课题2 水的组成（同步讲义）化学人教版五四学制2024八年级全一册

第四章 自然界的水 课题2 水的组成 教学目标 1.认识水的组成，能依据化学反应过程中元素不变的规律，推断反应物或生成物的元素组成。 2.能依据物质的组成对物质进行分类，并能识别单质和化合物；能依据物质的类别列举一些简单的单质、氧化物。 3.了解并体验人类认识水的组成的过程和方法。 重点和难点 重点：探究水的组成及变化。 难点：物质的简单分类。 ◆知识点一 氢气 1.氢气的性质 （1）物理性质 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）化学性质——可燃性 实验操作 文字表达式 氢气 + 氧气水 （H2） （O2） （H2O） 2.检验氢气纯度的方法 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，点燃氢气前一定要验纯。 3.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 即学即练 1．下列有关氢气的说法不正确的是 A．氢气是一种无色、无臭、难溶于水的气体 B．氢气在空气中燃烧时，产生淡蓝色火焰 C．氢气可以用向上排空气法收集 D．氢气在空气中燃烧时，在火焰上方罩一个干冷的烧杯，内壁有水雾产生 【答案】C 【详解】A、氢气无色无味，且难溶于水，该选项说法正确； B、氢气在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰，该选项说法正确； C、氢气密度比空气小，应用向下排空气法收集，该选项说法不正确； D、氢气燃烧生成水，则点燃氢气后，在火焰上方罩一个干冷的烧杯，内壁有水雾出现，该选项说法正确。 故选C。 ◆知识点二 探究水的组成实验 1.探究水的组成及变化 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 通电后，两个玻璃管内液面均下降，两个电极附近均有无色气泡产生，与电源正极相连的玻璃管内液面下降较慢，与电源负极相连的玻璃管内液面下降较快，一段时间后正、负极玻璃管内产生气体的体积比约为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 文字表达式 水氢气+氧气 实验分析 水在通电后发生了化学变化，生成了氢气和氧气。氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，根据化学反应前后元素种类不变，可以推断水是由氢、氧两种元素组成的 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； ②水是由氢、氧两种元素组成的。 ①电解水实验所用电源是直流电源，不是交流电源；水电解反应的条件是“通电”不是“电解”。 ②电解水实验产生氢气和氧气的体积比约为2:1,质量比约为1:8。 ③为了增强水的导电性，实验时可向水中添加少量硫酸钠或氢氧化钠。 ④若实验中产生的氧气和氢气的体积比小于1:2，可能的原因之一是氧气在水中溶解的量比氢气大。 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。 即学即练 2．水是人类宝贵的自然资源。 (1)净水过程主要有沉淀、过滤、吸附、蒸馏等，单一操作相对净化程度较高的是 。 (2)实验室常用过滤方法除去水中不溶性杂质，过滤需要用到的仪器有带铁圈的铁架台、烧杯、漏斗（含滤纸）和 （填仪器名称）。 (3)过滤后的水依然浑浊，可能的原因是 。（写一条） (4)如图所示为实验室用直流电电解水的简易装置，结合所学知识完成以下问题。 ①通电后，观察到试管1生成气体的速度比试管2快。一段时间后停止通电，观察到气体A和B的体积比大约为 ；产生气体A的一端连接的是电源的 极（填“正”或“负”）。 ②分别用燃着的木条检验得到的两种气体，观察到气体A燃烧，发出淡蓝色火焰，该气体为 ，写出气体A燃烧的化学方程式 。该实验证明水是由 组成的。 【答案】(1)蒸馏 (2)玻璃棒 (3)滤纸破损（或漏斗内液面高于滤纸边缘或仪器不干净） (4) 2：1 负 氢气/H2 氢元素和氧元素 【详解】（1）沉降和过滤只能除去水中的难溶性杂质，吸附只能除去水中的色素和异味，而蒸馏可以除去水中的所有杂质，所以单一操作相对净化程度最高的是蒸馏； （2）过滤需要用到的仪器有带铁圈的铁架台、烧杯、漏斗(含滤纸)和玻璃棒； （3）过滤后的水依然浑浊，可能的原因是滤纸破损、漏斗内液面高于滤纸边缘、仪器不干净； （4）①由装置图可知，试管1气体体积大于试管2，所以气体A是氢气，B是氧气，体积比为2：1，生成氢气的一端连接的是电源的负极； ②气体A燃烧，发出淡蓝色火焰，该气体为氢气，氢气在空气中燃烧生成水，反应的化学方程式为：；水在通电条件下生成氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，化学反应前后元素的种类不变，则该实验证明水是由氢元素和氧元素组成的。 ◆知识点三 物质的简单分类 1.单质和化合物 (1)单质与化合物的比较 物质类别 单质 化合物 概念 由同种元素组成的纯净物 由不同种元素组成的纯净物 共同点 都属于纯净物 区别 ①宏观上：单质由同种元素组成； ②微观上：单质的分子由同种元素的原子构成； ③不能发生分解反应 ①宏观上：化合物由两种或两种以上元素组成； ②微观上：化合物的分子由不同种元素的原子或离子构成； ③在一定条件下可能发生分解反应 判断依据 前提是纯净物，且只含一种元素 前提是纯净物，至少含有两种元素 举例 氧气(O2)、氢气(H2)、铁(Fe) 二氧化碳(CO2)、水(H2O)、高锰酸钾(KMnO4) 联系 二者都属于纯净物，单质在一定条件下发生化合反应可以生成化合物，某些化合物在一定条件下发生分解反应可以生成单质 (2)氧化物 由两种元素组成的化合物中，其中一种元素是氧元素的叫氧化物，如水(H2O)、二氧化碳(CO2)等。氧化物属于化合物。 ①含有氧元素的化合物称为含氧化合物，如高锰酸钾(KMnO4)、水(H2O)等都是含氧化合物。 ②氧化物一定是含氧化合物，但含氧化合物不一定是氧化物。 ③化合物包含含氧化合物，含氧化合物包含氧化物。 2.物质的简单分类 ①只含一种元素的物质不一定是单质，它还可能是由同种元素组成的不同单质混合形成的混合物，如O2和O3的混合气体。 ②混合物是由不同物质组成的物质，而化合物是由不同元素组成的纯净物。 ③由多种元素组成的物质不一定是化合物，还可能是混合物；由多种元素组成的纯净物一定是化合物。 即学即练 1．对物质进行分类是化学学习的常用方法，下列物质分类正确的是 A．氧化物：氧化镁、高锰酸钾 B．单质：氢气、汞 C．混合物：自来水、冰水混合物 D．纯净物：稀有气体、蒸馏水 【答案】B 【详解】A、氧化物是由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物。氧化镁（MgO）是氧化物；高锰酸钾（KMnO4）由三种元素组成，不是氧化物，该选项错误； B、单质是由同种元素组成的纯净物。氢气（H2）、汞（Hg）都符合单质定义，该选项正确； C、混合物是由多种物质组成。自来水含多种物质，是混合物；冰水混合物只含水这一种物质，是纯净物，该选项错误； D、纯净物是由一种物质组成。稀有气体含氦、氖等多种气体，是混合物；蒸馏水是纯净物，该选项错误。 故选B。 考点一 氢气的性质及用途 【例1】液氢可作为发射火箭的燃料。下列有关氢气的说法中，属于氢气的化学性质的是 A．通常状况下，是无色、无臭的气体 B．氢气是最轻的气体 C．氢气具有可燃性 D．氢气难溶于水 【答案】C 【详解】本题考查氢气的性质，需要区分化学性质和物理性质。化学性质是物质在化学变化中表现出来的性质，如可燃性、稳定性等，涉及物质组成改变；物理性质是不需要化学变化就能观察到的性质，如颜色、状态、密度、溶解性等。 A、 通常状况下，是无色、无臭的气体：这描述的是氢气的颜色和气味，通过感官直接观察，无需化学变化，属于物理性质。判定结论：A不是化学性质，故A说法错误； B、 氢气是最轻的气体：指氢气密度小（相同条件下质量最小），密度是物理性质，可通过测量体积和质量确定，无需化学变化。判定结论：B不是化学性质，故B说法错误； C、 氢气具有可燃性：可燃性指氢气能与氧气反应燃烧生成水（化学变化：氢气 + 氧气 → 水），涉及新物质生成，属于化学性质。判定结论：C是化学性质，故C说法正确； D、 氢气难溶于水：溶解性指物质在溶剂中的溶解能力，可通过实验观察溶解程度确定，无需化学变化，属于物理性质。判定结论：D不是化学性质，故D说法错误； 故选：C。 【变式1-1】实验室收集氢气()能用排水法、向下排空气法等方法收集，由此推知氢气()可能具有的性质是 ①易溶于水  ②难溶于水  ③密度比空气大  ④密度比空气小  ⑤密度与空气接近  ⑥常温下可与空气中某些成分反应  ⑦常温下不与空气中的成分反应 A．①③⑥ B．①④⑦ C．②④⑦ D．①⑤⑦ 【答案】C 【详解】氢气可用排水法收集，说明氢气难溶于水，且与水不反应；氢气可用向下排空气法收集，说明氢气密度比空气小，且常温下不与空气中的成分反应。故氢气可能具有的性质是②④⑦。 【变式1-2】检验氢气纯度时，判断氢气较纯依据的现象是 A．听到尖锐的爆鸣声 B．听到轻微的爆鸣声 C．未听到声音 D．试管炸裂 【答案】B 【解析】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。 考点二 电解水的实验探究 【例2】某同学利用如图创新装置探究水的组成。下列说法不正确的是 A．a中气体能使带有火星的木条复燃 B．a、b中气体的体积比大约为2：1 C．滴加氢氧化钠溶液是为了增强水的导电性 D．结合实验现象可知，水由氢元素和氧元素组成 【答案】B 【详解】A、a连接电源正极，产生的气体是氧气，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，正确，不符合题意； B、电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，氧气和氢气的体积比约为，a连接电源正极产生氧气，b连接电源负极产生氢气，a、b中气体的体积比大约为，错误，符合题意； C、纯水导电性较弱，滴加氢氧化钠溶液后，溶液中自由移动的离子增多，可增强水的导电性，正确，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，根据化学反应前后元素种类不变，可推断出水由氢元素和氧元素组成，正确，不符合题意。 故填：B。 【变式2-1】如图是教材中两个实验，下列有关说法错误的是 A．实验①点燃氢气之前要检验其纯度 B．实验②a、b两管上方生成气体的体积比为2：1 C．检验a管气体可用带火星的木条 D．两个实验均可证明水的组成 【答案】C 【详解】A、氢气具有可燃性，为防止发生爆炸，点燃氢气之前要检验其纯度，故选项说法正确； B、电解水实验中“正氧负氢，氢二氧一”，a管与电源的负极相连，收集到的气体较多，是氢气，b管与电源的正极相连，收集到的气体较少，是氧气，a、b两管上方生成气体的体积比为2:1，故选项说法正确； C、a管与电源的负极相连，收集到的气体较多，是氢气，氢气具有可燃性，检验a管气体应用燃着的木条，故选项说法不正确； D、实验①中氢气和氧气在点燃的条件下生成水，实验②中水在通电的条件下生成氢气和氧气，氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，两实验均可以得出水是由氢元素和氧元素组成，故选项说法正确。 故选C。 【变式2-2】图是改进的电解水的实验装置示意图，图是课本中电解水的实验装置示意图。请据图回答下列问题： (1)写出电解水的文字表达式： ；反应类型 。 (2)用玻璃三通管将图1装置电解水时产生的气体混合在一起，点燃用该混合气吹出的肥皂泡时的实验现象是： 。 (3)图实验装置的优点是： 。 (4)与图2装置相比，用图1装置进行该实验的主要不足之处是： 。 (5)通过该实验得出了许多结论，请你说出一条 。 【答案】(1) 分解反应 (2)产生爆鸣声 (3)环保、节约资源 (4)硬质塑料管没有刻度，无法测量两种气体的体积比 (5)水是由氢元素和氧元素组成的 【详解】（1）水在通电的条件下分解生成氢气和氧气，反应的文字表达式为：。 该反应是由一种物质生成两种物质，符合“一变多”的特征，属于分解反应。 （2）氢气具有可燃性，氧气具有助燃性，点燃氢气和氧气的混合气体会发出爆鸣声。 （3）图实验装置仪器和装置都用生活中废旧物品制成，体现了环保与节约资源的理念。 （4）观察对比两套实验装置，发现图1装置硬质塑料管没有刻度，所以，图1装置无法测量两种气体的体积比。 （5）通过该实验可以得出水是由氢元素和氧元素组成的结论。因为电解水生成了氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，化学反应前后元素的种类不变，所以水是由氢元素和氧元素组成的。 考点三 物质的简单分类 【例3】下列各组物质，按混合物、氧化物、单质顺序排列的一组是 A．空气、高锰酸钾、铁 B．四氧化三铁、氧化镁、汞 C．石灰石、冰、液氧 D．糖水、氧化铁、水 【答案】C 【详解】A、空气中含有氮气、氧气等物质，属于混合物；氧化物是由两种元素组成的化合物中，其中一种元素是氧元素，高锰酸钾是由钾、锰、氧三种元素组成的化合物，不属于氧化物；铁是由同种元素组成的纯净物，属于单质，故选项不符合题意； B、四氧化三铁中只含有一种物质，属于纯净物；氧化镁是由镁元素和氧元素组成的化合物，属于氧化物；汞是由同种元素组成的纯净物，属于单质，故选项不符合题意； C、石灰石的主要成分是碳酸钙，还含有其它物质，属于混合物；冰是水的固态，是由氢元素和氧元素组成的化合物，属于氧化物；液氧是液态的氧气，是由同种元素组成的纯净物，属于单质，故选项符合题意； D、糖水中含有糖和水，属于混合物；氧化铁是由铁元素和氧元素组成的化合物，属于氧化物；水是由不同种元素组成的纯净物，属于化合物，故选项不符合题意。 故选C。 【变式3-1】图表示某些概念的从属关系，下列选项中能符合图的是 A B C D X 氧化物 单质 氧化物 纯净物 Y 化合物 化合物 纯净物 单质 【答案】D 【详解】A、化合物为两种或两种以上元素组成的纯净物，化合物中只有两种元素且有一种是氧元素的，为氧化物，应是X从属于Y，A错误。 B、纯净物分为单质和化合物，单质和化合物为并列，没有包含关系，B错误。 C、氧化物是属于纯净物，应是X从属于Y，C错误。 D、纯净物分为单质和化合物，Y从属于X，D正确。 故选D。 【变式3-2】下列物质的分类中，完全正确的一组是 A．单质：水、铜、氦气 B．氧化物：蒸馏水、四氧化三铁、过氧化氢溶液 C．混合物：稀有气体、液氧、高锰酸钾完全分解后的固体剩余物 D．纯净物：冰水混合物、五氧化二磷、二氧化锰 【答案】D 【详解】A、单质是由同种元素组成的纯净物，则铜、氦气属于单质，而水是由不同种元素组成的纯净物，属于化合物，故选项分类不正确； B、氧化物是由两种元素组成的化合物中，其中一种元素是氧元素，则蒸馏水、四氧化三铁属于氧化物，而过氧化氢溶液中含有过氧化氢和水，属于混合物，故选项分类不正确； C、混合物是由多种物质组成，则稀有气体（含氦气、氖气等）、高锰酸钾完全分解后的固体剩余物（含有锰酸钾和二氧化锰）属于混合物，而液氧中只含有一种物质，属于纯净物，故选项分类不正确； D、纯净物中只含有一种物质，冰水混合物、五氧化二磷、二氧化锰中都只含有一种物质，属于纯净物，故选项分类正确。 故选D。 基础达标 1．下列物质中，由一种元素组成的是 A．水 B．氧气 C．二氧化碳 D．葡萄糖 【答案】B 【详解】A.单质是由同一种元素组成的纯净物，化合物是由不同元素组成的纯净物，水的化学式为 ，属于化合物，由氢元素（H）和氧元素（O）两种元素组成，因此，水不是由一种元素组成的物质，故A错误； B.氧气的化学式为 ，属于单质，只由氧元素（O）一种元素组成（尽管一个氧气分子包含两个氧原子，但都属于同一种元素），因此，氧气是由一种元素组成的单质，故B正确； C.二氧化碳的化学式为 ，属于化合物，由碳元素（C）和氧元素（O）两种元素组成，因此，二氧化碳不是由一种元素组成的物质，故C错误； D.葡萄糖的化学式为 ，属于化合物，由碳元素（C）、氢元素（H）和氧元素（O）三种元素组成，因此，葡萄糖不是由一种元素组成的物质，故D错误。 故选：B。 2．在收集氢气、检验氢气纯度的实验操作中，不正确的是（　　） A．用排水法收集一试管气体 B．用拇指堵住试管口，管口向上，靠近火焰，移开拇指点火 C．如果听到的声音很小，表示气体较纯 D．如果听到尖锐的爆鸣声，可直接用排水法收集一试管氢气，再进行检验 【答案】B 【详解】A、氢气难溶于水，可用排水法收集一试管气体，此选项正确； B、由于氢气的密度比空气的小，用拇指堵住试管口，管口向下，靠近火焰，移开拇指点火，此选项错误； C、如果听到的声音很小，表示气体较纯，此选项正确； D、如果听到尖锐的爆鸣声，说明氢气不纯净，可直接用排水法收集一试管氢气，再进行检验，直到听到很小的响声，才表明氢气已经纯净，此选项正确。 故选B。 3．“”和“”分别表示不同元素的原子，其中可以表示氧化物的是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A、图示物质由同种分子构成，属于纯净物，该分子由两种不同原子构成，若其中一种原子为氧原子，则该分子为氧化物的分子，可以表示氧化物，符合题意； B、图示物质由不同种分子构成，属于混合物，不能表示氧化物，不符合题意； C、图示物质由同种分子构成，属于纯净物，该分子由同种原子构成，属于单质，不能表示氧化物，不符合题意； D、图示物质由不同种分子构成，属于混合物，不能表示氧化物，不符合题意。 故选：A。 4．按照生产氢气过程中碳排放的多少可将氢气分为“灰氢”、“蓝氢”、“绿氢”。“绿氢”是通过太阳能或风能发电来电解水制氢，整个过程无碳排放。以下说法不正确的是 A．试管2中的气体能使燃着的木条燃烧得更旺 B．该实验中使用的电源为交流电源 C．实验结束时产生的氢气和氧气的体积比为 D．生产“绿氢”有利于实现“碳中和” 【答案】B 【详解】A、如图，试管2与电源的正极相连，其中生成的是氧气，能使燃着的木条燃烧得更旺，描述正确，不符合题意； B、电解水实验使用的电源为直流电源，确保电极极性稳定，从而持续产生氢气和氧气，描述错误，符合题意； C、实验结束时产生的氢气和氧气的体积比为2:1，描述正确，不符合题意； D、“绿氢”是通过太阳能、风能发电来电解水制氢，整个过程无碳排放生产，有利于“碳中和”，描述正确，不符合题意； 故选：B。 5．理论上电解水得到氧气和氢气的体积比为1∶2。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，对产生此现象原因的猜想不合理的是（ ） A．部分氧气溶于水 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 【答案】D 【详解】A、在室温下，1L水中能溶解约30mL氧气，而氢气难溶于水，室温下，溶解的比氧气少，故得到氧气和氢气的体积比小于1:2，不符合题意； B、碳能与氧气在一定条件下反应生成二氧化碳，故可能是部分氧气与碳棒发生了反应，不符合题意； C、碳棒具有疏松多孔的结构，可能会吸附一部分氧气，不符合题意； D、在电解水实验中，“正氧负氢”，氧气在正极生成，氢气在负极生成，故氧气与氢气不可能重新生成水，符合题意。 故选D。 6．下图实验用于探究水的组成。下列说法正确的是 A．该实验不是探究水的组成的唯一实验 B．b试管产生的气体能使带火星木条复燃 C．实验中加入的氢氧化钠属于一种反应物 D．实验得出水分子是由氢氧两种元素组成的 【答案】A 【详解】A、除了电解水实验，氢气在氧气中燃烧生成水的实验也能探究水的组成，所以该实验不是探究水的组成的唯一实验，A 正确。    B、根据电解水实验的“正氧负氢”结论，b 试管与电源负极相连，产生的是氢气，氢气具有可燃性，不能使带火星木条复燃，B 错误。    C、 实验中加入氢氧化钠是为了增强水的导电性，氢氧化钠并没有参与化学反应，不属于反应物，C 错误。    D、实验得出的是水是由氢、氧两种元素组成的，而不是水分子是由氢、氧两种元素组成的，水分子是由氢原子和氧原子构成的，D 错误。    故选A。 7．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．高锰酸钾 C．二氧化碳 D．空气 【答案】C 【分析】纯净物包含单质和化合物，单质是由同种元素组成的纯净物，化合物是由不同种元素组成的纯净物，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，故若整个大圆圈表示纯净物，则X表示单质，Y表示化合物，Z表示氧化物。 【详解】A、臭氧是由氧元素组成的纯净物，属于单质，不符合题意； B、高锰酸钾是由K、Mn、O三种元素组成的化合物，不属于氧化物，不符合题意； C、二氧化碳是由C、O元素组成的化合物，属于氧化物，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C。 8．电解一定量的水当某一电极上产生5 mL气体时，另一电极产生的气体体积可能是 A．5 mL或2.5 mL B．5 mL或10 mL C．10 mL或15 mL D．10 mL或2.5 mL 【答案】D 【解析】略 9．下列物质中前者属于化合物，后者属于混合物的是 A．氧气、冰水混合物 B．澄清石灰水、氯化钙 C．蒸馏水、食盐水 D．稀盐酸、大理石 【答案】C 【详解】化合物：由不同种元素组成的纯净物。 混合物：由两种或两种以上的物质混合而成的物质。 A、氧气（O₂）是由同种氧元素组成的纯净物，属于单质；冰水混合物只含水（H2O）一种物质，属于纯净物，由氢、氧两种元素组成，属于化合物，不符合题意； B、澄清石灰水是氢氧化钙的水溶液，属于混合物；氯化钙（CaCl2）由钙、氯两种元素组成的纯净物，属于化合物，不符合题意； C、蒸馏水是纯水（H2O），属于纯净物，由氢、氧元素两种元素组成，属于化合物；食盐水是氯化钠（NaCl）的水溶液，属于混合物，符合题意； D、稀盐酸是氯化氢（HCl）气体的水溶液，属于混合物；大理石主要成分是碳酸钙（CaCO3），还含有杂质，属于混合物，不符合题意。 故选：C。 10．如图是兴趣小组设计的电解水实验创新装置，下列有关说法正确的是 A．实验中注射器针筒内气体的质量比为 B．与电源负极相连的注射器针筒内液面下降速率慢 C．该实验说明水中有氢气和氧气 D．与正极相连的注射器针筒内，产生的气体可以使带火星的木条复燃 【答案】D 【详解】A、电解水时，生成的氧气和氢气的体积比为1：2，而不是质量比，该选项说法不正确； B、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，则与电源负极端相连的注射器针筒内液面下降速率更快，该选项说法不正确； C、该实验说明水由氢元素和氧元素组成，该选项说法不正确； D、正极产生的气体为氧气，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，该选项说法正确。 故选D。 11．如图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．一个水分子由二个氢原子和一个氧原子构成 B．水分解后生成氢气和氧气的分子数比为2：1 C．水分解过程中，分子的种类不变 D．水分解过程中，原子的数目不变 【答案】C 【详解】A、由图中可以看出一个水分子由二个氢原子和一个氧原子构成，正确； B、由图中可以看出水分解后生成氢气和氧气的分子数比为2：1，正确； C、由图中可以看出反应前只有水分子，反应后有氧分子和氢分子，故水分解过程中，分子的种类改变，错误； D、由图中可以看出反应前有6个原子，反应后也有6个原子，故水分解过程中，原子的数目不变，正确。 故选C。 综合应用 12．空间站利用电解水的原理制备氧气，以供给宇航员呼吸。空间站制取氧气系统的剖面结构如图。以下说法正确的是 A．a端为电源的正极 B．供水膜的孔径小于水分子的直径 C．电解水实验证明水由氢、氧原子构成 D．该系统为空间站内实现水循环、氧循环 【答案】D 【详解】A、电解水时正极产生氧气，负极产生氢气，a端产生气体为氢气，则为电源的负极，不符合题意。 B、由图可知，供水膜能使水分子通过，供水膜的孔径应大于水分子的直径，不符合题意。 C、水在通电的条件下生成氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，该实验证明水由氢、氧元素组成，不符合题意。 D、该系统利用电解水制备氧气，同时产生氢气，氢气燃烧又可转化为水，同时提供能量，为空间站内实现水循环、氧循环，符合题意。 故选D。 13．下列归纳和推理正确的是 A．由一种分子构成的物质为纯净物，则纯净物一定由一种分子构成 B．化合物是由不同种元素组成的纯净物，则由不同种元素组成的纯净物一定是化合物 C．单质由同种元素组成，则由同种元素组成的物质一定是单质 D．氧化物中含有氧元素，则含有氧元素的化合物一定是氧化物 【答案】B 【详解】A、由一种分子构成的物质为纯净物，纯净物不一定是由一种分子构成的，也可能是由原子构成的，例如铁属于纯净物，是由铁原子构成的，故A错误，不符合题意； B、化合物是由不同种元素组成的纯净物，由不同种元素组成的纯净物一定是化合物 ，故B正确，符合题意； C、单质是由同种元素组成的，但是由同种元素组成的物质不一定是单质，例如氧气和臭氧的混合物，故C错误，不符合题意； D、氧化物是指由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物，所以氧化物中一定含有氧元素，但是含有氧元素的化合物不一定是氧化物，如氯酸钾，故D错误，不符合题意； 故选B。 14．某化学兴趣小组通过图1中的简易装置来探究水的组成。请回答下列问题。 (1)试管2中收集的气体是 (填化学式)。 (2)由电解水的实验可知，水是由 组成的。 (3)图2为水电解时水分子分解过程示意图。由图可知，水通电分解过程中发生改变的微粒是 (填序号)，不发生改变的微粒是 (填序号)。 ①水分子            ②氢原子            ③氧原子 【答案】(1)O2 (2)氢元素和氧元素 (3) ① ②③ 【详解】（1）由电解水时“正氧负氢、氢二氧一”可知，试管2中收集的气体是电源的正极生成的气体，该气体是氧气，化学式是； （2）电解水生成了氢气和氧气，可得出水是由氢元素和氧元素组成； （3）由水电解时微粒的变化可知，水分子分解成氢原子和氧原子，氢原子结合成氢分子，氧原子结合成氧分子，因此通电分解过程中发生改变的微粒是水分子，不发生改变的微粒是氢原子和氧原子，故填：①；②③。 15．如图是小红同学用来电解水的简易装置图。请你参与探究并回答下列问题： (1)电源的A为 极。 (2)C试管中收集到的气体是 ，可以用 检验，C、D中两种气体的体积比约为 ，发生该反应的文字表达式为 ，该反应属于 反应(填反应类型)。 (3)根据以上事实可以得出：水是由 组成的。 (4)小红在做电解水实验之前还对天然水中的杂质进行了探究，她发现天然水中有可溶性和不溶性两种杂质。你认为除去不溶性杂质的方法是 。 【答案】(1)正 (2) 氧气 带火星的木条 1:2 分解 (3)氢元素和氧元素 (4)过滤 【分析】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，C试管中收集到的气体较少，为氧气，D试管收集到的气体较多是氢气，则与C管相连的A为电源的正极，B为负极。 【详解】（1）由分析可知，A为电源的正极； （2）由分析可知，C试管中收集到的气体是氧气，氧气具有助燃性，检验时可用带火星的木条； C、D中两种气体的体积比，即氧气和氢气的体积比约为1:2； 电解水生成氢气和氧气，文字表达式为：； 反应符合一变多，属于分解反应； （3）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； （4）过滤能将不溶性固体和液体分离，则除去水中不溶性杂质可采用过滤的方法。 拓展培优 16．某化学兴趣小组在实验室里进行电解水实验。 【基础实验】如图所示，在电解器玻璃管里加满水(水中加入少量氢氧化钠)，接通直流电源，一段时间后断开电源，并检验反应中产生的气体。 (1)打开管a活塞，用 检验气体，观察到 。 【实验结论】 (2)该实验说明水是由 。 (3)该反应的文字表达式为： 。 【实验拓展】 (4)理论上电解水生成氢气和氧气的体积比为 ，实际测定结果却往往偏大，这是为什么？ 【查阅资料】常温常压下，1L水中最多能溶解约30mL氧气、18mL氢气。 【探究实验】分别选用不同的电极材料进行电解水实验，3分钟后记录实验数据如下表： 电极材料 铜丝 铁丝 保险丝 电阻丝 氢气与氧气的体积比 7.7：3.3 6.5：3.2 6.9：2.9 7.3：3.4 【实验分析】 (5)水中预先加入少量氢氧化钠的作用是 。 (6)下列关于电解水实验的说法中，正确的是___________(填字母) A．进行该实验前，需要先检查装置的气密性 B．通过实验数据分析，铁丝最适合做电解水实验 C．选用不同的电极材料进行实验，可能影响测得的气体体积比 【交流反思】 (7)影响测得的气体体积比的因素除了与电极材料有关外，还可能与 有关。 【答案】(1) 带火星的木条 木条复燃 (2)氢元素和氧元素组成 (3) (4)2:1 (5)增强导电性 (6)ABC (7)气体在水中的溶解性 【详解】（1）水通电时，负极产生氢气，正极产生氧气，体积比为2：1，a管中气体体积较小，其中的气体是氧气，可用带火星的木条检验气体，可以看到木条复燃； （2）水电解生成氢气和氧气，氢气中含有氢元素，氧气中含有氧元素，反应前后元素种类不变，反应物只有水，所以水由氢元素和氧元素组成； （3）电解水生成氢气和氧气，文字表达式为：； （4）理论上电解水生成氢气与氧气的体积比为2：1； （5）氢氧化钠在水中电离出可自由移动的离子，水中预先加入少量氢氧化钠的作用是增强导电性； （6）A、为防止装置漏气影响实验结果，进行该实验前，需要先检查装置的气密性，正确； B、根据表格中的数据可知，铜丝作为电极时，测得的氢气与氧气的体积比=7.7：3.3≈2.33:1，铁丝作为电极时，测得的氢气与氧气的体积比=6.5：3.2≈2.03:1，保险丝作为电极时，测得的氢气与氧气的体积比=6.9:2.9≈2.37:1，电阻丝作为电极时，测得的氢气与氧气的体积比=7.3：3.4≈2.14:1，最接近 2：1是铁丝作为电极，正确； C、根据B选项的分析可知，选用不同的电极材料进行实验，可能影响测得的气体体积比 ，正确； 故选ABC； （7）氢气、氧气生成过程会与水接触，会有部分气体溶于水，影响测得的气体体积比的因素除了与电极材料有关外，还可能与气体在水中的溶解性有关，氢气比氧气难溶于水。 17．化学兴趣小组以“认识水”为主题开展项目式学习。 【任务一】认识水的蒸发 (1)如图是两杯等体积的水在不同温度下放置时发生变化的微观示意图，已知两杯水的水温分别是20℃和50℃，则温度为20℃的水为 （填序号）。 【任务二】探究水的电解 (2)兴趣小组A自制如图1所示装置，兴趣小组B则采用如图2所示装置完成探究水的组成 步骤一：检查装置气密性，用烧杯向广口瓶中加入500mL1%的氢氧化钠溶液，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。 步骤二：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。 步骤三：将导线与24V的学生电源相连，打开开关，大约2min后可观察到注射器1与注射器2收集到的气体体积比约为 ，电源正极 （填实验现象），关闭电源。 步骤四：取下注射器2，点火，推动注射器2的活塞，产生的现象是 。写出电解水的化学方程式 。 【任务三】探究不同电压和不同浓度NaOH溶液对电解水速率的影响 (3)电解纯水速率较慢，小组同学进行多次实验，测得产生20mL氢气所需时间如图，电解5%的NaOH溶液时，改变电压对电解水速率的影响是 。上述实验中，电解水速率最快的条件是 、 。 【答案】(1)A (2) 1:2 变黑 气体燃烧，发出淡蓝色火焰 (3)电压越高，电解水的速率越快 10%的NaOH溶液 12V电压 【详解】（1）分子之间有间隔，温度越高，分子之间的间隔越大，由图示可知，A中水分子的间隔较小，水的温度较低，故温度为20℃的水为A； （2）步骤三：在电解水的实验中，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气，二者的体积比为1：2，由图示可知，注射器1中收集的是氧气，注射器2中收集的是氢气，故大约2min后可观察到注射器1与注射器2收集到的气体体积比约为1：2，氧气和铜在加热条件下反应生成氧化铜，氧化铜为黑色固体，故若观察到正极电源变黑，说明注射器1中的氧气已收集满，可以关闭电源，停止实验； 步骤四：注射器2与电源的负极相连，收集的气体是氢气，氢气具有可燃性，故取下注射器2，点火，推动注射器2的活塞，产生的现象是气体燃烧，发出淡蓝色火焰。水在通电的条件反应生成氢气和氧气，该反应的化学方程式为：； （3） 观察上图中的数据，当氢氧化钠溶液浓度为5%时，随着电压的增大，产生20mL氢气所需的时间逐渐缩短，这说明改变电压对电解水速率的影响是：随着电压升高，电解水速率越快。为了找出电解水速率最快的条件，我们需要比较不同电压和不同浓度氢氧化钠溶液下的电解水速率，观察上图中的数据，当电压为12V且氢氧化钠溶液浓度为10%时，产生20mL氢气所需的时间最短，因此，电解水速率最快的条件是10%氢氧化钠溶液，电压12V。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第四章 自然界的水 课题2 水的组成 教学目标 1.认识水的组成，能依据化学反应过程中元素不变的规律，推断反应物或生成物的元素组成。 2.能依据物质的组成对物质进行分类，并能识别单质和化合物；能依据物质的类别列举一些简单的单质、氧化物。 3.了解并体验人类认识水的组成的过程和方法。 重点和难点 重点：探究水的组成及变化。 难点：物质的简单分类。 ◆知识点一 氢气 1.氢气的性质 （1）物理性质 颜色 气味 状态 密度 溶解性 气体 相同条件密度最 的气体 溶于水 （2）化学性质——可燃性 实验操作 文字表达式 （H2） （O2） （H2O） 2.检验氢气纯度的方法 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 。 3.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 即学即练 1．下列有关氢气的说法不正确的是 A．氢气是一种无色、无臭、难溶于水的气体 B．氢气在空气中燃烧时，产生淡蓝色火焰 C．氢气可以用向上排空气法收集 D．氢气在空气中燃烧时，在火焰上方罩一个干冷的烧杯，内壁有水雾产生 ◆知识点二 探究水的组成实验 1.探究水的组成及变化 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 通电后，两个玻璃管内液面均 ，两个电极附近均有 ，与电源正极相连的玻璃管内液面下降较 ，与电源负极相连的玻璃管内液面下降较 ，一段时间后正、负极玻璃管内产生气体的体积比约为 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 ，说明该玻璃管内收集的气体是 文字表达式 实验分析 水在通电后发生了化学变化，生成了氢气和氧气。氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，根据化学反应前后元素种类不变，可以推断水是由氢、氧两种元素组成的 实验结论 ① ； ② 。 ①电解水实验所用电源是 电源，不是交流电源；水电解反应的条件是“ ”不是“电解”。 ②电解水实验产生氢气和氧气的 约为2:1,质量比约为 。 ③为了增强水的导电性，实验时可向水中添加少量 或 。 ④若实验中产生的氧气和氢气的体积比小于1:2，可能的原因之一是 。 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 ； ③分子由 构成； ④化学反应前后元素 不变，原子 和 不变。 即学即练 2．水是人类宝贵的自然资源。 (1)净水过程主要有沉淀、过滤、吸附、蒸馏等，单一操作相对净化程度较高的是 。 (2)实验室常用过滤方法除去水中不溶性杂质，过滤需要用到的仪器有带铁圈的铁架台、烧杯、漏斗（含滤纸）和 （填仪器名称）。 (3)过滤后的水依然浑浊，可能的原因是 。（写一条） (4)如图所示为实验室用直流电电解水的简易装置，结合所学知识完成以下问题。 ①通电后，观察到试管1生成气体的速度比试管2快。一段时间后停止通电，观察到气体A和B的体积比大约为 ；产生气体A的一端连接的是电源的 极（填“正”或“负”）。 ②分别用燃着的木条检验得到的两种气体，观察到气体A燃烧，发出淡蓝色火焰，该气体为 ，写出气体A燃烧的化学方程式 。该实验证明水是由 组成的。 ◆知识点三 物质的简单分类 1.单质和化合物 (1)单质与化合物的比较 物质类别 单质 化合物 概念 由 组成的纯净物 由 组成的纯净物 共同点 都属于 物 区别 ①宏观上：单质由同种元素组成； ②微观上：单质的分子由同种元素的原子构成； ③不能发生分解反应 ①宏观上：化合物由两种或两种以上元素组成； ②微观上：化合物的分子由不同种元素的原子或离子构成； ③在一定条件下可能发生分解反应 判断依据 前提是纯净物，且只含一种元素 前提是纯净物，至少含有两种元素 举例 氧气(O2)、氢气(H2)、铁(Fe) 二氧化碳(CO2)、水(H2O)、高锰酸钾(KMnO4) 联系 二者都属于纯净物，单质在一定条件下发生 可以生成化合物，某些化合物在一定条件下发生 可以生成单质 (2)氧化物 由 元素组成的化合物中，其中一种元素是 的叫氧化物，如水(H2O)、二氧化碳(CO2)等。氧化物属于化合物。 ①含有氧元素的化合物称为 ，如高锰酸钾(KMnO4)、水(H2O)等都是含氧化合物。 ②氧化物 是含氧化合物，但含氧化合物不一定是氧化物。 ③化合物包含含氧化合物，含氧化合物包含氧化物。 2.物质的简单分类 ①只含一种元素的物质不一定是单质，它还可能是由同种元素组成的不同单质混合形成的 物，如O2和O3的混合气体。 ②混合物是由不同物质组成的物质，而化合物是由不同元素组成的 物。 ③由多种元素组成的物质 是化合物，还可能是混合物；由多种元素组成的纯净物 是化合物。 即学即练 1．对物质进行分类是化学学习的常用方法，下列物质分类正确的是 A．氧化物：氧化镁、高锰酸钾 B．单质：氢气、汞 C．混合物：自来水、冰水混合物 D．纯净物：稀有气体、蒸馏水 考点一 氢气的性质及用途 【例1】液氢可作为发射火箭的燃料。下列有关氢气的说法中，属于氢气的化学性质的是 A．通常状况下，是无色、无臭的气体 B．氢气是最轻的气体 C．氢气具有可燃性 D．氢气难溶于水 【变式1-1】实验室收集氢气()能用排水法、向下排空气法等方法收集，由此推知氢气()可能具有的性质是 ①易溶于水  ②难溶于水  ③密度比空气大  ④密度比空气小  ⑤密度与空气接近  ⑥常温下可与空气中某些成分反应  ⑦常温下不与空气中的成分反应 A．①③⑥ B．①④⑦ C．②④⑦ D．①⑤⑦ 【变式1-2】检验氢气纯度时，判断氢气较纯依据的现象是 A．听到尖锐的爆鸣声 B．听到轻微的爆鸣声 C．未听到声音 D．试管炸裂 考点二 电解水的实验探究 【例2】某同学利用如图创新装置探究水的组成。下列说法不正确的是 A．a中气体能使带有火星的木条复燃 B．a、b中气体的体积比大约为2：1 C．滴加氢氧化钠溶液是为了增强水的导电性 D．结合实验现象可知，水由氢元素和氧元素组成 【变式2-1】如图是教材中两个实验，下列有关说法错误的是 A．实验①点燃氢气之前要检验其纯度 B．实验②a、b两管上方生成气体的体积比为2：1 C．检验a管气体可用带火星的木条 D．两个实验均可证明水的组成 【变式2-2】图是改进的电解水的实验装置示意图，图是课本中电解水的实验装置示意图。请据图回答下列问题： (1)写出电解水的文字表达式： ；反应类型 。 (2)用玻璃三通管将图1装置电解水时产生的气体混合在一起，点燃用该混合气吹出的肥皂泡时的实验现象是： 。 (3)图实验装置的优点是： 。 (4)与图2装置相比，用图1装置进行该实验的主要不足之处是： 。 (5)通过该实验得出了许多结论，请你说出一条 。 考点三 物质的简单分类 【例3】下列各组物质，按混合物、氧化物、单质顺序排列的一组是 A．空气、高锰酸钾、铁 B．四氧化三铁、氧化镁、汞 C．石灰石、冰、液氧 D．糖水、氧化铁、水 【变式3-1】图表示某些概念的从属关系，下列选项中能符合图的是 A B C D X 氧化物 单质 氧化物 纯净物 Y 化合物 化合物 纯净物 单质 【变式3-2】下列物质的分类中，完全正确的一组是 A．单质：水、铜、氦气 B．氧化物：蒸馏水、四氧化三铁、过氧化氢溶液 C．混合物：稀有气体、液氧、高锰酸钾完全分解后的固体剩余物 D．纯净物：冰水混合物、五氧化二磷、二氧化锰 基础达标 1．下列物质中，由一种元素组成的是 A．水 B．氧气 C．二氧化碳 D．葡萄糖 2．在收集氢气、检验氢气纯度的实验操作中，不正确的是（　　） A．用排水法收集一试管气体 B．用拇指堵住试管口，管口向上，靠近火焰，移开拇指点火 C．如果听到的声音很小，表示气体较纯 D．如果听到尖锐的爆鸣声，可直接用排水法收集一试管氢气，再进行检验 3．“”和“”分别表示不同元素的原子，其中可以表示氧化物的是 A． B． C． D． 4．按照生产氢气过程中碳排放的多少可将氢气分为“灰氢”、“蓝氢”、“绿氢”。“绿氢”是通过太阳能或风能发电来电解水制氢，整个过程无碳排放。以下说法不正确的是 A．试管2中的气体能使燃着的木条燃烧得更旺 B．该实验中使用的电源为交流电源 C．实验结束时产生的氢气和氧气的体积比为 D．生产“绿氢”有利于实现“碳中和” 5．理论上电解水得到氧气和氢气的体积比为1∶2。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，对产生此现象原因的猜想不合理的是（ ） A．部分氧气溶于水 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 6．下图实验用于探究水的组成。下列说法正确的是 A．该实验不是探究水的组成的唯一实验 B．b试管产生的气体能使带火星木条复燃 C．实验中加入的氢氧化钠属于一种反应物 D．实验得出水分子是由氢氧两种元素组成的 7．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．高锰酸钾 C．二氧化碳 D．空气 8．电解一定量的水当某一电极上产生5 mL气体时，另一电极产生的气体体积可能是 A．5 mL或2.5 mL B．5 mL或10 mL C．10 mL或15 mL D．10 mL或2.5 mL 9．下列物质中前者属于化合物，后者属于混合物的是 A．氧气、冰水混合物 B．澄清石灰水、氯化钙 C．蒸馏水、食盐水 D．稀盐酸、大理石 10．如图是兴趣小组设计的电解水实验创新装置，下列有关说法正确的是 A．实验中注射器针筒内气体的质量比为 B．与电源负极相连的注射器针筒内液面下降速率慢 C．该实验说明水中有氢气和氧气 D．与正极相连的注射器针筒内，产生的气体可以使带火星的木条复燃 11．如图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．一个水分子由二个氢原子和一个氧原子构成 B．水分解后生成氢气和氧气的分子数比为2：1 C．水分解过程中，分子的种类不变 D．水分解过程中，原子的数目不变 综合应用 12．空间站利用电解水的原理制备氧气，以供给宇航员呼吸。空间站制取氧气系统的剖面结构如图。以下说法正确的是 A．a端为电源的正极 B．供水膜的孔径小于水分子的直径 C．电解水实验证明水由氢、氧原子构成 D．该系统为空间站内实现水循环、氧循环 13．下列归纳和推理正确的是 A．由一种分子构成的物质为纯净物，则纯净物一定由一种分子构成 B．化合物是由不同种元素组成的纯净物，则由不同种元素组成的纯净物一定是化合物 C．单质由同种元素组成，则由同种元素组成的物质一定是单质 D．氧化物中含有氧元素，则含有氧元素的化合物一定是氧化物 14．某化学兴趣小组通过图1中的简易装置来探究水的组成。请回答下列问题。 (1)试管2中收集的气体是 (填化学式)。 (2)由电解水的实验可知，水是由 组成的。 (3)图2为水电解时水分子分解过程示意图。由图可知，水通电分解过程中发生改变的微粒是 (填序号)，不发生改变的微粒是 (填序号)。 ①水分子            ②氢原子            ③氧原子 15．如图是小红同学用来电解水的简易装置图。请你参与探究并回答下列问题： (1)电源的A为 极。 (2)C试管中收集到的气体是 ，可以用 检验，C、D中两种气体的体积比约为 ，发生该反应的文字表达式为 ，该反应属于 反应(填反应类型)。 (3)根据以上事实可以得出：水是由 组成的。 (4)小红在做电解水实验之前还对天然水中的杂质进行了探究，她发现天然水中有可溶性和不溶性两种杂质。你认为除去不溶性杂质的方法是 。 拓展培优 16．某化学兴趣小组在实验室里进行电解水实验。 【基础实验】如图所示，在电解器玻璃管里加满水(水中加入少量氢氧化钠)，接通直流电源，一段时间后断开电源，并检验反应中产生的气体。 (1)打开管a活塞，用 检验气体，观察到 。 【实验结论】 (2)该实验说明水是由 。 (3)该反应的文字表达式为： 。 【实验拓展】 (4)理论上电解水生成氢气和氧气的体积比为 ，实际测定结果却往往偏大，这是为什么？ 【查阅资料】常温常压下，1L水中最多能溶解约30mL氧气、18mL氢气。 【探究实验】分别选用不同的电极材料进行电解水实验，3分钟后记录实验数据如下表： 电极材料 铜丝 铁丝 保险丝 电阻丝 氢气与氧气的体积比 7.7：3.3 6.5：3.2 6.9：2.9 7.3：3.4 【实验分析】 (5)水中预先加入少量氢氧化钠的作用是 。 (6)下列关于电解水实验的说法中，正确的是___________(填字母) A．进行该实验前，需要先检查装置的气密性 B．通过实验数据分析，铁丝最适合做电解水实验 C．选用不同的电极材料进行实验，可能影响测得的气体体积比 【交流反思】 (7)影响测得的气体体积比的因素除了与电极材料有关外，还可能与 有关。 17．化学兴趣小组以“认识水”为主题开展项目式学习。 【任务一】认识水的蒸发 (1)如图是两杯等体积的水在不同温度下放置时发生变化的微观示意图，已知两杯水的水温分别是20℃和50℃，则温度为20℃的水为 （填序号）。 【任务二】探究水的电解 (2)兴趣小组A自制如图1所示装置，兴趣小组B则采用如图2所示装置完成探究水的组成 步骤一：检查装置气密性，用烧杯向广口瓶中加入500mL1%的氢氧化钠溶液，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。 步骤二：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。 步骤三：将导线与24V的学生电源相连，打开开关，大约2min后可观察到注射器1与注射器2收集到的气体体积比约为 ，电源正极 （填实验现象），关闭电源。 步骤四：取下注射器2，点火，推动注射器2的活塞，产生的现象是 。写出电解水的化学方程式 。 【任务三】探究不同电压和不同浓度NaOH溶液对电解水速率的影响 (3)电解纯水速率较慢，小组同学进行多次实验，测得产生20mL氢气所需时间如图，电解5%的NaOH溶液时，改变电压对电解水速率的影响是 。上述实验中，电解水速率最快的条件是 、 。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$