第二节 探究水的化学变化（同步讲义）化学北京版2024九年级上册

第三单元 探究水的奥秘 第二节 探究水的化学变化 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1.通过电解水实验和氢气燃烧实验认识水的组成，了解探究物质组成的一般思想和方法。 2.了解并体验科学家认识水的组成的过程和方法。 3.了解氢气的物理性质和化学性质，知道氢气验纯的必要性和方法。 重难点：探究水的组成。 一、水的组成 1.探究水的组成实验 实验仪器与实验装置 实验仪器：电解器与直流电源等。 实验装置： 实验步骤 在电解器玻璃管里加满水，接通直流电源，观察并记录两个电极附近和玻璃管内发生的现象 实验现象 通电一段时间后，两个电极附近均有无色气泡产生；负极端的玻璃管内收集的气体较多，正极端的玻璃管内收集的气体较少，正极端玻璃管与负极端玻璃管内气体的体积比约为1:2 气体检验 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，①放在正极端玻璃管尖嘴口处的木条燃烧更旺，说明该玻璃管内收集的气体是；②放在负极端玻璃管尖嘴口处的木条将管内气体点燃，气体燃烧时产生淡蓝色火焰，说明该玻璃管内收集的气体是 实验结论 ①水在通电条件下发生分解反应，生成氢气和氧气，文字表达式：水氢气+氧气；②水是由氢、氧两种元素组成的。 2.电解水反应的微观解释 （1）根据精确的实验测定，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。水分子分解示意图如图所示： 水分子分解示意图说明： ①水是由氢、氧两种元素组成的； ②化学变化的实质是分子分解成原子，原子重新结合生成新的分子； ③分子由原子构成； ④化学反应前后元素种类不变，原子种类和原子个数不变。 二、氢气 1.氢气的性质 颜色 气味 状态 密度 溶解性 无色 无味 气体 相同条件密度最小的气体 难溶于水 2.氢气的收集方法：（1）排水法。（2）向下排空气法 3.氢气的化学性质——可燃性，还原性 ①氢气具有可燃性，纯净的氢气能在空气中安静地燃烧，产生淡蓝色火焰，生成水，放出大量的热。在火焰上方罩一个冷而干燥的小烧杯(如图甲),烧杯内壁有水珠生成。 ②混有一定量空气或氧气的氢气遇明火可能会发生爆炸。因此，点燃氢气前一定要检验其纯度。 ③检验氢气纯度的方法：如图乙所示，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。如果发出尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯，如果发出的声音很小，表示氢气较纯。 ④氢气与氧气反应的文字表达式：氢气+氧气 水。 4.氢气的用途 性质 用途 密度最小的气体 填充气球 燃烧放出大量的热 （1）作高能燃料（2）作为新能源 还原性 （1）冶炼金属（2）作保护器（3）制高纯硅 和多种物质反应 作化工原料，如制氨气、氯化氢等气体 1．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 2．下列有关氢气的说法不正确的是 A．氢气是一种无色、无味、难溶于水的气体 B．氢气在空气中燃烧只生成水 C．氢气的密度比空气的小，可以用向上排空气法收集 D．点燃排水法收集到的氢气，若发出尖锐的爆鸣声，则表明氢气不纯 3．某校化学兴趣小组的同学在老师的指导下进行了“水的组成及变化的探究”实验。    【提出问题】水是由哪些元素组成的？ 【设计并进行实验】 （1）实验1（燃烧法）：在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气，观察到火焰呈 色。然后在火焰上方罩一个冷而干燥的小烧杯，过一会儿，观察到烧杯壁有 且烧杯外壁发热。反应的文字表达式为 。 （2）实验2（电解法）：按图进行电解水实验。在两试管内产生的气体中，a为 ，b为 。 【实验结论】 （3）由上述两个实验都能得到的实验结论是 。 【拓展提升】 （4）下列有关说法正确的是______。 A．点燃纯净的氢气会发生爆炸 B．含氧的化合物是氧化物 C．冰块与水混合得到混合物 D．电解水的反应属于分解反应 （5）水是一切生命体生存所必需的物质，我们必须爱护水资源，一方面要 ，另一方面要防治水体污染。请提出条预防和治理水体污染的措施 。 ►问题一 探究水的组成 【典例1】图甲是电解水实验装置图，图乙是过滤实验装置图，下列有关说法错误的是（ ） A．通过电解水的实验，说明水由氢气和氧气组成 B．图甲中b试管内收集的气体是氧气，具有助燃性 C．图乙过滤操作中，玻璃棒的作用是引流 D．图乙导致滤液浑浊的可能原因是液面高于滤纸的边缘 【典例2】人类的日常生活和工农业生产离不开水。为探究水的组成及变化，某小同学设计下图装置进行电解水实验，先在电解器玻璃管里加满水(含少量NaOH)，再接通直流电源。已知：水中加入的NaOH只起增强导电性作用，本身不参与反应。回答下列问题：    （1）电解时，乙玻璃管中产生气泡的位置在_____(填“a”“b”或“c”)处。 （2）甲、乙两支玻璃管中生成气体的体积比约为_____。 （3）切断电源后，用燃着的木条在乙玻璃管尖嘴口检验产生的气体，观察到的现象是_____。 （4）电解时，水分子分解示意图如下，补全横线上的模型图。    （5）电解纯水速率较慢，为探究不同电压和不同浓度NaOH溶液对电解水速率的影响，小组同学进行多次实验，测得产生20mL氢气所需时间如下图：      ①电解溶质质量分数为5%的NaOH溶液时，改变电压对电解水速率的影响是_____。 ②上述实验中，电解水速率最快的条件是_____。 【变式1-1】用电解水实验探究水的元素组成，下列说法不正确的是（ ） A．a管和b管中气体体积比约为2：1 B．a管产生的气体具有可燃性，在空气中燃烧产生淡蓝色火焰 C．该探究说明水中含有氢分子和氧分子 D．该探究的依据是化学变化前后元素种类不变 【变式1-2】如图所示，图1是电解水的装置，图2是甲、乙试管中收集到的气体体积与时间的关系图。若甲试管中生成气体N，下列说法不正确的是（ ） A．a应接电源正极 B．气体M能使带火星的木条复燃 C．实验前向水中加入少量硫酸可以增加水的导电性 D．0～3s内甲、乙试管内气体的体积比和8s时的体积比不同，原因是氧气比氢气在水中溶解得多 ►问题二 氢气 【典例3】下列有关氢气的说法不正确的是 A．氢气在空气中燃烧只生成水 B．氢气在空气中燃烧产生淡蓝色火焰 C．氢气是无色、无臭、难溶于水的气体 D．点燃氢气，发出尖锐的爆鸣声，说明氢气较纯 【变式2-1】用氢气流吹起的肥皂泡在空气中上升，这一事实说明（　　） A．氢气难溶于水 B．氢气的密度比空气大 C．氢气是气体 D．氢气的密度比空气的小 【变式2-2】如图所示是氢气在空气中燃烧的示意图，该实验的说法错误的是（ ） A．点燃氢气前一定要检验其纯度 B．火焰上方罩的干冷烧杯内壁有水雾出现 C．该反应属于氧化反应 D．该实验体现了氢气的助燃性 1．下列关于水的说法正确的是（ ） A．电解水时负极产生的气体是O2 B．水由氢原子和氧原子组成 C．水中异味与色素可用活性炭吸附 D．水资源取之不尽用之不竭 2．用电解水实验探究水的元素组成，下列说法不正确的是（ ） A．a管和b管中气体体积比约为2：1 B．a管产生的气体具有可燃性，在空气中燃烧产生淡蓝色火焰 C．该探究说明水中含有氢分子和氧分子 D．该探究的依据是化学变化前后元素种类不变 3．下列反应属于化合反应的是 A．把糖和水混合后形成糖水 B．氢气在氧气中燃烧生成水 C．水蒸气遇冷凝结成水 D．水通电生成氢气和氧气 4．关于电解水实验(如图)，下列说法不正确的是（ ） A．b试管中产生的气体能使带火星的木条复燃 B．水是由氢原子和氧原子直接构成的 C．该实验能证明水是由氢、氧元素组成的 D．电解时在水中加入少量的稀硫酸可以增强水的导电性 5．用氢气流吹起的肥皂泡在空气中上升，这一事实说明（　　） A．氢气难溶于水 B．氢气的密度比空气大 C．氢气是气体 D．氢气的密度比空气的小 6．用排空气法收集氢气检验纯度，有爆鸣声，接下去的操作是 A．用向上排空气法收集 B．可以做有关氢气性质的实验 C．用拇指堵住管口一会儿，再用向下排空气法收集 D．立即用原试管再收集，再检验纯度 7．某小同学设计如图1装置进行电解水实验。 （1）电解时，向水中加入氢氧化钠的目的是 。 （2）切断电源后，用燃着的木条在乙玻璃管尖嘴口检验产生的气体，观察到的现象是 。 （3）电解时，水分子分解示意图如图2，补全横线上的模型图。 （4）由电解水实验，得出结论：水是由 组成，反应的化学方程式为 。 8．如图是某密闭容器中物质变化过程的微观示意图。（“●”表示氧原子，“〇”表示氢原子）请回答： （1）变化Ⅰ过程属于 （填“物理”或“化学”）变化，是因为其中的 （填“分子”或“原子”）种类发生了改变。 （2）下列关于变化Ⅱ的说法中，正确的是 （填写序号）。 A．是物理变化 B．分子变小了 C．分子间的距离变小了 D．分子的种类发生了改变 9．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 10．如图所示装置能快速测定水的组成，己知气球容积远大于Y形管容积，实验开始时Y形管和气球中均充满水。下列说法正确的是（ ） A．电解水是一种净水的方法 B．Y形管右边生成的气体可以使带火星的木条复燃 C．该实验说明水由氢气和氧气组成 D．实验时可在水中加少量硫酸钠或氢氧化钠 11．有关如图实验的说法正确的是 A．a管内产生的是氢气 B．实验证明水是由氢气和氧气组成 C．a中气体和b中气体的质量比是1:2 D．两个实验均可证明水的组成 12．晓佳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．管与电源正极相连 B．管中气体可以燃烧 C．管与管中气体质量比为 D．该实验中，电压越高电解水的速率越快 13．水是生命之源。 （1）对于沉淀、过滤、吸附、蒸馏等净化水的操作，相对净化程度最高的是 。 （2）如图是电解水的示意图，图中与电源负极相连的试管内收集到的气体是 ，若该气体为10 mL，则正极气体为 mL，反应的化学方程式为 。 （3）生活中我们常用 区分硬水和软水。 （4）保护水资源是每个公民应尽的责任和义务，下列防治水体污染的措施正确的有 (填序号)。 ①大量使用含磷洗衣粉　 ②农业上禁止使用农药和化肥　 ③生活污水集中处理达标后再排放   ④工业上应用新技术、新工艺减少污染物的产生 14．认真阅读下列材料，回答有关问题： 2023年9月21日，“天宫课堂”第四课在中国空间站正式开讲，这是中国航天员首次在梦天实验舱内进行授课。航天员在空间站呼吸的氧气有三种来源：第一种是携带的纯氧氧气瓶；第二种是利用电解水的方式产生的氧气和氢气，氧气可以供宇航员呼吸，氢气可以用作燃料。氢气是一种无色，无味的气体，密度比空气小：第三种是利用固体氧气发生器产生的氧气。 （1）氢气的物理性质有 （任答出一点即可）。 （2）电解水产生氧气和氢气的这一反应，所属的基本反应类型是 （填“化合反应”或“分解反应”）． （3）氢气可以用作燃料，是利用氢气的 性（填写对应的性质）。 15．研究“水”可从多角度展开。我们可以借助模型来使抽象的问题形象化，如下图为水通电分解的微观示意图，请据图回答下列问题：    （1）宏观现象：按图一所示装置观察到的现象是 ，写出反应的文字表达式 ，该反应类型属于 反应。 （2）微观分析： ①请将图二中方框内的信息补充完整 ，在该反应中，属于单质的是 （填字母代号）； ②从反应的微观结构图中得出化学变化的实质是 （填一条）。 （3）结论：水是由 组成的。 （4）将黄豆大小的金属钾放入盛有水的烧杯中，生成氢气和氢氧化钾，写出该反应的文字表达式： 。 16．实验课上，同学们对电解水的实验进行了如下探究。 （1）写出电解水的化学方程式 。电解水时常常加入硫酸钠等物质，目的是 ，小明在做电解水实验时，向水中加入氯化钠，发现与正极相连的石墨电极上出现黄绿色气体。 【提出问题】加入氯化钠的水通电时，石墨电极上分别生成了什么气体？ 【查阅资料】氯气（Cl2）是一种黄绿色、有刺激性气味的有毒气体； 【提出假设】猜想 I：氧气和氯气；猜想 Ⅱ：氢气和氧气；猜想 Ⅲ：氢气和氯气。 【进行实验】 （2）用如图所示装置来电解加了氯化钠的水，收集两电极上产生的气体。 实验步骤 实验现象 解释或结论 ①按照如图装置，通电一段时间后，用a、b两支试管分别收集两根石墨电极上产生的气体，观察气体颜色 试管a收集到黄绿色气体；试管b收集到无色气体。 猜想 错误 ②用拇指堵住b试管口，移近点燃的酒精灯，移开拇指点火 听到爆鸣声 猜想 正确 【拓展练习】 （3）氯化钠溶液通电时，氯化钠和水反应除了生成两种气体外，还生成了氢氧化钠，请写出该反应的化学方程式 。 【反思与评价】 （4）联系电解水的实验，要证明水的组成，你认为在电解水时是否可以加氯化钠溶液，你的理由是 。 17．仔细根据图1和图2，回答下列问题： （1）图1为自然界水循环示意图。下列关于水的天然循环的说法中正确的是 （填选项序号，下同）。 ①水在天然循环过程中实现了水的自身净化 ②水的天然循环是通过水的三态变化实现的 ③太阳为水的天然循环提供了能量 ④水的天然循环完成了水资源的重新分配 （2）分析图1可知，在水蒸发的过程中，下列说法正确的是 。 A．水分子不断运动 B．水分子之间间隔不变 C．氢、氧原子不发生改变 D．水分子本身没有改变 （3）图2是电解水的示意图，实验中的能量转化方式是：由 能转化为 能，该反应的文字表达式为 ，基本类型为 。玻璃管b中的气体是 。 （4）分析图2可知，在电解水的过程中，下列说法正确的是 。 A．玻璃管a连接的是电源正极 B．水分解过程中，水分子中的氢、氧原子可以再分 C．水中最好加入少量稀硫酸或氢氧化钠以增强导电性 D．产生氧气和氢气的体积比大约为2：1 （5）下列实验能证明水是由氢元素和氧元素组成的是 （填字母序号）。 A．氢气在氧气中燃烧 B．水的电解 C．水的蒸发 D．水的净化 （6）我市中小学、人民医院、大润发超市等场所设有直饮水机，其处理水的过程如图3所示。图中①对应的作用是 （填序号，下同），③对应的作用是 。 A．杀菌消毒     B．过滤     C．吸附杂质     D．蒸馏 图中①发生的变化是 （填“物理变化”还是“化学变化”）。 （7）含有较多可溶性钙、镁矿物质的天然水称为硬水。生活中为了降低水的硬度并杀菌消毒，可采用的方法是 。请你设计家庭小实验鉴别自来水（硬水）和雨水（软水）。 实验操作 现象与结论 两个矿泉水瓶中分别取少量两份水样，加入少量 ，充分振荡。 是雨水， 是自来水。 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 $$ 第三单元 探究水的奥秘 第二节 探究水的化学变化 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1.通过电解水实验和氢气燃烧实验认识水的组成，了解探究物质组成的一般思想和方法。 2.了解并体验科学家认识水的组成的过程和方法。 3.了解氢气的物理性质和化学性质，知道氢气验纯的必要性和方法。 重难点：探究水的组成。 一、水的组成 1.探究水的组成实验 实验仪器与实验装置 实验仪器：电解器与直流电源等。 实验装置： 实验步骤 在电解器玻璃管里加满水，接通直流电源，观察并记录两个电极附近和玻璃管内发生的现象 实验现象 通电一段时间后，两个电极附近均有无色气泡产生；负极端的玻璃管内收集的气体较多，正极端的玻璃管内收集的气体较少，正极端玻璃管与负极端玻璃管内气体的体积比约为1:2 气体检验 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，①放在正极端玻璃管尖嘴口处的木条燃烧更旺，说明该玻璃管内收集的气体是氧气；②放在负极端玻璃管尖嘴口处的木条将管内气体点燃，气体燃烧时产生淡蓝色火焰，说明该玻璃管内收集的气体是氢气 实验结论 ①水在通电条件下发生分解反应，生成氢气和氧气，文字表达式：水氢气+氧气；②水是由氢、氧两种元素组成的。 2.电解水反应的微观解释 （1）根据精确的实验测定，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。水分子分解示意图如图所示： 水分子分解示意图说明： ①水是由氢、氧两种元素组成的； ②化学变化的实质是分子分解成原子，原子重新结合生成新的分子； ③分子由原子构成； ④化学反应前后元素种类不变，原子种类和原子个数不变。 二、氢气 1.氢气的性质 颜色 气味 状态 密度 溶解性 无色 无味 气体 相同条件密度最小的气体 难溶于水 2.氢气的收集方法：（1）排水法。（2）向下排空气法 3.氢气的化学性质——可燃性，还原性 ①氢气具有可燃性，纯净的氢气能在空气中安静地燃烧，产生淡蓝色火焰，生成水，放出大量的热。在火焰上方罩一个冷而干燥的小烧杯(如图甲),烧杯内壁有水珠生成。 ②混有一定量空气或氧气的氢气遇明火可能会发生爆炸。因此，点燃氢气前一定要检验其纯度。 ③检验氢气纯度的方法：如图乙所示，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。如果发出尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯，如果发出的声音很小，表示氢气较纯。 ④氢气与氧气反应的文字表达式：氢气+氧气水。 4.氢气的用途 性质 用途 密度最小的气体 填充气球 燃烧放出大量的热 （1）作高能燃料（2）作为新能源 还原性 （1）冶炼金属（2）作保护器（3）制高纯硅 和多种物质反应 作化工原料，如制氨气、氯化氢等气体 1．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。 2．下列有关氢气的说法不正确的是 A．氢气是一种无色、无味、难溶于水的气体 B．氢气在空气中燃烧只生成水 C．氢气的密度比空气的小，可以用向上排空气法收集 D．点燃排水法收集到的氢气，若发出尖锐的爆鸣声，则表明氢气不纯 【答案】C 【解析】A、氢气是一种无色、无味、难溶于水的气体，正确； B、氢气具有可燃性，氢气在空气中燃烧只生成水，正确； C、氢气的密度比空气的小，可用向下排空气法收集，错误； D、点燃排水法收集到的氢气，若发出尖锐的爆鸣声，则表明氢气不纯，声音很小，表明氢气较纯，正确。 故选C。 3．某校化学兴趣小组的同学在老师的指导下进行了“水的组成及变化的探究”实验。    【提出问题】水是由哪些元素组成的？ 【设计并进行实验】 （1）实验1（燃烧法）：在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气，观察到火焰呈 色。然后在火焰上方罩一个冷而干燥的小烧杯，过一会儿，观察到烧杯壁有 且烧杯外壁发热。反应的文字表达式为 。 （2）实验2（电解法）：按图进行电解水实验。在两试管内产生的气体中，a为 ，b为 。 【实验结论】 （3）由上述两个实验都能得到的实验结论是 。 【拓展提升】 （4）下列有关说法正确的是______。 A．点燃纯净的氢气会发生爆炸 B．含氧的化合物是氧化物 C．冰块与水混合得到混合物 D．电解水的反应属于分解反应 （5）水是一切生命体生存所必需的物质，我们必须爱护水资源，一方面要 ，另一方面要防治水体污染。请提出条预防和治理水体污染的措施 。 【答案】（1）淡蓝 水雾出现（合理即可） 氢气+氧气水 （2） 氢气/H2 氧气/O2 （3）水是由氢元素和氧元素组成 （4）D （5） 节约用水 工业废水处理达标后排放，合理使用化肥和农药，生活污水集中处理达标后排放等 【解析】（1）氢气燃烧，发出淡蓝色火焰；在火焰上方罩一个冷而干燥的小烧杯，过一会儿，观察到烧杯壁有水雾出现，说明氢气燃烧生成水；氢气燃烧生成水，该反应的文字表达式为：； （2）在电解水实验中，“正氧负氢”，试管a与负极相连，产生的是氢气，试管b与正极相连，产生的是氧气； （3）氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水，水在通电的条件下反应生成氢气和氧气，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，可得出结论，水是由氢元素和氧元素组成； （4）A、氢气具有可燃性，混有一定量的空气，遇到明火，容易发生爆炸，点燃纯净的氢气不会发生爆炸，故A不符合题意； B、氧化物是由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物，故含氧的化合物不一定是氧化物，如氯酸钾中含氧元素，但是氯酸钾由K、Cl、O三种元素组成，不属于氧化物，故B不符合题意； C、冰是固态的水，冰块与水混合得到的混合物由水一种物质组成，属于纯净物，故C不符合题意； D、电解水生成氢气和氧气， 该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，故D符合题意； 故选D； （5）爱护水资源，一方面要节约用水，另一方面要防治水体污染；预防和治理水体污染的措施有：工业废水处理达标后排放，合理使用化肥和农药，生活污水集中处理达标后排放等。 ►问题一 探究水的组成 【典例1】图甲是电解水实验装置图，图乙是过滤实验装置图，下列有关说法错误的是（ ） A．通过电解水的实验，说明水由氢气和氧气组成 B．图甲中b试管内收集的气体是氧气，具有助燃性 C．图乙过滤操作中，玻璃棒的作用是引流 D．图乙导致滤液浑浊的可能原因是液面高于滤纸的边缘 【答案】A 【解析】A、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。通过电解水的实验，说明水由氢元素和氧元素组成。A错误； B、电解水生成氢气和氧气的体积比是2:1，据图可知，b试管内收集的气体体积较小，是氧气，氧气具有助燃性。B正确； C、为防止液体冲破滤纸，图乙过滤操作中，用玻璃棒引流，使液体沿玻璃棒流下。即玻璃棒的作用是引流。C正确； D、过滤时，漏斗内的液面高于滤纸的边缘，则部分待过滤液体不经过滤纸直接进入下方烧杯中，会导致滤液浑浊。D正确。 综上所述：选择A。 【典例2】人类的日常生活和工农业生产离不开水。为探究水的组成及变化，某小同学设计下图装置进行电解水实验，先在电解器玻璃管里加满水(含少量NaOH)，再接通直流电源。已知：水中加入的NaOH只起增强导电性作用，本身不参与反应。回答下列问题：    （1）电解时，乙玻璃管中产生气泡的位置在_____(填“a”“b”或“c”)处。 （2）甲、乙两支玻璃管中生成气体的体积比约为_____。 （3）切断电源后，用燃着的木条在乙玻璃管尖嘴口检验产生的气体，观察到的现象是_____。 （4）电解时，水分子分解示意图如下，补全横线上的模型图。    （5）电解纯水速率较慢，为探究不同电压和不同浓度NaOH溶液对电解水速率的影响，小组同学进行多次实验，测得产生20mL氢气所需时间如下图：      ①电解溶质质量分数为5%的NaOH溶液时，改变电压对电解水速率的影响是_____。 ②上述实验中，电解水速率最快的条件是_____。 【答案】（1）c （2）2：1 （3）燃着的木条燃烧更旺 （4）   （5）随着电压的增大，电解水速率增大 10%NaOH溶液、12V电压 【解析】（1）电解水实验中，水通电分解生成氢气和氧气，在电极上产生气泡，所以乙玻璃管中产生气泡的位置在c处； （2）电解水实验中，根据正氧负氢，氧一氢二，甲管与电源的负极相连，产生的是氢气，乙管与电源的正极相连，产生的是氧气，故甲（氢气）、乙（氧气）两支玻璃管中生成气体的体积比约为2：1； （3）由上可知，乙管与电源的正极相连，产生的是氧气，氧气具有助燃性，所以切断电源后，用燃着的木条在乙玻璃管尖嘴口检验产生的气体，观察到的现象是燃着的木条燃烧更旺；　　　　 （4）电解水实验中，水通电分解生成氢气和氧气，根据质量守恒定律，反应前后原子种类和数目不变，则应该补充两个氢分子，即为    ； （5）①由图可知，电解溶质质量分数为5%的NaOH溶液时，随着电压的增大，产生20mL氢气所需时间越短，即电解速率越快； ②上述实验中，电解水速率最快，即为产生20mL氢气所需时间最短，当电解溶质质量分数为10%NaOH溶液、12V电压时，产生20mL氢气所需时间最短，此时电解水速率最快。 【变式1-1】用电解水实验探究水的元素组成，下列说法不正确的是（ ） A．a管和b管中气体体积比约为2：1 B．a管产生的气体具有可燃性，在空气中燃烧产生淡蓝色火焰 C．该探究说明水中含有氢分子和氧分子 D．该探究的依据是化学变化前后元素种类不变 【答案】C 【解析】A、电解水实验中，正极产生氧气，负极产生氢气，产生氧气和氢气的体积比为1:2。a与负极相连，b与正极相连，所以a管和b管中气体体积比约为2：1，说法正确； B、a管产生的气体是氢气，氢气具有可燃性，在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，说法正确； C、水由水分子构成，水中不含有氢分子和氧分子，说法不正确； D、该探究的依据是化学变化前后元素种类不变，水电解生成氢气和氧气，生成物中含有氢元素和氧元素，得出水由氢元素和氧元素组成，说法正确。 故选C。 【变式1-2】如图所示，图1是电解水的装置，图2是甲、乙试管中收集到的气体体积与时间的关系图。若甲试管中生成气体N，下列说法不正确的是（ ） A．a应接电源正极 B．气体M能使带火星的木条复燃 C．实验前向水中加入少量硫酸可以增加水的导电性 D．0～3s内甲、乙试管内气体的体积比和8s时的体积比不同，原因是氧气比氢气在水中溶解得多 【答案】B 【解析】A、水通电时，负极产生氢气，正极产生氧气，体积比为2：1，结合图2可知，气体M的体积大约是气体N的两倍，若甲试管中生成气体N，则N为氧气，a应接电源正极，说法正确； B、气体M体积较大，为氢气，不能使带火星的木条复燃，说法错误； C、纯水导电性很差，实验时水中少量硫酸的目的是增强导电性，说法正确； D、0～3s内甲、乙试管内气体的体积比和8s时的体积比不同，可能的原因是氧气比氢气在水中溶解得多，导致氧气体积较小，说法正确。 故选B。 ►问题二 氢气 【典例3】下列有关氢气的说法不正确的是 A．氢气在空气中燃烧只生成水 B．氢气在空气中燃烧产生淡蓝色火焰 C．氢气是无色、无臭、难溶于水的气体 D．点燃氢气，发出尖锐的爆鸣声，说明氢气较纯 【答案】D 【解析】A、氢气具有可燃性，和空气中的氧气点燃只生成水，故选项说法正确。 B、氢气具有可燃性，在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，故选项说法正确。 C、氢气是无色、无臭、难溶于水的气体，故选项说法正确。 D、点燃氢气，发出尖锐的爆鸣声，说明氢气不纯，故选项说法错误。 故选：D。 【变式2-1】用氢气流吹起的肥皂泡在空气中上升，这一事实说明（　　） A．氢气难溶于水 B．氢气的密度比空气大 C．氢气是气体 D．氢气的密度比空气的小 【答案】D 【解析】用氢气流吹起的肥皂泡在空气中上升，直接说明氢气的密度比空气小，如果密度比空气大，肥皂泡会在空气中下降。故选D 【变式2-2】如图所示是氢气在空气中燃烧的示意图，该实验的说法错误的是（ ） A．点燃氢气前一定要检验其纯度 B．火焰上方罩的干冷烧杯内壁有水雾出现 C．该反应属于氧化反应 D．该实验体现了氢气的助燃性 【答案】D 【解析】A、氢气不纯时会发生爆炸，则点燃前要验纯，该选项说法正确； B、氢气燃烧生成水，则可观察到烧杯内壁有水雾出现，该选项说法正确； C、氢气燃烧消耗氧气，属于氧化反应，该选项说法正确； D、该实验体现了氢气的可燃性，而不是助燃性，该选项说法不正确。 故选D。 1．下列关于水的说法正确的是（ ） A．电解水时负极产生的气体是O2 B．水由氢原子和氧原子组成 C．水中异味与色素可用活性炭吸附 D．水资源取之不尽用之不竭 【答案】C 【解析】A.由电解水的实验可知，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气，产生的氢气和氧气的体积比约为2：1，简记“正氧负氢，氢二氧一”，错误； B.水是由氢元素和氧元素组成的，水是由水分子构成的，水分子由氢原子和氧原子构成，错误； C.活性炭可以吸附水中的色素和异味，因此水中异味与色素可用活性炭吸附，正确； D.水资源并不是取之不尽用之不竭的，错误； 故选C。 2．用电解水实验探究水的元素组成，下列说法不正确的是（ ） A．a管和b管中气体体积比约为2：1 B．a管产生的气体具有可燃性，在空气中燃烧产生淡蓝色火焰 C．该探究说明水中含有氢分子和氧分子 D．该探究的依据是化学变化前后元素种类不变 【答案】C 【解析】A、电解水实验中，正极产生氧气，负极产生氢气，产生氧气和氢气的体积比为1:2。a与负极相连，b与正极相连，所以a管和b管中气体体积比约为2：1，说法正确； B、a管产生的气体是氢气，氢气具有可燃性，在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，说法正确； C、水由水分子构成，水中不含有氢分子和氧分子，说法不正确； D、该探究的依据是化学变化前后元素种类不变，水电解生成氢气和氧气，生成物中含有氢元素和氧元素，得出水由氢元素和氧元素组成，说法正确。 故选C。 3．下列反应属于化合反应的是 A．把糖和水混合后形成糖水 B．氢气在氧气中燃烧生成水 C．水蒸气遇冷凝结成水 D．水通电生成氢气和氧气 【答案】B 【解析】A、糖和水混合后形成糖水的过程中，没有新物质生成，属于物理变化，不属于化合反应，不符合题意； B、氢气在氧气中燃烧生成水，该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，符合题意； C、水蒸气遇冷凝结成水的过程中，没有新物质生成，属于物理变化，不属于化合反应，不符合题意； D、水通电生成氢气和氧气，该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，不符合题意。 故选：B。 4．关于电解水实验(如图)，下列说法不正确的是（ ） A．b试管中产生的气体能使带火星的木条复燃 B．水是由氢原子和氧原子直接构成的 C．该实验能证明水是由氢、氧元素组成的 D．电解时在水中加入少量的稀硫酸可以增强水的导电性 【答案】B 【解析】A、由电解水时"正氧负氢、氢二氧一"可知，b试管中产生的气体是电源的正极生成的氧气，具有助燃性，能使带火星的木条复燃，故选项说法正确； B、水是由水分子构成，水分子是由氢原子和氧原子构成的，故选项说法错误； C、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，由化学反应前后元素种类不变，可以得出水是由氢、氧两种元素组成的，故选项说法正确； D、由于稀硫酸在水中能解离出自由移动的离子，电解时在水中加入少量的稀硫酸可以增强水的导电性，故选项说法正确。 故选：B。 5．用氢气流吹起的肥皂泡在空气中上升，这一事实说明（　　） A．氢气难溶于水 B．氢气的密度比空气大 C．氢气是气体 D．氢气的密度比空气的小 【答案】D 【解析】用氢气流吹起的肥皂泡在空气中上升，直接说明氢气的密度比空气小，如果密度比空气大，肥皂泡会在空气中下降。故选D 6．用排空气法收集氢气检验纯度，有爆鸣声，接下去的操作是 A．用向上排空气法收集 B．可以做有关氢气性质的实验 C．用拇指堵住管口一会儿，再用向下排空气法收集 D．立即用原试管再收集，再检验纯度 【答案】C 【分析】检验氢气纯度的方法：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。 【解析】A、氢气的密度小于空气，应用向下排空气法收集，错误； B、不纯的氢气在加热或点燃时，可能发生爆炸，不纯氢气不可以做有关氢气性质的实验，错误； C、不纯氢气，用拇指堵住管口一会儿，再用向下排空气法收集，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，正确； D、不纯氢气，用拇指堵住管口一会儿，再用向下排空气法收集，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，错误。 故选C。 7．某小同学设计如图1装置进行电解水实验。 （1）电解时，向水中加入氢氧化钠的目的是 。 （2）切断电源后，用燃着的木条在乙玻璃管尖嘴口检验产生的气体，观察到的现象是 。 （3）电解时，水分子分解示意图如图2，补全横线上的模型图。 （4）由电解水实验，得出结论：水是由 组成，反应的化学方程式为 。 【答案】（1）增强水的导电性 （2）木条燃烧更旺 （3） （4）由氢元素和氧元素 2H2O2H2↑+O2↑ 【解析】（1）电解时，向水中加入氢氧化钠的目的是增强水的导电性； （2）切断电源后，用燃着的木条在乙玻璃管尖嘴口检验产生的气体，观察到的现象是木条燃烧更旺； （3） 电解时，每2个水分子分解生成2个氢分子和1个氧分子，应该补充的模型图是； （4）由电解水实验，得出结论：水是由由氢元素和氧元素组成，水在通电条件下生成氢气和氧气，反应的化学方程式为。 8．如图是某密闭容器中物质变化过程的微观示意图。（“●”表示氧原子，“〇”表示氢原子）请回答： （1）变化Ⅰ过程属于 （填“物理”或“化学”）变化，是因为其中的 （填“分子”或“原子”）种类发生了改变。 （2）下列关于变化Ⅱ的说法中，正确的是 （填写序号）。 A．是物理变化 B．分子变小了 C．分子间的距离变小了 D．分子的种类发生了改变 【答案】（1）化学 分子 （2）AC 【解析】（1）由微观示意图可知，变化Ⅰ为氧气与氢气在点燃条件下反应生成水，该过程中有新物质生成，属于化学变化； 氧气由氧分子构成，氢气由氢分子构成，水由水分子构成，变化Ⅰ过程属于化学变化是因为其中的分子种类发生了改变； （2）由微观示意图可知，变化Ⅱ在降至室温的过程中，水蒸气变为液态水，分子间间隔变小，该过程中没有新物质生成，属于物理变化，水分子的种类、质量没有发生改变，故选：AC。 9．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。 10．如图所示装置能快速测定水的组成，己知气球容积远大于Y形管容积，实验开始时Y形管和气球中均充满水。下列说法正确的是（ ） A．电解水是一种净水的方法 B．Y形管右边生成的气体可以使带火星的木条复燃 C．该实验说明水由氢气和氧气组成 D．实验时可在水中加少量硫酸钠或氢氧化钠 【答案】D 【解析】A、电解水是在通电的条件下使水发生分解，不是净水方法，不符合题意； B、Y形管右端是负极，根据“正氧负氢”可得，右端生成的气体是氢气，不能使带火星木条复燃，不符合题意； C、电解水的实验结论是水是由氢、氧元素组成的，不符合题意； D、电解水时在水中加少量硫酸钠或氢氧化钠，可以增强导电性，符合题意； 故选D。 11．有关如图实验的说法正确的是 A．a管内产生的是氢气 B．实验证明水是由氢气和氧气组成 C．a中气体和b中气体的质量比是1:2 D．两个实验均可证明水的组成 【答案】D 【解析】A、电解水，正氧负氢、氢二氧一，与电源正极相连的a试管内产生的气体为氧气，故选项错误； B、电解水生成了氢气和氧气，不能说明水中含有氢气和氧气，水是由氢氧元素组成的纯净物，而不是氢气和氧气组成的混合物，故选项错误； C、两试管产生气体的体积比为1：2，而不是质量比，氧气与氢气的质量为为8:1，故选项错误； D、根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，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，可证明水是由氢元素和氧元素组成的；氢气在氧气中燃烧生成水，也可证明水是由氢元素和氧元素组成的，故选项正确。 故选：D。 12．晓佳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．管与电源正极相连 B．管中气体可以燃烧 C．管与管中气体质量比为 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”，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”，管与管中气体体积比为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。 13．水是生命之源。 （1）对于沉淀、过滤、吸附、蒸馏等净化水的操作，相对净化程度最高的是 。 （2）如图是电解水的示意图，图中与电源负极相连的试管内收集到的气体是 ，若该气体为10 mL，则正极气体为 mL，反应的化学方程式为 。 （3）生活中我们常用 区分硬水和软水。 （4）保护水资源是每个公民应尽的责任和义务，下列防治水体污染的措施正确的有 (填序号)。 ①大量使用含磷洗衣粉　 ②农业上禁止使用农药和化肥　 ③生活污水集中处理达标后再排放   ④工业上应用新技术、新工艺减少污染物的产生 【答案】（1）蒸馏 （2） 氢气/H2 5mL 2H2O2H2↑+O2↑ （3）肥皂水 （4）③④ 【解析】（1）沉淀、过滤可以除去水中难溶性杂质，吸附可以除去水中的色素和异味，而蒸馏可以除去水中几乎所有杂质得到纯水，因此，相对净化程度最高的是蒸馏。 （2） 在电解水过程中，与电池负极相连的试管内收集到的气体是氢气，与电池正极相连是试管内收集到的气体是氧气，而且氢气的体积约为氧气的2倍；电解水的化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑。 （3）生活中我们常用肥皂水来区分硬水和软水，加入肥皂水产生大量泡沫的是软水，加入肥皂水产生少量泡沫的是硬水。 （4）保护水资源是每个公民应尽的责任和义务，在防治水体污染时， ①大量使用含磷洗衣粉会造成水体富营养化，故①不符合题意；②农业上应该合理使用农药和化肥，尽量减少水体污染或不污染，禁止使用农药和化肥会造成农作物减产，引发粮食安全问题，故②不符合题意；③生活污水集中处理达标后再排放，符合防治水体污染的措施，故③符合题意；④工业上应用新技术、新工艺减少污染物的产生，符合防治水体污染的措施，故④符合题意；故选③④。 14．认真阅读下列材料，回答有关问题： 2023年9月21日，“天宫课堂”第四课在中国空间站正式开讲，这是中国航天员首次在梦天实验舱内进行授课。航天员在空间站呼吸的氧气有三种来源：第一种是携带的纯氧氧气瓶；第二种是利用电解水的方式产生的氧气和氢气，氧气可以供宇航员呼吸，氢气可以用作燃料。氢气是一种无色，无味的气体，密度比空气小：第三种是利用固体氧气发生器产生的氧气。 （1）氢气的物理性质有 （任答出一点即可）。 （2）电解水产生氧气和氢气的这一反应，所属的基本反应类型是 （填“化合反应”或“分解反应”）． （3）氢气可以用作燃料，是利用氢气的 性（填写对应的性质）。 【答案】（1）无色，无味的气体，密度比空气小（写一点即可） （2）分解反应 （3）可燃 【解析】（1）不需要发生化学变化就表现出来的性质是物理性质，氢气的颜色、气味，密度都属于物理性质，故填：无色，无味的气体，密度比空气小（写一点即可）； （2）电解水生成氢气和氧气，是一种物质反应生成多种物质属于分解反应； （3）氢气具有可燃性因此可以作为燃料。 15．研究“水”可从多角度展开。我们可以借助模型来使抽象的问题形象化，如下图为水通电分解的微观示意图，请据图回答下列问题：    （1）宏观现象：按图一所示装置观察到的现象是 ，写出反应的文字表达式 ，该反应类型属于 反应。 （2）微观分析： ①请将图二中方框内的信息补充完整 ，在该反应中，属于单质的是 （填字母代号）； ②从反应的微观结构图中得出化学变化的实质是 （填一条）。 （3）结论：水是由 组成的。 （4）将黄豆大小的金属钾放入盛有水的烧杯中，生成氢气和氢氧化钾，写出该反应的文字表达式： 。 【答案】（1）通电一段时间后，试管A、B都产生气泡，液面下降，气体体积比约为2：1 水氢气+氧气 分解 （2）   BC/CB 化学反应中分子离解成原子，原子重新组合成新的分子（合理即可） （3）氢元素和氧元素 （4）钾+水→氢氧化钾+氢气 【解析】（1）图一所示装置观察到的现象是通电一段时间后，试管A、B都产生气泡，液面下降，气体体积比约为2：1；电解水时，负极产生氢气，正极产生氧气，反应的文字表达式：水氢气+氧气；该反应是由一种物质生成两种物质的反应，属于分解反应； （2）①水分子离解成氢原子和氧原子，氢原子与氢原子结合成氢分子，氧原子与氧原子结合成氧分子，化学反应中原子的种类和数目保持不变，每2个水分子能生成2个氢分子和氧分子，图二中方框内的信息补充1个氧分子，如图：；单质是由同种元素组成的纯净物，在该反应中，属于单质的是氧气和氢气，故填：BC； ②反应的微观结构图中得出化学变化的实质是化学反应中分子离解成原子，原子重新组合成新的分子； （3）水通电分解生成氢气和氧气，氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成，化学变化中元素的种类不变，该实验说明了水是由氢元素和氧元素组成的； （4）将黄豆大小的金属钾放入盛有水的烧杯中，生成氢气和氢氧化钾，该反应的反应物是钾和水，生成物是氢氧化钾和氢气，文字表达式：钾+水→氢氧化钾+氢气。 16．实验课上，同学们对电解水的实验进行了如下探究。 （1）写出电解水的化学方程式 。电解水时常常加入硫酸钠等物质，目的是 ，小明在做电解水实验时，向水中加入氯化钠，发现与正极相连的石墨电极上出现黄绿色气体。 【提出问题】加入氯化钠的水通电时，石墨电极上分别生成了什么气体？ 【查阅资料】氯气（Cl2）是一种黄绿色、有刺激性气味的有毒气体； 【提出假设】猜想 I：氧气和氯气；猜想 Ⅱ：氢气和氧气；猜想 Ⅲ：氢气和氯气。 【进行实验】 （2）用如图所示装置来电解加了氯化钠的水，收集两电极上产生的气体。 实验步骤 实验现象 解释或结论 ①按照如图装置，通电一段时间后，用a、b两支试管分别收集两根石墨电极上产生的气体，观察气体颜色 试管a收集到黄绿色气体；试管b收集到无色气体。 猜想 错误 ②用拇指堵住b试管口，移近点燃的酒精灯，移开拇指点火 听到爆鸣声 猜想 正确 【拓展练习】 （3）氯化钠溶液通电时，氯化钠和水反应除了生成两种气体外，还生成了氢氧化钠，请写出该反应的化学方程式 。 【反思与评价】 （4）联系电解水的实验，要证明水的组成，你认为在电解水时是否可以加氯化钠溶液，你的理由是 。 【答案】（1） 增强水的导电性 （2）Ⅱ Ⅲ （3） （4）不可以，因为氯化钠和水通电会产生氯气，影响实验结果 【解析】（1）水通电分解生成氢气和氧气，化学方程式为：； 纯水的导电性较弱，电解水时常常加入硫酸钠等物质，使溶液中出现大量的带电离子，目的是增强水的导电性； （2）①按照如图装置，通电一段时间后，用a、b两支试管分别收集两根石墨电极上产生的气体，观察气体颜色，试管a收集到黄绿色气体，试管b收集到无色气体，因为氢气和氧气都是无色的，氯气（Cl2）是一种黄绿色、有刺激性气味的有毒气体，则说明试管a中生成了氯气，故猜想Ⅱ错误； ②用拇指堵住试管b，移近点燃的酒精灯，移开拇指点火，听到爆鸣声，说明试管b中收集的是氢气，氢气具有可燃性，则收集到的气体是氯气和氢气，故猜想Ⅲ正确； （3）氯化钠溶液通电时，氯化钠和水反应除了生成两种气体外，还生成了氢氧化钠，该反应的化学方程式为：； （4）由以上分析可知，氯化钠和水在通电的条件下反应生成氯气，会影响实验结果，故电解水时不可以加氯化钠溶液。 17．仔细根据图1和图2，回答下列问题： （1）图1为自然界水循环示意图。下列关于水的天然循环的说法中正确的是 （填选项序号，下同）。 ①水在天然循环过程中实现了水的自身净化 ②水的天然循环是通过水的三态变化实现的 ③太阳为水的天然循环提供了能量 ④水的天然循环完成了水资源的重新分配 （2）分析图1可知，在水蒸发的过程中，下列说法正确的是 。 A．水分子不断运动 B．水分子之间间隔不变 C．氢、氧原子不发生改变 D．水分子本身没有改变 （3）图2是电解水的示意图，实验中的能量转化方式是：由 能转化为 能，该反应的文字表达式为 ，基本类型为 。玻璃管b中的气体是 。 （4）分析图2可知，在电解水的过程中，下列说法正确的是 。 A．玻璃管a连接的是电源正极 B．水分解过程中，水分子中的氢、氧原子可以再分 C．水中最好加入少量稀硫酸或氢氧化钠以增强导电性 D．产生氧气和氢气的体积比大约为2：1 （5）下列实验能证明水是由氢元素和氧元素组成的是 （填字母序号）。 A．氢气在氧气中燃烧 B．水的电解 C．水的蒸发 D．水的净化 （6）我市中小学、人民医院、大润发超市等场所设有直饮水机，其处理水的过程如图3所示。图中①对应的作用是 （填序号，下同），③对应的作用是 。 A．杀菌消毒     B．过滤     C．吸附杂质     D．蒸馏 图中①发生的变化是 （填“物理变化”还是“化学变化”）。 （7）含有较多可溶性钙、镁矿物质的天然水称为硬水。生活中为了降低水的硬度并杀菌消毒，可采用的方法是 。请你设计家庭小实验鉴别自来水（硬水）和雨水（软水）。 实验操作 现象与结论 两个矿泉水瓶中分别取少量两份水样，加入少量 ，充分振荡。 是雨水， 是自来水。 【答案】（1）①②③④ （2）ACD （3）电 化学 水氢气+氧气 分解反应 氢气/H2 （4）AC （5）AB （6）C A 物理变化 （7）加热煮沸 肥皂水 出现大量泡沫的 泡沫较少，有浮渣的 【解析】（1）①水在天然循环过程中实现了水的自身净化，故正确；②水的天然循环是通过水的三态变化实现的，故正确；③太阳为水的天然循环提供了能量，故正确；④水的天然循环完成了水资源的重新分配，故正确，故填：①②③④； （2）A、水分子不断运动，该观点符合分子是不断运动的特点，故A正确； B、水分子之间间隔不变，水蒸发后体积变大，水分子本身没有改变，改变的是分子间的间隔，变大了，故B错误； C、氢、氧原子不发生改变，水蒸发是物理变化，水分子不变，其中的氢原子和氧原子也不变，故C正确； D、水分子可以保持水的物理性质，分子是保持物质化学性质的最小粒子，蒸发过程中水分子不变，所以D正确； 故选：A、C、D； （3）水在通电的条件下生成氢气和氧气，文字表达式为水氢气+氧气，正极产生氧气负极产生氢气，且氢气：氧气的体积比=2：1，所以电解水实验中的能量转化方式是由电能转化为化学能，该反应符合一变多的特征，属于分解反应，试管b中的气体是氢气，故填:电、化学、水氢气+氧气、分解反应、氢气或H2； （4）A、“正氧负氢体积比是1:2”故玻璃管a连接的是电源正极，选项正确； B、水分解过程中，水分子中的氢、氧原子不可以再分，化学变化中原子是最小的离子不可以再分，选项错误； C、水的导电性若，水中最好加入少量稀硫酸或氢氧化钠以增强导电性，选项正确； D、“正氧负氢体积比是1:2”，产生氧气和氢气的体积比大约为1：2，选项错误； 故选：AC； （5）A、氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，氢气在氧气中燃烧生成水，根据化学反应前后元素种类不变，故水由氢氧元素组成，正确； B、水电解生成氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据化学反应前后元素种类不变，故水由氢氧元素组成，正确； C、水蒸发无新物质生成，为物理变化，只是水的物态变化，无法证明水由氢氧元素组成，错误； D、水的净化包括沉淀、过滤、吸附、消毒，沉淀、过滤、吸附为物理变化，消毒为加入消毒剂杀死细菌，均无法证明水由氢氧元素组成，错误； 故选：AB； （6）图中①为炭罐，其中含有活性炭，具有吸附性，对应的作用是吸附色素、异味的，无新物质生成，为物理变化，③对应的作用是消毒杀菌，故填：C、A、物理变化； （7）生活中为了降低水的硬度并杀菌消毒，可采用的方法加热煮沸，鉴别（雨水）软水与（自来水）硬水需要用肥皂水，两个矿泉水瓶中分别取少量两份水样，加入少量肥皂水，并不断振荡，出现大量泡沫的是雨水，泡沫较少有浮渣的是硬水，故填：加热煮沸、肥皂水、出现大量泡沫的、泡沫较少，有浮渣的。 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 $$