内容正文:
第16讲 水的组成
学习目标
提前掌握本节核心知识,为开学学习打好基础。
思维导图
用图表整理章节逻辑,帮助建立系统化认知。
新知预习
通过预习内容初步理解新知识,培养独立思考能力。
考点精析
结合例题解析高频考点,掌握解题思路,减少开学后学习压力。
分层作业
基础达标:确保核心知识掌握,建立信心。
过关检测:提升应用能力,衔接开学后学习。
1.通过实验认识水的组成。
2.认识氢气的性质。
3.学习科学的分类方法。掌握纯净物的简单分类。
人们通过对水的 和 实验,认识了水的组成。
一、氢气的性质
1.氢气物理性质:氢气是无色、无味的气体, 于水,密度 。(可用 、
收集)
2.氢气的化学性质:可燃性
实验操作
实验现象
结论
图示
纯净的氢气安静地燃烧
点燃氢气,在火焰上方罩一个 的小烧杯
产生 色火焰,放热;
氢气具有
烧杯内壁有 产生
氢气燃烧生成水
检验氢气的纯度
用拇指堵住集满氢气的试管口,靠近火焰,移开拇指点火
气体不纯
气体较纯
表达式
文字表达式: ;
符号表达式:
意义
氢气燃烧生成水的实验说明水是由 。
二、探究水的组成及变化
1.实验过程
(1)在电解器玻璃管里加满水,接通直流电源,观察并记录电极附近和玻璃管内发生的现象。
水中加入少量硫酸钠或氢氧化钠的目的:
现象
与电源正极相连
与电源负极相连
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
一段时间后,
(2)切断电源,用 分别在两个玻璃管尖嘴口检验电解反应中产生的气体,观察并记录现象。
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
2.文字表达式:
符号表达式:
3.实验分析:
(1)水在通电后,发生了 反应,生成了 和 ,且体积比约为 。
简单判断两电极产生气体方法:“正氧负氢,氢二氧一”,谐音记忆为“争养父亲,氢二氧一”。
(2)元素种类分析:生成物中有 元素,反应前后元素的种类 改变。
4.实验结论:水是由 组成的;
5.从微观角度分析水的电解:
(1)水分子分解时,生成了 和 ,2个氢原子结合成1个 ,很多 聚集成氢气;2个氧原子结合成1个 ,很多 聚集成氧气。
(2)元素种类分析:化学反应前后原子种类 ,故元素的种类 。
(3)化学变化中,分子可分,原子不可分。化学变化的实质是 。
(4)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 。
三、纯净物的简单分类
1.单质:由 元素组成的 。(分子中只有一种原子)
2.化合物:由 元素组成的 。(分子中有几种原子)
3.氧化物:由 元素组成,且 的化合物。
4.物质的简单分类:
【概念辨析】
(1)单质中 只有一种元素,但只由一种元素组成的物质 是单质。(如氧气和臭氧组成的物质只含一种元素,但却是混合物)
(2)化合物中 含不同种元素,但由不同种元素组成的物质 是化合物。(如氧气和氮气组成的物质含不同种元素,不是化合物,而是混合物)
(3)氧化物 含有氧元素,但含氧化合物 是氧化物。(如:高锰酸钾KMnO4不是氧化物)
【易混易错】
同种元素组成的物质可能是单质,也可能是混合物。
考点一 氢气的性质
【例1】有关氢气的说法,错误的是
A.密度比空气小 B.点燃前需检验纯度
C.有毒 D.燃烧时产生淡蓝色火焰
【变式1-1】通过氢气在氧气中燃烧实验可以探究水的组成(如下图所示),有关说法正确的是
A.该实验证明水是由氢气和氧气组成的
B.该实验所需的氧气可以用排水法收集
C.该反应是分解反应
D.实验中可以观察到瓶内产生一层小液滴
【变式1-2】通过研究氢气的燃烧来认识水的组成,下列说法正确的是
A.氢气在纯氧中安静地燃烧,产生黄色火焰
B.点燃纯净的氢气,在火焰上方罩一个干冷烧杯,可以看到白烟
C.点燃氢气,罩在火焰上的干冷烧杯中有水生成
D.由实验可知水是由氢气和氧气组成的
考点二 水的电解
【例2】空间站主要通过水电解系统制取氧气,电解水有关的实验探究如图所示。下列说法错误的是
A.在点燃氢气之前,首先需要检验其纯度
B.a、b处所得到的气体体积比约为1∶2
C.该实验可证明水由氢元素和氧元素组成
D.b处得到的气体能使带火星的木条复燃
【变式2-1】用如图所示装置进行电解水实验,下列说法错误的是
A.M、N两导管口处收集的气体体积之比约为1:2
B.水中可加入少量硫酸钠或氢氧化钠以增强导电性
C.将带火星的木条放在M导管口处,木条会复燃
D.将N处收集的气体靠近火焰,若发出很小的声音,说明气体不纯
【变式2-2】电解水的实验装置如图所示,下列关于该实验的说法中,正确的有
①用烧杯向装置中加入少量氢氧化钠溶液,目的是增强水的导电性
②实验过程中与正极相连的试管内先收集满气体
③负极产生的气体可以燃烧,并产生淡蓝色火焰
④该实验可得出水是由氢分子和氧分子构成的结论
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
考点三 物质的分类
【例3】属于氧化物的是
A.氢氧化钠 B.四氧化三铁 C.氯酸钾 D.空气
【变式3-1】分类是认识和研究问题的重要方法之一,下列物质分类不正确的是
A.混合物:河水、空气 B.氧化物:高锰酸钾、二氧化碳
C.单质:氢气、铁 D.化合物:水、氧化镁
【变式3-2】如图表示的是纯净物、单质、化合物、含氧化合物、氧化物之间的包含与不包含关系,若整个大圆圈代表纯净物,则在下列选项中,能正确指出①、②、③、④所属物质类别的是
A.②化合物、④氧化物 B.①单质、③氧化物
C.①单质、③化合物 D.②含氧化合物、④氧化物
基础达标
1.下列有关氢气的说法,不正确的是
A.氢气和液氢的化学性质相同
B.氢气在空气中燃烧时,产生蓝紫色火焰
C.氢气验纯时,听到尖锐的爆鸣声,表明氢气不纯净
D.氢气在氧气中燃烧实验,也能证明水的组成
2.某化学小组为了探究水的组成,进行了如图所示实验。下列说法不正确的是
A.实验1利用了氢气的可燃性
B.实验2利用“分解”的思想证明水的组成
C.实验2中a管和b管中收集到的气体的质量比为2:1
D.两实验均能证明水是由氢元素和氧元素组成的
3.如图是电解水的实验装置,下列相关说法正确的是
A.该实验证明:水是由氢气和氧气组成
B.点燃a管中的气体前不用检验纯度
C.该实验的能量转化方式:化学能→电能
D.电极N与电源负极相连
4.如图是电解水实验的改进装置,反应前注射器活塞均在0刻度处,下列说法不正确的是
A.该实验说明水分子可以再分
B.注射器I中气体可以使燃着木条燃烧的更旺
C.电解液中加少量硫酸钠是为了增强水的导电性
D.一段时间后,注射器I活塞移动至4mL刻度处,则理论上注射器Ⅱ活塞应移动至2mL刻度处
5.用图1装置进行电解水的实验,多次实验并记录不同电压下收集到10mL氧气所需时间如图2,下列说法正确的是
A.水中可加入少量硫酸钠以增强导电性
B.所用电压越大,电解水速率越慢
C.玻璃管b端连接电源负极
D.该实验说明水是一种元素
6.下列物质中,属于氧化物的是
A.空气 B.二氧化碳 C.高锰酸钾 D.臭氧
7.下列各图中“”和“”分别代表两种不同元素的原子,其中可能表示氧化物的是
A. B.
C. D.
8.分类是研究物质及其变化的重要思想和方法,如图可表示纯净物、单质、化合物、氧化物之间的关系,若整个大圆圈表示纯净物,则下列物质中属于Z范围的是
A.臭氧 B.氯化钠 C.二氧化碳 D.空气
9.分析推理是一种重要的化学思维方法。以下推理正确的是
A.阳离子一定带有正电荷,则带有正电荷的粒子一定是阳离子
B.单质中只含有一种元素,则只含有一种元素的物质一定是单质
C.点燃前一定要验纯,则点燃可燃性气体前都要验纯
D.氧化物都含有氧元素,则含有氧元素的物质一定是氧化物
10.回答下列问题:
(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)如图所示,纯净的氢气在空气中燃烧,可以观察到的现象是:产生 色火焰,在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯,可以看到烧杯壁有 生成,该反应的文字表达式为 ;这个实验说明了氢气具有 性。
11.现有下列物质:①海水、②氮气、③铁、④二氧化硫、⑤高锰酸钾、⑥冰水混合物、⑦净化后的空气、⑧氯化钠、⑨自来水、⑩氧化铜。其中属于混合物的是 (填序号,下同);属于化合物的是 ;属于单质的是 ;属于氧化物的是 。
12.如图是电解水的简易装置和电解水生成气体体积与时间的关系图。
(1)根据图中信息,判断乙中气体是 气(填“A”或“B”);
(2)b端连接 (“正极”或“负极”),检验甲中气体的方法是 ;
(3)如果该实验中产生氢气的体积是8mL,则理论上生成氧气的体积是 mL;
(4)通过电解水实验,我们认识到水是由 和 组成;
(5)写出电解水的符号表达式: ;
(6)电解水过程中加入氢氧化钠或者硫酸钠的目的是 。
过关检测
1.下列关于氢气的说法错误的是
A.氢气的密度小,所以有时可以用氢气填充探空气球
B.氢气具有可燃性,可以作燃料
C.点燃氢气时一定会发生爆炸
D.氢气无色、无味、难溶于水
2.某同学进行水的组成及变化的探究,其中操作错误的是
A. 检验氧气 B.氢气验纯
C. 点燃氢气 D. 熄灭酒精灯
3.用如图所示装置进行电解水实验,下列说法错误的是
A.M、N两导管口处收集的气体体积之比约为1:2
B.水中可加入少量硫酸钠或氢氧化钠以增强导电性
C.将带火星的木条放在M导管口处,木条会复燃
D.将N处收集的气体靠近火焰,若发出很小的声音,说明气体不纯
4.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
5.如图是教材中的两个实验,下列有关说法错误的是
A.实验①中可观察到烧杯内壁出现水雾
B.两个实验中发生的反应都是分解反应
C.实验②中a、b 两管上方产生气体的体积比约为2:1
D.两个实验均可证明水的组成
6.下列物质属于氧化物的是
A. B. C. D.
7.下列物质中,前者属于混合物,后者属于氧化物的是
A.冰水混合物 氧气 B.碘酒 碳酸钙
C.氢气 高锰酸钾 D.空气 二氧化碳
8.如图是表示气体分子的示意图,其中“”和“”分别表示质子数不同的两种原子,其中表示单质的是
A. B.
C. D.
9.化学小组的同学进行“水的组成”的探究实验。
(1)燃烧法(图1):在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气,再在火焰上方罩一个干而冷的烧杯,观察到烧杯壁发热且烧杯壁上 。
(2)电解法(图2):按图2 进行实验,一段时间后,用燃着的木条分别检验a、b管中的气体,可观察到的现象:a中气体被点燃,b中产生的气体能使 。
(3)上述两个实验可得到水是由 的结论。
10.下列物质:①二氧化碳;②洁净的空气;③镁粉;④液氧;⑤四氧化三铁;⑥氦气;⑦经过滤后的矿泉水;⑧冰水共存物;⑨高锰酸钾;⑩氯化钾。其中属于混合物的是 ;属于纯净物的是 ;属于单质的是 ;属于化合物的是 ;属于氧化物的是 。
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第16讲 水的组成
学习目标
提前掌握本节核心知识,为开学学习打好基础。
思维导图
用图表整理章节逻辑,帮助建立系统化认知。
新知预习
通过预习内容初步理解新知识,培养独立思考能力。
考点精析
结合例题解析高频考点,掌握解题思路,减少开学后学习压力。
分层作业
基础达标:确保核心知识掌握,建立信心。
过关检测:提升应用能力,衔接开学后学习。
1.通过实验认识水的组成。
2.认识氢气的性质。
3.学习科学的分类方法。掌握纯净物的简单分类。
人们通过对水的生成和分解实验,认识了水的组成。
一、氢气的性质
1.氢气物理性质:氢气是无色、无味的气体,难溶于水,密度比空气小。(可用排水法、向下排空气法
收集)
2.氢气的化学性质:可燃性
实验操作
实验现象
结论
图示
纯净的氢气安静地燃烧
点燃氢气,在火焰上方罩一个干冷的小烧杯
产生淡蓝色火焰,放热;
氢气具有可燃性
烧杯内壁有水雾产生
氢气燃烧生成水
检验氢气的纯度
用拇指堵住集满氢气的试管口,靠近火焰,移开拇指点火
发出尖锐爆鸣声
气体不纯
声音很小
气体较纯
表达式
文字表达式:氢气 + 氧气 水 ;
符号表达式:H2 + O2 H2O
意义
氢气燃烧生成水的实验说明水是由氢元素和氧元素组成的。
二、探究水的组成及变化
1.实验过程
(1)在电解器玻璃管里加满水,接通直流电源,观察并记录电极附近和玻璃管内发生的现象。
水中加入少量硫酸钠或氢氧化钠的目的:增强水的导电性
现象
与电源正极相连
与电源负极相连
电极附近
玻璃管内
电极附近
玻璃管内
有气泡产生
产生气泡少,水位下降较慢
有气泡产生
产生气泡多,水位下降较快
比较两个玻璃管内现象的差异
一段时间后,正极端产生的气体和负极端的气体体积比约为
V正极:V负极=1:2
(2)切断电源,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,观察并记录现象。
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
木条燃烧更旺
气体燃烧,产生淡蓝色火焰
解释
正极产生氧气,氧气支持燃烧
负极产生氢气,氢气能燃烧
2.文字表达式:水 氢气↑ + 氧气↑通电
符号表达式: H2O H2 ↑ + O2↑通电
3.实验分析:
(1)水在通电后,发生了分解反应,生成了氢气和氧气,且体积比约为2∶1。
简单判断两电极产生气体方法:“正氧负氢,氢二氧一”,谐音记忆为“争养父亲,氢二氧一”。
(2)元素种类分析:生成物中有氢、氧元素,反应前后元素的种类不会改变。
4.实验结论:水是由氢元素和氧元素组成的;
5.从微观角度分析水的电解:
(1)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。
(2)元素种类分析:化学反应前后原子种类不变,故元素的种类不变。
(3)化学变化中,分子可分,原子不可分。化学变化的实质是分子分成原子,原子重新组合成新分子。
(4)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。
三、纯净物的简单分类
1.单质:由同种元素组成的纯净物。(分子中只有一种原子)
2.化合物:由不同种元素组成的纯净物。(分子中有几种原子)
3.氧化物:由两种元素组成,且其中一种元素为氧元素的化合物。
4.物质的简单分类:
【概念辨析】
(1)单质中一定只有一种元素,但只由一种元素组成的物质不一定是单质。(如氧气和臭氧组成的物质只含一种元素,但却是混合物)
(2)化合物中一定含不同种元素,但由不同种元素组成的物质不一定是化合物。(如氧气和氮气组成的物质含不同种元素,不是化合物,而是混合物)
(3)氧化物一定含有氧元素,但含氧化合物不一定是氧化物。(如:高锰酸钾KMnO4不是氧化物)
【易混易错】
同种元素组成的物质可能是单质,也可能是混合物。
考点一 氢气的性质
【例1】有关氢气的说法,错误的是
A.密度比空气小 B.点燃前需检验纯度
C.有毒 D.燃烧时产生淡蓝色火焰
【答案】C
【详解】A、氢气是密度最小的气体,其密度比空气小,该说法正确,不符合题意;
B、氢气具有可燃性,当氢气与空气(或氧气)混合达到一定比例时,遇明火可能会发生爆炸。所以点燃氢气前需检验纯度,该说法正确,不符合题意;
C、氢气是一种无毒的气体,不会对人体造成毒害,该说法错误,符合题意;
D、氢气在空气中燃烧时,产生淡蓝色火焰,该说法正确,不符合题意。
故选C。
【变式1-1】通过氢气在氧气中燃烧实验可以探究水的组成(如下图所示),有关说法正确的是
A.该实验证明水是由氢气和氧气组成的
B.该实验所需的氧气可以用排水法收集
C.该反应是分解反应
D.实验中可以观察到瓶内产生一层小液滴
【答案】D
【详解】A、氢气燃烧生成水,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变,则该实验证明水是由氢元素和氧元素组成的,故A错误;
B、排水法收集的氧气中含有水蒸气,会干扰实验现象和结论,故B错误;
C、氢气燃烧生成水,该反应符合“多变一”的特点,属于化合反应,故C错误;
D、氢气燃烧生成水,实验中可以观察到瓶内产生一层小液滴,故D正确。
故选D。
【变式1-2】通过研究氢气的燃烧来认识水的组成,下列说法正确的是
A.氢气在纯氧中安静地燃烧,产生黄色火焰
B.点燃纯净的氢气,在火焰上方罩一个干冷烧杯,可以看到白烟
C.点燃氢气,罩在火焰上的干冷烧杯中有水生成
D.由实验可知水是由氢气和氧气组成的
【答案】C
【详解】A、氢气在纯氧中安静地燃烧,产生淡蓝色火焰,而不是黄色火焰, 错误;
B、点燃纯净的氢气,在火焰上方罩一个干冷烧杯,氢气燃烧生成水,会看到烧杯内壁有水雾出现,而不是白烟(白烟是固体小颗粒分散在空气中形成的),错误;
C、点燃氢气,氢气燃烧生成水,罩在火焰上的干冷烧杯内壁会有水珠凝结,即能证明有水生成,正确;
D、氢气燃烧生成水,氢气由氢元素组成,氧气由氧元素组成,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,可知水是由氢元素和氧元素组成的,而不是由氢气和氧气组成, 错误。
故选C。
考点二 水的电解
【例2】空间站主要通过水电解系统制取氧气,电解水有关的实验探究如图所示。下列说法错误的是
A.在点燃氢气之前,首先需要检验其纯度
B.a、b处所得到的气体体积比约为1∶2
C.该实验可证明水由氢元素和氧元素组成
D.b处得到的气体能使带火星的木条复燃
【答案】D
【详解】A、氢气是易燃性气体,不纯氢气点燃时可能爆炸,因此点燃氢气前需要检验其纯度,A正确;
B、读图可知,电解水后ab处所得气体分别是氧气、氢气,二者体积之比约为1∶2,B正确;
C、该实验所得产物由氢、氧元素组成,化学反应前后元素不增不减,因此能证明水由氢、氧元素组成,C正确;
D、b处气体体积约为a处气体体积的2倍,因此b处气体是氢气,不是氧气,不宜用带火星木条检验,D错误。
故选D。
【变式2-1】用如图所示装置进行电解水实验,下列说法错误的是
A.M、N两导管口处收集的气体体积之比约为1:2
B.水中可加入少量硫酸钠或氢氧化钠以增强导电性
C.将带火星的木条放在M导管口处,木条会复燃
D.将N处收集的气体靠近火焰,若发出很小的声音,说明气体不纯
【答案】D
【详解】A、电解水实验中“正氧负氢,氢二氧一”,M与电源正极相连收集到的气体是氧气,N与电源负极相连收集到的气体是氢气,则M、N两导管口处收集的气体体积之比约为1:2,故选项说法正确;
B、水的导电性较弱,水中可加入少量硫酸钠或氢氧化钠以增强导电性,故选项说法正确;
C、由A分析可知,M导管口收集到的气体是氧气,氧气具有助燃性,将带火星的木条放在M导管口处,木条会复燃,故选项说法正确;
D、由A分析可知,N导管口收集到的气体是氢气,将N处收集的气体靠近火焰,若发出很小的声音,说明气体较纯,故选项说法不正确。
故选D。
【变式2-2】电解水的实验装置如图所示,下列关于该实验的说法中,正确的有
①用烧杯向装置中加入少量氢氧化钠溶液,目的是增强水的导电性
②实验过程中与正极相连的试管内先收集满气体
③负极产生的气体可以燃烧,并产生淡蓝色火焰
④该实验可得出水是由氢分子和氧分子构成的结论
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B
【详解】①水的导电性较弱,用烧杯向装置中加入少量氢氧化钠溶液,目的是增强水的导电性,正确;
②实验过程中与正极相连的试管内产生的是氧气,负极生成的是氢气,体积比是1:2,因此先收集满气体的是负极一侧的气体,错误;
③负极产生的气体是氢气,可以燃烧,并产生淡蓝色火焰,正确;
④该实验说明水是由氢元素和氧元素组成的,水是纯净物不含氢分子和氧分子,错误;
故正确的有2个,故选:B
考点三 物质的分类
【例3】属于氧化物的是
A.氢氧化钠 B.四氧化三铁 C.氯酸钾 D.空气
【答案】B
【详解】A、氢氧化钠是由Na、O、H三种元素组成的化合物,不属于氧化物,不符合题意;
B、四氧化三铁是由Fe、O元素组成的化合物,属于氧化物,符合题意;
C、氯酸钾是由K、Cl、O三种元素组成的化合物,不属于氧化物,不符合题意;
D、空气是由氮气、氧气等混合而成,属于混合物,不符合题意。
故选B。
【变式3-1】分类是认识和研究问题的重要方法之一,下列物质分类不正确的是
A.混合物:河水、空气 B.氧化物:高锰酸钾、二氧化碳
C.单质:氢气、铁 D.化合物:水、氧化镁
【答案】B
【详解】A、河水、空气都是由多种物质组成,都属于混合物,分类正确,不符合题意;
B、氧化物是由两种元素组成且其中一种元素为氧元素的化合物,二氧化碳属于氧化物;高锰酸钾是由钾、锰、氧三种元素组成的纯净物,属于化合物,不属于氧化物,分类错误,符合题意;
C、氢气、铁都是由一种元素组成的纯净物,都属于单质,分类正确,不符合题意;
D、水、氧化镁都是由不同元素组成的纯净物,都属于化合物,分类正确,不符合题意;
故选:B。
【变式3-2】如图表示的是纯净物、单质、化合物、含氧化合物、氧化物之间的包含与不包含关系,若整个大圆圈代表纯净物,则在下列选项中,能正确指出①、②、③、④所属物质类别的是
A.②化合物、④氧化物 B.①单质、③氧化物
C.①单质、③化合物 D.②含氧化合物、④氧化物
【答案】A
【详解】如图表示的是纯净物、单质、化合物、含氧化合物、氧化物之间的包含与不包含关系,若整个大圆圈代表纯净物,而纯净物包括单质和化合物;化合物又分含氧化合物、氧化物等;含氧化合物包括氧化物,则①为单质,②为化合物,③含氧化合物,④氧化物。
故选A。
基础达标
1.下列有关氢气的说法,不正确的是
A.氢气和液氢的化学性质相同
B.氢气在空气中燃烧时,产生蓝紫色火焰
C.氢气验纯时,听到尖锐的爆鸣声,表明氢气不纯净
D.氢气在氧气中燃烧实验,也能证明水的组成
【答案】B
【详解】A、氢气和液氢都是由氢分子构成的,分子是保持物质化学性质的最小粒子,因此二者化学性质相同,选项正确;
B、氢气在空气中燃烧时,产生淡蓝色火焰,选项错误;
C、氢气验纯时,听到尖锐的爆鸣声,表明氢气不纯,选项正确;
D、氢气在氧气中燃烧生成水,根据质量守恒定律,反应前氢气和氧气含有元素是氢元素和氧元素,由于只生成了水因此也能证明水是由氢元素和氧元素组成,选项正确;
故选:B。
2.某化学小组为了探究水的组成,进行了如图所示实验。下列说法不正确的是
A.实验1利用了氢气的可燃性
B.实验2利用“分解”的思想证明水的组成
C.实验2中a管和b管中收集到的气体的质量比为2:1
D.两实验均能证明水是由氢元素和氧元素组成的
【答案】C
【详解】A、氢气和氧气在点燃的条件下生成水,实验1利用氢气的可燃性,选项正确;
B、实验2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,说明水是由氢氧元素组成的,选项正确;
C、实验2中a管和b管中收集到的气体的体积比为2:1,选项错误;
D、实验1氢气和氧气在点燃的条件下生成水,实验2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,均证明水是由氢元素和氧元素组成的,选项正确;
故选C。
3.如图是电解水的实验装置,下列相关说法正确的是
A.该实验证明:水是由氢气和氧气组成
B.点燃a管中的气体前不用检验纯度
C.该实验的能量转化方式:化学能→电能
D.电极N与电源负极相连
【答案】D
【详解】A、电解水生成氢气和氧气,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,氢气由氢元素组成,氧气由氧元素组成,由此可得水是由氢元素和氧元素组成的,说法错误,不符合题意;
B、电解水实验中,与电源正极相连的一端产生氧气,与电源负极相连的一端产生氢气,产生氢气与氧气的体积比约为2:1,则a、b中产生的气体分别是氢气、氧气,氢气具有可燃性,与空气混合遇明火易发生爆炸,因此点燃a管中的气体前需要先检验纯度,说法错误,不符合题意;
C、水在通电条件下分解生成氢气和氧气,则该实验的能量转化方式:电能→化学能,说法错误,不符合题意;
D、由B选项分析可知,a、b中产生的气体分别是氢气、氧气,根据“正氧负氢”,则电极N与电源负极相连,说法正确,符合题意。
故选:D。
4.如图是电解水实验的改进装置,反应前注射器活塞均在0刻度处,下列说法不正确的是
A.该实验说明水分子可以再分
B.注射器I中气体可以使燃着木条燃烧的更旺
C.电解液中加少量硫酸钠是为了增强水的导电性
D.一段时间后,注射器I活塞移动至4mL刻度处,则理论上注射器Ⅱ活塞应移动至2mL刻度处
【答案】D
【详解】A、水通电分解,是因为水分子分裂成了氢原子和氧原子,然后氢原子、氧原子分别重新组合形成氢分子、氧分子,该事实说明分子是可以再分的。A项说法正确;
B、注射器I连接的是电源正极,产生的是氧气,能使燃着的木条燃烧的更旺。B项说法正确;
C、纯水几乎不导电,电解水时,在水中加入少量硫酸钠是为了增强水的导电性。C项说法正确;
D、电解水时,注射器I连接的是电源正极,注射器Ⅱ连接的是电源负极,根据“正氧负氢、氢二氧一”可知,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,故一段时间后,注射器I活塞移动至4mL刻度处,则理论上注射器Ⅱ活塞应移动至8mL刻度处。D项说法错误。
故选D。
5.用图1装置进行电解水的实验,多次实验并记录不同电压下收集到10mL氧气所需时间如图2,下列说法正确的是
A.水中可加入少量硫酸钠以增强导电性
B.所用电压越大,电解水速率越慢
C.玻璃管b端连接电源负极
D.该实验说明水是一种元素
【答案】A
【分析】电解水实验结论:“正氧负氢,氢二氧一”,说明正极产生氧气,负极产生氢气,氢气和氧气的体积比为2:1。
【详解】A、电解水实验中,在水中加入少量的硫酸或者硫酸钠都能增强水的导电性,故A正确;
B、由图2可知,所用电压越大,收集到10mL氧气所需时间越少,所以电解水速率越快,故B错误;
C、由图1可知,a、b管产生气体的体积比为2:1,由分析中的结论可知,b端产生的是氧气,氧气连接的是电源正极,故C错误;
D、电解水实验,生成了氢气和氧气,氢气由氢元素组成,氧气由氧元素组成,化学反应前后元素种类不变,则水是由氢元素和氧元素组成,故D错误。
故选A。
6.下列物质中,属于氧化物的是
A.空气 B.二氧化碳 C.高锰酸钾 D.臭氧
【答案】B
【分析】氧化物中含有两种元素,且一种元素为氧元素的化合物。
【详解】A、空气中含有多种物质,属于混合物,该选项不符合题意;
B、二氧化碳中含有碳、氧两种元素,属于氧化物,该选项符合题意;
C、高锰酸钾中含有三种元素,不属于氧化物,该选项不符合题意;
D、臭氧中只含一种元素,属于单质,该选项不符合题意。
故选B。
7.下列各图中“”和“”分别代表两种不同元素的原子,其中可能表示氧化物的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A、图中只含有一种物质的分子,该图所表示的物质为纯净物,由于分子是由两种不同原子构成的化合物的分子,若其中一种原子为氧原子,则该分子为氧化物分子,图所示物质则为氧化物,故选项符合题意;
B、图中含有三种构成不同的分子,即为三种物质的分子,所示的物质为混合物,不可能表示氧化物,故选项不符合题意;
C、图中只含有一种物质的分子,该图所表示的物质为纯净物,但由于分子是由同种原子所构成的单质分子,因此不可能表示氧化物,故选项不符合题意;
D、图中含有五种构成不同的分子,即为五种物质的分子,所示的物质为混合物,不可能表示氧化物,故选项不符合题意。
故选A。
8.分类是研究物质及其变化的重要思想和方法,如图可表示纯净物、单质、化合物、氧化物之间的关系,若整个大圆圈表示纯净物,则下列物质中属于Z范围的是
A.臭氧 B.氯化钠 C.二氧化碳 D.空气
【答案】C
【详解】纯净物分为单质、化合物,化合物又分为氧化物、酸、碱、盐,所以X表示单质,Y表示化合物,Z表示氧化物,故选C。
9.分析推理是一种重要的化学思维方法。以下推理正确的是
A.阳离子一定带有正电荷,则带有正电荷的粒子一定是阳离子
B.单质中只含有一种元素,则只含有一种元素的物质一定是单质
C.点燃前一定要验纯,则点燃可燃性气体前都要验纯
D.氧化物都含有氧元素,则含有氧元素的物质一定是氧化物
【答案】C
【详解】A、阳离子一定带有正电荷,但带有正电荷的粒子不一定是阳离子,例如质子,故A错误;
B、单质中只含有一种元素,但只含有一种元素的物质不一定是单质,例如氧气和臭氧的混合物,故B错误;
C、氢气具有可燃性,与空气混合遇明火会发生爆炸,点燃氢气前一定要验纯,则点燃可燃性气体前都要验纯,防止发生爆炸,故C正确;
D、氧化物都含有氧元素,但含有氧元素的物质不一定是氧化物,如高锰酸钾由钾、锰、氧三种元素组成,不属于氧化物,故D错误。
故选C。
10.回答下列问题:
(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)如图所示,纯净的氢气在空气中燃烧,可以观察到的现象是:产生 色火焰,在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯,可以看到烧杯壁有 生成,该反应的文字表达式为 ;这个实验说明了氢气具有 性。
【答案】(1)验纯
(2) 淡蓝 水珠 可燃
【详解】(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验纯,以防止发生爆炸;
(2)纯净的氢气在空气中燃烧,可以观察到的现象是:产生淡蓝色火焰,在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯,可以看到烧杯内壁有水雾生成,用手触摸烧杯壁感觉很烫,说明反应放出了热量,该反应的文字表达式为:,这个实验说明了氢气具有可燃性。
11.现有下列物质:①海水、②氮气、③铁、④二氧化硫、⑤高锰酸钾、⑥冰水混合物、⑦净化后的空气、⑧氯化钠、⑨自来水、⑩氧化铜。其中属于混合物的是 (填序号,下同);属于化合物的是 ;属于单质的是 ;属于氧化物的是 。
【答案】 ①⑦⑨ ④⑤⑥⑧⑩ ②③ ④⑥⑩
【详解】①海水中含有多种物质,属于混合物;
②氮气是由氮元素组成的纯净物,属于单质;
③铁是由铁元素组成的纯净物,属于单质;
④二氧化硫是由硫元素、氧元素组成的纯净物,既属于化合物,又属于氧化物;
⑤高锰酸钾是由钾元素、锰元素、氧元素组成的纯净物,属于化合物;
⑥冰水混合物是由氢元素、氧元素组成的纯净物,既属于化合物,又属于氧化物;
⑦净化后的空气中仍含有氮气、氧气等多种物质,属于混合物;
⑧氯化钠是由氯元素和钠元素组成的纯净物,属于化合物;
⑨自来水中含有多种物质,属于混合物;
⑩氧化铜是由氧元素、铜元素组成的纯净物,既属于化合物,又属于氧化物;
综上可知,属于混合物的是①⑦⑨;属于化合物的是④⑤⑥⑧⑩;属于单质的是②③;属于氧化物的是④⑥⑩。
12.如图是电解水的简易装置和电解水生成气体体积与时间的关系图。
(1)根据图中信息,判断乙中气体是 气(填“A”或“B”);
(2)b端连接 (“正极”或“负极”),检验甲中气体的方法是 ;
(3)如果该实验中产生氢气的体积是8mL,则理论上生成氧气的体积是 mL;
(4)通过电解水实验,我们认识到水是由 和 组成;
(5)写出电解水的符号表达式: ;
(6)电解水过程中加入氢氧化钠或者硫酸钠的目的是 。
【答案】(1)A
(2) 正极 将带火星的木条伸入试管中,木条复燃,则说明为氧气
(3)4
(4) 氢元素 氧元素
(5)
(6)增强水的导电性
【详解】(1)电解水时,正极产生氧气,负极产生氢气,且生成氧气和氢气的体积比为1:2,由图可知,乙中收集的气体较多,则为氢气,产生的A气体较多,则乙中气体为A气体。
(2)结合前面分析,可知甲中收集的气体为氧气,b端连接的为正极;
氧气具有助燃性,则检验方法为:将带火星的木条伸入试管中,木条复燃,则说明为氧气。
(3)电解水生成的氢气和氧气的体积比为2:1,若产生氢气的体积是8mL,则理论上生成氧气的体积是8mL÷2=4mL。
(4)电解水生成氢气和氧气,氢气是由氢元素组成,氧气是由氧元素组成,根据反应前后元素种类不变,则水是由氢、氧元素组成。
(5)电解水生成氢气和氧气,反应的符号表达式为:。
(6)纯水导电性很弱,向水中加入氢氧化钠或者硫酸钠,能增强水的导电性。
过关检测
1.下列关于氢气的说法错误的是
A.氢气的密度小,所以有时可以用氢气填充探空气球
B.氢气具有可燃性,可以作燃料
C.点燃氢气时一定会发生爆炸
D.氢气无色、无味、难溶于水
【答案】C
【详解】A、氢气的密度比空气小,可用氢气填充探空气球,说法正确,不符合题意;
B、氢气具有可燃性,可用作燃料,说法正确, 不符合题意;
C、纯净的氢气在氧气中可以安静地燃烧,只有不纯的氢气点燃时才可能发生爆炸,说法错误,符合题意;
D、氢气无色、无味、难溶于水,说法正确,不符合题意。
故选:C。
2.某同学进行水的组成及变化的探究,其中操作错误的是
A. 检验氧气 B.氢气验纯
C. 点燃氢气 D. 熄灭酒精灯
【答案】D
【详解】A、电解水实验中,正极产生氧气,负极产生氢气,且二者体积比为1:2,要检验氧气,则将带火星的木条放在尖嘴口,打开活塞放出气体,若木条复燃,则气体是氧气,操作正确,选项不符合题意;
B、氢气验纯的操作:用拇指堵住试管口,移近酒精灯火焰,再将拇指移开,若听到轻微的“噗”声,则证明氢气很纯,可以点燃;若听到尖锐的爆鸣声,说明氢气不纯,操作正确,选项不符合题意;
C、点燃氢气的操作:在带尖嘴的金属导管口点燃纯净的氢气,观察火焰的颜色,操作正确,选项不符合题意;
D、熄灭酒精灯应用灯帽盖灭,不能用嘴吹,操作错误,选项符合题意。
故选:D
3.用如图所示装置进行电解水实验,下列说法错误的是
A.M、N两导管口处收集的气体体积之比约为1:2
B.水中可加入少量硫酸钠或氢氧化钠以增强导电性
C.将带火星的木条放在M导管口处,木条会复燃
D.将N处收集的气体靠近火焰,若发出很小的声音,说明气体不纯
【答案】D
【详解】A、电解水实验中“正氧负氢,氢二氧一”,M与电源正极相连收集到的气体是氧气,N与电源负极相连收集到的气体是氢气,则M、N两导管口处收集的气体体积之比约为1:2,故选项说法正确;
B、水的导电性较弱,水中可加入少量硫酸钠或氢氧化钠以增强导电性,故选项说法正确;
C、由A分析可知,M导管口收集到的气体是氧气,氧气具有助燃性,将带火星的木条放在M导管口处,木条会复燃,故选项说法正确;
D、由A分析可知,N导管口收集到的气体是氢气,将N处收集的气体靠近火焰,若发出很小的声音,说明气体较纯,故选项说法不正确。
故选D。
4.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
【详解】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。
5.如图是教材中的两个实验,下列有关说法错误的是
A.实验①中可观察到烧杯内壁出现水雾
B.两个实验中发生的反应都是分解反应
C.实验②中a、b 两管上方产生气体的体积比约为2:1
D.两个实验均可证明水的组成
【答案】B
【详解】A、实验①中氢气燃烧生成水,可观察到烧杯内壁出现水雾,故选项正确;
B、氢气燃烧生成水,该反应符合“多变一”的特点,是化合反应,电解水生成氢气和氧气,该反应符合“一变多”的特点,是分解反应,故选项不正确;
C、实验②中a管与负极相连,产生氢气、b管与正极相连,产生氧气,则a、b两管上方产生气体的体积比约为2:1,故选项正确;
D、氢气和氧气点燃生成水,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,化学反应前后元素种类不变,则两个实验均可证明水是由氢元素和氧元素组成的,故选项正确;
故选:B。
6.下列物质属于氧化物的是
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】氧化物是由两种元素组成的化合物,其中一种元素是氧元素。
【详解】A. 属于氧化物,此选项符合题意;
B. 含有一种元素,此选项不符合题意;
C. 不含有氧元素,此选项不符合题意;
D. 含有三种元素,不属于氧化物,此选项不符合题意。
故选A。
7.下列物质中,前者属于混合物,后者属于氧化物的是
A.冰水混合物 氧气 B.碘酒 碳酸钙
C.氢气 高锰酸钾 D.空气 二氧化碳
【答案】D
【分析】混合物是由两种或两种以上物质混合而成的物质;氧化物是由两种元素组成,其中一种是氧元素的化合物。
【详解】A、冰水混合物只含有水这一种物质,属于纯净物中的氧化物;氧气是由一种元素组成的纯净物,属于单质,不符合题意;
B、碘酒中含有碘和酒精,属于混合物;碳酸钙由三种元素组成,属于化合物,但不是氧化物,不符合题意;
C、氢气是由一种元素组成的纯净物,属于单质;高锰酸钾由三种元素组成,属于化合物,但不是氧化物,不符合题意;
D、空气含有氮气、氧气等多种物质,属于混合物;二氧化碳由碳、氧两种元素组成,属于氧化物,符合题意。
故选D。
8.如图是表示气体分子的示意图,其中“”和“”分别表示质子数不同的两种原子,其中表示单质的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A、有一种分子,且该分子是由不同种原子构成的,属于化合物,故A错误;
B、含有两种分子,属于混合物,故B错误;
C、含有一种分子,且该分子是由同种原子构成的,属于单质,故C正确;
D、含有两种分子,属于混合物,故D错误。
故选C。
9.化学小组的同学进行“水的组成”的探究实验。
(1)燃烧法(图1):在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气,再在火焰上方罩一个干而冷的烧杯,观察到烧杯壁发热且烧杯壁上 。
(2)电解法(图2):按图2 进行实验,一段时间后,用燃着的木条分别检验a、b管中的气体,可观察到的现象:a中气体被点燃,b中产生的气体能使 。
(3)上述两个实验可得到水是由 的结论。
【答案】(1)有水珠出现
(2)带火星木条复燃
(3)氢元素和氧元素组成
【详解】(1)氢气燃烧产生水,故在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气,再在火焰上方罩一个干而冷的烧杯,观察到烧杯壁发热且烧杯壁上有水珠出现;
(2)电解水正氧负氢,氢二氧一,a管产生的气体体积较大,为氢气,氢气具有可燃性,能被点燃,b管产生的气体体积较小,为氧气,氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃;
(3)氢气燃烧生成水,水电解生成氢气和氧气,氢气是由氢元素组成的,氧气是由氧元素组成的,说明水是由氢元素和氧元素组成的。
10.下列物质:①二氧化碳;②洁净的空气;③镁粉;④液氧;⑤四氧化三铁;⑥氦气;⑦经过滤后的矿泉水;⑧冰水共存物;⑨高锰酸钾;⑩氯化钾。其中属于混合物的是 ;属于纯净物的是 ;属于单质的是 ;属于化合物的是 ;属于氧化物的是 。
【答案】 ②⑦ ①③④⑤⑥⑧⑨⑩ ③④⑥ ①⑤⑧⑨⑩ ①⑤⑧
【详解】纯净物是由一种物质组成的物质,由两种或两种以上的物质混合而成的物质是混合物;由同种元素组成的纯净物是单质;由不同种元素组成的纯净物是化合物;在由两种元素组成的化合物中,其中一种是氧元素的是氧化物。
①二氧化碳是由一种物质组成的,属于纯净物,二氧化碳是由碳元素和氧元素组成纯净物,属于化合物,属于氧化物;
②洁净的空气中含有氮气、氧等多种物质,属于混合物;
③镁粉是由一种物质组成的,属于纯净物,镁粉是由镁元素组成的纯净物,属于单质;
④液氧是由一种物质组成的,属于纯净物,液氧是由氧元素组成的纯净物,属于单质;
⑤四氧化三铁是由一种物质组成的,属于纯净物,四氧化三铁是由铁元素和氧元素组成的纯净物,属于化合物,属于氧化物;
⑥氦气是由一种物质组成的,属于纯净物,氦气是由氦元素组成的纯净物,属于单质;
⑦经过滤后的矿泉水中含有水和多种矿物质,属于混合物;
⑧冰水共存物是由水一种物质组成的,属于纯净物,水是由氢元素和氧元素组成的纯净物,属于化合物,属于氧化物;
⑨高锰酸钾是由一种物质组成的,属于纯净物,高锰酸钾是由锰元素、钾元素和氧元素组成的纯净物,属于化合物,不属于氧化物;
⑩氯化钾是由一种物质组成的,属于纯净物,氯化钾是由钾元素和氯元素组成的纯净物,属于化合物,不属于氧化物;
综上属于混合物的是②⑦;属于纯净物的是①③④⑤⑥⑧⑨⑩;属于单质的是③④⑥;属于化合物的是①⑤⑧⑨⑩;属于氧化物的是①⑤⑧。
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