2.4 跨学科实践活动：学习探究水的组成的科学史并制作分子模型题型专练--2025-2026学年九年级化学科粤版上册

科粤版（2024）九年级上册 第二单元　空气、物质的构成与组成2.4 跨学科实践活动：学习探究水的组成的科学史并制作分子模型 题型专练 【题型1】物质的组成与构成 【典型例题】1783年，拉瓦锡研究水的组成，装置示意图如图，将水蒸气通过灼热的铁管，一段时间后，在出口处收集到一种可燃气体。实验后称量发现水的质量减少，铁管质量增加，拉瓦锡研究并判断铁转化为氧化物。下列说法正确的是 (　　) A.实验中收集到的可燃气体可能是氧气 B.铁管在该实验中的唯一作用是反应容器 C.该实验推翻了“水是单一元素物质”的观点 D.实验中，水蒸气只发生了物理变化 【举一反三1】氢气在氧气中燃烧生成水，下列说法错误的是 (　　) A.该反应中，原子种类没有发生改变 B.氢气、氧气和水都是由原子构成的 C.该反应中，分子种类发生了改变 D.该反应能说明水是由氢元素和氧元素组成的 【举一反三2】氢气在氧气中燃烧生成水，下列说法错误的是 (　　) A.该反应中，原子种类没有发生改变 B.氢气、氧气和水都是由原子构成的 C.该反应中，分子种类发生了改变 D.该反应能说明水是由氢元素和氧元素组成的 除了电解水之外，下列实验或事实能验证水的组成的是(　　) A.水受热变成水蒸气，质量不变 B.水受热变成水蒸气，体积变大 C.蜡烛燃烧，生成水 D.氢气燃烧，生成水 【题型2】电解水实验 电解水实验装置如图所示，下列说法正确的是 (　　) 【典型例题】 A.a 管的气体可以使带火星的木条复燃 B.b 管的气体燃烧产生淡蓝色火焰 C.保持水化学性质的最小微观粒子是氢原子和氧原子 D.在水中加入少量硫酸或氢氧化钠以增强导电性 【举一反三1】电解水的简易实验装置如下图所示。下列关于该实验的叙述中，不正确的是(　　) A.管a中的气体是氢气 B.管b中的气体能使燃着的木条燃烧得更旺 C.电解水的实验证明水是由氢、氧两种元素组成的 D.电解水生成的氢气与氧气的质量比是2∶1 【举一反三2】如图是电解水的微观模型示意图，从中获得的信息错误的是 (　　) A.两种生成物的分子个数比为2∶1 B.一个水分子是由3种原子构成的 C.电解前后原子的种类和数目没有变化 D.电解过程中，分子分解为原子，原子又结合成分子 【举一反三3】水是我们日常生活和生产中重要的物质，从化学视角认识水。 (1)图1是某密闭容器中氢气燃烧并降至室温的微观示意图(“”表示氧原子，“”表示氢原子)。 ①下列关于变化Ⅰ的说法正确的是　     　(填字母)。 a.反应前后元素种类不变 b.反应前后分子种类不变 c.反应前后原子种类和数目都不变 ②从微观角度分析，变化Ⅱ发生改变的是　         　。 (2)图1变化Ⅰ中的一种反应物可供呼吸，利用图2中的电解水装置制取时，它在玻璃管　   　(填“A”或“B”)中产生；当玻璃管A中气体的分子数为2n时，玻璃管B中气体的分子数为　   　 ，产生的是　     　(填化学式)。 (3)为实现可持续发展，我们要保护水资源，请你提出一条生活中保护水资源的具体做法：　                　。 某兴趣小组利用右图装置进行电解水实验。 （1）实验中发生反应的文字表达式为　　　　　　。 （2）用带火星的木条在 a 管尖嘴口检验生成的 O2，观察到的现象是　　　　　　。 （3）实验发现，相同时间内，a 管与 b 管中收集到的气体体积之比小于 1∶2，请你分析可能的原因　　　　　　。 在老师的指导下，化学兴趣小组同学利用生活中常见材料设计如图所示微型梨形可移动水电解器装置探究水的组成。 【举一反三5】[进行实验] 步骤1：向梨形装置的水中加入氢氧化钠溶液。 步骤2：将边缘有小孔的注射器针筒固定在胶塞上作为集气、量气装置，针头处用泡沫块塞住。 步骤3：用导线连接电极与电源，接通电源，大约2~3 min后，两个注射器针筒中产生一定量气体后断开电源。 步骤4：取下左、右侧注射器针头处的泡沫块，分别将燃着的木条放在针头处。 (1)步骤1中加入氢氧化钠溶液的目的是              。 (2)步骤4中观察到的实验现象是                       。 (3)该实验证明水是由                   组成的。 [创新思维] (4)小明同学将保险丝电极换为铜电极，一段时间后观察到电源正极变黑，其原因可能是                 。 [继续探究](5)电解纯水速率较慢，为探究不同电压和不同浓度氢氧化钠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20 mL氢气所需时间如图所示。 ①电解浓度为5%的氢氧化钠溶液时，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                      。 [总结交流] (6)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)。 (7)化学是一门以实验为基础的科学。归纳一条在改进实验时需考虑的因素：                      。 【题型3】项目活动2 制作分子模型 【典型例题】电解水的微观过程可表示如下(图中“●”代表氧原子，“○”代表氢原子)，粒子运动变化的先后顺序是 (　　) A. dcba B. abcd C. cdab D. dcab 【举一反三1】如图表示水电解的微观过程(图中“○”“●”分别表示氢原子、氧原子)，则下列理解不正确的是 (　　) A.过程Ⅰ表明化学变化中分子可拆分成原子 B.过程Ⅲ表明化学变化前后分子发生了改变 C.该示意图说明水是由氢分子和氧分子构成的 D.该反应中原子个数不变 【举一反三2】下面关于水的组成和构成的说法错误的是 （　　） ①水是由氢元素和氧元素组成 ②水是由两个氢元素和一个氧元素组成的 ③水分子是由氢原子和氧原子构成的 ④水是由氢气和氧气组成的 ⑤水是由水分子构成的 ⑥水是由氢原子和氧原子构成的 ⑦每个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的 ⑧水分子是由一个氢分子和一个氧原子构成的 A.①⑤⑦⑧ B.②④⑥⑧ C.①⑥⑦⑧ D.②⑤⑥⑦ 【举一反三3】如图所示是电解水的简易装置和水分子分解示意图。 回答下列问题： (1)A为电源     极，B为电源     极，实验前先向水中加入少量硫酸钠的目的是           。 (2)C试管中收集到的气体是      ，可以用     检验；D试管中收集到的气体是     。 (3)根据上述实验事实可以得出：水是由    组成的。 (4)当水分子分解时，生成氢原子和     ，每两个氢原子结合成一个   ，每   结合成一个氧分子。 【举一反三4】建立模型是认识微观世界的一条有效途径．下面我们一起建构“化学变化中，分子是怎样变成其他分子”的模型。 （1）建构“分子的构成”模型 请看几种分子的模型和符号（图1）： 从图中我们能获得如下信息： ①分子是由　     　构成的，如1个氧分子由　        　构成；1个水分子 由　              　构成。 ②有的分子由相同原子构成，如　      　；有的分子由　       　构成，如　      　。 （2）完成下表，理解分子的模型与符号的统一： （3）建构“分子是怎样变成其他分子”的模型 以水分解为氢气和氧气这个化学反应的微观过程示意图2为例： 从图中可以得出： ①化学变化中，分子　        　，　         　成为新分子。（这就是化学反应的实质） ②原子是　         　的粒子。 ③分子和原子的本质区别是　                  　。 【举一反三5】水是生命之源，人类的日常生活与工农业生产都离不开水。 （1）实验课上，小刚所在的学前小组在探究水的组成（装置如图1所示）。通电一段时间后，玻璃管a中所收集的气体为        ，玻璃管b中气体的检验方法是       ，玻璃管a、b中产生气体体积比为        。电解水反应的文字表达式为          。该电解水实验得出的证明水是由        组成的；微观上也证明在化学变化中分子    ，原子       。 （2）图2是水分解过程中各种微粒的微观示意图，“黑色圆圈”表示氧原子，“白色圆圈”表示氢原子，从图2中的b可看出：一个水分子是由      构成的。从图2中还获得的以下信息中，正确的有    。 A．分解生成的氢分子与氧分子的个数比为1：2 B．在化学反应前后，分子和原子的种类都不变 C．反应前后原子的种类和数目没有变化 D．化学反应中，分子可分为原子，原子不能再分 （3）从微观角度分析，水的沸腾与电解水的本质区别是          。 科粤版（2024）九年级上册 第二单元　空气、物质的构成与组成2.4 跨学科实践活动：学习探究水的组成的科学史并制作分子模型 题型专练（参考答案） 【题型1】物质的组成与构成 【典型例题】1783年，拉瓦锡研究水的组成，装置示意图如图，将水蒸气通过灼热的铁管，一段时间后，在出口处收集到一种可燃气体。实验后称量发现水的质量减少，铁管质量增加，拉瓦锡研究并判断铁转化为氧化物。下列说法正确的是 (　　) A.实验中收集到的可燃气体可能是氧气 B.铁管在该实验中的唯一作用是反应容器 C.该实验推翻了“水是单一元素物质”的观点 D.实验中，水蒸气只发生了物理变化 【答案】C 【举一反三1】氢气在氧气中燃烧生成水，下列说法错误的是 (　　) A.该反应中，原子种类没有发生改变 B.氢气、氧气和水都是由原子构成的 C.该反应中，分子种类发生了改变 D.该反应能说明水是由氢元素和氧元素组成的 【答案】B 【举一反三2】氢气在氧气中燃烧生成水，下列说法错误的是 (　　) A.该反应中，原子种类没有发生改变 B.氢气、氧气和水都是由原子构成的 C.该反应中，分子种类发生了改变 D.该反应能说明水是由氢元素和氧元素组成的 【答案】B 除了电解水之外，下列实验或事实能验证水的组成的是(　　) A.水受热变成水蒸气，质量不变 B.水受热变成水蒸气，体积变大 C.蜡烛燃烧，生成水 D.氢气燃烧，生成水 【答案】D 【题型2】电解水实验 电解水实验装置如图所示，下列说法正确的是 (　　) 【典型例题】 A.a 管的气体可以使带火星的木条复燃 B.b 管的气体燃烧产生淡蓝色火焰 C.保持水化学性质的最小微观粒子是氢原子和氧原子 D.在水中加入少量硫酸或氢氧化钠以增强导电性 【答案】D 【举一反三1】电解水的简易实验装置如下图所示。下列关于该实验的叙述中，不正确的是(　　) A.管a中的气体是氢气 B.管b中的气体能使燃着的木条燃烧得更旺 C.电解水的实验证明水是由氢、氧两种元素组成的 D.电解水生成的氢气与氧气的质量比是2∶1 【答案】D 【举一反三2】如图是电解水的微观模型示意图，从中获得的信息错误的是 (　　) A.两种生成物的分子个数比为2∶1 B.一个水分子是由3种原子构成的 C.电解前后原子的种类和数目没有变化 D.电解过程中，分子分解为原子，原子又结合成分子 【答案】B 【解析】由电解水的微观模型示意图可知，该反应生成的氢气与氧气的分子个数比是2：1，A正确；由分子结构模型可知，一个水分子是由氢、氧2种原子构成的，B错误；由微观反应示意图可知，反应前后原子的种类和数目没有变化，C正确；从该反应的图示可知在该反应中水分子能分解生成氢、氧两种原子，氢原子结合成氢分子，氧原子结合成氧分子，D正确。 【举一反三3】水是我们日常生活和生产中重要的物质，从化学视角认识水。 (1)图1是某密闭容器中氢气燃烧并降至室温的微观示意图(“”表示氧原子，“”表示氢原子)。 ①下列关于变化Ⅰ的说法正确的是　     　(填字母)。 a.反应前后元素种类不变 b.反应前后分子种类不变 c.反应前后原子种类和数目都不变 ②从微观角度分析，变化Ⅱ发生改变的是　         　。 (2)图1变化Ⅰ中的一种反应物可供呼吸，利用图2中的电解水装置制取时，它在玻璃管　   　(填“A”或“B”)中产生；当玻璃管A中气体的分子数为2n时，玻璃管B中气体的分子数为　   　 ，产生的是　     　(填化学式)。 (3)为实现可持续发展，我们要保护水资源，请你提出一条生活中保护水资源的具体做法：　                　。 【答案】(1)①ac　②分子间的间隔　(2)B　n　O2　(3)用淘米水浇花(答案不唯一) 【解析】(1)①由变化Ⅰ的微观示意图可知，氢气和氧气在点燃的条件下生成水，有新物质生成，属于化学变化；反应前后没有发生变化的是：元素的种类和质量，原子的种类、数目和质量，一定改变的是分子的种类；②变化Ⅱ没有新物质生成，属于物理变化，发生变化的是分子间的间隔。(2)电解水实验中，根据“正氧负氢、氧一氢二”，玻璃管B中气体体积较少，是氧气，氧气可以供给呼吸；玻璃管A中气体体积较多，是氢气，化学式为H2；由于电解水得到的氢气和氧气的体积比为2∶1，当玻璃管A中气体的分子数为2n时，玻璃管B中气体的分子数为n。 某兴趣小组利用右图装置进行电解水实验。 （1）实验中发生反应的文字表达式为　　　　　　。 （2）用带火星的木条在 a 管尖嘴口检验生成的 O2，观察到的现象是　　　　　　。 （3）实验发现，相同时间内，a 管与 b 管中收集到的气体体积之比小于 1∶2，请你分析可能的原因　　　　　　。 【答案】 (1)水 氢气 + 氧气 (2)带火星的木条复燃 (3)氧气在水中的溶解度比氢气大(合理即可) 在老师的指导下，化学兴趣小组同学利用生活中常见材料设计如图所示微型梨形可移动水电解器装置探究水的组成。 【举一反三5】[进行实验] 步骤1：向梨形装置的水中加入氢氧化钠溶液。 步骤2：将边缘有小孔的注射器针筒固定在胶塞上作为集气、量气装置，针头处用泡沫块塞住。 步骤3：用导线连接电极与电源，接通电源，大约2~3 min后，两个注射器针筒中产生一定量气体后断开电源。 步骤4：取下左、右侧注射器针头处的泡沫块，分别将燃着的木条放在针头处。 (1)步骤1中加入氢氧化钠溶液的目的是              。 (2)步骤4中观察到的实验现象是                       。 (3)该实验证明水是由                   组成的。 [创新思维] (4)小明同学将保险丝电极换为铜电极，一段时间后观察到电源正极变黑，其原因可能是                 。 [继续探究](5)电解纯水速率较慢，为探究不同电压和不同浓度氢氧化钠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20 mL氢气所需时间如图所示。 ①电解浓度为5%的氢氧化钠溶液时，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                      。 [总结交流] (6)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)。 (7)化学是一门以实验为基础的科学。归纳一条在改进实验时需考虑的因素：                      。 【答案】(1)增强导电性 　 (2)左侧注射器中气体燃烧，产生淡蓝色火焰，右侧注射器中气体使木条燃烧得更旺 　 (3)氢元素和氧元素 　 (4)铜与氧气发生了反应 　 (5)①电压越高，电解水速率越大(合理即可) 　 ②10%氢氧化钠溶液、12V电压 　 (6)①④②⑤③ 　 (7)改进实验要更易于操作(或改进实验要具备更高的准确性等，合理即可) 【题型3】项目活动2 制作分子模型 【典型例题】电解水的微观过程可表示如下(图中“●”代表氧原子，“○”代表氢原子)，粒子运动变化的先后顺序是 (　　) A. dcba B. abcd C. cdab D. dcab 【答案】D 【举一反三1】如图表示水电解的微观过程(图中“○”“●”分别表示氢原子、氧原子)，则下列理解不正确的是 (　　) A.过程Ⅰ表明化学变化中分子可拆分成原子 B.过程Ⅲ表明化学变化前后分子发生了改变 C.该示意图说明水是由氢分子和氧分子构成的 D.该反应中原子个数不变 【答案】C 【解析】由题图可知，过程Ⅰ表明化学变化中分子可拆分成原子，A 正确；过程Ⅲ表明化学变化前后分子发生了改变，B正确；题图说明水是由水分子构成的，水是由氢元素和氧元素组成的，C错误。 【举一反三2】下面关于水的组成和构成的说法错误的是 （　　） ①水是由氢元素和氧元素组成 ②水是由两个氢元素和一个氧元素组成的 ③水分子是由氢原子和氧原子构成的 ④水是由氢气和氧气组成的 ⑤水是由水分子构成的 ⑥水是由氢原子和氧原子构成的 ⑦每个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的 ⑧水分子是由一个氢分子和一个氧原子构成的 A.①⑤⑦⑧ B.②④⑥⑧ C.①⑥⑦⑧ D.②⑤⑥⑦ 【答案】B 【解析】水是由氢元素和氧元素组成的；水是由水分子构成的；水分子是由氢原子和氧原子构成的；每个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的；元素不能论个数，②错误；水是由氢元素和氧元素组成的，不是由氢气和氧气组成的，④错误；水是由水分子构成的，水分子是由氢原子和氧原子构成的， ⑥错误；分子是由原子构成的，水分子由氢原子和氧原子构成的，水分子中不含氢分子，⑧错误。 【举一反三3】如图所示是电解水的简易装置和水分子分解示意图。 回答下列问题： (1)A为电源     极，B为电源     极，实验前先向水中加入少量硫酸钠的目的是           。 (2)C试管中收集到的气体是      ，可以用     检验；D试管中收集到的气体是     。 (3)根据上述实验事实可以得出：水是由    组成的。 (4)当水分子分解时，生成氢原子和     ，每两个氢原子结合成一个   ，每   结合成一个氧分子。 【答案】(1)正　负　增强水的导电性　(2)氧气　带火星的木条(其他合理答案也可)　氢气　(3)氢元素和氧元素　(4)氧原子　氢分子　两个氧原子 【举一反三4】建立模型是认识微观世界的一条有效途径．下面我们一起建构“化学变化中，分子是怎样变成其他分子”的模型。 （1）建构“分子的构成”模型 请看几种分子的模型和符号（图1）： 从图中我们能获得如下信息： ①分子是由　     　构成的，如1个氧分子由　        　构成；1个水分子 由　              　构成。 ②有的分子由相同原子构成，如　      　；有的分子由　       　构成，如　      　。 （2）完成下表，理解分子的模型与符号的统一： （3）建构“分子是怎样变成其他分子”的模型 以水分解为氢气和氧气这个化学反应的微观过程示意图2为例： 从图中可以得出： ①化学变化中，分子　        　，　         　成为新分子。（这就是化学反应的实质） ②原子是　         　的粒子。 ③分子和原子的本质区别是　                  　。 【答案】（1）①原子　2个氧原子　2个氢原子和1个氧原子构成　②氧分子　不同原子　水分子　（2）　1个碳原子和2个氧原子　过氧化氢分子　H2O2 过氧化氢分子　2个氢原子和2个氧原子　（3）①分成了原子，原子重新组合　②化学变中最小　③分子在化学反应中能再分，原子不能再分 【举一反三5】水是生命之源，人类的日常生活与工农业生产都离不开水。 （1）实验课上，小刚所在的学前小组在探究水的组成（装置如图1所示）。通电一段时间后，玻璃管a中所收集的气体为        ，玻璃管b中气体的检验方法是       ，玻璃管a、b中产生气体体积比为        。电解水反应的文字表达式为          。该电解水实验得出的证明水是由        组成的；微观上也证明在化学变化中分子    ，原子       。 （2）图2是水分解过程中各种微粒的微观示意图，“黑色圆圈”表示氧原子，“白色圆圈”表示氢原子，从图2中的b可看出：一个水分子是由      构成的。从图2中还获得的以下信息中，正确的有    。 A．分解生成的氢分子与氧分子的个数比为1：2 B．在化学反应前后，分子和原子的种类都不变 C．反应前后原子的种类和数目没有变化 D．化学反应中，分子可分为原子，原子不能再分 （3）从微观角度分析，水的沸腾与电解水的本质区别是          。 【答案】（1）氢气　打开b管活塞，将燃着的小木条放在尖嘴口，若燃烧更旺，证明为氧气　2：1　水氢气+氧气　氢元素、氧元素　可分　不可分 （2）2个氢原子和1个氧原子　CD （３）水沸腾属于物理变化，电解水属于化学变化 学科网（北京）股份有限公司 $