3.2探究水的化学变化同步练习-2025-2026学年九年级化学北京版（2024）上册

3.2探究水的化学变化 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、选择题 1．下列应用没有体现化学性质的是 A．氧气用于医疗急救 B．氮气用于食品包装 C．稀有气体用于霓虹灯 D．氢气用作高能燃料 2．如图是探究水的组成及变化的实验装置示意图。下列说法中不正确的是 A．b管中的气体可使带火星的木条复燃 B．a管接电源的正极 C．管和管中气体体积之比约为 D．该实验证明水是由氢元素和氧元素组成的 3．下列图示的实验操作中正确的是 A．铁丝在氧气中燃烧 B．检查氢气的纯度 C．吸取液体 D． 检查气密性 4．下列物质微粒的示意图中“”和“”分别表示氢原子和氧原子，则下列图示能表示保持水化学性质的微粒的示意图为 A． B． C． D． 5．1766年，英国化学家卡文迪什用金属铁和稀硫酸作用制得“可燃空气”，即氢气。氢气燃烧时发出火焰颜色为 A．淡蓝色 B．紫色 C．黄色 D．绿色 6．苏轼有诗：“天壤之间，水居其多。”下列关于水的说法正确的是 A．自然界的淡水取之不尽、用之不竭 B．长期饮用纯净水有利于人体健康 C．净水方法中，过滤比蒸馏净化程度更高 D．电解水时，正、负极产生气体的质量比约为8：1 7．下列用途与性质说法正确的是 A．稀有气体用于霓虹灯电光源——通电发出不同颜色的光 B．氮气用于食品充氮包装——氮气是无色无味的气体 C．氢气是理想的清洁燃料——氢气很轻 D．氧气用于火箭发射、气割气焊——氧气有可燃性 8．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 9．规范操作是实验成功的保证，下列实验操作正确的是 A．连接仪器 B．读液体体积 C．滴加液体 D．氢气验纯 10．下列实验操作中的目的不是从安全因素考虑的是 A．点燃氢气前先检验纯度 B．加热前先将玻璃仪器外壁的水擦干 C．做铁丝燃烧实验前先将铁丝盘成螺旋状 D．蒸馏实验前先在烧瓶中加入少量沸石 11．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 12．2024年3 月22日是第三十二届“世界水日”，下列有关水的说法正确的是 A．洁净的矿泉水是纯净水 B．工业废水不能重复利用 C．电解水实验中正负极气体的体积比约为1：2 D．将硬水过滤可得到软水 二、非选择题 13．阅读教材P91，了解氢气的物理性质，完成下表。 颜色 气味 状态（常温常压） 密度 溶解性 14．某化学探究小组利用如图所示装置米验证水的组成。 【实验步骤】 ①用大注射器抽取一定量的2%的氢氧化钠溶液，从A中的大圆孔注入； ②用两个橡胶帽塞住右边两个出气口，用带针头的小注射器分别在出气口1和2处抽气，液面上升，直至水充满正负两极； ③接通电源待C中气体体积达到最大刻度时，关闭电源；仔细观察实验装置中的现象； ④分别用带针头的注射器抽取气体并检验。 【交流与反思】 (1)步骤①中在水中加入氢氧化钠的作用是 。 (2)步骤②的目的是 。 (3)步骤图中的现象有：A中液面 (填“上升”、“下降”或“不变”)。 (4)电解水的符号表达式 。若实验过程中，C中得到200mL气体，则B中得到的气体质量为 g[在实验条件下，p(H2)=0.089g/L，p(O2)=1.429g/L]。 (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一项是______。 A．部分氧气溶于水 B．部分氧气与氢气反应重新生成了水 C．部分氧气与碳棒反应 D．部分氧气被碳棒吸附 (6)古人把宇宙万物划分为金、木、水、火、土五大类，并叫它们为“五行”。根据上述实验的现象，你认为水是否只含一种元素?并请说明理由： 。 15．老子言：水善利万物而不争，水是人类的宝贵资源。化学小组在学完水的相关知识后，查阅了很多资料，对水进行深入的学习。 【查阅资料】 1.“生命吸管”可直接将污水净化为饮用水； 2.电压、温度及氢氧化钠的浓度都会影响电解水的速率； 3.通常状况下，相同体积的水所溶解的氧气比氢气多。 任务一、初步认识生活中的水 (1)图1是我国“国家节水标志”。谈谈你对该标志的理解或由此获得的启示 。 (2)图2为“生命吸管”及其净水过程，其②中活性炭的主要作用是________（填字母）。 A．去除有害菌和部分病毒 B．吸附杂质 C．除去较大的不溶性杂质 任务二、探究水的组成 【进行实验】化学小组连接好实验装置（如图3） ②活性表①过滤棉 (3)检查装置气密性：关闭装置两侧活塞，向长颈漏斗中持续注水，若观察到 （填字母）现象，说明气密性良好。 (4)在电解器玻璃管中加满水，通常还要加入少量氢氧化钠，其目的是为了 （“增强”或“减弱”）导电性 (5)接通直流电源，反应一段时间后切断电源，将燃着的木条放在b管口，观察到的现象为 。 任务三、研究影响电解水反应速率的因素 为研究影响电解水反应速率的因素，某兴趣小组利用如图装置进行实验，记录如下： 实验序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 电压/V 8 8 8 12 12 12 温度/℃ 10 10 30 10 10 30 溶液浓度/% 2.5 5.0 5.0 2.5 5.0 5.0 电解时间/s 1366 753 464 703 x 237 a极气体的体积/ 18.7 18.7 19.7 19.7 20 20 b极气体的体积/ 9.3 9.3 9.8 9.8 9.9 9.9 (6)实验2和3研究的影响电解水反应速率的因素是 。 (7)分析六组实验数据，实验⑤的电解时间“x”可能是________（填字母序号）。 A．710 B．740 C．395 D．235 (8)阿伏伽德罗定律指出：在同温同压下，气体体积比等于气体分子个数比，据此请先说明电解水实验中产生氢气和氧气体积比的理论值，再结合资料分析上表数据与理论值产生偏差的原因 。 《3.2探究水的化学变化》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C A B C A D A D D C 题号 11 12 答案 B C 1．C 【详解】A、氧气用于医疗急救，是利用了氧气能供给呼吸的性质，需要通过化学反应才能表现出来，是利用了其化学性质，该选项不符合题意； B、氮气用于食品包装的保护气，是利用了氮气的稳定性，需要通过化学反应才能表现出来，是利用了其化学性质，该选项不符合题意； C、稀有气体通电时发出五颜六色的光，不需要通过化学变化表现出来，是物理性质，该选项符合题意； D、氢气具有可燃性，需要通过化学变化表现出来，是化学性质，该选项不符合题意。 故选C。 2．A 【分析】电解水正极产生氧气，负极产生氢气，氧气与氢气的体积比为1:2，a管产生的气体较少，b管产生的气体较多，故a管产生的是氧气，与正极相连，b管产生的是氢气，与负极相连。 【详解】A、a管中的气体是氧气，可使带火星的木条复燃，选项错误； B、a管与电源的正极相连，选项正确； C、a管产生的是氧气，b管产生的是氢气，氧气与氢气的体积比为1:2，选项正确； 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，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，选项正确； 故选A。 3．B 【详解】A、在做铁丝在氧气中燃烧实验时，集气瓶底部要放少量的水或细沙，防止高温熔融物溅落，使瓶底炸裂，A错误； B、检验氢气的纯度，用向下排空气法或排水法收集一试管氢气，用拇指堵住试管口，管口向下，立即移近酒精灯火焰，点燃试管里的氢气。如果听到尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯，必须重新收集进行检验；如果听到很小的“噗”声，则表明氢气较纯，B正确； C、吸取液体，应该吸取试剂前将吸管内空气挤出，以免空气进入试剂使试剂变质，图中试剂中有气泡，C错误； D、检查该装置气密性的方法：用止水夹夹住胶皮管，从长颈漏斗向试管中加水至漏斗中的液面高于试管中的液面，一段时间后观察漏斗和试管中的液面差，D错误。 故选B。 4．C 【详解】分子是保持物质化学性质的最小微粒，水是由水分子构成的物质，表示保持水化学性质的微粒是水分子，每个水分子由1个氧原子和2个氢原子构成。 故选C。 5．A 【详解】氢气具有可燃性，氢气燃烧时发出火焰颜色为淡蓝色； 故选A。 6．D 【详解】A.虽然自然界中水总量大，但可直接利用的淡水资源有限且分布不均，并非取之不尽，故说法错误； B.纯净水经过处理去除了杂质，但也去除了人体必需的矿物质（如钙、镁等）。长期饮用纯净水可能导致矿物质摄入不足，影响健康，故说法错误； C.过滤仅能去除不溶性杂质，而蒸馏可去除所有杂质（包括可溶物），因此蒸馏净化程度更高，故说法错误； D.电解水时，正极产生氧气（O2），负极产生氢气（H2），质量比为8：1，故说法正确。 故选：D。 7．A 【详解】A、稀有气体（如氖气、氩气）在通电时能发出不同颜色的光（如氖气发红光），这是其物理性质。正确。 B、氮气用于食品充氮包装，主要是因为它化学性质稳定，能防止食品氧化变质，延长保质期。错误。 C、氢气作为清洁燃料，是因为它燃烧只生成水，无污染，且热值高。错误。 D、氧气用于火箭发射和气割气焊，是因为它能支持燃烧（助燃性）。错误。 故选A。 8．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。 9．D 【详解】A、应把橡皮塞慢慢转动着塞进容器口，切不可把试管放在桌上，再使劲塞进塞子，以免压破试管，图中操作错误，不符合题意； B、常用量筒量取一定体积的液体，读数时，视线应与液体凹液面的最低处保持水平，图中操作错误，不符合题意； C、胶头滴管加液时，既不能伸入容器，更不能接触容器，应垂直悬空于容器上方，图中操作错误，不符合题意； D、氢气验纯：用拇指堵住集满氢气的试管口，靠近火焰，移开拇指点火，发出尖锐的爆鸣声，说明氢气不纯，声音很小，说明气体较纯，图中操作正确，符合题意。 故选D。 10．C 【详解】A、氢气是可燃气体，如果混有空气（或氧气），点燃时可能发生爆炸。检验纯度是为了避免爆炸事故，确保操作安全。从安全因素考虑。 B、玻璃仪器外壁有水时，加热会导致受热不均（玻璃热胀冷缩不均匀），可能使仪器破裂，造成碎片飞溅或烫伤。擦干水是为了防止此类危险。从安全因素考虑。 C、此操作是为了增大铁丝与氧气的接触面积，使燃烧更剧烈、现象更明显（如火星四射），便于观察实验效果。不是从安全因素考虑。 D、沸石（或碎瓷片）能提供气化中心，防止液体暴沸（突然剧烈沸腾）。暴沸可能导致热液体喷出，造成烫伤或火灾。加沸石是为了避免此类事故，从安全因素考虑。 故选C。 11．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。 12．C 【详解】A、澄清洁净的矿泉水中含有水和溶于水的矿物质，不是纯水，属于混合物，A选项错误； B、工业废水经过处理后能重复利用，B选项错误； C、水在通电情况下会发生电解，正极产生氧气，负极产生氢气，氧气和氢气的体积比是1:2，C选项正确； D、将硬水过滤不能得到软水，是因为过滤不能除去水中可溶的钙、镁化合物，D选项错误。 故选：C。 13． 无色 无味 气体 比空气小 难溶于水 【详解】氢气在常温常压下是无色无味的气体，密度比空气小，难溶于水。 14．(1)增强水的导电性 (2)将装置内空气排尽 (3)上升 (4) 上升 0.1429 (5)B (6)否，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，故水不是一种元素。 【详解】（1）向水中加入氢氧化钠，能增加水中自由移动的离子浓度，能增强水的导电性。 （2）根据步骤②的操作可知，其目的为将装置内空气排尽。 （3）电解水生成氢气和氧气，则B、C两端会有气体产生，装置内压强增大，A中液面上升。 （4）电解水生成氢气和氧气，反应的符号表达式为：； 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B中收集的为氧气，C中收集的为氢气，C中得到200mL气体，则B中收集的气体的体积为200mL÷2=100mL，则得到的气体体积为100mL×0.001L/mL×1.429g/L=0.1429g。 （5）A、部分氧气溶于水中，会使收集的氧气较少，则得到的氧气和氢气的体积比小于1：2，不符合题意； B、部分氧气和氢气反应生成水，不影响得到的氢气和氧气的体积比，符合题意； C、部分氧气与碳棒反应，会使收集的氧气较少，则得到的氧气和氢气的体积比小于1：2，不符合题意； D、部分氧气被碳棒吸附，会使收集的氧气较少，则得到的氧气和氢气的体积比小于1：2，不符合题意。 故选B。 （6）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，水是由氢、氧元素组成，则水不是一种元素。 15．(1)生活中要注重节约用水 (2)B (3)a (4)增强 (5)木条燃烧更旺 (6)温度 (7)C (8)理论值应为2:1，实验数据产生偏差的原因是b管中的氧气比a管中氢气易溶于水 【详解】（1）图1是我国“国家节水标志”，由此获得的启示是生活中要注重节约用水； （2）活性炭具有吸附性，②中活性炭的主要作用是吸附杂质，故选B； （3）检查装置气密性：关闭装置两侧活塞，向长颈漏斗中持续注水，若观察到玻璃管中有气体生成，说明气密性良好，故选a； （4）在电解器玻璃管中加满水，通常还要加入少量氢氧化钠，其目的是为了增强导电性； （5）在电解水实验中，“正氧负氢”，b管与电源正极相连，产生的是氧气，氧气具有助燃性，所以将燃着的木条放在b管口，可观察到木条燃烧更旺； （6）实验2和3的温度不同，研究的影响电解水反应速率的因素是温度； （7）实验⑤的NaOH溶液浓度比实验④大，实验⑤的温度比实验⑥的温度低，实验⑤的电解时间应位于实验④和实验⑥之间，则“x”可能是395，故选：C； （8）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，理论值应为2:1，实验数据氢气与氧气的体积比大于2：1，产生偏差的原因是b管中的氧气比a管中氢气易溶于水。 学科网（北京）股份有限公司 $