课题3 水的组成（同步讲义）化学沪科版五四学制2024八年级全一册

专题4 水的性质与组成 课题3 水的组成 教学目标 1．通过实验探究，从宏观与微观相结合的视角认识水的组成。 2．基于具体的化学反应，认识并判断化合反应、分解反应。 3．通过科学史实，体会化学家探索水的组成的智慧和方法。 重点和难点 重点：水的组成；化合反应和分解反应。 难点：从微观角度认识水的组成。 ◆知识点一 怎样通过实验研究水的组成 1．合成水 实验探究：氢气与氧气反应（氢气燃烧） 实验过程 将氢气发生装置中产生的纯净氢气，用玻璃导管导出，点燃玻璃导管尖嘴口的氢气，并用干燥的烧杯罩在火焰上，观察并记录实验现象。 现象记录 导管口氢气安静地燃烧，产生 火焰， ；烧杯内壁 。 文字表达式 符号表达式 实验结论 氢气在氧气中燃烧生成了 ，说明水是由 元素和 元素组成的。 2．分解水 实验探究：水的电解 （1）实验装置：水电解器； （2）电源种类： ； （3）加入少量硫酸或氢氧化钠的目的： （4）实验过程 实验步骤 现象记录 装置图 1.电解器装满水，分别连接直流电源的正、负极。接通直流电源，观察并记录两个电极附近出现的现象。 电极上 ，正极玻璃管上方聚集的气体 ，负极玻璃管上方聚集的气体 。 2.切断上述装置中的电源，记录两支玻璃管中气体的体积。 连接负极的一端产生的气体比连接正极一端产生的气体多，其体积比约为 。 3.用燃着的木条分别在两支玻璃管尖嘴口检验电解反应中产生的气体，观察并记录实验现象。 体积大的气体能燃烧，并产生 ，该气体是 ；体积小的气体能使燃着的木条 ，证明它是 。 （5）表达式： 文字表达式： 符号表达式： （6）实验结论：在直流电的作用下，水发生分解生成 。证明水是由 和 组成的。 3． 分解反应和化合反应 化合反应 分解反应 定义 由 物质反应生成 反应叫做化合反应。 由 反应生成 的反应叫做分解反应。 特征 通式 A +B + … → C A→B + C + … 举例 碳 + 氧气二氧化碳 铁 + 氧气四氧化三铁 镁 + 氧气氧化镁 二氧化锰 过氧化氢 水+ 氧气加热 高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气 两者联系 都是化学反应的基本类型之一，二者是 关系 4． 研究物质组成的方法 （1）化学上研究物质的组成，一般包括“ ”和“ ”两条途径； 由已知组成的反应物合成未知组成的生成物，可推知生成物的组成；由未知反应物分解得到已知组成的生成物，可推知反应物的组成。 （2）历史上，化学家通过对水的合成和分解的实验，认识到水 ，而是 。 特别提醒： 1．混有一定量的空气或氧气的氢气遇明火会发生爆炸，因此点燃前必须验纯。 2．电解水开始实验时，体积比常小于1:2，原因是： ①氧气比氢气更易溶于水，一部分氧气溶解在水中； ②氧气的化学性质较活泼，可能与电极反应消耗一部分。实验一段时间后，两者的体积比接近1:2。 即学即练 1．如图所示为氢气燃烧的实验。下列说法不正确的是 A．点燃氢气前需要检验其纯度 B．氢气在空气中燃烧产生蓝紫色火焰 C．实验中烧杯内壁有无色液滴产生 D．实验中发生的变化属于化合反应 2．如图是教材中的2个实验，下列说法不正确的是 A．实验①在点燃氢气前需验纯 B．实验②在a、b管上方生成的气体质量比为1：8 C．实验①和②发生的反应均属于化合反应 D．实验①和②均可证明水的组成 3．下列关于分解反应说法正确的是 A．分解反应的生成物有多种，所以生成物有多种的反应一定是分解反应 B．分离液态空气法制氧气的过程是分解反应 C．通电的条件下，水可以发生分解反应 D．氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水，属于分解反应 ◆知识点二 水在通电后分子发生了什么变化 1. 水是由 聚集而成的，氢气和氧气是分别由大量 和 聚集而成的。 2.研究证明，每个水分子由 构成，水的化学式为 ； 氢分子与氧分子都是 ，化学式分别为 、 。 3．从微观角度分析水的电解： （1）分析：水在电解过程中，水分子分成 ； 结合成一个氢分子，许多氢分子聚集为 ； 结合成一个氧分子，许多氧分子聚集为 。 （2）结论：电解水时，水分子分解为 ，氢原子和氧原子 为氢分子和氧分子。 4．从微观角度分析氢气的燃烧： （1）分析：氢气燃烧过程中，氢分子分成 ，氧分子分成 ； 和 结合成一个水分子，许多水分子聚集成 。 （2）结论：电解水时，水分子分解为 ，氢原子和氧原子 为氢分子和氧分子。 5.通过对水的合成和分解的分析可知： （1）化学反应前后 的种类不变， 的种类不变。 （2）化学变化中，分子 ，原子 。 （3）化学变化的实质是 。 即学即练 1．（24-25九年级上·云南昆明·期中）水是生命之源，虽普通但宝贵。根据图示，回答下列问题。 如图所示，是水在通电的条件下生成氢气和氧气的微观示意图。在这个变化过程中，发生了改变的是 （填序号），该变化过程中的最小粒子是 （填序号）； A．水分子            B．氢元素和氧元素       C．氢原子和氧原子 2．根据对下图的理解，从分子和原子的观点解释水受热变成水蒸气和水电解生成氢气和氧气有什么不同？      (1)水受热蒸发时，水分子间的 变大了，分子本身 ；水通电分解时，水分子发生了分裂，变成了 和 ，然后氢原子两两结合生成 ，氧原子两两结合生成了 。 (2)化学变化的实质是 分成 ，原子再重新组合成新的 。 (3)化学反应前后，原子的 、 、 都没有变，元素的 、 也没有变。 一、 氢气的燃烧和水的电解 1. 氢气的燃烧 实验现象：发出淡蓝色火焰，放热，罩在火焰上方的烧杯内壁有水雾凝结。 文字表达式：氢气 + 氧气 水 符号表达式：H2 + O2 H2O 2. 水的电解 实验现象：电极上产生气泡，正极端气体体积少，能使带火星的木条复燃；负极端气体体积多，能燃烧，火焰呈淡蓝色；正负极气体体积比为1：2。通电 文字表达式：水 氢气↑ + 氧气↑通电 符号表达式： H2O H2 ↑ + O2↑ 3. 氢气燃烧生成水，水通电分解生成氢气和氧气，二者都能证明水在由氢元素和氧元素组成的。 实践应用 1．关于如图所示两个实验，下列说法正确的是 A．在图1中，氢气与氧气的质量比约为2：1 B．在图1中，点燃a气体前需要检验其纯度 C．在图1中，与玻璃管b相连的是电源的负极 D．在图2中，氢气在空气中燃烧产生黄色火焰 2．化学既要从宏观层面研究物质，又要从微观层面探析本质。请根据图示回答问题。 (1)宏观角度辨识水的组成 在电解水实验中，两个电极上都会产生气泡。如图1所示，正、负极产生气体的体积比约为 ，正极产生的气体能使燃着的木条燃烧更旺，是氧气，经验证负极产生的气体为氢气。此实验可证明水是由 组成的。 (2)微观角度探析水的分解 由图2可知，该反应的符号表达式为 。反应过程中没有发生变化的微粒是 。根据水分子的示意图可知，一个水分子由 构成。 二、化合反应和分解反应 1．化合反应：由两种或两种以上物质反应生成一种新物质的反应；特征是“多变一”，属于基本反应类型。 2．分解反应：由一种物质反应生成两种或两种以上其他物质的反应；特征是“一变多”，也属于基本反应类型。 实践应用 1．属于分解反应的是 A． B． C． D． 2．下列化学反应既是氧化反应又是化合反应的是 A．铁＋氧气四氧化三铁 B．高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 C．蜡烛+氧气二氧化碳+水 D．水氢气+氧气 三、微观角度分析水的组成实验 1．水通电分解时，水分子分成氢原子和氧原子，两个氢原子结合成一个氢分子，两个氧原子结合成一个氧分子，许多氢分子聚集成氢气，许多氧分子聚集成氧气。 2．氢气在氧气中燃烧时，氢分子分成氢原子，氧分子分成氧原子，两个氢原子和一个氧原子结合成水分子，许多水分子聚集成水。 3. 从氢气燃烧和水通电分解可以看出，化学变化的实质是分子分成原子，原子重新组合成新的分子。 实践应用 1．下图是电解水的微观示意图，从中获得的信息错误的是 A．生成物中有两种单质 B．反应前后原子的种类、数目均不变 C．该反应说明水是由氢气和氧气组成的 D．化学变化中分子可以分成原子，原子可重新结合成新分子 E．分子一定比原子大 2．为探究水的组成，利用下图A所示装置进行电解水实验，根据所学知识回答下列问题： (1)任选A装置中a，b管中的一种气体，设计实验检验该气体，简述实验步骤、现象和结论。 (2)在图B中补充电解水时，水分子分解成原子、原子重组成新分子的过程。 考点一 氢气燃烧 【例1】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 解题要点 氢气点燃前要验纯，纯净的氢气燃烧，发出淡蓝色火焰；检验氢气燃烧产物的方法是在火焰上方罩一个烧杯；氢气燃烧能证明水是由氢元素和氧元素组成的。 【变式1-1】我国氢能源汽车采用的是以氢气为燃料的电池技术，氢气燃烧产物无污染，是理想的清洁能源，如图是氢气燃烧实验的示意图，下列有关说法不正确的是 A．点燃氢气前必须先验纯 B．氢气在空气中燃烧发出蓝紫色火焰 C．实验中可观察到烧杯内壁有液滴出现 D．氢气燃烧过程中分子种类发生改变 【变式1-2】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 考点二 水的电解 【例2】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．该实验说明水是由氢元素和氧元素组成的 D．8min时产生的H2和O2的体积比是2:1 解题要点 电解水正负极产生气体的体积比为1：2，质量比为8：1，二者不能混淆；两电极产生的气体的检验方法是用燃着的木条置于导管口，观察气体能否燃烧和木条是含燃烧更旺，或者用带火星的木条检验正极产生的气体；该实验说明水是由氢元素和氧元素组成的，不能说成水是由氢气和氧气组成的。 【变式2-1】在水的电解的实验中，有关说法错误的是 A．检验正极端相连的管内生成的气体可选用带火星的小木条 B．电解水水中加入硫酸钠可增强水的导电性 C．电解水时产生氢气和氧气的体积比是 D．该实验的结论是：水是由氢元素和氧元素组成的 【变式2-2】（24-25八年级下·上海浦东新·期中）如图为电解水实验装置示意图，下列说法正确的是 A．a管内产生气泡的速度比b快 B．a管连接的是正极 C．燃着的木条靠近a打开的尖嘴后，木条燃烧的更旺a D．b管与a管中气体的体积比约为 考点三 水的电解微观分析 【例2】如图是电解水的微观示意图，化学反应前后水分子种类 ，构成水分子的氢原子和氧原子种类 ，组成水的元素种类 。（填“改变”或“不变”） 解题要点 用反应物分子分成原子，原子重新组合成生成物分子进行解释。 【变式2-1】（24-25九年级上·河南周口·期中）如图是电解水的微观示意图。 (1)写出该变化的反应符号表达式 。 (2)该变化微观过程是：①水分子分裂为氧原子和氢原子。② 。 【变式2-2】下图是水发生某些变化时的过程示意图，其中表示氧分子、表示氢分子、表示水分子。请回答： 从微观角度来看，变化I的实质是 ，变化Ⅱ的实质是 。 考点四 化合反应和分解反应 【例2】下列反应均与“水”有关，属于化合反应的是 A．二氧化碳+水→碳酸 B．钠+水→氢氧化钠+氢气 C．氢氧化钠+硫酸→硫酸钠+水 D．碳酸二氧化碳+水 解题要点 把握一个关键，即化合反应是“多变一”、分解反应是“一变多”。 【变式2-1】下列化学反应既不属于分解反应又不属于化合反应的是 A． B． C． D．二氧化碳+氢氧化钙→碳酸钙+水 【变式2-2】下列化学反应基本类型的微观模拟图中，能表示分解反应的是 A． B． C． D． 基础达标 （24-25八年级下·上海·期中）电解水实验就像一场“魔术”，揭示了水的组成奥秘，展现了化学反应的奇妙过程。某化学小组从“合”与“分”两个角度进行实验验证水的组成(如图1和2)。 1．下列说法错误的是 A．图1烧杯内壁有水雾出现 B．图1的氢气(难溶于水)可用排水法收集 C．图2正负两极汇集的气体体积比为2∶1 D．两个实验均可证明水是化合物 2．关于图2中电解水实验，说法正确的是(不定项) A．从现象上：两电极上都冒气泡，中间漏斗内液面上升 B．从变化上：属于物理变化 C．从宏观上分析：水是由氢气和氧气组成的 D．从微观上分析：水分子先拆分成原子，再重新组合成新分子 3．（24-25八年级下·上海静安·期末）通过电解水的方法同样可以获得氧气，关于电解水的实验，下列说法正确的是 A．负极电极产生气体的体积较大 B．加入稀硫酸能增加水的导电性 C．该实验可知水由氢氧原子组成 D．生成氢气和氧气的质量比为2：1 4．（2025·山东临沂·二模）如图所示为水的电解实验，下列关于该实验的说法正确的是 A．从微观角度看，该实验过程中水分子分解成氢原子和氧原子，氢原子和氧原子重新组合成氢气分子和氧气分子 B．从结论看，该实验证明了水是由氢气和氧气组成的 C．从现象看，电解过程中与电源负极相连的电极产生的气体能使带火星的木条复燃 D．从能量转化看，该实验是将化学能转化为电能的过程 5. 在电解水的实验中，对观察到的实验现象描述正确的是 A．与电源正极相连的试管内有气泡产生，而与电源负极相连的试管内则没有 B．与电源负极相连的试管内汇集的气体可使带有火星的木条复燃 C．与电源正极相连的试管内汇集的气体移近火焰时，气体能够燃烧，火焰呈淡蓝色 D．与电源正、负极相连的试管内汇集的气体体积比约为 6．（2024·上海浦东新·一模）关于电解水的实验，叙述正确的是 A．b是电源的正极 B．试管c中的气体能燃烧 C．产生的H2和O2的体积比为1：2 D．该实验能证明水是由氢、氧元素组成的 7．（24-25九年级上·安徽淮北·期中）有关如图所示实验的说法不正确的是 A．电解水时常加入少量硫酸钠或氢氧化钠可增强水的导电性 B．纯净的氢气燃烧时，产生淡蓝色火焰，放出热量 C．a管与b 管收集的气体质量比为1：2 D．两个实验均可证明水的组成 8. 识别图像是学习化学的必备能力。如图为氢氧燃料电池的工作原理示意图及电解水实验中产生气体的体积与时间的关系。下列说法不正确的是 A．氢气具有可燃性 B．电解水与电源负极相连的电极上产生气体M C．气体M、N的质量比为1：2 D．氢氧燃料电池把氢气和氧气反应的化学能直接转化为电能 9．（2024·上海静安·二模）有关电解水实验说法错误的是 A．反应一段时间后，a、b玻璃管中产生气体的体积比约为 B．反应一段时间后，a、b玻璃管中产生气体的质量比约为 C．a中气体使带火星木条复燃，b中气体能被点燃 D．由电解水实验得出结论：水是由氢、氧两种元素组成的 10．（2025·重庆·中考真题）“水的组成及变化的探究”为学生必做实验。下列对该实验的说法不正确的是 A．正极产生的气体能燃烧 B．氢气点燃前必须验纯 C．该实验证明水由氢元素和氧元素组成 D．正极与负极产生气体的体积比为 11．（24-25八年级下·上海浦东新·期中）下列属于分解反应的是 A．碳+氧气二氧化碳 B．碳酸钙+盐酸氯化钙+二氧化碳+水 C．二氧化碳+水碳酸 D．高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 12．（24-25八年级下·上海闵行·期中）水是一种重要的物质，在日常生活和实验室中有着不可替代的作用。按要求回答问题： (1)从物质构成的微粒观角度看： 水是由许许多多的 构成的；1个水分子由 构成。 (2)从物质变化角度看：在实验一和实验二中水发生了不同的变化。从微观角度解释两个变化的本质区别 。 (3)我们可以通过“分”“合”的思维方法证明水的组成。 I．分解水。 ①电解时，发生反应的文字表达式是 ；通电后能观察到的现象有 。 ②实验二中，a管产生的气体是 （填化学式），检验该气体的方法是 ；b管产生的气体是 （填化学式），检验该气体的方法是 ；若正极产生8mL气体，那另一个电极产生的气体体积约为 mL。 ③微观探析：电解水的微观示意图如图。 补全横线上的模型图 ；从微观角度解释化学变化的实质是 。 ④电解水的实验可证明水是由 组成的。 II．合成水。 在实验三中点燃氢气，用证明燃烧产物的方法证实了水的组成。某学生在c处加入了氧化钙，发生反应的文字表达式是 ，加入该物质的目的是 。在实验过程中会产生的现象有 。 综合应用 13．（24-25九年级上·广东东莞·期中）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．实验②中a、b两管上方产生气体的体积比约为2:1 C．两个实验中发生的反应都是分解反应 D．两个实验均可证明水的组成 14．（2025·上海奉贤·一模）在水电解器的玻璃管中注满水，接通直流电源一段时间后如图所示。下列叙述正确的是 A．通电过程中，观察到b中液面上升 B．a和c中收集气体的方法均为排水法 C．可用带火星的木条检验c中的气体 D．该实验说明水是由氢气和氧气组成的 15．（2025·上海徐汇·二模）能验证水是由氢元素和氧元素组成的实验是 A．水与氧化钙混合 B．二氧化碳通入水中 C．氢气在氧气中燃烧 D．电解水 16．（2025·贵州黔东南·二模）水是生命之源，图1是电解水装置，图2是电解水反应的微观示意图，请回答下列问题。 Ⅰ．证据推理是学习化学的基本思维方法。 (1)电解水实验能够证明水是由 组成的，依据的原理是 。 (2)要推出以上结论，在实验过程中收集的证据是 (包括操作、现象和结论)。 Ⅱ．宏观与微观相结合也是学习化学的基本思维方法。 (3)电解水实验中产生的V(H2)：V(O2)= ，科学研究已经证明，对于任何一种气体，在温度、压强都相同时，气体分子越多，气体体积越大(分子的数目与气体的体积成正比)。试结合电解水实验，分析水分子中氢原子和氧原子的个数比为2：1的原因： 。 (4)除了电解水实验，还能用其他实验证明水的组成。请将图2正确排序表示该变化的实质： (填序号顺序)。 17．（24-25八年级下·上海虹口·期中）氢气是理想的清洁能源，在我国经济发展中具有重要的地位。兴趣小组的同学对氢气的制取方法、储存方式、应用优势等展开探究。 任务一：调查氢气制取方法 获取氢气的方法多样，其中利用光伏和风力产生的电力进行水的电解制氢，是一种应用广泛且技术成熟的途径。以下是两组可用于电解水的装置： (1)装置甲中，接通电源后，同学们观察到电极附近有气体产生，一段时间后，正、负极分别产生的气体体积比约为 ，该反应的文字表达式是 。 (2)切断电源，打开b管顶端的活塞，在管口放置一根燃着的木条，会观察到气体燃烧，产生 色的火焰，该反应的文字表达式是 。 (3)实验时，老师向水中加入了少量氢氧化钠，目的是 。 (4)与图乙装置相比，图甲装置的优点是 (写一点)。 (5)我国科学家已研究出在新型高效光催化剂作用下利用太阳能分解水制氢气的方法。水在通过并接触催化剂表面时，分解的微观示意图如图：(“”表示氢原子，“”表示氧原子，“”表示催化剂)：则水分解的微观过程的正确顺序是 (填序号)。 任务二：调研氢能储存方式 储氢是实现氢能广泛应用的重要环节，分为物理储氢和化学储，前者包括高压气态、低温液态、吸附等储存方式，后者将氢气转化为其他化合物进行储存。 (6)从微观角度解释，氢气能被压缩储存的原因是 。 (7)“液氨储氢”的原理是氢气与氮气在一定条件下生成氨气，其反应的微观过程如图所示。“液氨储氢”属于 (填“物理”或“化学”)储氢。 拓展培优 18．（2024·海南·中考真题）我国科学家发明的无淡化海水直接电解制氢技术，利用防水透气膜将海水和电解槽隔离开，从根本上解决了海水杂质离子对设备的腐蚀问题，其工作原理如图所示。下列有关说 法中不正确的是 A．理论上，该设备制得氢气与氧气的质量比为1:8 B．防水透气膜选择性允许气态的水分子透过 C．电解槽中a电极与电源的负极相连 D．电解槽中的氢氧化钾可增强水的导电能力 19．（2024·上海长宁·二模）变色眼镜既可矫正视力，又可像墨镜一样遮挡刺眼的阳光。其反应原理之一是，该反应的基本反应类型是 A．化合反应 B．分解反应 C．氧化反应 D．其他反应 20. 人们对于物质组成与构成的认识经历了曲折的过程。自古以来，人们认为水是组成世间万物的一种元素，不可再分。 (1)18世纪中叶，英国化学家普里斯特利用锌加入稀硫酸中制得“可燃空气”，将少量“可燃空气”与空气通入铁质容器混合点燃，能产生剧烈的爆鸣，并产生水雾。该“可燃空气”应该是 。 (2)1781年，英国化学家卡文迪什加热汞煅灰（HgO）后得到了一种液态金属单质和一种气体——“脱燃素空气”，蜡烛在这种气体中燃烧更明亮。请写出卡文迪什制得“脱燃素空气”的文字表达式 。 (3)卡文迪什认为普里斯特利的实验并不能证明水的组成，于是用“脱燃素空气”代替空气重做了实验，目的是 。 (4)1783年，法国化学家拉瓦锡将水加热成蒸气通过高温的铁管，一段时间后，在出口处收集到一种可燃性气体。实验后称量发现水的质量减少，铁管的质量增加，经研究证明铁转化为四氧化三铁，装置如图1所示。其反应原理为 （写文字表达式）。至此，水不是单一元素物质，而是由氢、氧两种元素组成的观点得到了化学界公认。 1800年，英国化学家尼科尔森通过伏打电池在常温下对水进行通电分解，得到氢气和氧气，再次确认了水的组成。某同学在实验室模拟了尼科尔森用电分解水的实验如图2所示，得到不同电极的电解结果如下表所示。 表：不同电极在相同条件下的电解结果（以气柱高度表示电解产生的气体体积） 电极 时间 H2体积 O2体积 V（H2）∶V（O2） 多孔碳棒 4'28" 66 25 2.6∶1 镀镍回形针 2'22" 66 31 2.1∶1 铜丝 2'15" 66 33 2：1 已知多孔碳棒使用一段时间后会因质量减少而需更换。 (5)结合图表信息回答，用多孔碳棒作电极时，氢气和氧气的体积比总是大于2∶1的原因可能是 。 (6)在整个发现过程中，科学家利用了“分合”思想证明了水的组成。下面实验中属于“分”思想的是 （填字母）。 a.氢气燃烧实验            b.铁管实验                c.水通电实验 19 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题4 水的性质与组成 课题3 水的组成 教学目标 1．通过实验探究，从宏观与微观相结合的视角认识水的组成。 2．基于具体的化学反应，认识并判断化合反应、分解反应。 3．通过科学史实，体会化学家探索水的组成的智慧和方法。 重点和难点 重点：水的组成；化合反应和分解反应。 难点：从微观角度认识水的组成。 ◆知识点一 怎样通过实验研究水的组成 1．合成水 实验探究：氢气与氧气反应（氢气燃烧） 实验过程 将氢气发生装置中产生的纯净氢气，用玻璃导管导出，点燃玻璃导管尖嘴口的氢气，并用干燥的烧杯罩在火焰上，观察并记录实验现象。 现象记录 导管口氢气安静地燃烧，产生淡蓝色火焰，放热；烧杯内壁有水雾凝结。 文字表达式 氢气 + 氧气 水 ； 符号表达式 H2 + O2 H2O 实验结论 氢气在氧气中燃烧生成了水，说明水是由氢元素和氧元素组成的。 2．分解水 实验探究：水的电解 （1）实验装置：水电解器； （2）电源种类：直流电； （3）加入少量硫酸或氢氧化钠的目的：增强水的导电性 （4）实验过程 实验步骤 现象记录 装置图 1.电解器装满水，分别连接直流电源的正、负极。接通直流电源，观察并记录两个电极附近出现的现象。 电极上有气泡产生，正极玻璃管上方聚集的气体少，负极玻璃管上方聚集的气体多。 2.切断上述装置中的电源，记录两支玻璃管中气体的体积。 连接负极的一端产生的气体比连接正极一端产生的气体多，其体积比约为 2∶1。 3.用燃着的木条分别在两支玻璃管尖嘴口检验电解反应中产生的气体，观察并记录实验现象。 体积大的气体能燃烧，并产生淡蓝色火焰，该气体是氢气；体积小的气体能使燃着的木条燃烧得更旺，证明它是氧气。 （5）表达式：通电 文字表达式：水 氢气↑ + 氧气↑通电 符号表达式： H2O H2 ↑ + O2↑ （6）实验结论：在直流电的作用下，水发生分解生成氢气和氧气。证明水是由氢元素和氧元素组成的。 3． 分解反应和化合反应 化合反应 分解反应 定义 由两种或两种以上物质反应生成一种新物质的反应叫做化合反应。 由一种物质反应生成两种或两种以上其他物质的反应叫做分解反应。 特征 多变一 一变多 通式 A +B + … → C A→B + C + … 举例 碳 + 氧气二氧化碳 铁 + 氧气四氧化三铁 镁 + 氧气氧化镁 二氧化锰 过氧化氢 水+ 氧气加热 高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气 两者联系 都是化学反应的基本类型之一，二者是并列关系 4． 研究物质组成的方法 （1）化学上研究物质的组成，一般包括“合成”和“分解”两条途径； 由已知组成的反应物合成未知组成的生成物，可推知生成物的组成；由未知反应物分解得到已知组成的生成物，可推知反应物的组成。 （2）历史上，化学家通过对水的合成和分解的实验，认识到水不是一种元素，而是由氢元素和氧元素组成的物质。 特别提醒： 1．混有一定量的空气或氧气的氢气遇明火会发生爆炸，因此点燃前必须验纯。 2．电解水开始实验时，体积比常小于1:2，原因是： ①氧气比氢气更易溶于水，一部分氧气溶解在水中； ②氧气的化学性质较活泼，可能与电极反应消耗一部分。实验一段时间后，两者的体积比接近1:2。 即学即练 1．如图所示为氢气燃烧的实验。下列说法不正确的是 A．点燃氢气前需要检验其纯度 B．氢气在空气中燃烧产生蓝紫色火焰 C．实验中烧杯内壁有无色液滴产生 D．实验中发生的变化属于化合反应 【答案】B 【详解】A、氢气是可燃性气体，混有一定量的空气或氧气时，遇明火可能会发生爆炸，所以点燃氢气前需要检验其纯度，故选项说法正确；   B、氢气在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，而不是蓝紫色火焰，故选项说法错误； C、氢气燃烧生成水，所以实验中烧杯内壁有无色液滴产生，故选项说法正确；   D 、氢气和氧气在点燃的条件下生成水，该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，故选项说法正确； 故选：B。 2．如图是教材中的2个实验，下列说法不正确的是 A．实验①在点燃氢气前需验纯 B．实验②在a、b管上方生成的气体质量比为1：8 C．实验①和②发生的反应均属于化合反应 D．实验①和②均可证明水的组成 【答案】C 【详解】A、氢气是可燃性气体，为防止爆炸，在点燃氢气前需验纯，故正确； B、在电解水实验中，a管与电源负极相连，产生氢气；b管与电源正极相连，产生氧气。方程式为：；氢气和氧气的质量比为(2×2)：(32×1)=1：8，即a、b管上方生成的气体质量比为1：8，故正确； C、实验①氢气燃烧生成水，属于化合反应；实验②电解水生成氢气和氧气，属于分解反应，故错误； D、实验①氢气燃烧生成水，实验②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，均可证明水是由氢元素和氧元素组成的，故正确。 故选：C． 3．下列关于分解反应说法正确的是 A．分解反应的生成物有多种，所以生成物有多种的反应一定是分解反应 B．分离液态空气法制氧气的过程是分解反应 C．通电的条件下，水可以发生分解反应 D．氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水，属于分解反应 【答案】C 【详解】A、分解反应的生成物有多种，但生成物有多种的反应不一定是分解反应。例如，蜡烛在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，生成多种产物，但反应物是两种物质。因此，选项A的说法错误。 B、分离液态空气法利用的是液氮和液氧的沸点差异进行物理分馏，属于物理变化。而分解反应是化学变化，必须有新物质生成。因此，选项B说法错误。 C、水在通电条件下分解为氢气和氧气（），符合分解反应“一种反应物生成多种生成物”的定义。因此，选项C说法正确。 D、氢气和氧气生成水的反应（）是两种物质生成一种物质，属于化合反应，而非分解反应。因此，选项D说法错误。 故选C。 ◆知识点二 水在通电后分子发生了什么变化 1. 水是由大量水分子聚集而成的，氢气和氧气是分别由大量氢分子和氧分子聚集而成的。 2.研究证明，每个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成，水的化学式为 H2O； 氢分子与氧分子都是双原子分子，化学式分别为 H2、O2。 3．从微观角度分析水的电解： （1）分析：水在电解过程中，水分子分成氢原子和氧原子；两个氢原子结合成一个氢分子，许多氢分子聚集为氢气；两个氧原子结合成一个氧分子，许多氧分子聚集为氧气。 （2）结论：电解水时，水分子分解为氢原子和氧原子，氢原子和氧原子重新组合为氢分子和氧分子。 4．从微观角度分析氢气的燃烧： （1）分析：氢气燃烧过程中，氢分子分成氢原子，氧分子分成氧原子；两个氢原子和一个氧原子结合成一个水分子，许多水分子聚集成水。 （2）结论：电解水时，水分子分解为氢原子和氧原子，氢原子和氧原子重新组合为氢分子和氧分子。 5.通过对水的合成和分解的分析可知： （1）化学反应前后原子的种类不变，元素的种类不变。 （2）化学变化中，分子可分，原子不可分。 （3）化学变化的实质是分子分成原子，原子重新组合成新分子。 即学即练 1．（24-25九年级上·云南昆明·期中）水是生命之源，虽普通但宝贵。根据图示，回答下列问题。 如图所示，是水在通电的条件下生成氢气和氧气的微观示意图。在这个变化过程中，发生了改变的是 （填序号），该变化过程中的最小粒子是 （填序号）； A．水分子            B．氢元素和氧元素       C．氢原子和氧原子 【答案】A C 【详解】如图所示，是水在通电的条件下生成氢气和氧气的微观示意图。在这个变化过程中，发生了改变的是A水分子（水分子变为氢分子和氧分子），该变化过程中的最小粒子是C氢原子和氧原子； 2．根据对下图的理解，从分子和原子的观点解释水受热变成水蒸气和水电解生成氢气和氧气有什么不同？      (1)水受热蒸发时，水分子间的 变大了，分子本身 ；水通电分解时，水分子发生了分裂，变成了 和 ，然后氢原子两两结合生成 ，氧原子两两结合生成了 。 (2)化学变化的实质是 分成 ，原子再重新组合成新的 。 (3)化学反应前后，原子的 、 、 都没有变，元素的 、 也没有变。 【答案】(1) 间隔 没有改变 氢原子 氧原子 氢分子 氧分子 (2) 分子 原子 分子 (3) 种类 质量 个数 种类 质量 【详解】（1）水受热时，水分子的动能增大，分子运动加快，分子间距离增大，由液态变成气态，但变化前后，水分子本身没变，属物理变化；而水通电后被分解为氧原子和氢原子，每两个氧原子构成一个氧分子，每两个氢原子构成一个氢分子，大量的氧分子聚集成为氧气，大量的氢分子聚集成为氢气，该变化属于化学变化。 （2）化学变化就是有其他物质生成的变化，从本质上说，是参加反应的分子分解成原子，原子再重新组合成新的分子的过程。 （3）由于原子是化学变化中的最小微粒，所以在化学反应前后，原子的种类、质量、个数都不会发生改变，则元素的种类、质量也不会发生改变。 一、 氢气的燃烧和水的电解 1. 氢气的燃烧 实验现象：发出淡蓝色火焰，放热，罩在火焰上方的烧杯内壁有水雾凝结。 文字表达式：氢气 + 氧气 水 符号表达式：H2 + O2 H2O 2. 水的电解 实验现象：电极上产生气泡，正极端气体体积少，能使带火星的木条复燃；负极端气体体积多，能燃烧，火焰呈淡蓝色；正负极气体体积比为1：2。通电 文字表达式：水 氢气↑ + 氧气↑通电 符号表达式： H2O H2 ↑ + O2↑ 3. 氢气燃烧生成水，水通电分解生成氢气和氧气，二者都能证明水在由氢元素和氧元素组成的。 实践应用 1．关于如图所示两个实验，下列说法正确的是 A．在图1中，氢气与氧气的质量比约为2：1 B．在图1中，点燃a气体前需要检验其纯度 C．在图1中，与玻璃管b相连的是电源的负极 D．在图2中，氢气在空气中燃烧产生黄色火焰 【答案】B 【详解】A、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，则在图1中，a管产生的气体较多，b管产生的气体较少，则a、b管中产生的气体分别为氢气、氧气，其体积比约为2:1，不是质量比，说法错误； B、由A选项分析可知，在图1中，a管中产生的气体为氢气，氢气具有可燃性，与空气混合遇明火易发生爆炸，因此在点燃氢气前需要检验其纯度，说法正确； C、由A选项分析可知，在图1中，a、b管中产生的气体分别为氢气、氧气，根据“正氧负氢”可知，与玻璃管b相连的是电源的正极，说法错误； D、在图2中，氢气在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，说法错误。 故选B。 2．化学既要从宏观层面研究物质，又要从微观层面探析本质。请根据图示回答问题。 (1)宏观角度辨识水的组成 在电解水实验中，两个电极上都会产生气泡。如图1所示，正、负极产生气体的体积比约为 ，正极产生的气体能使燃着的木条燃烧更旺，是氧气，经验证负极产生的气体为氢气。此实验可证明水是由 组成的。 (2)微观角度探析水的分解 由图2可知，该反应的符号表达式为 。反应过程中没有发生变化的微粒是 。根据水分子的示意图可知，一个水分子由 构成。 【答案】(1) 1：2 氢元素和氧元素 (2) H2OH2+O2 原子（或氢原子、氧原子） 2个氢原子和1个氧原子 【详解】（1）在电解水实验中，两个电极上都会产生气泡。如图1所示，正、负极产生气体的体积比约为1：2，正极产生的气体能使燃着的木条燃烧更旺，是氧气，经验证负极产生的气体具有可燃性，是氢气； 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，则此实验可证明水是由氢元素、氧元素组成的； （2）由图2可知，水通电分解生成氢气和氧气，则该反应的符号表达式为H2OH2+O2； 根据图示，反应过程中没有发生变化的微粒是原子（即氢原子、氧原子）； 根据水分子的示意图可知，一个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成。 二、化合反应和分解反应 1．化合反应：由两种或两种以上物质反应生成一种新物质的反应；特征是“多变一”，属于基本反应类型。 2．分解反应：由一种物质反应生成两种或两种以上其他物质的反应；特征是“一变多”，也属于基本反应类型。 实践应用 1．属于分解反应的是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A、该反应不符合一变多，不属于分解反应； B、该反应不符合一变多，不属于分解反应； C、该反应不符合一变多，不属于分解反应； D、该反应符合一变多，属于分解反应； 故选D。 2．下列化学反应既是氧化反应又是化合反应的是 A．铁＋氧气四氧化三铁 B．高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 C．蜡烛+氧气二氧化碳+水 D．水氢气+氧气 【答案】A 【详解】A、该反应为铁和氧气的反应，属于氧化反应，且该反应为多种物质生成一种物质的反应，属于化合反应，该选项符合题意； B、该反应为一种物质生成多种物质的反应，属于分解反应，且该反应不属于氧化反应，该选项不符合题意； C、该反应为蜡烛和氧气的反应，属于氧化反应，但该反应的反应物和生成物均有两种，不属于化合反应，该选项不符合题意； D、该反应为一种物质生成多种物质的反应，属于分解反应，且该反应不属于氧化反应，该选项不符合题意。 故选A。 三、微观角度分析水的组成实验 1．水通电分解时，水分子分成氢原子和氧原子，两个氢原子结合成一个氢分子，两个氧原子结合成一个氧分子，许多氢分子聚集成氢气，许多氧分子聚集成氧气。 2．氢气在氧气中燃烧时，氢分子分成氢原子，氧分子分成氧原子，两个氢原子和一个氧原子结合成水分子，许多水分子聚集成水。 3. 从氢气燃烧和水通电分解可以看出，化学变化的实质是分子分成原子，原子重新组合成新的分子。 实践应用 1．下图是电解水的微观示意图，从中获得的信息错误的是 A．生成物中有两种单质 B．反应前后原子的种类、数目均不变 C．该反应说明水是由氢气和氧气组成的 D．化学变化中分子可以分成原子，原子可重新结合成新分子 E．分子一定比原子大 【答案】CE 【详解】A、根据图示可知生成物为H2、O2，H2、O2均属于单质，故选项说法正确； B、根据反应的微观图示可知化学反应前后原子的种类、数目均不变，故选项说法正确； C、水通电后分解产生氢气与氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，则该反应说明水是由氢元素和氧元素组成的，故选项说法错误； D、根据反应的微观图示分析可知，化学变化中分子可以分成原子，原子可重新结合成新分子，故选项说法正确； E、分子不一定比原子大，如水分子比铜原子小，故选项说法错误； 故选CE。 2．为探究水的组成，利用下图A所示装置进行电解水实验，根据所学知识回答下列问题： (1)任选A装置中a，b管中的一种气体，设计实验检验该气体，简述实验步骤、现象和结论。 (2)在图B中补充电解水时，水分子分解成原子、原子重组成新分子的过程。 【答案】(1)若检验a管产生的气体。实验步骤：打开a管活塞，将燃着的木条放在尖嘴口，观察现象。实验现象：听到轻微“噗”的声音（或爆鸣声），有淡蓝色火焰产生。实验结论：该管内产生的气体是氢气。 若检验b管产生的气体。实验步骤：打开a管活塞，将燃着的木条放在尖嘴口，观察现象。实验现象：木条燃烧得更旺。实验结论：该管内产生的气体是氧气。（合理即可） (2) 【详解】（1）A装置中a管内电极与电源负极相连，得到氢气，氢气具有可燃性，燃烧时会发出淡蓝色火焰，若氢气的量较少，燃烧时会发出轻微的爆鸣声。若检验a管产生的气体，实验步骤：打开a管活塞，将燃着的木条放在尖嘴口，观察现象；实验现象：听到轻微“噗”的声音（或爆鸣声），有淡蓝色火焰产生；实验结论：该管内产生的气体是氢气。 b管内电极与电源正极相连，得到氧气，氧气具有助燃性，能使燃着的木条燃烧得更旺。若检验b管产生的气体，实验步骤：打开a管活塞，将燃着的木条放在尖嘴口，观察现象；实验现象：木条燃烧得更旺；实验结论：该管内产生的气体是氧气。（合理即可） （2）电解水时，水分子首先分解成氢原子和氧原子，然后氢原子两两结合成氢分子，氧原子两两结合成氧分子。因为在化学反应中原子的种类和数目保持不变，所以每2个水分子分解生成4个氢原子和2个氧原子，这些原子重新组合生成2个氢分子和1个氧分子。图见答案。 考点一 氢气燃烧 【例1】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。 解题要点 氢气点燃前要验纯，纯净的氢气燃烧，发出淡蓝色火焰；检验氢气燃烧产物的方法是在火焰上方罩一个烧杯；氢气燃烧能证明水是由氢元素和氧元素组成的。 【变式1-1】我国氢能源汽车采用的是以氢气为燃料的电池技术，氢气燃烧产物无污染，是理想的清洁能源，如图是氢气燃烧实验的示意图，下列有关说法不正确的是 A．点燃氢气前必须先验纯 B．氢气在空气中燃烧发出蓝紫色火焰 C．实验中可观察到烧杯内壁有液滴出现 D．氢气燃烧过程中分子种类发生改变 【答案】B 【详解】A、点燃氢气前必须先验纯，以防止发生爆炸，故选项说法正确； B、氢气在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，故选项说法错误； C、氢气在空气中燃烧生成水，所以实验中烧杯内壁有无色液滴出现，故选项说法正确； D、氢气燃烧过程中分子种类发生改变，由氢分子、氧分子变成了水分子，故选项说法正确。 故选B。 【变式1-2】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。 考点二 水的电解 【例2】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．该实验说明水是由氢元素和氧元素组成的 D．8min时产生的H2和O2的体积比是2:1 【答案】B 【详解】A.相同时间内，生成气体N的体积较少，气体N为氧气，即甲试管中生成氧气，a应接电源正极，故A正确； B.气体 M为氢气，氢气不能使带火星的木条复燃，故B错误； C.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，说明水是由氢元素和氧元素组成的，故C正确； D.8min时产生的H2和O2的体积比是2:1，故D正确。 故选：B。 解题要点 电解水正负极产生气体的体积比为1：2，质量比为8：1，二者不能混淆；两电极产生的气体的检验方法是用燃着的木条置于导管口，观察气体能否燃烧和木条是含燃烧更旺，或者用带火星的木条检验正极产生的气体；该实验说明水是由氢元素和氧元素组成的，不能说成水是由氢气和氧气组成的。 【变式2-1】在水的电解的实验中，有关说法错误的是 A．检验正极端相连的管内生成的气体可选用带火星的小木条 B．电解水水中加入硫酸钠可增强水的导电性 C．电解水时产生氢气和氧气的体积比是 D．该实验的结论是：水是由氢元素和氧元素组成的 【答案】C 【详解】A、在电解水实验中，与正极端相连的管内生成的气体是氧气，氧气具有助燃性，能使带火星的小木条复燃，所以可用带火星的小木条检验，该选项正确； B、纯水导电性很弱，在电解水实验中，向水中加入硫酸钠，硫酸钠在水中能解离出自由移动的离子，可增强水的导电性 ，该选项正确； C、电解水时，产生氢气和氧气的体积比是2∶1 ，不是1∶2，该选项错误； 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，可得出水是由氢元素和氧元素组成的，该选项正确。 故选：C。 【变式2-2】（24-25八年级下·上海浦东新·期中）如图为电解水实验装置示意图，下列说法正确的是 A．a管内产生气泡的速度比b快 B．a管连接的是正极 C．燃着的木条靠近a打开的尖嘴后，木条燃烧的更旺a D．b管与a管中气体的体积比约为 【答案】A 【详解】A、水通电分解，负极产生氢气，正极产生氧气，体积比为2：1，产生氢气的速度比产生氧气的速度快；从图中可知a管气体体积较大，产生的是氢气，b管气体体积较小，产生的是氧气，所以a管内产生气泡的速度比b快， 正确； B、水通电分解，负极产生氢气，正极产生氧气，体积比为2：1，a管连接的是负极，而不是正极，错误； C、根据A选项分析可知，a管产生的是氢气，氢气具有可燃性，燃着的木条靠近a打开的尖嘴后，气体能够燃烧，发出淡蓝色火焰，而不是木条燃烧更旺（氧气能使木条燃烧更旺），错误； D、电解水实验中，氢气与氧气的体积比约为2∶1，a管产生氢气，b管产生氧气，所以a管与b管中气体的体积比约为2∶1，而不是b管与a管中气体体积比为2∶1，错误。 故选A。 考点三 水的电解微观分析 【例2】如图是电解水的微观示意图，化学反应前后水分子种类 ，构成水分子的氢原子和氧原子种类 ，组成水的元素种类 。（填“改变”或“不变”） 【答案】 改变 不变 不变 【详解】由电解水的微观示意图可知，化学反应前后水分子种类改变（2个水分子分解生成2个氢分子和1个氧分子），构成水分子的氢原子和氧原子种类不变，组成水的元素种类不变，故填：改变；不变；不变。 解题要点 用反应物分子分成原子，原子重新组合成生成物分子进行解释。 【变式2-1】（24-25九年级上·河南周口·期中）如图是电解水的微观示意图。 (1)写出该变化的反应符号表达式 。 (2)该变化微观过程是：①水分子分裂为氧原子和氢原子。② 。 【答案】(1) (2)氧原子结合成氧分子，氢原子结合成氢分子 【详解】（1）根据电解水的微观示意图可知，水在通电条件下分解生成氢气和氧气，该变化的反应符号表达式。故填：。 （2）根据电解水的微观示意图可知，该变化微观过程是：水分子通电分解成氧原子和氢原子，氧原子和氢原子重新组合成氢分子和氧分子。故填：氧原子结合成氧分子，氢原子结合成氢分子。 【变式2-2】下图是水发生某些变化时的过程示意图，其中表示氧分子、表示氢分子、表示水分子。请回答： 从微观角度来看，变化I的实质是 ，变化Ⅱ的实质是 。 【答案】分子分解成原子，原子重新组合成新的分子 分子间隔变小 【详解】由图可知，变化I的氢气与氧气在点燃的条件下反应生成水，微观角度来看就是点燃条件下，氢分子分解成氢原子，氧分子分解成氧原子，氢原子和氧原子重新组合成水分子，即：分子分解成原子，原子重新组合成新的分子；变化Ⅱ是温度降低，水分子间的间隔减小。 考点四 化合反应和分解反应 【例2】下列反应均与“水”有关，属于化合反应的是 A．二氧化碳+水→碳酸 B．钠+水→氢氧化钠+氢气 C．氢氧化钠+硫酸→硫酸钠+水 D．碳酸二氧化碳+水 【答案】A 【分析】由两种或两种以上物质反应生成另外一种物质的反应是化合反应。 【详解】A、该反应符合多变一，属于化合反应； B、该反应不符合多变一，不属于化合反应； C、该反应不符合多变一，不属于化合反应； D、该反应不符合多变一，不属于化合反应； 故选A。 解题要点 把握一个关键，即化合反应是“多变一”、分解反应是“一变多”。 【变式2-1】下列化学反应既不属于分解反应又不属于化合反应的是 A． B． C． D．二氧化碳+氢氧化钙→碳酸钙+水 【答案】D 【详解】A、，该反应由两种物质反应生成一种物质，属于化合反应，A选项错误； B、，该反应由一种物质反应生成两种物质，属于分解反应，B选项错误； C、，该反应由两种物质反应生成一种物质，属于化合反应，C选项错误； D、，该反应由两种物质反应生成两种物质，既不属于分解反应又不属于化合反应，D选项正确。 故选：D。 【变式2-2】下列化学反应基本类型的微观模拟图中，能表示分解反应的是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A、由微观示意图可知，该反应是两种分子反应生成一种分子，该反应符合“多变一”的形式，属于化合反应，故选项错误； B、由微观示意图可知，该反应是一种分子反应生成两种分子，该反应符合“一变多”的形式，属于分解反应，故选项正确； C、由微观示意图可知，该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应，故选项错误； D、由微观示意图可知，该反应是两种化合物相互交换成分生成两种新的化合物的反应，属于复分解反应，故选项错误。 故选B。 基础达标 （24-25八年级下·上海·期中）电解水实验就像一场“魔术”，揭示了水的组成奥秘，展现了化学反应的奇妙过程。某化学小组从“合”与“分”两个角度进行实验验证水的组成(如图1和2)。 1．下列说法错误的是 A．图1烧杯内壁有水雾出现 B．图1的氢气(难溶于水)可用排水法收集 C．图2正负两极汇集的气体体积比为2∶1 D．两个实验均可证明水是化合物 2．关于图2中电解水实验，说法正确的是(不定项) A．从现象上：两电极上都冒气泡，中间漏斗内液面上升 B．从变化上：属于物理变化 C．从宏观上分析：水是由氢气和氧气组成的 D．从微观上分析：水分子先拆分成原子，再重新组合成新分子 【答案】1．C 2．AD 【解析】1．A、图1实验为氢气在空气中燃烧，氢气和空气中的氧气在点燃条件下反应生成水，干而冷的烧杯罩在火焰上方，水蒸气遇冷凝结为小水珠，因此烧杯内壁有水雾出现，选项A正确； B、因为氢气难溶于水，所以氢气可用排水法收集，选项B正确； C、电解水实验中正极得到的是氧气，负极得到的是氢气，氧气和氢气的体积比为：1∶2，选项C不正确； D 、图1为氢气和氧气在点燃条件下反应生成水，图2为水在通电条件下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，因此根据反应前后元素的种类不变，这两个反应都能说明水是由氢、氧两种元素组成的化合物，选项D正确。 故选C。 2．A、图2电解水实验中，正极得到氧气，负极得到氢气，氧气不易溶于水，氢气难溶于水，因此两电极上都冒气泡。又因为‌电解产生的氢气和氧气在密闭装置中无法自由逸出，会持续积累在有限空间内，导致管内压强增大，从而将液体压入中间漏斗‌，导致其液面上升，选项A正确； B、电解水实验中水分解生成氢气和氧气，生成了新物质，属于化学变化，选项B不正确； C、图2实验中，水在通电条件下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，根据反应前后元素的种类不变，说明水是由氢、氧两种元素组成的，水中不存在氢气和氧气，选项C不正确； D、该实验从微观上看，水分子先拆分成氢原子和氧原子，然后氢原子两两结合成氢分子，氧原子两两结合成氧分子，选项D正确。 故选AD。 3．（24-25八年级下·上海静安·期末）通过电解水的方法同样可以获得氧气，关于电解水的实验，下列说法正确的是 A．负极电极产生气体的体积较大 B．加入稀硫酸能增加水的导电性 C．该实验可知水由氢氧原子组成 D．生成氢气和氧气的质量比为2：1 【答案】AB 【详解】A、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1：2，故说法正确； B、水不容易导电，向水中加入稀硫酸时，硫酸能够电离出自由移动的离子，从而增强水的导电性，故说法正确； C、水通电生成了氢气和氧气，氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，由质量守恒定律可知，水是由氢元素与氧元素组成的，故说法错误； D、水通电生成了氢气和氧气，得到的氢气和氧气的体积比为2：1，而不是质量比，故说法错误。 故选AB。 4．（2025·山东临沂·二模）如图所示为水的电解实验，下列关于该实验的说法正确的是 A．从微观角度看，该实验过程中水分子分解成氢原子和氧原子，氢原子和氧原子重新组合成氢气分子和氧气分子 B．从结论看，该实验证明了水是由氢气和氧气组成的 C．从现象看，电解过程中与电源负极相连的电极产生的气体能使带火星的木条复燃 D．从能量转化看，该实验是将化学能转化为电能的过程 【答案】A 【详解】A、从微观角度看，该实验过程中水分子分解成氢原子和氧原子，氢原子和氧原子重新组合成氢气分子和氧气分子，说法正确，符合题意； B、水在通电条件下分解生成氢气和氧气，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，由此证明水是由氢元素和氧元素组成的，说法错误，不符合题意； C、电解水实验中，根据“正氧负氢”可知，电解过程中与电源负极相连的电极产生的气体是氢气，氢气具有可燃性，不具有助燃性，不能使带火星的木条复燃，说法错误，不符合题意； D、从能量转化看，该实验是将电能转化为化学能的过程，说法错误，不符合题意。 故选：A。 5. 在电解水的实验中，对观察到的实验现象描述正确的是 A．与电源正极相连的试管内有气泡产生，而与电源负极相连的试管内则没有 B．与电源负极相连的试管内汇集的气体可使带有火星的木条复燃 C．与电源正极相连的试管内汇集的气体移近火焰时，气体能够燃烧，火焰呈淡蓝色 D．与电源正、负极相连的试管内汇集的气体体积比约为 【答案】D 【详解】A、电解水时，正极产生氢气，负极产生氧气，则两个试管中均有气泡产生，该选项描述不正确； B、与电源负极相连的试管内收集的为氢气，氢气具有可燃性，但不是助燃性，不能使带火星的木条复燃，该选项描述不正确； C、与电源正极相连的试管内收集的为氧气，氧气具有助燃性，不具有助燃性，该选项描述不正确； D、电解水时，生成的氧气和氢气的体积比为：1：2，则与电源正、负极相连的试管内汇集的气体体积比约为 1:2，该选项描述正确。 故选D。 6．（2024·上海浦东新·一模）关于电解水的实验，叙述正确的是 A．b是电源的正极 B．试管c中的气体能燃烧 C．产生的H2和O2的体积比为1：2 D．该实验能证明水是由氢、氧元素组成的 【答案】D 【详解】A、电解数时，正极产生氧气，负极产生氢气，且生成的氧气和氢气的体积比为1：2，由图可知，d试管与电源负极相连，收集的气体为氢气，则b为电源的负极，该选项叙述不正确； B、试管c收集的气体为氧气，氧气具有助燃性，而不具有可燃性，该选项叙述不正确； C、电解水生成的氢气和氧气的体积比为2：1，该选项叙述不正确； D、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不变，说明水是由氢、氧元素组成，该选项叙述正确。 故选D。 7．（24-25九年级上·安徽淮北·期中）有关如图所示实验的说法不正确的是 A．电解水时常加入少量硫酸钠或氢氧化钠可增强水的导电性 B．纯净的氢气燃烧时，产生淡蓝色火焰，放出热量 C．a管与b 管收集的气体质量比为1：2 D．两个实验均可证明水的组成 【答案】C 【详解】A. 电解水时常加入少量硫酸钠或氢氧化钠可增强水的导电性，此选项正确； B.氢气具有可燃性，纯净的氢气燃烧时，产生淡蓝色火焰，放出热量，此选项正确； C.由电解水实验可知，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气，氧气与氢气的体积比为1：2，由图可知a管与电源的正极相连，b管与电源的负极相连，所以a管与b 管收集的气体体积比为1：2，此选项错误； D.水在通电的条件下反应生成氢气和氧气，氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，根据质量守恒定律反应前后元素的种类不变，所以可得水是由氢、氧元素组成的，所以两个实验均可证明水的组成，此选项正确； 故选C。 8. 识别图像是学习化学的必备能力。如图为氢氧燃料电池的工作原理示意图及电解水实验中产生气体的体积与时间的关系。下列说法不正确的是 A．氢气具有可燃性 B．电解水与电源负极相连的电极上产生气体M C．气体M、N的质量比为1：2 D．氢氧燃料电池把氢气和氧气反应的化学能直接转化为电能 【答案】C 【详解】A、氢气燃烧生成水，氢气具有可燃性，说法正确； B、电解水与电源负极相连的电极上产生的气体是氢气，与电源正极相连的电极上产生的气体是氧气，氢气与氧气的体积比为2：1，说法正确； C、根据“正氧负氢，氢二氧一，质量氢一氧八”可知，气体M（氢气）、N（氧气）的质量比为1:8，说法错误； D、氢氧燃料电池把氢气和氧气反应的化学能直接转化为电能，说法正确。 故选C。 9．（2024·上海静安·二模）有关电解水实验说法错误的是 A．反应一段时间后，a、b玻璃管中产生气体的体积比约为 B．反应一段时间后，a、b玻璃管中产生气体的质量比约为 C．a中气体使带火星木条复燃，b中气体能被点燃 D．由电解水实验得出结论：水是由氢、氧两种元素组成的 【答案】B 【详解】A、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，a管中收集的气体较少，是氧气，b管中收集的气体较多，是氢气，故反应一段时间后，a、b玻璃管中产生气体的体积比约为 1:2，不符合题意； B、由A可知，a管中收集的是氧气，b管中收集的是氢气，水通电分解生成氢气和氧气，即，生成氢气和氧气的质量比为：4:32=1:8，故反应一段时间后，a、b玻璃管中产生气体的质量比约为 8:1，符合题意； C、由A可知，a中气体是氧气，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，b中气体是氢气，氢气具有可燃性，能被点燃，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，根据质量守恒定律，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，不符合题意。 故选B。 10．（2025·重庆·中考真题）“水的组成及变化的探究”为学生必做实验。下列对该实验的说法不正确的是 A．正极产生的气体能燃烧 B．氢气点燃前必须验纯 C．该实验证明水由氢元素和氧元素组成 D．正极与负极产生气体的体积比为 【答案】A 【详解】A. 正极产生的气体是氧气，氧气支持燃烧但不能燃烧，错误。 B. 氢气可燃，点燃前需验纯以防爆炸，正确。 C. 电解水生成H₂和O₂，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，可证明水含氢、氧元素，正确。 D. 在电解水实验中，“正氧负氢”，正极（O₂）与负极（H₂）体积比为1:2，正确。 故选A。 11．（24-25八年级下·上海浦东新·期中）下列属于分解反应的是 A．碳+氧气二氧化碳 B．碳酸钙+盐酸氯化钙+二氧化碳+水 C．二氧化碳+水碳酸 D．高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 【答案】D 【详解】A、反应物是碳和氧气，共两种物质；生成物是二氧化碳，只有一种物质，这属于“多变一”的化合反应，不是分解反应，故选项错误； B、反应物是碳酸钙和盐酸，共两种物质；生成物是氯化钙、二氧化碳和水，共三种物质，不符合“一变多”的特征，不属于分解反应，故选项错误； C、反应物是二氧化碳和水，共两种物质；生成物是碳酸，只有一种物质，该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，故选项错误； D、反应物只有高锰酸钾（一种化合物）；生成物是锰酸钾（化合物）、二氧化锰（化合物）和氧气（单质），共三种物质，该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，故选项正确。 故选：D。 12．（24-25八年级下·上海闵行·期中）水是一种重要的物质，在日常生活和实验室中有着不可替代的作用。按要求回答问题： (1)从物质构成的微粒观角度看： 水是由许许多多的 构成的；1个水分子由 构成。 (2)从物质变化角度看：在实验一和实验二中水发生了不同的变化。从微观角度解释两个变化的本质区别 。 (3)我们可以通过“分”“合”的思维方法证明水的组成。 I．分解水。 ①电解时，发生反应的文字表达式是 ；通电后能观察到的现象有 。 ②实验二中，a管产生的气体是 （填化学式），检验该气体的方法是 ；b管产生的气体是 （填化学式），检验该气体的方法是 ；若正极产生8mL气体，那另一个电极产生的气体体积约为 mL。 ③微观探析：电解水的微观示意图如图。 补全横线上的模型图 ；从微观角度解释化学变化的实质是 。 ④电解水的实验可证明水是由 组成的。 II．合成水。 在实验三中点燃氢气，用证明燃烧产物的方法证实了水的组成。某学生在c处加入了氧化钙，发生反应的文字表达式是 ，加入该物质的目的是 。在实验过程中会产生的现象有 。 【答案】(1) 水分子 2个氢原子和1个氧原子 (2)实验一，水分子本身没变，只是分子间隔改变；实验二，水分子本身改变，变成了氢分子和氧分子 (3) 玻璃管中有气泡产生，a管中气体的体积约为b管中气体体积的2倍 H2 将燃着的木条放在a管管口，若气体被点燃，发出淡蓝色的火焰，则是氢气 O2 带火星的木条放在b管管口，若木条复燃，证明是氧气 16 水分子分解为氢原子和氧原子，2个氢原子结合成1个氢分子，2个氧原子结合成1个氧分子 氢元素和氧元素 干燥氢气 产生淡蓝色的火焰，烧杯外部有水珠生成 【详解】（1）水是由许许多多的水分子构成，1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，故填：水分子；2个氢原子和1个氧原子； （2）实实验一是水的蒸发，是物理变化，实验二是电解水，是化学变化，从微观的角度：实验一，水分子本身没变，只是分子的间隔改变；实验二，水分子本身改变，变成了氢分子和氧分子，故填：实验一，水分子本身没变，只是分子间隔改变；实验二，水分子本身改变，变成了氢分子和氧分子； （3）I．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；通电后能观察到的现象有玻璃管中有气泡产生，a管中气体的体积约为b管中气体体积的2倍，故填：；玻璃管中有气泡产生，a管中气体的体积约为b管中气体体积的2倍； ②电解水时正极产生氧气，负极产生氢气，氢气是氧气体积的2倍，实验二中，a管连接的是电源的负极，所以产生的气体是H2，检验氢气的方法是：将燃着的木条放在a管管口，若气体被点燃，发出淡蓝色的火焰，则是氢气； b管连接的是电源的正极，产生的气体是O2，氧气具有助燃性，则检验方法是：将带火星的木条放在b管管口，若木条复燃，证明是氧气；16； 若正极产生8mL气体，根据氢气是氧气体积的2倍，那负极产生的气体体积为16mL； 故填：H2；将燃着的木条放在a管管口，若气体被点燃，发出淡蓝色的火焰，则是氢气；O2；带火星的木条放在b管管口，若木条复燃，证明是氧气； ③由图可知，水分子分解为氢原子和氧原子，2个氢原子结合成1个氢分子，2个氧原子结合成1个氧分子，则缺少的为1个氧分子，故填： ；水分子分解为氢原子和氧原子，2个氢原子结合成1个氢分子，2个氧原子结合成1个氧分子； ④水在通电的条件下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，反应前后元素的种类不变，则说明水是由氢元素和氧元素组成，故填：氢元素和氧元素； II．电解水产生的氢气中含有水蒸气，c处加入了氧化钙，氧化钙能与水反应生成氢氧化钙，反应的文字表达式为，其作用是干燥氢气；点燃氢气，可观察到的现象为产生淡蓝色的火焰，烧杯外部有水珠生成，故填：；干燥氢气；产生淡蓝色的火焰，烧杯外部有水珠生成。 综合应用 13．（24-25九年级上·广东东莞·期中）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．实验②中a、b两管上方产生气体的体积比约为2:1 C．两个实验中发生的反应都是分解反应 D．两个实验均可证明水的组成 【答案】C 【详解】A、氢气燃烧生成水蒸气，水蒸气遇冷会凝结成小水滴，因此实验①中可观察到烧杯内壁出现水雾，A选项正确； B、电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，氧气与氢气的体积比为1∶2。实验②中a管与电源负极相连，则a管产生的气体是氢气，b管产生的气体是氧气，a、b两管上方产生气体的体积比约为2∶1，B选项正确； C、分解反应由一种物质反应生成两种或两种以上物质。氢气燃烧生成水，文字表达式为：，不属于分解反应；电解水生成氢气和氧气，文字表达式为：，属于分解反应，C选项错误； D、氢气和氧气分别由氢元素和氧元素组成，氢气在氧气中燃烧生成水，电解水生成氢气和氧气，都能说明水是由氢元素和氧元素组成的，D选项正确。 故选：C。 14．（2025·上海奉贤·一模）在水电解器的玻璃管中注满水，接通直流电源一段时间后如图所示。下列叙述正确的是 A．通电过程中，观察到b中液面上升 B．a和c中收集气体的方法均为排水法 C．可用带火星的木条检验c中的气体 D．该实验说明水是由氢气和氧气组成的 【答案】AB 【详解】A、电解水实验中，水在通电时反应生成H2和O2，玻璃管内气体增多，压强增大，将水压入容器b中，使b中液面上升，故选项说法正确； B、a和c中均是利用产生的气体将水从玻璃管中排出而收集气体，属于排水法，故选项说法正确； C、电解水实验中“正氧负氢，氢二氧一”，c与电源的负极相连，收集到的气体为氢气，不能用带火星的木条检验，故选项说法不正确； D、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，根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，可得出水是由氢、氧两种元素组成，故选项说法不正确。 故选AB。 15．（2025·上海徐汇·二模）能验证水是由氢元素和氧元素组成的实验是 A．水与氧化钙混合 B．二氧化碳通入水中 C．氢气在氧气中燃烧 D．电解水 【答案】CD 【详解】A、水与氧化钙混合生成氢氧化钙，不能验证水是由氢元素和氧元素组成；故选项错误； B、二氧化碳通入水中生成碳酸，不能验证水是由氢元素和氧元素组成；故选项错误； C、氢气和氧气在点燃的条件下生成水，根据化学反应前后元素的种类不变，能验证水是由氢元素和氧元素组成；故选项正确； D、水通电分解得到了氢气和氧气，根据化学反应前后元素的种类不变，能验证水是由氢元素和氧元素组成；故选项正确。 故选CD。 16．（2025·贵州黔东南·二模）水是生命之源，图1是电解水装置，图2是电解水反应的微观示意图，请回答下列问题。 Ⅰ．证据推理是学习化学的基本思维方法。 (1)电解水实验能够证明水是由 组成的，依据的原理是 。 (2)要推出以上结论，在实验过程中收集的证据是 (包括操作、现象和结论)。 Ⅱ．宏观与微观相结合也是学习化学的基本思维方法。 (3)电解水实验中产生的V(H2)：V(O2)= ，科学研究已经证明，对于任何一种气体，在温度、压强都相同时，气体分子越多，气体体积越大(分子的数目与气体的体积成正比)。试结合电解水实验，分析水分子中氢原子和氧原子的个数比为2：1的原因： 。 (4)除了电解水实验，还能用其他实验证明水的组成。请将图2正确排序表示该变化的实质： (填序号顺序)。 【答案】(1) 氢元素、氧元素 化学反应前后元素的种类不变 (2)将燃着的小木条放在a尖嘴管口，打开活塞，木条燃烧更旺，说明电解水产生了氧气，氧气由氧元素组成，说明水中含有氧元素；将燃着的小木条放在b尖嘴管口，打开活塞，气体燃烧，火焰呈淡蓝色，说明生成了氢气，氢气由氢元素组成，说明水中含有氢元素 (3) 2：1 实验中产生的V(H2)：V(O2)=2：1，说明氢分子和氧分子的个数比为2：1，1个氢分子由2个氢原子构成，1个氧分子由2个氧原子构成，化学反应前后，原子种类、数目不变，因此水分子中氢原子和氧原子的个数比为2：1 (4)②①③ 【详解】（1）①由电解水生成氢气和氧气可知反应物水由氢元素和氧元素组成； ②依据的原理是化学反应前后元素的种类不变。 （2）实验过程中收集的证据是能证明产物为氢气和氧气，用燃着的小木条可以检验氧气和氢气。即将燃着的小木条放在a尖嘴管口，打开活塞，木条燃烧更旺，说明电解水产生了氧气，氧气由氧元素组成，说明水中含有氧元素；将燃着的小木条放在b尖嘴管口，打开活塞，气体燃烧，火焰呈淡蓝色，说明生成了氢气，氢气由氢元素组成，说明水中含有氢元素。 （3）①电解水实验中产生氢气和氧气的体积比为2:1； ②实验中产生的V(H2):V(O2)=2:1，由题干“分子的数目与气体的体积成正比”说明氢分子和氧分子的个数比为2:1，1个氢分子由2个氢原子构成，1个氧分子由2个氧原子构成，化学反应前后，原子的种类和数目不变，由此得出氢原子和氧原子的个数比为，化简得到2:1。 （4）除了电解水实验，还可以用“氢气在氧气中燃烧生成水”证明水的组成。化学变化的本质是分子分解为原子，原子重新结合成新的分子。即氢分子先是分解成氢原子，氧分子分解成氧原子，1个氧原子和2个氢原子结合成1个水分子，所以图2中表示氢气在氧气中燃烧微观示意图顺序为②①③。 17．（24-25八年级下·上海虹口·期中）氢气是理想的清洁能源，在我国经济发展中具有重要的地位。兴趣小组的同学对氢气的制取方法、储存方式、应用优势等展开探究。 任务一：调查氢气制取方法 获取氢气的方法多样，其中利用光伏和风力产生的电力进行水的电解制氢，是一种应用广泛且技术成熟的途径。以下是两组可用于电解水的装置： (1)装置甲中，接通电源后，同学们观察到电极附近有气体产生，一段时间后，正、负极分别产生的气体体积比约为 ，该反应的文字表达式是 。 (2)切断电源，打开b管顶端的活塞，在管口放置一根燃着的木条，会观察到气体燃烧，产生 色的火焰，该反应的文字表达式是 。 (3)实验时，老师向水中加入了少量氢氧化钠，目的是 。 (4)与图乙装置相比，图甲装置的优点是 (写一点)。 (5)我国科学家已研究出在新型高效光催化剂作用下利用太阳能分解水制氢气的方法。水在通过并接触催化剂表面时，分解的微观示意图如图：(“”表示氢原子，“”表示氧原子，“”表示催化剂)：则水分解的微观过程的正确顺序是 (填序号)。 任务二：调研氢能储存方式 储氢是实现氢能广泛应用的重要环节，分为物理储氢和化学储，前者包括高压气态、低温液态、吸附等储存方式，后者将氢气转化为其他化合物进行储存。 (6)从微观角度解释，氢气能被压缩储存的原因是 。 (7)“液氨储氢”的原理是氢气与氮气在一定条件下生成氨气，其反应的微观过程如图所示。“液氨储氢”属于 (填“物理”或“化学”)储氢。 【答案】(1) 1：2 (2) 淡蓝 (3)增强导电性 (4)便于对产生的气体进行检验（其他合理即可） (5)①④②⑤③ (6)分子间有间隔 (7)化学 【详解】（1）电解水试验正极产生的是氧气，负极产生的是氢气，产生氧气和氢气的体积比为1:2，所以一段时间后，正、负极分别产生的气体体积比约为1：2。反应的文字表达式为。 （2）b气体较多，是氢气。具有可燃性，燃烧产生淡蓝色火焰。氢气和氧气点燃生成水，文字表达式为。 （3）水本身导电性极弱，加入少量氢氧化钠后，溶液导电性增强，有利于电解的进行。 （4）甲中有活塞，打开活塞气体会从活塞逸出，便于对产生的气体进行检验，其他合理即可。 （5）水分子先接触催化剂，在催化剂表面分成原子，后原子重新组合成氢分子和氧分子，氢分子、氧分子脱离催化剂表面。所以顺序为①④②⑤③。 （6）从微观角度看，分子间有间隔，气体分子间有较大间隔，因此能被外力压缩。 （7）从微观示意图可知，该过程有新物质生成，发生化学变化。属于化学储氢。 拓展培优 18．（2024·海南·中考真题）我国科学家发明的无淡化海水直接电解制氢技术，利用防水透气膜将海水和电解槽隔离开，从根本上解决了海水杂质离子对设备的腐蚀问题，其工作原理如图所示。下列有关说 法中不正确的是 A．理论上，该设备制得氢气与氧气的质量比为1:8 B．防水透气膜选择性允许气态的水分子透过 C．电解槽中a电极与电源的负极相连 D．电解槽中的氢氧化钾可增强水的导电能力 【答案】C 【详解】A、根据电解水的方程式，每36份质量的水通电生成4份质量的氢气和32份质量的氧气，因此氢气和氧气的质量比为4:32，即1:8，选项正确； B、根据示意图，气态的水分子可通过防水透气膜，选项正确； C、‌电解水正负极分别产生的气体是氧气和氢气。‌ 正极产生的是氧气，负极产生的是氢气。‌a电极产生的气体是氧气，a电极与电源的正极相连，选项错误； D、在电解过程中，纯水的电离度较低，导电能力差，因此需要加入氢氧化钾、氢氧化钠等电解质来提高导电性。选项正确。 故选C。 19．（2024·上海长宁·二模）变色眼镜既可矫正视力，又可像墨镜一样遮挡刺眼的阳光。其反应原理之一是，该反应的基本反应类型是 A．化合反应 B．分解反应 C．氧化反应 D．其他反应 【答案】B 【详解】该反应中反应物为一种，生成物为两种，符合“一变多”，属于分解反应； 故选B。 20. 人们对于物质组成与构成的认识经历了曲折的过程。自古以来，人们认为水是组成世间万物的一种元素，不可再分。 (1)18世纪中叶，英国化学家普里斯特利用锌加入稀硫酸中制得“可燃空气”，将少量“可燃空气”与空气通入铁质容器混合点燃，能产生剧烈的爆鸣，并产生水雾。该“可燃空气”应该是 。 (2)1781年，英国化学家卡文迪什加热汞煅灰（HgO）后得到了一种液态金属单质和一种气体——“脱燃素空气”，蜡烛在这种气体中燃烧更明亮。请写出卡文迪什制得“脱燃素空气”的文字表达式 。 (3)卡文迪什认为普里斯特利的实验并不能证明水的组成，于是用“脱燃素空气”代替空气重做了实验，目的是 。 (4)1783年，法国化学家拉瓦锡将水加热成蒸气通过高温的铁管，一段时间后，在出口处收集到一种可燃性气体。实验后称量发现水的质量减少，铁管的质量增加，经研究证明铁转化为四氧化三铁，装置如图1所示。其反应原理为 （写文字表达式）。至此，水不是单一元素物质，而是由氢、氧两种元素组成的观点得到了化学界公认。 1800年，英国化学家尼科尔森通过伏打电池在常温下对水进行通电分解，得到氢气和氧气，再次确认了水的组成。某同学在实验室模拟了尼科尔森用电分解水的实验如图2所示，得到不同电极的电解结果如下表所示。 表：不同电极在相同条件下的电解结果（以气柱高度表示电解产生的气体体积） 电极 时间 H2体积 O2体积 V（H2）∶V（O2） 多孔碳棒 4'28" 66 25 2.6∶1 镀镍回形针 2'22" 66 31 2.1∶1 铜丝 2'15" 66 33 2：1 已知多孔碳棒使用一段时间后会因质量减少而需更换。 (5)结合图表信息回答，用多孔碳棒作电极时，氢气和氧气的体积比总是大于2∶1的原因可能是 。 (6)在整个发现过程中，科学家利用了“分合”思想证明了水的组成。下面实验中属于“分”思想的是 （填字母）。 a.氢气燃烧实验            b.铁管实验                c.水通电实验 【答案】(1)氢气 (2) (3)防止空气中的水蒸气干扰实验 (4) (5)碳和氧气发生了反应 (6)bc 【详解】（1）锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，则该“可燃空气”是氢气； （2）加热汞煅灰（HgO）后得到了一种液态金属单质和一种气体——“脱燃素空气”，即氧化汞在加热条件下分解生成汞和氧气，文字表达式为； （3）由于该实验是想证明生成的液体是水，而空气中含有水蒸气，所以卡文迪什认为普里斯特利的实验并不能证明水的组成，于是用“脱燃素空气”代替空气重做了实验，目的是防止空气中的水蒸气干扰实验； （4）由题干信息可知，该反应为水蒸气与铁在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气，文字表达式为； （5）结合图表信息，用多孔碳棒作电极时，氢气和氧气的体积比总是大于2:1的原因可能是碳和氧气发生了反应，使得氧气质量偏少，体积偏小； （6）a、氢气在氧气中燃烧生成水，该实验是将氢元素与氧元素结合，来证明水的组成，不符合题意； b、铁管实验的原理是水蒸气与铁在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气，该实验是将氢元素和氧元素分开，来证明水的组成，符合题意； c、水在通电条件下分解生成氢气和氧气，该实验是将氢元素和氧元素分开，来证明水的组成，符合题意。 故选：bc。 10 / 32 学科网（北京）股份有限公司 $