由氢元素和氧元素组成的，说法正确，不符合题意； D、由图示可知水分解后生成氢气和氧气的分子个数比为2:1，则其体积比为2:1，同温同压下气体分子个数比等于其体积比，说法正确，不符合题意。 故选B。 5.某同学为探究不同电压对电解水速率的影响，用如图装置进行多次实验，并记录不同电压下生成氢气所需时间。下列分析正确的是（ ） A．a管与电源正极相连 B．b管中气体可以燃烧 C．a管与b管中气体质量比为 D．该实验中，电压越高电解水的速率越快 【答案】D 【解析】A、电解水实验中“正氧负氢，氢二氧一”，a管收集到的气体较多，是氢气，与电源负极相连，故A错误； B、b管收集到的气体较少，是氧气，氧气具有助燃性，不能燃烧，故B错误； C、电解水实验中“正氧负氢，氢二氧一”，a管与b管中气体体积比为2:1，质量比为1:8，故C错误； D、由图可知，收集相同体积的氢气时，电压越高，所需时间越短，则相同条件下电压越大电解水的速率越快，故D正确。 故选D。 6.下列有关水的合成与分解的实验的说法，不正确的是（ ） A．图1烧杯内壁有水雾出现 B．图2连接正负两极的玻璃管汇集的气体体积之比为2：1 C．两个实验均发生的是化学变化 D．两个实验均可证明水是由氢元素和氧元素组成 【答案】B 【解析】A、氢气燃烧生成水，干冷烧杯内壁有水雾出现，说法正确，不符合题意； B、在电解水实验中，“正氧负氢”，生成氢气和氧气的体积比约为2:1，故正极和负极产生的气体的体积比为1:2，说法错误，符合题意； C、电解水生成氢气和氧气，氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水，两个实验中均有新物质生成，属于化学变化，说法正确，不符合题意； D、电解水生成氢气和氧气，氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据化学反应前后，元素的种类不变，均可得出水是由氢元素和氧元素组成，说法正确，不符合题意； 故选B。 7.同学们用“电解水”和“氢气燃烧”来探究水的组成，他们依次进行了下列实验。则叙述正确的是（ ） A．上述实验中发生的反应均为分解反应 B．实验①中使用的是交流电源 C．实验②的目的是检验氢气中是否混有水蒸气 D．实验①与实验②都能说明水是由氢、氧两种元素组成的 【答案】D 【解析】A、水通电分解生成氢气和氧气，属于分解反应，氢气和氧气点燃生成水，属于化合反应，说法不正确，不符合题意； B、实验①中使用的是直流电源，说法不正确，不符合题意； C、实验②的目的是验证水是由氢、氧两种元素组成，说法不正确，不符合题意； D、实验①水通电分解生成氢气和氧气，实验②氢气和氧气点燃生成水，都能说明水是由氢、氧两种元素组成的，说法正确，符合题意。 故选D。 8．（2024·德州二模）实验小组为验证水的组成，进行如下实验。下列说法正确的是（ ） 实验1 实验2 进步实验证明无色液滴为水 进步实验证明a、b中气体分别为H2、O2 A．实验2能验证水的组成而实验1则不能 B．实验2的b中气体能使带火星的木条复燃 C．实验2中产生H2、O2的质量比为2：1 D．实验1中反应的化学方程式为2H2+O2 2H2O 【答案】B 【解析】A、实验2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，则说明水是由氢元素和氧元素组成的，能验证水的组成，实验1氢气和氧气点燃生成水，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，则说明水是由氢元素和氧元素组成的，也能验证水的组成，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，实验2的b与电源正极相连，产生的是氧气，氧气具有助燃性，则b中气体能使带火星的木条复燃，故选项说法正确； C、水通电分解生成氢气和氧气，化学方程式为：，则实验2中产生H2、O2的体积比为2：1，质量比为4：32=1：8，故选项说法错误； D、实验1中氢气和氧气点燃生成水，化学方程式为：，故选项说法错误； 故选：B。 9.根据下图所示电解水实验装置中产生的现象，请回答下列问题： (1)水在通电条件下分解, A端为电源的_________极(填“正”或“负”)。 (2)气体_________ (填“a”或“b”，下同)能使带火星的木条复燃，气体_________可以燃烧，两者的体积比约为_________。 (3)若用“”来表示水分子，则气体a应该为_________ (填字母)。 A. B. C. (4)该反应的文字表达式_________，该反应属于_________反应 (填“化合”或“分解”)， 该实验说明了水是由__________________组成的。 【答案】(1)负 (2)b a 1: 2 (3)A (4) 水→ (通电)氢气+氧气 分解 氢元素和氧元素 【解析】(1)由图可知，左侧试管内气体体积较大，所以是氢气，右侧试管内气体体积较小，所以是氧气，根据正氧负氢可知，A端为电源的负极； (2) 由电解水实验结论“正氧一，负氢二”可知，气体b是氧气，能使带火星的木条复燃；气体a是氢气，可以燃烧，二者的体积比约为1: 2； (3)一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成，若用“”来表示水分子，则气体a是氢气，应该为，故选A； (4)水在通电条件下生成氢和氧气，反应的文字表达式为水→ (通电)氢气+氧气，该反应符合“一变多"的特征，属于分解反应；该实验说明水是由氢元素和氧元素组成的。 10.（2024·商丘三模）如图是电解水的简易装置和电解水的微观示意图。 (1)图1中，通电一段时间后，写出A、B试管内产生气体的体积比 。 (2)电解水的微观示意图(图2)中正确的排列顺序为 。 【答案】(1)1：2 (2)②③① 【解析】（1）由图1电解水实验装置，A管与电源的正极相连，收集到的气体是氧气，B管与电源负极相连，收集到的气体是氢气，氧气与氢气的体积比为1：2； （2）从微观角度解释电解水的变化实质是：在通电条件下，水分子破裂成氢原子和氧原子，氢原子结合生成氢分子，氧原子结合生成氧分子，故正确的排列顺序为②③①。 【能力提升】 11．（2024·昆明二模）如图是电解水的装置示意图，下列说法不正确的是（ ） A．a端是电源的负极 B．该实验说明水由氢元素和氧元素组成 C．电解水时，在水中加入少量氢氧化钠可以增强水的导电性 D．试管c中收集的气体与试管d中收集的气体的质量比约为1∶2 【答案】D 【解析】A、由图可知，a端产生的气体用向下排空气法收集，则该气体是氢气，所以a端是电源的负极，说法正确，不符合题意； B、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，所以该实验说明水由氢元素和氧元素组成，说法正确，不符合题意； C、纯水的导电性很弱，电解水时，在水中加入少量氢氧化钠可以增强水的导电性，说法正确，不符合题意； D、由图可知，试管c中收集的气体是氢气，试管d中收集的气体是氧气，产生氢气和氧气的质量比约为1：8，体积比约为2：1，说法不正确，符合题意。 故选D。 12.我国科学家开创了海水原位直接电解制氢全新原理与技术，破解了该领域长期困扰科技界和产业界的技术难题。该反应的微观示意图如下，下列说法不正确的是（ ）    A．隔膜只允许水分子通过 B．反应过程中氢元素的化合价不变 C．生成物的质量比为1∶8 D．该反应经历了分子分解、原子重组的过程 【答案】B 【解析】A、由图知，隔膜只允许水分子通过得到纯水，说法正确； B、水电解生成氢气，氢元素化合价由+1价变为0价，说法错误； C、电解水：2H2O2H2↑ +O2↑，则生成的氢气与氧气的质量比为4：32=1：8，说法正确； D、水电解生成气与氧气，经历了分子分解、原子重组的过程，说法正确。 故选B。 13.水是生命之源，人类从未停止过对水的研究。 I、现有同学利用如下水电解器进行电解水实验，在水电解器中加入的水溶液，至充满管A和管B（不参与反应），通直流电一段时间后，现象如图所示：    (1)水电解反应文字表达式为______________________。管A中产生的气体用__________检验，实验过程中中间的的长颈漏斗内的液面__________。（填升高，降低或者不变） (2)下列说法正确的是__________（填字母）。 A．水中加入溶液能增强导电性 B．电极N与电源正极相连 C．该过程中分子未改变，改变的是分子间的空隙 D．该实验能验证水是由氢气和氧气组成的 Ⅱ、为证明水不是由“水元素”组成的，1785年，拉瓦锡在高温的条件下，用水蒸气与红热的铁粉反应，模拟实验装置如图所示。吹泡器吹出的气泡不断往上升，用燃着的木条去点气泡，发现气泡能被点着，同时生成四氧化三铁。 (3)该反应的文字表达式为____________________。 (4)实验过程中，吹泡器吹出的气泡不断往上升，说明____________________，点燃气泡是产生__________色火焰。 【答案】(1) 水→ (通电)氢气+氧气 带火星的小木条 升高 (2)A (3)铁+水→ (高温)四氧化三铁 (4)氢气的密度比空气的密度小 淡蓝色 【解析】（1）水在通电条件下生成氢气和氧气，反应的符号表达式为： 水→ (通电)氢气+氧气；由电解水实验结论“正氧一、负氢二”可知，管A中产生的气体为氧气，氧气具有助燃性，可用带火星的小木条检验；实验中管A、管B中都产生了气体，压强增大，则实验过程中中间的的长颈漏斗内的液面升高； （2）A、水中加入Na2SO4溶液能增强导电性，故选项说法正确； B、由电解水实验结论“正氧一、负氢二”可知，管B中产生的气体较多，为氢气，则电极N与电源负极相连，故选项说法错误； C、该过程中有新物质生成，属于化学变化，则该过程中分子发生了改变，故选项说法错误； D、水通电生成氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，该实验能验证水是由氢元素和氧元素组成的，故选项说法错误； 故选：A； （3）铁与水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁，反应的符号表达式为铁+水→ (高温)四氧化三铁； （4）实验过程中，用燃着的木条去点气泡，发现气泡能被点着，说明该气体为氢气，吹泡器吹出的气泡不断往上升，说明氢气的密度比空气的密度小，点燃氢气产生淡蓝色火焰。 【拓展延伸】 14．（2024·常州）兴趣小组对我国的太空舱制取氧气系统(其剖面如图所示)进行了研究性学习。    I．多角度认识制氧原理电源 (1)太空舱制氧系统中电源A极是 极；将燃着的蜡烛放入b管收集的气体中，看到燃烧 。 (2)太空舱制氧原理的化学方程式为 ，反应过程中种类和数目均没有发生变化的微粒是 (用符号表示)。 (3)太空舱制氧过程中消耗的水和生成的氧气的质量关系是___________(填序号)。 A．   B．   C．   D．   II．多措施提高制氧效率 【查阅资料】 提高电解效率的措施主要包括：增强水的导电性、改变电解温度、设置超声波场等。 【讨论分析】 (4)用30%的KOH溶液代替水进行电解，增大了水中 的浓度，增强了水的导电性。 (5)升高电解温度能提高制氧效率的原因之一是：温度升高，微粒 。 (6)如图分别为两种不同条件下不锈钢电极表面的气泡直径分布情况图。    ①气泡覆盖在电极表面使电解反应界面 (选填“增大”或“减小”)，降低了电解效率。 ②超声波振动能提高电解效率的原因是 。 【答案】(1) 负 更旺 (2) H、O (3)A (4)离子（或带电粒子等） (5)运动速率加快 (6)减小 超声波振动能减少电极表面的气泡 【解析】（1）在电解水实验中，“正氧负氢”，a管中产生的是氢气，故太空舱制氧系统中电源A极是负极； b管收集的气体是氧气，氧气具有助燃性，故将燃着的蜡烛放入b管收集的气体中，看到燃烧更旺； （2）太空舱制氧原理为水通电分解生成氢气和氧气，该反应的化学方程式为：； 根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，故反应过程中种类和数目均没有发生变化的微粒是氢原子和氧原子，故填：H、O； （3）水通电分解生成氢气和氧气，即，消耗水和生成氧气的质量比为：。 故选A； （4）用30%的KOH溶液代替水进行电解，氢氧化钾溶液中含自由移动的钾离子和氢氧根离子，故增大了水中离子的浓度，增强了水的导电性； （5）升高电解温度能提高制氧效率的原因之一是：温度升高，微粒的运动速率加快，微粒之间的接触机会变大； （6）①气泡覆盖在电极表面，阻碍了电极与水的接触，使电解反应界面减小，降低了电解效率； ②由图可知，与静音条件下相比，超声条件下，不锈钢电极表面的气泡较少，说明超声波振动能减少电极表面的气泡，故可以提高电解效率。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$