第2章基础实验2水的组成及变化的探究同步训练---2024-2025学年九年级化学沪教版(2024)上册

水的组成及变化的探究 同步训练 一．选择题（共5小题） 1．水是一切生命体生存所必需的物质。下列说法正确的是（　　） A．将硬水过滤可得到软水 B．冰和水的共存物属于混合物 C．水是由氢和氧两种元素组成的 D．实验室制取水只能通过化合反应实现 2．水是生命之源，下列关于水的说法不正确的是（　　） A．电解水时负、正两极收集到的气体体积比为2：1 B．电解水生成氢气和氧气，说明水是由氢气和氧气组成的 C．明矾净水是因溶于水生成的胶状物能吸附悬浮的杂质 D．如果将水蒸干后有固体析出，这种水样中一定含有杂质 3．不能证明水的组成的实验是（　　） A．电解水 B．氢气燃烧 C．盐酸与石灰水反应 D．氢气还原氧化铜 4．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 D．水由两个氢原子和一个氧原子构成的 二．填空题（共5小题） 5．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”）。 6．在电解水的实验中，与电源正极相连的一端产生 　 　（填化学式）；实验得出的结论为 　 　。 7．每年的3月22日是“世界水日”，水与人类的生产、生活密切相关。 （1）水是一切生命体生存所必需的物质，每一位公民都要爱惜水资源、保护水环境、防治水污染，属于“国家节水标志”的是 　 　（填字母序号）。 （2）如图一是自来水的净水过程示意图。 能除去水体中颜色和异味的步骤是 　 　（填字母序号）。硬水中含有较多的钙离子、镁离子，长期饮用硬水对人体健康不利，生活中我们通常用 　 　来鉴别硬水和软水；若产生大量泡沫，则该水样为 　 　（填“软水”或“硬水”）。 （3）如图二所示，电解水的实验中，通电一段时间后，玻璃管a中收集到的气体是 　 　；通过实验可以得出水是由 　 　组成的，电解水是将 　 　能转化为化学能。 8．如图是研究“水的组成”的实验装置图，连接电源正极是　 　（填“a”或“b”），得出“水是由氧元素和氢元素组成的”理论依据是　 　，有关化学反应的符号表达式为　 　. 9．阅读下列科普短文，回答问题。 经探测，火星上的水含有较高盐分，若想用传统的电解水方法在火星上获得氧气和氢气燃料，需要先去除水中的盐分，而要在环境恶劣的火星上执行该步骤不仅危险且代价高昂。 近日，圣路易斯华盛顿大学的一组工程师在《美国科学院院刊》上表示，他们开发出了可以直接在盐水中电解出氧气和氢气的系统，这将会显著降低电解盐水的难度和成本。新的系统用钌酸铅作正极端、用铂碳作负极端，并在﹣36℃的温度下检验了其电解盐水的能力。在相同功率下，该系统产生氧气量是先前系统的25倍。研究人员表示，此系统不仅可以用于火星探测，也可以在地球上电解海水，为潜艇供氧等。 （1）下列“水”中，属于纯净物的是 　 　。 A.矿泉水 B.蒸馏水 C.海水 D.自来水 （2）新的电解水系统中铂碳负极端收集到的气体是 　 　（填化学式）。 （3）利用这套新系统给潜水艇供氧，其优点有 　 　（任写一条）。 三．实验题（共1小题） 10．如图是进行电解水实验的装置图，据此回答问题： （1）图中发生反应的化学方程式为 　 　。 （2）甲试管中收集到的气体是 　 　（填化学式）；这个实验证明了水是由 　 　构成。 （3）从微观的角度分析，下列说法正确的是 　 　（填字母）。 A.水是由氢气和氧气组成的 B.水是由氢原子和氧原子构成的 C.每个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的 四．解答题（共2小题） 11．用如图实验探究水的组成。 （1）将燃着的木条放在b管尖嘴口，打开活塞，观察到的现象是 　 　。 （2）在方框内补全电解水反应的微观示意图。 12．某化学兴趣小组自制如图所示装置探究水的组成。 步骤1：检查装置气密性，用烧杯向广口瓶中加入500mL1%的氢氧化钠（NaOH）溶液，将导线穿过橡胶塞与自制红铜电极连接，将塑料管套在红铜电极上，上端插入橡胶塞上。塞紧胶塞，将橡胶管与50mL的注射器3连接好。 步骤2：取下注射器1，用注射器3向瓶中打气，使溶液进入塑料管中，直到刚有溶液溢出再安上注射器1：取下注射器2，进行同上操作后，安装注射器2。 （1）电解水时加入氢氧化钠（NaOH）溶液的作用 　 　。 （2）步骤3：将导线与24V的学生电源相连，打开开关，观察到的现象是 　 　，大约2min后（注射器1与注射器2收集到的气体体积比约为 　 　，正极电源变黑，关闭电源。 （3）步骤4：取下注射器1，将带火星木条放在针头处，推动注射器1的活塞，木条复燃，说明注射器1中产生的气体是 　 　。取下注射器2，点火，推动注射器2的活塞，写出该反应的符号表达式 　 　。通过该实验得出水的组成结论。 （4）实验反思：正极电源变黑可能是因为发生了 　 　（用符号表达式表示）。 参考答案与试题解析 一．选择题（共5小题） 1．水是一切生命体生存所必需的物质。下列说法正确的是（　　） A．将硬水过滤可得到软水 B．冰和水的共存物属于混合物 C．水是由氢和氧两种元素组成的 D．实验室制取水只能通过化合反应实现 【分析】A、根据过滤是把不溶于的固体物质与液体分离的一种方法进行分析； B、根据冰和水的共存物是由水一种物质组成的进行分析； C、根据水的化学式为H2O进行分析； D、根据可以通过过氧化氢分解生成水和氧气的方式制取水进行分析； 【解答】解：A、硬水中含有较多的钙、镁离子，过滤是把不溶于的固体物质与液体分离的一种方法，但不能除掉水中的钙、镁可溶性物质，不能降低水的硬度，故A错误； B、冰和水的共存物是由水一种物质组成的，属于纯净物，不属于混合物，故B错误； C、水的化学式为H2O，水是由氢和氧两种元素组成的，故C正确； D、实验室制取水能通过化合反应实现，也可以通过过氧化氢分解生成水和氧气的方式，该反应属于分解反应，故D错误。 故选：C。 【点评】本题主要考查水的组成，硬水的软化方法，混合物与纯净物的辨别等，注意理解生活中用煮沸的方法将硬水软化。 2．水是生命之源，下列关于水的说法不正确的是（　　） A．电解水时负、正两极收集到的气体体积比为2：1 B．电解水生成氢气和氧气，说明水是由氢气和氧气组成的 C．明矾净水是因溶于水生成的胶状物能吸附悬浮的杂质 D．如果将水蒸干后有固体析出，这种水样中一定含有杂质 【分析】A、根据“负氢正氧，氢二氧一”进行分析； B、根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变进行分析； C、根据明矾溶于水生成的胶状物具有吸附性，可以吸附水中的悬浮物形成较大颗粒而沉降进行分析； D、根据如果将水蒸干后有固体析出，说明该水是混合物进行分析。 【解答】解：A、电解水实验，正极产生的气体是氧气，负极产生的气体是氢气，产生的氧气和氢气体积比约为1：2，故A正确； 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，可证明水是由氢元素和氧元素组成，故B错误； C、明矾溶于水生成的胶状物具有吸附性，可以吸附水中的悬浮物形成较大颗粒而沉降，故C正确； D、如果将水蒸干后有固体析出，说明该水是混合物，这种水样中一定含有杂质，故D正确； 故选：B。 【点评】本题主要考查电解水实验，注意利用“负氢正氧，氢二氧一”来解题。 3．不能证明水的组成的实验是（　　） A．电解水 B．氢气燃烧 C．盐酸与石灰水反应 D．氢气还原氧化铜 【分析】要根据质量守恒定律来考虑能确认水是由氧元素和氢元素组成的实验。 【解答】解：能确认水是由氧元素和氢元素组成的实验要根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变； A、水通电生成氧气和氢气，氧气是由氧元素组成的，氢气是由氢元素组成的，因此能说明水是由氢氧两种元素组成的；故选项A正确； B、氢气在氧气中燃烧生成水，氧气是由氧元素组成的，氢气是由氢元素组成的，因此能说明水是由氢氧两种元素组成的；故选项B正确； C、盐酸和石灰水反应生成氯化钙、水和二氧化碳，不能证明水的组成，故选项C错误； D、氢气还原氧化铜反应生成水和铜单质，可证明水是由氢氧两种元素组成的；故选项D正确； 故选：C。 【点评】本题主要考考查了根据质量守恒定律验证水是由氧元素和氢元素组成的实验方法，难度不大。 4．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 D．水由两个氢原子和一个氧原子构成的 【分析】根据水的宏观组成和微观构成即可正确解答本题．水的化学式是H2O，可知水是由氢、氧两种元素组成的；水是由水分子构成的；水分子是由氢原子和氧原子构成的；每个水分子由一个氧原子和二个氢原子构成；进行分析解答本题． 【解答】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。 【点评】本题难度不大，考查水的组成，充分理解水的宏观组成和微观构成是正确解答本题的关键． 二．填空题（共5小题） 5．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 　水氢气+氧气　。 （2）检验试管b中气体的方法 　将带火星木条放入试管中，若木条复燃，则证明是氧气　。 （3）下列关于电解水的说法中不正确的是 　D　。 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 　大于　2：1（填“大于”、“小于”或“等于”）。 【分析】（1）根据电解水生成氢气和氧气来分析； （2）根据电解水时“正氧负氢、氧一氢二”，以及氧气具有助燃性来分析； （3）A、根据电解水生成氢气和氧气，水分子变成了氢分子和氧分子来分析； B、根据原子是化学变化中的最小粒子来分析； C、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变来分析； D、根据电解水时，水分子变成了氢分子和氧分子来分析； （4）根据相同条件下氧气在水中的溶解能力大于氢气来分析。 【解答】解：（1）电解水生成氢气和氧气，反应的文字表达式为：水氢气+氧气； （2）电解水时“正氧负氢、氧一氢二”，则试管b收集到的是氧气，氧气具有助燃性，所以检验试管b中气体的方法是将带火星木条放入试管中，若木条复燃，则证明是氧气。 （3）A、电解水生成氢气和氧气，水分子发生了改变，变成了氢分子和氧分子，故选项说法正确； B、原子是化学变化中的最小粒子，电解水时氢原子和氧原子没有发生变化，故选项说法正确； C、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，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，故选项说法正确； D、电解水时，水分子变成了氢分子和氧分子，说明水分子不是化学变化中最小的微粒，故选项说法不正确； 故选：D。 （4）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，所以在实验中试管a、b收集到的气体体积比应该略大于2：1。 故答案为： （1）水氢气+氧气； （2）将带火星木条放入试管中，若木条复燃，则证明是氧气； （3）D； （4）大于。 【点评】本题主要考查了电解水实验，难度不大，根据所学知识，结合题中信息，认真分析即可解答。 6．在电解水的实验中，与电源正极相连的一端产生 　O2　（填化学式）；实验得出的结论为 　水由氢元素和氧元素组成　。 【分析】根据电解水的现象、结论及生成气体的性质分析回答．电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，据此分析。 【解答】解：在电解水的实验中，正极产生气体少为氧气，负极产生气体多为氢气，所以与电源正极相连的一端产生的是氧气，化学式为O2；质量守恒定律：化学反应前后元素种类不变，所以由实验产生氢气和氧气，可以得出的结论为水由氢元素和氧元素组成。 【点评】本题是有关电解水的基础知识的考查，扎实地掌握化学的基础知识，对解决此问题必不可少。 7．每年的3月22日是“世界水日”，水与人类的生产、生活密切相关。 （1）水是一切生命体生存所必需的物质，每一位公民都要爱惜水资源、保护水环境、防治水污染，属于“国家节水标志”的是 　b　（填字母序号）。 （2）如图一是自来水的净水过程示意图。 能除去水体中颜色和异味的步骤是 　C　（填字母序号）。硬水中含有较多的钙离子、镁离子，长期饮用硬水对人体健康不利，生活中我们通常用 　肥皂水　来鉴别硬水和软水；若产生大量泡沫，则该水样为 　软水　（填“软水”或“硬水”）。 （3）如图二所示，电解水的实验中，通电一段时间后，玻璃管a中收集到的气体是 　氢气或H2　；通过实验可以得出水是由 　氢元素和氧元素　组成的，电解水是将 　电　能转化为化学能。 【分析】（1）根据常见的图标进行分析； （2）根据常见的净水方法、硬水和软水的鉴别进行分析； （3）根据电解水的现象、结论等进行分析。 【解答】解：（1）a、该图为循环使用标志，不符合题意； b、该图为国家节水标志，符合题意； c、该图为中国环境标志，不符合题意； d、该图为中国节能标志，不符合题意。 （2）活性炭具有吸附性，能吸附水中的色素及异味，故能除去水体中颜色和异味的步骤是C；肥皂水可鉴别硬水和软水；若产生大量泡沫，则该水样为软水，反之则为硬水； （3）如图二所示，电解水的实验中，根据“正氧负氢”可知玻璃管a中收集到的气体是氢气；通过实验可以得出水是由氢元素和氧元素组成的；电解水是将电能转化为化学能。 故答案为：（1）b； （2）C；肥皂水；软水； （3）氢气或H2；氢元素和氧元素；电。 【点评】本题难度一般，主要考查水的知识，理解自来水厂净化水的过程、电解水的实验等为解答该题的关键。 8．如图是研究“水的组成”的实验装置图，连接电源正极是　b　（填“a”或“b”），得出“水是由氧元素和氢元素组成的”理论依据是　质量守恒定律　，有关化学反应的符号表达式为　H2OH2+O2　. 【分析】电解水时，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。 【解答】解：连接电源正极是b，得出“水是由氧元素和氢元素组成的”理论依据是质量守恒定律，电解水生成氢气和氧气，化学反应的符号表达式为：H2OH2+O2。 故填：b；质量守恒定律；H2OH2+O2。 【点评】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，同时说明在化学变化中分子可分，原子不可分。 9．阅读下列科普短文，回答问题。 经探测，火星上的水含有较高盐分，若想用传统的电解水方法在火星上获得氧气和氢气燃料，需要先去除水中的盐分，而要在环境恶劣的火星上执行该步骤不仅危险且代价高昂。 近日，圣路易斯华盛顿大学的一组工程师在《美国科学院院刊》上表示，他们开发出了可以直接在盐水中电解出氧气和氢气的系统，这将会显著降低电解盐水的难度和成本。新的系统用钌酸铅作正极端、用铂碳作负极端，并在﹣36℃的温度下检验了其电解盐水的能力。在相同功率下，该系统产生氧气量是先前系统的25倍。研究人员表示，此系统不仅可以用于火星探测，也可以在地球上电解海水，为潜艇供氧等。 （1）下列“水”中，属于纯净物的是 　B　。 A.矿泉水 B.蒸馏水 C.海水 D.自来水 （2）新的电解水系统中铂碳负极端收集到的气体是 　H2　（填化学式）。 （3）利用这套新系统给潜水艇供氧，其优点有 　会显著降低电解盐水的难度和成本或在相同功率下，该系统产生氧气量是先前系统的25倍　（任写一条）。 【分析】电解水时，正极产生的是氧气，氧气能使带火星的木条复燃，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，质量比是8：1。 【解答】解：（1）A.矿泉水中含有水和溶于水的矿物质，是混合物。 B.蒸馏水是由一种物质组成的，是纯净物。 C.海水中含有水、氯化钠等物质，是混合物。 D.自来水中含有水和溶于水的物质，是混合物。 故选：B。 （2）新的电解水系统中铂碳负极端收集到的气体是H2。 故答案为：H2。 （3）利用这套新系统给潜水艇供氧，其优点有会显著降低电解盐水的难度和成本；在相同功率下，该系统产生氧气量是先前系统的25倍。 故答案为：会显著降低电解盐水的难度和成本或在相同功率下，该系统产生氧气量是先前系统的25倍。 【点评】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，同时说明在化学变化中分子可分，原子不可分。 三．实验题（共1小题） 10．如图是进行电解水实验的装置图，据此回答问题： （1）图中发生反应的化学方程式为 　2H2O2H2↑+O2↑　。 （2）甲试管中收集到的气体是 　H2　（填化学式）；这个实验证明了水是由 　氢元素与氧元素　构成。 （3）从微观的角度分析，下列说法正确的是 　C　（填字母）。 A.水是由氢气和氧气组成的 B.水是由氢原子和氧原子构成的 C.每个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的 【分析】根据“正氧负氢、氢二氧一”、化学反应的原理、实验结论以及物质的组成与结构来分析。 【解答】（1）水在通电的条件下分解为氢气和氧气，反应化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑； （2）图中甲试管连接的试管中产生的气体体积较大，该气体是H2；水在通电的条件下分解为氢气和氧气，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； ③A.水是由氢元素与氧元素组成的，而不是由氢气和氧气组成的，选项说法错误； B.水是由水分子构成的，水分子是由氢原子和氧原子构成的，选项说法错误； C.每个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的，选项说法正确。 故选：C。 【点评】本考点考查了电解水实验，掌握电解水的实验现象、结论、正氧负氢，氢二氧一等即可正确解答本题。 四．解答题（共2小题） 11．用如图实验探究水的组成。 （1）将燃着的木条放在b管尖嘴口，打开活塞，观察到的现象是 　能使燃着的木条燃烧更旺　。 （2）在方框内补全电解水反应的微观示意图。 【分析】（1）根据电解水的现象及产物的验证进行分析； （2）根据电解水的微观过程进行分析。 【解答】解：（1）电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，由图可知，b管与电源正极相连，则收集的气体为氧气，氧气具有助燃性，能使燃着的木条燃烧更旺。 （2）电解水生成氢气和氧气，根据反应前后原子种类和数目不变，则图中应补充2个水分子，图为：。 故答案为：（1）能使燃着的木条燃烧更旺； （2）。 【点评】本题难度一般，主要考查电解水的实验，理解实验现象及原理等为解答该题的关键。 12．某化学兴趣小组自制如图所示装置探究水的组成。 步骤1：检查装置气密性，用烧杯向广口瓶中加入500mL1%的氢氧化钠（NaOH）溶液，将导线穿过橡胶塞与自制红铜电极连接，将塑料管套在红铜电极上，上端插入橡胶塞上。塞紧胶塞，将橡胶管与50mL的注射器3连接好。 步骤2：取下注射器1，用注射器3向瓶中打气，使溶液进入塑料管中，直到刚有溶液溢出再安上注射器1：取下注射器2，进行同上操作后，安装注射器2。 （1）电解水时加入氢氧化钠（NaOH）溶液的作用 　增强水的导电性　。 （2）步骤3：将导线与24V的学生电源相连，打开开关，观察到的现象是 　注射器1和2的下方针头上有气泡冒出，且注射器1和2的活塞上升　，大约2min后（注射器1与注射器2收集到的气体体积比约为 　1：2　，正极电源变黑，关闭电源。 （3）步骤4：取下注射器1，将带火星木条放在针头处，推动注射器1的活塞，木条复燃，说明注射器1中产生的气体是 　氧气　。取下注射器2，点火，推动注射器2的活塞，写出该反应的符号表达式 　H2+O2H2O　。通过该实验得出水的组成结论。 （4）实验反思：正极电源变黑可能是因为发生了 　Cu+O2CuO　（用符号表达式表示）。 【分析】（1）根据向水中加入氢氧化钠，能增大溶液中的离子浓度，从而增强水的导电性来分析解答； （2）根据电解水实验过程中水分解为氢气和氧气，正极产生氧气，负极产生氢气，氧气和氢气的体积比为1：2来分析解答； （3）根据氧气能使带火星的木条复燃，氢气燃烧生成水来分析解答； （4）根据铜与氧气反应生成黑色的氧化铜来分析解答。 【解答】解：（1）电解水时，向水中加入氢氧化钠，能增大溶液中的离子浓度，从而增强水的导电性，则氢氧化钠溶液的作用是增强水的导电性； （2）电解水实验过程中水分解为氢气和氧气，实验现象是注射器1和2的下方针头上有气泡冒出，且注射器1和2的活塞上升，注射器1与正极相连，正极产生氧气，注射器2与负极相连，负极产生氢气，氧气和氢气的体积比为1：2，则注射器1与注射器2收集到的气体体积比约为1：2； （3）氧气能使带火星的木条复燃，则注射器1中产生的气体是氧气，注射器2收集到的气体是氢气，氢气具有可燃性，氢气燃烧生成水，反应的符号表达式H2+O2H2O； （4）正极是铜，铜与氧气反应生成黑色的氧化铜，反应的符号表达式为Cu+O2CuO。 故答案为：（1）增强水的导电性； （2）注射器1和2的下方针头上有气泡冒出，且注射器1和2的活塞上升；1：2； （3）氧气；H2+O2H2O； （4）Cu+O2CuO。 【点评】在解此类题时，首先分析题中考查的问题，然后结合学过的知识和题中的知识进行分析解答。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2024/11/19 22:25:54；用户：耿雷；邮箱：13851372384；学号：59917209 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$