2.4 第1课时 水的组成-【拔尖特训】2024-2025学年新教材九年级上册化学(沪教版2024)

专题特训（一）　氧气的性质及制取 1. D 2. D 3. D [解析] 若a处的粉末是木炭粉,加热木炭粉,能看 到木炭粉燃烧,但没有白烟产生,A错误;该实验不能证明 二氧化锰是过氧化氢分解反应的催化剂,若要证明它是催 化剂,还需要验证二氧化锰的质量和化学性质在反应前后 不变,B错误;推入过氧化氢溶液后,不需要对准二氧化锰 处加热就能产生氧气,C错误;产生氧气越多,反应越剧烈, 本实验可以得出氧气浓度越大,燃烧得越剧烈的结论, D正确。 4. [提出猜想] 瓶内虽有氧气,但氧气的浓度较低,导致硫 熄灭 [设计实验] 白烟 [实验反思] (1) 开始为蓝紫色 火焰,一段时间后变为淡蓝色火焰 (2) 没有有害气体逸 出,环保 (3) 防止瓶底因受热不均匀而炸裂 (4) 红磷 可以在氧气浓度更低的环境中燃烧,消耗氧气比硫更加彻 底,使实验结果更加准确,而硫燃烧生成二氧化硫气体,影 响实验结果(合理答案均可) [解析][提出猜想] 硫燃烧 消耗了瓶内的氧气,氧气浓度过低时,可能导致硫熄灭。 [设计实验] 根据实验现象“红磷燃烧”可知,除放热外还会 产生白烟。[实验反思] (1) 实验1中,开始时氧气的浓度 较高,火焰颜色为蓝紫色,随着燃烧的进行,氧气的浓度逐 渐降低,火焰颜色逐渐变为淡蓝色。(2) 实验1的装置密 封,所以实验1的优点是没有有害气体逸出,环保。(3) 由 于红磷及硫燃烧放热,容易造成集气瓶瓶底因受热不均匀 而炸裂,所以实验2中集气瓶内装细沙的作用是防止瓶底 因受热不均匀而炸裂。(4) 由题表中实验现象可知,与硫 相比,红磷可以在氧气浓度更低的环境中燃烧,能充分消 耗空气中的氧气,消耗氧气比硫更加彻底,使实验结果更 加准确,而硫燃烧生成二氧化硫气体,影响实验结果。 5. B [解析] 催化剂能改变化学反应的速率,在反应前后 其质量和化学性质均不变,为了证明氧化铜能作过氧化氢 分解的催化剂,在证明氧化铜可以加快过氧化氢分解的速 率后,还需要验证在反应前后氧化铜的质量和化学性质不 变,因此还需要进行的实验有① 称量实验前氧化铜的质 量;② 将实验后的氧化铜干燥、称重;④ 将实验后的氧化 铜加入重新取的相同浓度的过氧化氢溶液中。①②是为 了验证在反应前后氧化铜的质量不变,④是为了验证在反 应前后氧化铜的化学性质不变。 6. D [解析] 装置①中的棉花是为了防止加热时,试管内 的粉末状物质随气流进入导管,A错误;装置②中的仪器 包括长颈漏斗、锥形瓶、双孔橡胶塞和玻璃导管,B错误;氧 气不易溶于水且不与水反应,密度比空气大,可用排水法 或向上排空气法收集,故装置③和⑤均可用于收集氧气, C错误;用装置⑥收集氢气时,氢气的密度比空气小,应从 导管a处通入氢气,D正确。 7. (1) ① 铁架台 ② 水槽 ③ 集气瓶 (2) A a (3) BD(或BE;或BF) 粉末状物质 (4) BC(或 BF) (5) 81.41% [解析] (2) 发生装置是由反应物状态和是 否需要加热决定的。过氧化氢在二氧化锰作催化剂条件 下常温分解,故选固液混合不需加热的发生装置A;氧气密 度比水小且不易溶于水,若用F装置装满水收集氧气,则 氧气应该从a端通入。(3) 加热高锰酸钾制取氧气为固体 需要加热装置,故选发生装置B;氧气密度比空气大且不易 溶于水,收集装置可选D或E或F。为防止加热时试管内 粉末状物质随气流进入导管,需要在试管口放一团棉花。 (4) 加热氯化铵和氢氧化钙两种固体混合物来制备氨气 时,发生装置选用固体加热装置B;氨气密度比空气小,极 易溶于水,收集装置选用向下排空气法的C或F。(5) 设 集气瓶的容积为V,开始时集气瓶中装有80%的水,此时 集气瓶中装有20%的空气,则其中含有空气的体积为 0.2V,含有水的体积为0.8V;用排水法收集氧气后,集气 瓶中仍留有15%的水,现有水的体积为0.15V,则此时其 中含有的气体总体积为0.85V,排水收集氧气的体积为 0.65V,故 此 时 气 体 中 氧 气 的 体 积 分 数 = 0.2V×21%+0.65V 0.85V × 100% ≈ 81.41%。 第4节　水的组成和净化 第1课时 水的组成 1. C 2. (1) 检验氢气的纯度 (2) 产生淡蓝色的火焰 烧杯内 壁上出现小水珠,触摸烧杯外壁时感觉发烫 (3) 化合 可燃性 3. D [解析] 若氧气与氢气反应重新生成了水,则消耗的 氧气与氢气的体积比也为1∶2,对生成氧气与氢气的体积 比没有影响,D 符合题意。 4. D [解析] 电解水生成的氢气和氧气的体积比为2∶1, A错误;a管与电源负极相连,产生的气体是氢气,氢气具 有可燃性,没有助燃性,B错误;根据“正氧负氢”,检验b管 中的气体时,应该用带火星的木条,因为氧气能使带火星 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 01 的木条复燃,C错误;水通电后能够分解生成氢气和氧气, 有新物质生成,利用了水的化学性质,D正确。 5. (1) 四氧化三铁(或氧化亚铁) (2) 太阳能 化学能 [解析] (1) 由图可知,Ⅰ为Fe3O4在太阳能的作用下分解 生成 FeO 和O2,Ⅱ为 FeO 与 H2O反应生成Fe3O4 和 H2,故四氧化三铁和氧化亚铁既是反应物又是生成物,在 该过程中可循环利用。(2) 该过程中,能量转换方式为太 阳能转化为化学能。 6. [收集证据] 气泡 1∶2 无色气体燃烧,产生淡蓝色 火焰,放出热量 [讨论分析] 增强水的导电性 [得出结 论] 水是由氢、氧两种元素组成的 [拓展延伸] 管上有刻 度,更准确(合理答案均可) 不能 [总结交流] ① 改进 实验要更易于操作 ② 改进实验要具备更高的准确性 [解析] [收集证据] 水通电分解生成氢气和氧气,所以观 察到电极附近有气泡产生;一段时间后,与电源正极和负 极相连的玻璃管内产生的气体体积比约为1∶2;b管内气 体体积较大,为氢气,氢气燃烧产生淡蓝色火焰,放出热 量。[讨论分析] 加入少量氢氧化钠,目的是增强水的导电 性。[得出结论] 水通电分解生成氢气和氧气,所以本实验 得出的结论是水是由氢、氧两种元素组成的。[拓展延伸] 图甲所示装置的优点是管上有刻度,更准确,更便于检验 生成的气体等。电解氯化钠溶液会生成氢气和氯气,干扰 实验结果,所以不能用氯化钠代替氢氧化钠。[总结交流] 改进后的实验要更易于操作,且改进实验要具备更高的准 确性。 7. (1) 氢气(或H2) (2) 水+铁 高温 →氢气+四氧化三铁 (3) ad (4) 刚开始时,负极与正极产生的气体体积比大于 2∶1 4 [解析] (1) 由英国化学家卡文迪许制得的“可 燃空气”在纯氧中燃烧生成水可知,该“可燃空气”的成分 为氢气。(2) 水和铁在高温条件下反应生成氢气和四氧化 三铁据此写出,该反应的文字表达式。(3) 氢氧化钠在水 中解离出钠离子和氢氧根离子,可以增强水的导电性,a正 确;电解实验过程中是将电能转化为化学能,b错误;管A 和管B中气体的体积比为1∶2,质量之比不等于1∶2, c错误;电解水时,产生的气体体积远大于消耗的水的体 积,所以管A、B中的水被挤压进入中间的玻璃管,导致玻 璃管中液面上升,d正确。 第2课时 水的净化和综合利用 1. B 2. (1) B (2) 物理 净水器中的活性炭罐(合理答案均 可) (3) 硬水 (4) 化学变化 3. D 4. D [解析] 石英砂是用来过滤较小颗粒的不溶物,活性 炭主要用于吸附颜色和异味,甲装置中位置b放的是石英 砂,位置c放的是活性炭,A错误;甲装置只能除去不溶性 杂质和颜色、异味,不能除去可溶性的钙、镁化合物,因此不 能得到软水,B错误;乙装置中烧杯内水的作用是增强水蒸 气的冷凝效果,C错误;乙装置中经过蒸馏后的水是纯净 水,D正确。 5. B [解析] 连接仪器时,应先用水将玻璃管口润湿,然 后进行连接,水可起到润滑作用,A 不符合题意;硫在氧气 中燃烧生成二氧化硫,二氧化硫有毒,逸散到空气中会污 染空气,二氧化硫能与水反应,故水的作用是吸收二氧化 硫,防止污染空气,B 符合题意;检查装置的气密性,将导管 置于水中,可以起到液封的作用,形成密闭系统,然后用手 紧握试管,观察导管口是否有气泡冒出,有气泡冒出,说明 装置气密性良好,C 不符合题意;将集气瓶中装满水,可以 将集气瓶中空气排尽,且排水法收集氧气,便于观察氧气 何时收集满,D 不符合题意。 6. (1) A 食盐和白糖都是易溶于水的固体,无法用过滤 的方法分离 (2) D 过滤速率减小 用玻璃棒轻轻地将 气泡压出 [解析] (1) 双氧水和二氧化锰混合制取氧气 后的剩余物质是水和不溶于水的二氧化锰,可以通过过滤 来回收二氧化锰,故A符合题意;食盐和白糖均能溶于水, 因此无法用过滤的方法分离,故B不符合题意。(2) 在操 作中需要将圆形滤纸折叠处理,题图D中的折叠方式不 对,会影响过滤效果。滤纸和漏斗间有气泡,可能会影响过 滤的速率,可以用玻璃棒轻压滤纸,将气泡赶出。 7. (1) 混合 (2) ABD (3) 极度 用淘米水浇花(合理 答案均可) 8. (1) 使悬浮颗粒发生凝聚而沉降 (2) 吸附 (3) 杀菌 消毒 (4) 蒸馏 (5) 肥皂水 煮沸 (6) ① 玻璃棒 引 流 ② 滤纸没有紧贴漏斗内壁(合理答案均可) ③ 滤纸 破损(合理答案均可) [解析] (1) 明矾溶于水后会形成 胶状物,能吸附水中悬浮的固体小颗粒,使其沉降。(2) 活 性炭具有吸附性,能吸附水样中的颜色和异味。(3) 在清 水中加入消毒剂可以起到杀菌消毒的作用。(4) 水的净化 程度最高的步骤是蒸馏。(5) 生活中可用肥皂水来区分硬 水和软水,产生泡沫多、浮渣少的为软水,产生泡沫少、浮渣 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 11 24 第4节　水的组成和净化 第1课时 水的组成 ▶ “答案与解析”见P10 1. (2023·广州)用电解水实验探究水的元素组 成。下列说法中,不正确的是 ( ) (第1题) A. a管和b管中气体体积 比约为2∶1 B. b管中的气体能使燃着 的木条烧得更旺 C. 该探究说明水中含有氢 气和氧气 D. 该探究的依据是化学变化前后元素种类 不变 (第2题) 2. 如图所示为氢气在空气中燃烧 的实验。 (1) 在 点 燃 氢 气 前,一 定 要 。 (2) 在 空 气 中 点 燃 纯 净 的 氢 气,其 现 象 是 ,在火焰上方罩一只 干燥的烧杯,并用手轻轻触摸烧杯外壁,其现 象是 。 (3) 这个反应属于 (填基本 反应类型)反应,这个实验说明氢气具有 。 3. (2024·烟台期末)某同学用碳棒作电极进行 电解水实验,得到氧气和氢气的体积比小于 1∶2,其原因不可能是 ( ) A. 氧气在水中比氢气溶解得多 B. 部分氧气与碳棒反应 C. 部分氧气被碳棒吸附 D. 部分氧气与氢气反应重新生成了水 4. 下列关于电解水实验(如图甲所示)的叙述, 正确的是 ( ) (第4题) A. 与电源正、负极相连的玻璃管内产生的气 体之间的关系如图乙所示 B. a管与电源负极相连,产生的气体有助燃性 C. 检验b管中的气体的试剂是澄清石灰水 D. 电解水实验利用了水的化学性质 5. (2024·泉州期末)科技人员利用太阳能经由 铁氧化合物循环分解水的过程如图所示: (第5题) (1) 该过程中,可循环利用的物质是 (填一种物质的名称)。 (2) 该过程中,能量的转换方式为 转化为 。 6. 实验课上,化学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] 水是一种元素吗? [进行实验] 同学们按照图甲所示的装置进 行了实验。 (第6题) 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 化学(沪教版)九年级上 实 验 视 频 25 [收集证据] 如图甲所示的实验中,同学们观 察到电极附近有 产生,一段时间 后,与电源正极和负极相连的玻璃管内产生 的气体体积比约为 。切断电源,打开 b管的活塞,在管口放置一根燃着的木条,会 观察到 。 [讨论分析] 实验时,老师在水中加入了少量 氢氧化钠,目的是 。 [得出结论] 本实验得出的结论是 。 [拓展延伸] 同学们又查阅了如下资料: a. 氢氧化钠是一种强碱,具有腐蚀性。 b. 含有氯化钠的水通电后,会发生反应:氯 化钠+水 通电 →氢氧化钠+氢气+氯气。 请你分析思考:和图乙所示装置(另一种电解 水的实验装置)相比,如图甲所示装置的优点 是 (任写出一处)。进行实 验时, (填“能”或“不能”)将氢氧化 钠换为氯化钠。 [总结交流] 化学是以实验为基础的科学,通 过上述实验的分析对比,归纳出两种在改进 实验时需考虑的因素:① ;② 。 答案讲解 7. 水是生命之源,是“永远值得探究的 物质”,人 类 从 未 停 止 过 对 水 的 研究。 (1) 1766年,英国化学家卡文迪许用锌和稀 硫酸制得“可燃空气”,他所说的“可燃空气” 的成分是 。“可燃空气”在纯氧中燃 烧生成水,可得出“水是一个结合物而不是简 单元素”。 (2) 1785年,拉瓦锡将水蒸气通过红热的铁 质枪管(高温条件),将水转化为氢气,同时生 成四氧化三铁,实验示意图如图甲所示。上 述反应的文字表达式为 。 (第7题) (3) 1800年,英国化学家尼科尔森通过电解 水得到氢气和氧气,后人不断研究和改进该 实验。某同学在水电解器中加入NaOH溶 液,至充满管A和管B(NaOH不参与反应), 通直流电一段时间后现象如图乙所示,电解 结束后将容器内所有液体倒入烧杯中。下列 说法中,正确的是 (多选,填字母)。 a. NaOH在水中可增强水的导电性 b. 实验中化学能转化为电能 c. 管A中气体与管B中气体的质量之比为1∶2 d. 中间玻璃管中液面会上升 (4) 某研究性学习小组的同学进行电解水实 验,测定两极逸出气体的体积,记录如下: 电解 时间/min 1 2 3 4 5 6 7 8 9 负极生成 气体的 体积/mL 8 16 25 34 44 54 64 74 84 正极生成 气体的 体积/mL 2 4 7 11 16 21 26 31 36 分析表格中的实验数据,你会发现 , 自第 min后每分钟内负极与正极产 生的气体的体积比为理论比值。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第2章　空气与水资源