第08讲 水分子的变化（暑假预习讲义）新九年级化学新教材鲁教版

第08讲 水分子的变化 内容导航 01 预习航标 → 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 深研精炼：聚焦常考要点，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 预习目标 1. 掌握电解水的实验装置、操作、实验现象与气体检验方法，熟记“正氧负、氢二氧一”实验规律； 2. 理解电解水实验的宏观结论，明确水的元素组成，能区分物理变化与化学变化； 3. 认识氢气的性质、燃烧现象与验纯操作，掌握氢气燃烧实验及实验结论； 4. 理解化合反应、分解反应的定义、特征，能准确判断化学反应基本类型； 5. 从微观角度认识水分解、氢气燃烧的变化实质，明确化学变化中分子可分、原子不可分，掌握化学反应的微观本质； 6. 了解氢能源的优缺点与应用，树立安全实验、绿色化学的意识。 预习重点 1. 电解水实验现象、气体检验与实验结论； 2. 氢气的可燃性、点燃前验纯的操作与原因； 3. 化合反应、分解反应的判断； 4. 化学变化的微观实质，分子与原子的根本区别。 预习难点 1. 结合实验现象推导水的元素组成； 2. 从微观视角分析水电解、氢气燃烧的粒子变化过程； 3. 区分化合反应与分解反应，结合实例准确判断反应类型。。 情｜境｜启｜思 自然界中的水会不断发生形态改变，冰融化、水汽蒸发都只是水分子间隔与排列方式发生变化，物质本身并没有改变。可如果我们给水通入直流电，或是点燃氢气，水就会彻底转变为其他物质。一类变化只改变形态，一类变化诞生新物质，背后的微观原理截然不同。氢气更是一种极具潜力的绿色能源，如今在交通、航天领域逐步得到应用。结合所学知识与生活见闻，思考以下问题： 给水通电后会生成哪两种气体？我们该如何检验这两种气体？ 纯净的氢气可以燃烧，为什么点燃氢气之前一定要检验纯度？氢气燃烧又会生成什么物质？ 从微观角度分析，水通电分解、氢气燃烧这两个过程中，分子和原子分别发生了怎样的变化？ 深｜研｜精｜炼 知识点01 水的分解（电解水实验） 1. 实验装置与准备 （1）实验仪器：水电解器、直流电源、试管； （2）实验步骤： 两个玻璃管，分别与电源正、负极相连。 装入电解液，为增强 ，通常加入少量硫酸钠或氢氧化钠溶液。 通电后即可开始实验，观察现象。 （3）辅助操作：纯水导电性很弱，实验中会向水中加入少量氢氧化钠或硫酸钠，目的是增强水的导电性。 （4）实验电源：必须使用 ，不能使用交流电。 2. 实验现象 （1） 通电后，两个电极表面均产生 ； （2）一段时间后，与电源 相连的玻璃管（负极）气体体积大，与电源 相连的玻璃管（正极）气体体积小； （3）正负两极产生气体的体积比约为 ，可简记口诀： ，氢二氧一。 3. 气体检验 （1）正极气体：将 靠近管口，木条 ，证明该气体是 ； （2）负极气体：将 靠近管口，气体能 ，产生 ，证明该气体是 。 4. 实验宏观结论 （1）水在通电条件下，分解生成 和 ； （2）水是由 和 两种元素组成的纯净物。 5. 文字表达式 （1）这一反应属于 ，由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应，叫作分解反应。 （2）特点为一种物质生成多种物质，可以概括为 。 【特别提醒】 1.体积比≠质量比，电解水O2与H2体积比1:2，质量比为8:1，做题切勿混淆。 2.理论上气体体积严格为1:2，实际实验中氧气体积会略偏小，原因是氧气在水中的溶解能力大于氢气，且部分氧气会与电极发生反应。 3.加入氢氧化钠、硫酸钠只是增强导电性，不属于反应的反应物，不参与化学反应。 4.该变化有新物质生成，属于化学变化，区别于水的三态变化（物理变化）。 【例1】某兴趣小组利用如图装置探究水的组成。下列说法正确的是 A．a管气体为氧气，b管气体为氢气 B．该实验的结论是水由氢气和氧气组成 C．正极与负极产生的气体的质量比是1∶2 D．水中可加入少量硫酸钠溶液，以增强导电性 【即练1】某校科学兴趣小组开展“探究水的组成”主题活动，利用电解水装置进行实验。下列有关该实验的说法正确的是 A．水是由氢气和氧气组成的 B．电解水时，正极产生的气体能燃烧 C．电解水前后，氢元素和氧元素的种类没有改变 D．电解水实验说明分子在化学变化中不可再分 【即练2】水的微观示意图如图所示。下列关于水的说法错误的是 A．水由大量水分子聚集而成 B．使用硬水会给生活和生产带来许多麻烦 C．水沸腾过程中水分子的体积变大 D．电解水时，正、负极产生气体的体积比约为1：2 知识点02 电解水实验的微观实质 1.电解水实验的微观示意图： 2.根据电解水实验的微观示意图，概括这一反应过程 水分子在直流电作用下被破坏，分解为 和 。 每 2 个氢原子重新组合成 1 个 ，许多氢分子聚集形成氢气； 每 2 个氧原子重新组合成 1 个 ，许多氧分子聚集形成氧气。 3.物理变化和化学变化的不同点 （1）物理变化：水的三态变化属于 ，只是水分子 改变，而水分子本身没有改变，没有新物质生成。 （2）化学变化：电解水的过程属于 ，水通电后生成了 ，水分子发生了改变，有新物质生成。 4.化学变化的实质和特点 化学反应的实质是分子分解分成原子，原子 。 化学变化中，分子 ，原子 ，是化学变化中的最小微粒。 【特别提醒】 1.原子在化学变化中不可分，但原子可以通过其他方式再分（如核反应），注意限定条件“化学变化中”。 2.微观分析答题规范：描述变化时，先说分子拆分，再说原子重组。 3.水的三态变化（物理变化）和水的分解/合成（化学变化）微观本质完全不同，注意区分。 【例2】下图是电解水反应的微观示意图，据此判断下列说法不正确的是 A．甲为水分子，能保持水的化学性质 B．丙中氢气和氧气的质量比为2：1 C．该实验能证明水由氢、氧两种元素组成 D．示意图体现了化学变化中分子可分、原子不可分的本质 【即练3】为了探究水电解的微观过程，李明同学做了如图微粒的模型，其中能保持水分子化学性质的粒子是 A． B． C． D． 【即练4】从水分子分解示意图中我们能获得许多信息，其中描述错误的是 A．该反应属于化合反应 B．化学反应前后原子的种类不变 C．水与氢气和氧气的化学性质不同 D．生成物一定是混合物 知识点03 水的合成 1、实验探究氢气燃烧 （1）氢气燃烧的实验操作及实验现象。 操作步骤：点燃纯净氢气，在火焰上方罩 的烧杯。 实验现象：氢气安静燃烧，火焰呈 ；烧杯内壁出现 ；触摸烧杯，感觉 。 （2）氢气燃烧的实验结论 ①氢气燃烧生成 ，说明水由 和 组成； ②氢气具有 性，燃烧时放出热量。 （3）文字表达式及其基本反应类型 ①文字表达式： 。 ②反应类型： 反应，特点为： 。 （4）氢气验纯的实验操作 ①原因：氢气与空气混合达一定比例（爆炸极限），遇明火会 ； ②方法：用拇指堵住试管口，靠近火焰松开，听到噗声则纯净， 则不纯。 【特别提醒】 1.烧杯必须选用冷而干燥的烧杯，若烧杯潮湿、温度高，无法观察到水雾，不能证明生成物为水。 2.火焰颜色易错点：氢气燃烧是淡蓝色火焰，不要描述为蓝色、黄色火焰。 3.只要是可燃性气体，点燃前都必须验纯，这是化学实验通用安全规则。 4.该反应放热，属于放热的化学变化。 2、氢气燃烧的微观实质 （1）画出电解水实验的微观示意图： 点燃 （2）氢气燃烧实验的微观实质 ①氢分子和氧分子在点燃的条件下被破坏，分解为 和 。 ②每 2 个氢原子和1各氧原子重新组合成 1 个 ，许多水分子聚集形成水； （3）化学变化的实质及有什么特点 ①化学反应的实质是分子分解分成原子，原子 。 ②化学变化中，分子 ，原子 ，是化学变化中的最小微粒。 ③由分子构成的物质发生化学变化时， 改变了，而 没有改变。 3、探究氢能源的优缺点 （1）氢能源的优点 氢气燃烧只生成 ，无污染，是一种非常环保的清洁能源，用于氢燃料电池汽车等。氢气 ，还用作航空航天的燃料。 （2）现阶段氢能源无法普及的原因 氢气不纯易爆炸，且常温下为气体，所以难 ，难 ，目前阶段大量获得氢气的方法依旧为电解水法，耗能高难 ，科学家们正在积极寻找可以促进水快速分解的方法，希望未来有一天可以实现。 【特别提醒】 1.氢气是清洁能源，但目前还无法全面替代化石燃料。 2.氢气密度小，储存需高压、低温设备，运输存在安全隐患。 【例3】探究水的组成及变化是中学化学中重要的实验活动。下列说法错误的是 A．图1中，管a产生的气体为氢气，管b产生的气体为氧气 B．图2中，观察到干燥烧杯内壁有水雾，表明氢气在空气中燃烧生成水 C．涉及的两个化学变化过程中，分子、原子的种类均发生改变 D．本探究实验得出的结论是水由氢、氧两种元素组成 【即练5】如图是同学们对水的组成进行的探究实验。下列有关说法正确的是 A．两个实验都可得出水由氢、氧两种元素组成 B．两个实验都可得出水由氢、氧两种原子构成 C．实验1最终气球a与气球b的体积比为2：1 D．实验2可观察到干冷的烧杯内壁变浑浊 【即练6】氢能是一种应用前景非常诱人的新能源，但目前仍处在研究、实验阶段，还未广泛使用，其主要原因有 ①氢气燃烧对环境影响的评价问题尚无定论 ②氢气的制备耗能巨大，廉价制氢的技术尚未成熟 ③氢气储存、运输等安全问题尚未解决 ④氢气燃烧产生的热量低于相同质量的矿物燃料，经济效益欠佳 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 1．电解水的实验装置如图所示。下列描述正确的是 A．管a与电源负极相连 B．通电过程中水不断减少，管中液面下降 C．管a与管b中产生气体的质量比为2:1 D．该实验证明水由氢、氧元素组成，化学式为 2．安全、规范的操作是实验成功的重要保证。下图所示实验操作正确的是 A．点燃酒精灯 B．加热液体 C．氢气验纯 D．称量物体质量 3．电解水实验如下图。下列说法不正确的是 A．试管1中得到H2 B．水由H2、O2组成 C．水由氢、氧元素组成 D．试管1、2中气体的体积比约为2∶1 4．下列有关水的叙述不正确的是 A．自然界中水的天然循环是水分子不断运动的结果 B．水是由氢元素和氧元素组成 C．电解水生成氢气和氧气的体积比为2:1 D．水是由两个氢原子和一个氧原子构成的 5．雾凇由空气中的水蒸气遇冷凝华而成。下列雾凇形成过程中有关水分子变化的说法正确的是 A．水分子间的间隔变小 B．水分子停止运动 C．水分子的数量变少 D．水分子种类改变 6．同学们设计如图所示装置探究水的组成。下列分析正确的是 A．a端连接电源负极 B．通电后，b端产生气泡的速率更快 C．a端产生的气体能使带火星的木条复燃 D．实验得出水由氢气和氧气组成 7．如图所示为实验室电解水(甲)和改进的实验装置(乙，其中两个气球的质地、初始大小完全相同)，下列有关两个实验的说法不正确的是 A．两个装置中乙的数据更精确 B．乙装置中对比气球高度可知①为氢气 C．甲装置中a管产生的气体为氧气 D．两个实验均能说明水的组成 8．利用分解和合成探究水的组成的过程，对形成研究物质组成的思路与方法具有重要意义。下列说法错误的是 A．甲中，a、b管内气体的体积比约为1:2 B．甲中，可用带火星的小木条检验b管内的气体 C．乙中，观察到干燥烧杯内壁出现水雾 D．两个实验均能证明水是由氢、氧元素组成的 9．下列有关电解水实验的说法正确的是 A．电解水生成氢气和氧气，说明水中含有氢分子和氧分子 B．电解水时，正极产生的气体具有可燃性，火焰呈淡蓝色 C．电解水可得出的实验结论：水是由氢元素和氧元素组成 D．电解水实验过程中，元素种类和分子种类均不发生改变 10．水是重要的资源。下列说法不正确的是 A．活性炭可以吸附水中的色素和异味 B．图中利用小卵石和石英砂相当于实验操作中的过滤 C．图中a管连接着电源的正极 D．电解水实验可证明水的组成 11．水电解实验    （1）电源是直流电源。 （2）为增强水的______性，可加入少量硫酸或氢氧化钠。 （3）现象：正负电极上出现______、负极气体和正极气体体积比为______（试管内水下降多的是______极、水下降少的是______极）。 （4）检验：正极上产生的气体能使带火星的木条复燃，说明是______，负极上产生的气体能够燃烧，火焰呈______色，说明是______。（记作：父亲蒸羊，一样亲儿） （5）表达式：______。 （6）结论：水中含有______、______两种元素。化学变化中，分子可分，原子不可分。 （7）实验误差分析：氧气比氢气更易溶于水；氧气更易和电极反应；装置气密性不好等氢气和氧气的体积比大于2：1。 （8）依据：化学变化中元素种类不改变。变化前的元素组成判断变化后的元素组成。 12．氢气的性质 (1)物理性质：通常情况下，氢气是______色、______臭、______溶于水的气体，密度比空气的______。 (2)化学性质：具有可燃性。氢气在空气中燃烧时，产生______火焰；混有一定量空气或氧气的氢气遇明火会发生______。因此点燃氢气前一定要检验其______。点燃氢气时，发出______表明气体不纯，______则表示气体较纯。 13．回答下列问题。 (1)在下图所示的电解水实验过程中发生改变的微粒是___________(填名称)，当其中一个电极产生4mL气体时，另一电极产生的气体体积可能是___________mL。根据实验能推断出水组成的依据是___________。写出电解水的符号表达式___________。 (2)在电解器中装满水，两端分别连接直流电源的正负极，接通电源，实验进行一段时间后，a、b、c三根管中液面由高到低排列顺序为___________。 (3)下列对该实验的相关说法错误的是___________。 A．a中得到的气体点燃可能发生爆炸 B．可以用带火星的木条检验b中的气体 C．该反应中，电能转化为化学能 D．电解水的反应属于化合反应 14．水是生命之源，也是人类最宝贵的资源，用你学过的化学知识回答下列问题。 (1)从物质的分类角度分析，水不属于_____(单选，填字母)。 a．单质    b．氧化物    c．化合物    d．纯净物 (2)欲除去水中不溶性杂质，需进行的操作是_______，活性炭除色素和异味是利用了活性炭的_____性。 (3)根据如图回答下列问题： 试管A中的气体是______，写出电解水反应的符号表达式_____，该实验证明水是由_____组成的。 15．水是人类赖以生存的重要物质之一，请根据水的相关知识回答下列问题。 (1)3月22日是“世界水日”，自来水厂净水过程中不涉及的步骤是_____（填字母）。 A．沉淀 B．蒸馏 C．吸附 D．消毒 (2)如图甲所示为电解水装置，与b管相连的是电源的_____（填“正”或“负”）极。 (3)如图乙是水发生变化的微观示意图，变化中反应条件为通电的是反应____（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。 (4)请你写出在日常生活中节水的做法_____（任写一种）。 16．下图是氢气()和氯气()在密闭容器中物质变化过程的微观示意图： (1)图中的物质都是由_______(填“分子”或“原子”)构成的： (2)变化①是氢气和氯气反应生成氯化氢的过程，该反应属于______(填基本反应类型)：由该图示可知：化学变化中最小的微粒是______。 (3)变化②是气体变成液体的过程，其微观实质是分子的间隔_______(填“变大”或“变小”)，可以采用增大压强、_______(填“升高”或“降低”)温度的方法。变化③是______变化(填物理或化学)。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第08讲 水分子的变化 内容导航 01 预习航标 → 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 深研精炼：聚焦常考要点，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 预习目标 1. 掌握电解水的实验装置、操作、实验现象与气体检验方法，熟记“正氧负、氢二氧一”实验规律； 2. 理解电解水实验的宏观结论，明确水的元素组成，能区分物理变化与化学变化； 3. 认识氢气的性质、燃烧现象与验纯操作，掌握氢气燃烧实验及实验结论； 4. 理解化合反应、分解反应的定义、特征，能准确判断化学反应基本类型； 5. 从微观角度认识水分解、氢气燃烧的变化实质，明确化学变化中分子可分、原子不可分，掌握化学反应的微观本质； 6. 了解氢能源的优缺点与应用，树立安全实验、绿色化学的意识。 预习重点 1. 电解水实验现象、气体检验与实验结论； 2. 氢气的可燃性、点燃前验纯的操作与原因； 3. 化合反应、分解反应的判断； 4. 化学变化的微观实质，分子与原子的根本区别。 预习难点 1. 结合实验现象推导水的元素组成； 2. 从微观视角分析水电解、氢气燃烧的粒子变化过程； 3. 区分化合反应与分解反应，结合实例准确判断反应类型。。 情｜境｜启｜思 自然界中的水会不断发生形态改变，冰融化、水汽蒸发都只是水分子间隔与排列方式发生变化，物质本身并没有改变。可如果我们给水通入直流电，或是点燃氢气，水就会彻底转变为其他物质。一类变化只改变形态，一类变化诞生新物质，背后的微观原理截然不同。氢气更是一种极具潜力的绿色能源，如今在交通、航天领域逐步得到应用。结合所学知识与生活见闻，思考以下问题： 给水通电后会生成哪两种气体？我们该如何检验这两种气体？ 纯净的氢气可以燃烧，为什么点燃氢气之前一定要检验纯度？氢气燃烧又会生成什么物质？ 从微观角度分析，水通电分解、氢气燃烧这两个过程中，分子和原子分别发生了怎样的变化？ 深｜研｜精｜炼 知识点01 水的分解（电解水实验） 1. 实验装置与准备 （1）实验仪器：水电解器、直流电源、试管； （2）实验步骤： 两个玻璃管，分别与电源正、负极相连。 装入电解液，为增强水的导电性，通常加入少量硫酸钠或氢氧化钠溶液。 通电后即可开始实验，观察现象。 （3）辅助操作：纯水导电性很弱，实验中会向水中加入少量氢氧化钠或硫酸钠，目的是增强水的导电性。 （4）实验电源：必须使用直流电，不能使用交流电。 2. 实验现象 （1） 通电后，两个电极表面均产生气泡； （2）一段时间后，与电源负极相连的玻璃管（负极）气体体积大，与电源正极相连的玻璃管（正极）气体体积小； （3）正负两极产生气体的体积比约为 ，可简记口诀：正氧负氢，氢二氧一。 3. 气体检验 （1）正极气体：将带火星的木条靠近管口，木条复燃，证明该气体是氧气； （2）负极气体：将燃着的木条靠近管口，气体能燃烧，产生淡蓝色火焰，证明该气体是氢气。 4. 实验宏观结论 （1）水在通电条件下，分解生成氢气和氧气； （2）水是由氢元素和氧元素两种元素组成的纯净物。 5. 文字表达式 （1）这一反应属于分解反应，由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应，叫作分解反应。 （2）特点为一种物质生成多种物质，可以概括为一变多。 【特别提醒】 1.体积比≠质量比，电解水O2与H2体积比1:2，质量比为8:1，做题切勿混淆。 2.理论上气体体积严格为1:2，实际实验中氧气体积会略偏小，原因是氧气在水中的溶解能力大于氢气，且部分氧气会与电极发生反应。 3.加入氢氧化钠、硫酸钠只是增强导电性，不属于反应的反应物，不参与化学反应。 4.该变化有新物质生成，属于化学变化，区别于水的三态变化（物理变化）。 【例1】某兴趣小组利用如图装置探究水的组成。下列说法正确的是 A．a管气体为氧气，b管气体为氢气 B．该实验的结论是水由氢气和氧气组成 C．正极与负极产生的气体的质量比是1∶2 D．水中可加入少量硫酸钠溶液，以增强导电性 【答案】D 【详解】A.a管连接电源负极，产生的是氢气；b管连接电源正极，产生的是氧气，错误。 B.水是纯净物，该实验结论为水由氢元素和氧元素组成，不是由氢气、氧气组成，错误。 C.正极（氧气）和负极（氢气）的体积比为1:2，质量比为，错误。 D.正确。 【即练1】某校科学兴趣小组开展“探究水的组成”主题活动，利用电解水装置进行实验。下列有关该实验的说法正确的是 A．水是由氢气和氧气组成的 B．电解水时，正极产生的气体能燃烧 C．电解水前后，氢元素和氧元素的种类没有改变 D．电解水实验说明分子在化学变化中不可再分 【答案】C 【详解】A. 水是纯净物，由氢元素和氧元素组成，不是由氢气、氧气两种物质组成，错误。 B. 电解水时正极产生氧气，氧气具有助燃性，没有可燃性，不能燃烧，错误。 C. 根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，因此电解水前后氢、氧元素种类均不改变，正确。 D. 电解水属于化学变化，过程中水分子分裂为氢原子、氧原子，原子重新组合为氢分子、氧分子，说明分子在化学变化中可以再分，错误。 【即练2】水的微观示意图如图所示。下列关于水的说法错误的是 A．水由大量水分子聚集而成 B．使用硬水会给生活和生产带来许多麻烦 C．水沸腾过程中水分子的体积变大 D．电解水时，正、负极产生气体的体积比约为1：2 【答案】C 【详解】A.水由水分子构成，宏观的水是大量水分子聚集而成，不符合题意； B.硬水含有较多可溶性钙、镁化合物，使用时会导致衣物难洗净、锅炉结垢易爆炸等问题，不符合题意； C.水沸腾是物理变化，水分子间的间隔增大，水分子本身的体积不会改变，符合题意； D.电解水符合“正氧负氢、氢二氧一”的规律，正极产生的氧气和负极产生的氢气体积比约为，不符合题意。 知识点02 电解水实验的微观实质 1.电解水实验的微观示意图： 2.根据电解水实验的微观示意图，概括这一反应过程 水分子在直流电作用下被破坏，分解为氢原子和氧原子。 每 2 个氢原子重新组合成 1 个氢分子，许多氢分子聚集形成氢气； 每 2 个氧原子重新组合成 1 个氧分子，许多氧分子聚集形成氧气。 3.物理变化和化学变化的不同点 （1）物理变化：水的三态变化属于物理变化，只是水分子间隔和排列方式改变，而水分子本身没有改变，没有新物质生成。 （2）化学变化：电解水的过程属于化学变化，水通电后生成了氢气和氧气，水分子发生了改变，有新物质生成。 4.化学变化的实质和特点 化学反应的实质是分子分解分成原子，原子重新组合成新分子。 化学变化中，分子可分，原子不可分，是化学变化中的最小微粒。 【特别提醒】 1.原子在化学变化中不可分，但原子可以通过其他方式再分（如核反应），注意限定条件“化学变化中”。 2.微观分析答题规范：描述变化时，先说分子拆分，再说原子重组。 3.水的三态变化（物理变化）和水的分解/合成（化学变化）微观本质完全不同，注意区分。 【例2】下图是电解水反应的微观示意图，据此判断下列说法不正确的是 A．甲为水分子，能保持水的化学性质 B．丙中氢气和氧气的质量比为2：1 C．该实验能证明水由氢、氧两种元素组成 D．示意图体现了化学变化中分子可分、原子不可分的本质 【答案】B 【详解】A.由图可知，甲为水分子，水由水分子直接构成，因此水分子是保持水化学性质的最小粒子，正确； B.丙中氢气和氧气的质量比计算为：，不是，错误； C.电解水生成含氢元素的氢气和含氧元素的氧气，化学反应前后元素种类不变，可证明水由氢、氧两种元素组成，正确； D.微观示意图显示，反应过程中水分子分解为氢原子、氧原子，原子再重新组合为氢分子、氧分子，体现了化学变化中分子可分、原子不可分的本质，正确。 【即练3】为了探究水电解的微观过程，李明同学做了如图微粒的模型，其中能保持水分子化学性质的粒子是 A． B． C． D． 【答案】C 【分析】水由水分子构成，故保持水的化学性质的最小粒子是水分子。 【详解】A、图A表示由2个氢原子构成的氢气分子，不符合题意； B、图B表示由2个氧原子构成的氧气分子，不符合题意； C、图C表示由2个氢原子和1个氧原子构成的水分子，符合题意； D、图D表示2个氢原子和1个氧原子这三个原子，不符合题意。 故选C。 【即练4】从水分子分解示意图中我们能获得许多信息，其中描述错误的是 A．该反应属于化合反应 B．化学反应前后原子的种类不变 C．水与氢气和氧气的化学性质不同 D．生成物一定是混合物 【答案】A 【详解】A、化合反应的定义是 “多变一”（多种物质生成一种物质），而该反应是 “一变多”（水反应生成氢气、氧气），属于分解反应，描述错误。 B、从微观示意图可清晰看到，反应前是氢、氧原子，反应后依然是氢、氧原子，原子的种类未改变，描述正确。 C、由分子构成的物质，其化学性质由构成它的分子决定。水由水分子（H2​O）构成，氢气由氢分子（H2​）构成，氧气由氧分子（O2​）构成，分子种类不同，化学性质不同，描述正确。 D、生成物是氢气和氧气两种物质组成的混合物，描述正确。 故选A。 知识点03 水的合成 1、实验探究氢气燃烧 （1）氢气燃烧的实验操作及实验现象。 操作步骤：点燃纯净氢气，在火焰上方罩冷而干燥的烧杯。 实验现象：氢气安静燃烧，火焰呈淡蓝色；烧杯内壁出现水雾；触摸烧杯，感觉发烫。 （2）氢气燃烧的实验结论 ①氢气燃烧生成水，说明水由氢元素和氧元素组成； ②氢气具有可燃性，燃烧时放出热量。 （3）文字表达式及其基本反应类型 ①文字表达式：。 ②反应类型：化合反应，特点为：多变一。 （4）氢气验纯的实验操作 ①原因：氢气与空气混合达一定比例（爆炸极限），遇明火会爆炸； ②方法：用拇指堵住试管口，靠近火焰松开，听到噗声则纯净，尖锐爆鸣声则不纯。 【特别提醒】 1.烧杯必须选用冷而干燥的烧杯，若烧杯潮湿、温度高，无法观察到水雾，不能证明生成物为水。 2.火焰颜色易错点：氢气燃烧是淡蓝色火焰，不要描述为蓝色、黄色火焰。 3.只要是可燃性气体，点燃前都必须验纯，这是化学实验通用安全规则。 4.该反应放热，属于放热的化学变化。 2、氢气燃烧的微观实质 （1）画出电解水实验的微观示意图： 点燃 （2）氢气燃烧实验的微观实质 ①氢分子和氧分子在点燃的条件下被破坏，分解为氢原子和氧原子。 ②每 2 个氢原子和1各氧原子重新组合成 1 个水分子，许多水分子聚集形成水； （3）化学变化的实质及有什么特点 ①化学反应的实质是分子分解分成原子，原子重新组合成新分子。 ②化学变化中，分子可分，原子不可分，是化学变化中的最小微粒。 ③由分子构成的物质发生化学变化时，分子改变了，而原子没有改变。 3、探究氢能源的优缺点 （1）氢能源的优点 氢气燃烧只生成水，无污染，是一种非常环保的清洁能源，用于氢燃料电池汽车等。氢气热值高，还用作航空航天的燃料。 （2）现阶段氢能源无法普及的原因 氢气不纯易爆炸，且常温下为气体，所以难储存，难运输，目前阶段大量获得氢气的方法依旧为电解水法，耗能高难制取，科学家们正在积极寻找可以促进水快速分解的方法，希望未来有一天可以实现。 【特别提醒】 1.氢气是清洁能源，但目前还无法全面替代化石燃料。 2.氢气密度小，储存需高压、低温设备，运输存在安全隐患。 【例3】探究水的组成及变化是中学化学中重要的实验活动。下列说法错误的是 A．图1中，管a产生的气体为氢气，管b产生的气体为氧气 B．图2中，观察到干燥烧杯内壁有水雾，表明氢气在空气中燃烧生成水 C．涉及的两个化学变化过程中，分子、原子的种类均发生改变 D．本探究实验得出的结论是水由氢、氧两种元素组成 【答案】C 【详解】A.图1是电解水实验，管a连接电源负极，产生的气体是氢气，管b连接电源正极，产生的气体是氧气，故选项说法正确； B.图2中，氢气和氧气在点燃条件下反应生成水，观察到干燥烧杯内出现水雾，表明氢气在空气中燃烧生成水，故选项说法正确； C.化学变化的微观本质是分子分裂为原子，原子重新组合为新分子，反应过程中分子种类一定发生改变，但原子是化学变化中的最小粒子，其种类、数目、质量均不改变，故选项说法错误； D.水在通电条件下反应生成氢气和氧气，氢气和氧气在点燃条件下反应生成水，根据化学反应前后元素种类不变，两个实验都能得出水是由氢元素和氧元素组成的结论，故选项说法正确。 【即练5】如图是同学们对水的组成进行的探究实验。下列有关说法正确的是 A．两个实验都可得出水由氢、氧两种元素组成 B．两个实验都可得出水由氢、氧两种原子构成 C．实验1最终气球a与气球b的体积比为2：1 D．实验2可观察到干冷的烧杯内壁变浑浊 【答案】A 【详解】A.水通电条件下分解生成氢气和氧气，氢气与氧气在点燃条件下反应生成水，根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，两个实验都可证明水由氢、氧两种元素组成，表述正确。 B.水是由水分子构成的，水分子由氢、氧原子构成，不能表述为水由氢、氧两种原子直接构成，表述错误。 C.电解水规律为“正氧负氢、氢二氧一”，气球a接电源正极产生氧气，气球b接负极产生氢气，二者体积比为，不是，表述错误。 D.氢气燃烧只生成水，干冷烧杯内壁会出现水雾，能使澄清石灰水变浑浊是二氧化碳的检验特征，该实验不会出现，表述错误。 【即练6】氢能是一种应用前景非常诱人的新能源，但目前仍处在研究、实验阶段，还未广泛使用，其主要原因有 ①氢气燃烧对环境影响的评价问题尚无定论 ②氢气的制备耗能巨大，廉价制氢的技术尚未成熟 ③氢气储存、运输等安全问题尚未解决 ④氢气燃烧产生的热量低于相同质量的矿物燃料，经济效益欠佳 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 【答案】B 【详解】①氢气燃烧过程中热值高，且生成物无任何污染，属于最清洁的燃料，对环境无污染，故①错误； ②目前使用的氢气主要采用电解水的方式生产，生产过程耗能大，廉价制氢是采用太阳能分解水的方式，该技术尚不成熟，故②正确； ③氢气难压缩，且氢气易燃烧，对储存、运输以及安全方面要求较高，目前还未解决，所以制约氢能源的广泛应用，故③正确； ④氢气燃烧热值很高，燃烧产生的能量一般高于同质量的其他燃料，故④错误； 综上所述，正确的为②③； 故选B。 1．电解水的实验装置如图所示。下列描述正确的是 A．管a与电源负极相连 B．通电过程中水不断减少，管中液面下降 C．管a与管b中产生气体的质量比为2:1 D．该实验证明水由氢、氧元素组成，化学式为 【答案】A 【分析】电解水反应遵循正氧负氢，氢二氧一的规律：与电源正极相连的电极产生，与负极相连的电极产生，生成和的体积比为。 【详解】A.由图可知管a中气体体积更大，为，对应电源负极；说法正确； B.通电时a、b管内产生气体，管内压强增大，将液态水压入管c中，c液面上升，说法错误； C.管a的和管b的的体积比，则其质量比为，说法错误； D.水电解只生成氢气和氧气，根据化学反应前后元素种类不变，可证明水由氢、氧元素组成；但不能得出水的具体化学式，说法错误。 2．安全、规范的操作是实验成功的重要保证。下图所示实验操作正确的是 A．点燃酒精灯 B．加热液体 C．氢气验纯 D．称量物体质量 【答案】C 【详解】A.禁止用燃着的酒精灯引燃另一只酒精灯，该操作易导致酒精洒出引发火灾，错误。 B.加热试管内液体时，液体体积不能超过试管容积的，图中液体过多，沸腾时易喷出造成危险，错误。 C.氢气验纯的规范操作为：用小试管收集氢气后，拇指堵住试管口，管口朝下靠近酒精灯火焰，松开拇指根据声音判断纯度，图中操作符合要求，正确。 D.托盘天平称量需遵循“左物右码”原则，且不能用手直接拿砝码（手上的汗液会腐蚀砝码，造成称量误差），错误。 3．电解水实验如下图。下列说法不正确的是 A．试管1中得到H2 B．水由H2、O2组成 C．水由氢、氧元素组成 D．试管1、2中气体的体积比约为2∶1 【答案】B 【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。 【详解】A.试管1连接电源负极，负极产生，说法正确。 B.水是纯净物，仅由水分子构成，不含、两种物质，说法错误。 C.电解水生成和，根据反应前后元素种类不变，可证明水由氢、氧元素组成，说法正确。 D.试管1中是，试管2中是，二者体积比约为，说法正确。 4．下列有关水的叙述不正确的是 A．自然界中水的天然循环是水分子不断运动的结果 B．水是由氢元素和氧元素组成 C．电解水生成氢气和氧气的体积比为2:1 D．水是由两个氢原子和一个氧原子构成的 【答案】D 【详解】A.自然界水的天然循环依靠水的三态变化实现，三态变化的本质是水分子不断运动、分子间间隔发生改变，正确； B.从宏观组成角度，水是由氢元素和氧元素组成的化合物，正确； C.电解水实验符合“正氧负氢、氢二氧一”的规律，生成氢气和氧气的体积比为，正确； D.水是宏观物质，正确表述应为“1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成”，选项混淆了宏观物质和微观分子的构成描述，错误。 5．雾凇由空气中的水蒸气遇冷凝华而成。下列雾凇形成过程中有关水分子变化的说法正确的是 A．水分子间的间隔变小 B．水分子停止运动 C．水分子的数量变少 D．水分子种类改变 【答案】A 【详解】A、雾凇形成过程中是由气态转化为固态气态水分子间间隔大于固态水分子，凝华后水分子间隔变小，正确。 B、分子做无规则运动，固态水分子仅运动幅度减小，不会停止运动，错误。 C、物理变化无新物质生成，也不消耗原有物质，水分子数量不变，错误。 D、物理变化中分子种类不改变，仍为，错误。 6．同学们设计如图所示装置探究水的组成。下列分析正确的是 A．a端连接电源负极 B．通电后，b端产生气泡的速率更快 C．a端产生的气体能使带火星的木条复燃 D．实验得出水由氢气和氧气组成 【答案】A 【详解】A. 电解水实验遵循“正氧负氢、氢二氧一”的规律，a端连接倒置试管，用向下排空气法收集气体，说明该气体密度小于空气，是氢气；b端连接正放试管，用向上排空气法收集气体，说明该气体密度大于空气，是氧气，则a端连接电源负极，正确； B. 在电解水实验中，生成氢气和氧气的体积比约为2:1，因此a端产生气泡速率更快，错误； C. a端产生的气体是氢气，氢气具有可燃性，不能使带火星的木条复燃，能使带火星的木条复燃的是b端的氧气，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的，错误。 7．如图所示为实验室电解水(甲)和改进的实验装置(乙，其中两个气球的质地、初始大小完全相同)，下列有关两个实验的说法不正确的是 A．两个装置中乙的数据更精确 B．乙装置中对比气球高度可知①为氢气 C．甲装置中a管产生的气体为氧气 D．两个实验均能说明水的组成 【答案】A 【详解】A. 甲装置的a、b管带有精确刻度，可准确读取气体体积；乙装置仅能通过气球大小粗略比较气体体积，无法获得精确数据，因此甲的数据更精确，A说法错误； B. 在电解水实验中，生成氢气和氧气的体积比约为2:1，因此体积更大（高度更高）的气球①中为氢气，B说法正确； C. 在电解水实验中，“正氧负氢”，a管与正极相连，产生的是氧气，C说法正确； D. 两个实验均电解水生成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种类不变，均可证明水由氢、氧元素组成，D说法正确。 8．利用分解和合成探究水的组成的过程，对形成研究物质组成的思路与方法具有重要意义。下列说法错误的是 A．甲中，a、b管内气体的体积比约为1:2 B．甲中，可用带火星的小木条检验b管内的气体 C．乙中，观察到干燥烧杯内壁出现水雾 D．两个实验均能证明水是由氢、氧元素组成的 【答案】A 【详解】A. 电解水时，与电源负极相连的a管产生氢气，与正极相连的b管产生氧气，二者体积比约为2:1，因此a、b管内气体体积比为2:1，该说法错误。 B. b管内气体是氧气，氧气具有助燃性，可用带火星的小木条检验，该说法正确。 C. 乙中氢气燃烧生成水，因此可观察到干燥烧杯内壁出现水雾，该说法正确。 D. 电解水实验反应物只有水，生成物为含氢元素的氢气和含氧元素的氧气；氢气燃烧实验反应物为含氢元素的氢气和含氧元素的氧气，生成物只有水，两个实验均遵循质量守恒定律，都能证明水由氢、氧元素组成，该说法正确。 9．下列有关电解水实验的说法正确的是 A．电解水生成氢气和氧气，说明水中含有氢分子和氧分子 B．电解水时，正极产生的气体具有可燃性，火焰呈淡蓝色 C．电解水可得出的实验结论：水是由氢元素和氧元素组成 D．电解水实验过程中，元素种类和分子种类均不发生改变 【答案】C 【详解】A、水是纯净物，仅由水分子构成，不含氢分子和氧分子，电解水生成氢气和氧气说明水含氢、氧两种元素，错误。 B、电解水时正极产生的是氧气，氧气具有助燃性，不具有可燃性，错误。 C、化学反应前后元素种类不变，电解水生成含氢元素的氢气和含氧元素的氧气，可得出水由氢元素和氧元素组成的结论，正确。 D、电解水属于化学变化，反应前后元素种类不变，但分子种类一定改变，水分子变为氢分子和氧分子，错误。 10．水是重要的资源。下列说法不正确的是 A．活性炭可以吸附水中的色素和异味 B．图中利用小卵石和石英砂相当于实验操作中的过滤 C．图中a管连接着电源的正极 D．电解水实验可证明水的组成 【答案】C 【详解】A.活性炭具有疏松多孔的结构，有吸附性，可吸附水中的色素和异味，说法正确； B.小卵石和石英砂能除去水中的不溶性杂质，作用相当于实验操作中的过滤，说法正确； C.电解水时遵循“正氧负氢、氢二氧一”的规律，a管生成的气体体积更大，为氢气，应连接电源负极，说法错误； D.电解水生成氢气和氧气，根据化学反应前后元素种类不变，可证明水由氢、氧元素组成，说法正确。 11．水电解实验    （1）电源是直流电源。 （2）为增强水的______性，可加入少量硫酸或氢氧化钠。 （3）现象：正负电极上出现______、负极气体和正极气体体积比为______（试管内水下降多的是______极、水下降少的是______极）。 （4）检验：正极上产生的气体能使带火星的木条复燃，说明是______，负极上产生的气体能够燃烧，火焰呈______色，说明是______。（记作：父亲蒸羊，一样亲儿） （5）表达式：______。 （6）结论：水中含有______、______两种元素。化学变化中，分子可分，原子不可分。 （7）实验误差分析：氧气比氢气更易溶于水；氧气更易和电极反应；装置气密性不好等氢气和氧气的体积比大于2：1。 （8）依据：化学变化中元素种类不改变。变化前的元素组成判断变化后的元素组成。 【答案】 导电 气泡 2：1 负 正 氧气 淡蓝 氢气 水氢气+氧气 氢 氧 【解析】略 12．氢气的性质 (1)物理性质：通常情况下，氢气是______色、______臭、______溶于水的气体，密度比空气的______。 (2)化学性质：具有可燃性。氢气在空气中燃烧时，产生______火焰；混有一定量空气或氧气的氢气遇明火会发生______。因此点燃氢气前一定要检验其______。点燃氢气时，发出______表明气体不纯，______则表示气体较纯。 【答案】(1) 无 无 难 小 (2) 淡蓝色 爆炸 纯度 尖锐的爆鸣声 声音很小 【解析】略 13．回答下列问题。 (1)在下图所示的电解水实验过程中发生改变的微粒是___________(填名称)，当其中一个电极产生4mL气体时，另一电极产生的气体体积可能是___________mL。根据实验能推断出水组成的依据是___________。写出电解水的符号表达式___________。 (2)在电解器中装满水，两端分别连接直流电源的正负极，接通电源，实验进行一段时间后，a、b、c三根管中液面由高到低排列顺序为___________。 (3)下列对该实验的相关说法错误的是___________。 A．a中得到的气体点燃可能发生爆炸 B．可以用带火星的木条检验b中的气体 C．该反应中，电能转化为化学能 D．电解水的反应属于化合反应 【答案】(1) 水分子 2或8 化学反应前后元素种类不变，生成物含氢、氧元素，证明水由氢、氧元素组成 (2)c>a>b (3)ABD 【详解】（1）化学变化中分子可分、原子不可分，因此改变的微粒是水分子；电解水正负极气体体积比为，若4mL是正极的氧气，另一极氢气体积为8mL，若4mL是负极的氢气，另一极氧气体积为2mL；水在通电的条件下产生了氢气和氧气，其符号表达式为：，由此可推断水由氢、氧元素组成。 （2）电解水时负极b管产生的氢气体积是正极a管产生的氧气体积的2倍，管内气体越多压强越大，液面越低，水被压入中间c管，因此c管液面最高，a管液面次之，b管液面最低。 （3）A. a管得到氧气，无可燃性，不能被点燃，不会爆炸，说法错误； B. 带火星木条只能检验氧气而b管产生的是氢气，说法错误； C. 电解水将电能转化为化学能储存在生成物中，说法正确； D. 电解水是“一变多”的分解反应，不属于化合反应，说法错误。 14．水是生命之源，也是人类最宝贵的资源，用你学过的化学知识回答下列问题。 (1)从物质的分类角度分析，水不属于_____(单选，填字母)。 a．单质    b．氧化物    c．化合物    d．纯净物 (2)欲除去水中不溶性杂质，需进行的操作是_______，活性炭除色素和异味是利用了活性炭的_____性。 (3)根据如图回答下列问题： 试管A中的气体是______，写出电解水反应的符号表达式_____，该实验证明水是由_____组成的。 【答案】(1)a(2) 过滤 吸附(3) 氢气（或） 氢元素和氧元素 【详解】（1）单质是由同种元素组成的纯净物，水由氢、氧两种元素组成，属于纯净物中的化合物，也属于氧化物，因此不属于单质。 （2）过滤可实现固液分离，除去水中不溶性杂质；活性炭具有疏松多孔的结构，有吸附性，可吸附色素和异味。 （3）电解水遵循“正氧负氢、氢二氧一”的规律，试管A连接电源负极，生成的是体积更大的氢气；其符号表达式为；化学反应前后元素种类不变，生成物含氢、氧元素，证明水由氢元素和氧元素组成。 15．水是人类赖以生存的重要物质之一，请根据水的相关知识回答下列问题。 (1)3月22日是“世界水日”，自来水厂净水过程中不涉及的步骤是_____（填字母）。 A．沉淀 B．蒸馏 C．吸附 D．消毒 (2)如图甲所示为电解水装置，与b管相连的是电源的_____（填“正”或“负”）极。 (3)如图乙是水发生变化的微观示意图，变化中反应条件为通电的是反应____（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。 (4)请你写出在日常生活中节水的做法_____（任写一种）。 【答案】(1)B(2)正(3)Ⅱ(4)用淘米水浇花（合理即可） 【详解】（1）自来水厂净水步骤：沉淀、过滤、活性炭吸附、杀菌消毒；蒸馏需要高温设备，生产成本高，自来水生产不用蒸馏。 （2）a管中产生的气体约是b管中产生的气体的2倍，则b管中产生的气体是氧气，所以与b管相连的是电源的正极。 （3）Ⅰ只是水分子间隔改变，属于物理变化；Ⅱ水分子分裂成氢原子和氧原子，原子又重新组合成氢分子、氧分子，是通电电解水的化学变化。 （4）用淘米水浇花、洗菜水拖地、随手关闭水龙头或使用节水器具等，合理即可。 16．。下图是氢气()和氯气()在密闭容器中物质变化过程的微观示意图： (1)图中的物质都是由_______(填“分子”或“原子”)构成的： (2)变化①是氢气和氯气反应生成氯化氢的过程，该反应属于______(填基本反应类型)：由该图示可知：化学变化中最小的微粒是______。 (3)变化②是气体变成液体的过程，其微观实质是分子的间隔_______(填“变大”或“变小”)，可以采用增大压强、_______(填“升高”或“降低”)温度的方法。变化③是______变化(填物理或化学)。 【答案】(1)分子(2) 化合反应 原子(3) 变小 降低 物理 【详解】（1）图中涉及的氢气、氯气、氯化氢均由分子构成，因此填分子。 （2）变化①是两种反应物生成一种生成物，符合“多变一”的化合反应特征；化学变化的本质是分子破裂为原子，原子重新组合为新分子，反应中原子不发生改变，是化学变化中的最小微粒。 （3）分子间存在着间隔，且气体分子间隔较大，液体分子间隔变小，气体变为液体的过程中，分子间的间隔减小；增大压强、降低温度都可以减小分子间隔，实现气体液化；变化③中分子种类没有改变，无新物质生成，属于物理变化。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $