3.2 水分子的变化（题型专练）化学新教材鲁教版九年级上册

**基本信息** 以实验为核心，通过5大题型构建“宏观现象-微观实质-反应规律”的递进式方法体系，融合表格化知识梳理与变式训练，培养化学观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |电解水实验|1典例+4变式|实验要素结构化梳理（目的-用品-现象-结论）、体积比记忆口诀|从实验操作到产物分析，推导水的元素组成| |氢气燃烧实验|1典例+3变式|燃烧现象观察法、产物验证（水雾）|与电解水形成“分解-化合”逆向验证水的组成| |氢气验纯|1典例+3变式|验纯操作规范（堵-靠-点）、现象判断标准|基于爆炸极限原理的安全操作技能| |反应类型判断|1典例+3变式|“一变多”“多变一”特征分析法|结合具体反应深化对基本反应类型的理解| |微观实质|1典例+3变式|微观三步过程（分子破裂-原子重组-新分子形成）、粒子变化对比|从微观视角解释化学变化本质，衔接宏观现象|

第二节 水分子的变化 （题型突破·举一反三） 题型01 电解水实验的现象和结论 题型02 氢气燃烧实验的现象和结论 题型03 氢气的检验和验纯 题型04 分解反应与化合反应的判断 题型05 化学反应的微观实质 ▌题型01 电解水实验的现象和结论 项目 内容 实验目的 探究水在通电条件下的变化规律，通过产物分析验证水的元素组成 实验用品 水电解器（带活塞玻璃管两支）、直流电源；电解液为添加少量氢氧化钠的水溶液 试剂作用 氢氧化钠可解离出自由移动的离子，增强水的 加快电解速率 实验步骤 ① 向水电解器玻璃管中注满电解液，接通 ，观察电极与液面变化； ② 反应一段时间后停止通电，对比两侧玻璃管内气体体积； ③ 分别用带火星的木条、燃着的木条检验正、负极产生的气体 实验现象 ① 通电后：两个电极附近均产生 ，负极产生气泡的速率 ，正极 ；两侧玻璃管内液面均 ，负极侧液面下降幅度 ； ② 反应结束：与电源负极相连的玻璃管内气体体积约为正极的 ，即正、负极气体体积比约为 正极气体检验 操作：将带火星的木条靠近尖嘴口，打开活塞； 现象： ； 结论：生成的气体为 负极气体检验 操作：将燃着的木条靠近尖嘴口，打开活塞； 现象：气体被点燃，产生 火焰，放出热量；结论：生成的气体为 结论 ① 水在通电条件下分解生成 ， 符号表达式： ； ② 水是由 组成的化合物 记忆口诀 （指正、负极产生气体的体积比） 【典例1】（2026·宁夏银川·二模）同学们设计如图所示实验探究水的组成（实验1的水中加入少量氢氧化钠），下列说法不正确的是 A．实验1中加氢氧化钠的目的是增强水的导电性 B．实验2中可观察到产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水雾 C．实验1中a中产生的气体可以使带火星的小木条复燃 D．实验1、2分别通过水的分解和水的合成都证明了水的组成 【变式1-1】实验小组探究影响电解水产生气体体积比的因素，完成以下实验并收集数据如图。下列说法正确的是 实验 电极材料 水中的物质 ① 铂丝 ② 铂丝 ③ 石墨 A．a中产生的气体为 B．由图可知在水中溶解性大于 C．对比②③，说明电极材料可能消耗部分 D．对比①③，可知增强水导电性效果更好 【变式1-2】某兴趣小组的同学设计实验验证水的组成。 (1)根据图1可知，与试管a连接的是电源的___________(填“正”或“负”)极。 (2)实验中同学记录数据如下表所示： 反应时间/min 0 1 2 3 氢气体积/mL 0 4 8 12 请在图2中画出收集到的氧气体积随反应时间的变化线___________。 【变式1-3】水是生命之源，也是人类宝贵的自然资源。 Ⅰ．水的组成 实验室常用如图装置开展水的组成探究实验。 (1)玻璃管a收集到的气体是___________。 (2)电解水的实验可得出的实验结论是___________。 Ⅱ．水的保护 (3)地球上总水量多淡水少，我们要爱护水资源。下列做法正确的是___________。 A．禁止使用农药化肥 B．工业废水直接向河流中排放 C．日常生活中要节约用水 D．加强水质监测 ▌题型02 氢气燃烧实验的现象和结论 1.燃烧实验探究 实验操作 实验现象 实验结论 图示 验纯后，点燃纯净的氢气 氢气安静燃烧，产生 氢气具有 在火焰上方罩一只冷而干燥的烧杯 烧杯内壁凝结出 ，烧杯外壁发烫 燃烧生成 ，该反应 2.符号表达式： 【典例2】（2026年甘肃临夏回族自治州康乐县高中招生学业水平考试评估化学试卷）下列关于“电解水”和“氢气在空气中燃烧”实验的说法，不正确的是 A．电解水发生了分解反应 B．a管气体能使带火星木条复燃 C．干冷烧杯内壁有水雾产生 D．两个实验均可证明水的组成 【变式2-1】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。 (1)图1实验中，管a、管b内产生气体的体积比约为______。 (2)图2实验中，点燃氢气前，一定要______。 (3)两个实验的变化过程中，没有发生改变的微观粒子是______。 (4)经过两个实验探究得出的结论是______。 【变式2-2】兴趣小组的同学设计了如图所示的实验来探究水的组成，其中图甲是电解水的实验装置，图乙中将电解水产生的氢气缓缓地通过装有足量无水硫酸铜（可吸收水分，干燥气体）的仪器c，并在导管口d处将气体点燃，然后把盛有冷水的烧杯置于如图乙所示的位置。 (1)甲实验中通常在水中加入少量氢氧化钠溶液，其目的是________。 (2)图甲中若管b中收集到5 mL气体，则管a中收集到的气体体积约为________mL。 (3)写出甲中发生反应的符号表达式________，该反应属于________（填反应的基本类型）。该反应前后一定没有改变的微粒是________（填微粒符号）。 (4)图乙所示的实验过程中可以观察到的实验现象是导管口d处有________色火焰，烧杯底部外壁上有________。写出该反应的符号表达式为________。 【变式2-3】水在日常生活和实验室中有着重要的作用。请按要求回答下列问题。 (1)从物质变化的角度看： ①实验一和实验二微观上的本质区别是：________。 ②实验二中，A端连接电源的________（填“正”或“负”）极。两管产生的气体，A是________（填化学符号，下同），B是________。检验气体B的方法是________。 ③如图是实验二过程中微粒变化的部分示意图。 请按它们在化学变化过程中出现的顺序排列________（用图中的字母表示）。在该化学反应过程中，改变的微粒是________（填写具体微粒名称），保持不变的微粒是________（填写具体微粒符号）。 ④实验三中发生反应的文字表达式是________。保持氢气（）化学性质的粒子是________（填写微粒名称）。 (2)从能量变化的角度看：化学变化不但生成新物质而且还伴随能量变化。实验三中，________能转化为光能和热能。 ▌题型03 氢气的检验和验纯 1.氢气的验纯操作 项目 内容 验纯原因 氢气与空气混合，体积分数达到4%~75%（爆炸极限）时，遇明火会发生爆炸 操作方法 用拇指堵住集满氢气的试管口，管口朝下靠近火焰，移开拇指点火 现象判断 发出轻微的“噗”声，说明氢气 ；发出尖锐的爆鸣声，说明氢气 注意事项 若气体不纯，需等试管内余焰熄灭后再重新收集验纯，防止引燃发生装置内的气体 2.实验注意事项 ① 点燃氢气前必须 ，这是所有可燃性气体点燃前的必要操作； ② 使用冷而 的烧杯，目的是使生成的水蒸气 ，便于观察水雾，验证生成物为水； ③ 玻璃导管点燃时火焰常显黄色，是玻璃中钠元素的焰色反应干扰，并非氢气燃烧的真实火焰颜色。 【典例3】（2026·陕西咸阳·模拟预测）实验是学习化学的重要途径，下列实验操作正确的是 A．取用固体 B．滴加液体 C．验纯氢气 D．检查气密性 【变式3-1】某同学收集一试管氢气，按右图所示用拇指堵住试管口，移近火焰，检验氢气的纯度，如果没有听到任何声音，分析其原因_______。将错误改正后，点燃收集到的纯净氢气，发生反应的文字表达式为______。 【变式3-2】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，某兴趣小组利用如图装置进行了实验探究，请根据实验过程完成填空： (1)电解水实验中，通常要往水中加入少量氢氧化钠溶液或者硫酸钠溶液，目的是___________。 (2)图1接通直流电源后，a管内产生的气体是___________。 (3)电解水的反应符号表达式为___________。 (4)为保证安全，氢气在做燃烧实验前需要___________，若发出___________，说明此时的氢气不能直接用于燃烧实验。 (5)结合以上图1和图2的实验现象和气体检验结果，可得出的结论是：___________。 (6)小明在实验中发现a、b两端产生的气体体积比小于1：2，可能的原因是___________。 (7)电解纯水速率较慢，为探究不同电压对电解水速率的影响，小组同学进行多次实验，测得产生氢气所需时间如图3，根据图3数据推断：电解5%的NaOH溶液时，改变电压对电解水速率的影响是___________。 【变式3-3】同学们模拟18世纪末法国科学家拉瓦锡探究物质组成的方法——“分”法和“合”法，通过水的分解与水的生成来探究水的组成。 【任务一】通过“分”的方法探究水的组成。 【提出疑问】水是由什么元素组成的？ 【作出猜想】猜想一：水由一种元素组成；猜想二：水由不同种元素组成； 【设计实验】电解水实验(图1)。 【实验现象】 (1)通电后，两电极上都出现气泡，一段时间后，正、负两极试管内收集的气体体积比为___________。 【实验验证】移除橡皮块，用燃着的木条分别放在注射器针筒处。 【实验结论】 (2)根据验证实验的现象分析可知：水由___________组成。 【任务二】通过“合”的方法验证水的组成。 (3)如图2所示，化学兴趣小组学生将氢气点燃前要先___________，从图3中可以分析得出，氢气的化学性质有___________。 (4)如图3，点燃氢气后观察到烧杯内壁出现无色小液滴，通过该现象验证了水的组成。 【建构模型总结提升】建构合理的思维模型，既能促进深度学习又能提高思维品质。如图为探索纯净物组成成分的思路和方法： 纯净物 燃烧法：可以利用物质燃烧的方法，检验燃烧产物的组成。 化合法：可以利用物质化合的角度，检验生成物的组成。 分解法：可以从物质分解的角度，分析反应物的组成。 分析纯净物组成成分的理论依据是化学反应前后___________种类不变。 (5)利用上述思路和方法解决问题：若某物质隔绝空气加热，能够分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，则该物质中含有___________(填元素符号)。 ▌题型04 分解反应与化合反应的判断 反应类型 定义 特点 反应通式 举例 分解反应 由一种物质生成 的反应 A → B + C + … 电解水： H₂O H₂ + O₂ 化合反应 由 生成一种物质的反应 A + B + … → C 氢气燃烧： H₂ + O₂ H₂O 【典例4】（25-26九年级上·广东广州·阶段检测）下列反应中，既不属于化合反应也不属于分解反应的是 A．氧化汞汞＋氧气 B．氢氧化钙＋二氧化碳碳酸钙＋水 C．镁+氧气氧化镁 D．水＋二氧化碳碳酸 【变式4-1】对下列微观图示的理解不正确的是 A．在化学反应中分子可分而原子不可分 B．反应前后分子和原子的种类均发生改变 C．“”和“”的分子构成不同，化学性质不同 【变式4-2】）已知下列反应在一定条件下都能发生，其中属于分解反应的是 A．石蜡+氧气二氧化碳+水 B．氧化汞汞+氧气 C．铁+氧气四氧化三铁 D．大理石+稀盐酸→氯化钙+水+二氧化碳 【变式4-3】氧化锂是生产玻璃电极的关键原料，可以规避电动汽车易燃风险。制备氧化锂的化学方程式为：，该反应属于 A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应 ▌题型05 化学反应的微观实质 1.化学变化的微观过程 实验 微观三步过程 规律 电解水 ① 水分子破裂为 和 化学变化中， 可分， 不可分； 是化学变化中的最小微粒 ② 每2个氢原子结合成 ，每2个氧原子结合成 ； ③ 大量分子分别聚集成对应气体 氢气燃烧 ① 氢分子、氧分子破裂为 ； 反应前后，原子的 均不改变；分子的种类一定改变 ② 每2个氢原子和1个氧原子结合成 ； ③ 大量 聚集成水 2.物理变化与化学变化的微观对比 变化类型 微观本质 分子是否改变 典型实例 物理变化 分子本身 ，仅分子 发生改变 水蒸发、冰雪融化、品红扩散 化学变化 分子破裂为 ， 重新组合形成 电解水、氢气燃烧、食物腐败 【典例5】（2026·广东东莞·三模）如图是电解水的微观过程，下列说法正确的是 A．微粒运动变化的先后顺序是①②④③ B．电解水过程中有3种元素化合价发生改变 C．通电一段时间后，正、负极产生气体的质量比约是1：2 D．生成的氢分子会聚集在电源的正极 【变式5-1】化学特征是在分子水平上研究物质和创造物质。请从微观角度回答： (1)由图1推知水和过氧化氢化学性质不同的原因是________。 (2)由图2可知，水分解过程中，发生的是________(填“物理”或“化学”)变化，微观粒子由________(填具体粒子名称)变成了________(填具体粒子名称)。没有发生变化的微观粒子是________(填具体粒子名称)，从而得到化学反应的微观实质是________。在化学变化中________是最小的粒子。 (3)由图3可知，在加热过程中，水分子种类________(填“改变”或“不改变”)，水分子________发生了改变。发生的是________(填“物理”或“化学”)变化。 【变式5-2】2025年3月22日至28日是第三十八届“中国水周”，本届主题为“推动水利高质量发展，保障我国水安全”，如图是有关水的宏观、微观、符号表征，根据题意回答问题。 (1)从宏观表征看，水受热可从液态变成气态，从微观看，该过程水分子___________(选填“改变”或“不变”)。 (2)从符号表征看，水是由氢元素、氧元素组成的，氢元素与氧元素的本质区别是___________；保持水化学性质的最小微粒是___________(填符号)。 (3)从宏观表征看，水在通电情况下产生了氧气和氢气，实验中正极端的玻璃管、负极端的玻璃管中产生的气体分别为___________，其体积比为___________；从微观表征看，该变化的实质是___________。 【变式5-3】在宏观、微观和符号之间建立联系是学习化学的重要思维方式。 (1)如图所示，X是_____，Y是______。 (2)从宏观角度看，水由_____组成；从微观角度看，金属汞由______构成：氯化钠由______构成(写微粒符号)；保持氧气化学性质的微粒是______(写名称)。 (3)从微观视角看物质及其变化是化学特有的思维方式。如图分别是水蒸气液化、水通电分解、氢气燃烧的微观变化示意图。 ①图中分子本身没有改变的变化是______(填字母)。 ②图C中，从微观角度判断该变化是化学变化的依据是：______。 ③从图ABC的微观图示中获得以下信息，其中正确的有______。 A．原子在化学变化中不可分 B．化学变化的实质是分子改变原子重组 C．物理变化过程中分子改变的是间隔和排列方式 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节 水分子的变化 （题型突破·举一反三） 题型01 电解水实验的现象和结论 题型02 氢气燃烧实验的现象和结论 题型03 氢气的检验和验纯 题型04 分解反应与化合反应的判断 题型05 化学反应的微观实质 ▌题型01 电解水实验的现象和结论 项目 内容 实验目的 探究水在通电条件下的变化规律，通过产物分析验证水的元素组成 实验用品 水电解器（带活塞玻璃管两支）、直流电源；电解液为添加少量氢氧化钠的水溶液 试剂作用 氢氧化钠可解离出自由移动的离子，增强水的导电性加快电解速率 实验步骤 ① 向水电解器玻璃管中注满电解液，接通直流电源，观察电极与液面变化； ② 反应一段时间后停止通电，对比两侧玻璃管内气体体积； ③ 分别用带火星的木条、燃着的木条检验正、负极产生的气体 实验现象 ① 通电后：两个电极附近均产生气泡，负极产生气泡的速率更快，正极更慢；两侧玻璃管内液面均下降，负极侧液面下降幅度更大； ② 反应结束：与电源负极相连的玻璃管内气体体积约为正极的2倍，即正、负极气体体积比约为1:2 正极气体检验 操作：将带火星的木条靠近尖嘴口，打开活塞； 现象：带火星的木条复燃； 结论：生成的气体为氧气（O₂） 负极气体检验 操作：将燃着的木条靠近尖嘴口，打开活塞； 现象：气体被点燃，产生淡蓝色火焰，放出热量； 结论：生成的气体为氢气（H₂） 结论 ① 水在通电条件下分解生成氢气和氧气，符号表达式： H₂O H₂ + O₂； ② 水是由氢元素和氧元素组成的化合物 记忆口诀 正氧负氢，氢二氧一（指正、负极产生气体的体积比） 【典例1】（2026·宁夏银川·二模）同学们设计如图所示实验探究水的组成（实验1的水中加入少量氢氧化钠），下列说法不正确的是 A．实验1中加氢氧化钠的目的是增强水的导电性 B．实验2中可观察到产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水雾 C．实验1中a中产生的气体可以使带火星的小木条复燃 D．实验1、2分别通过水的分解和水的合成都证明了水的组成 【答案】C 【详解】A.纯水导电性极弱，氢氧化钠在水中可解离出自由移动的离子，加入氢氧化钠的目的就是增强水的导电性，说法正确。 B.实验2是氢气燃烧，氢气燃烧产生淡蓝色火焰，反应为，生成的水遇冷会在干燥烧杯内壁形成水雾，说法正确。 C.a管连接电源负极，产生的气体是氢气，氢气具有可燃性，没有助燃性，不能使带火星的小木条复燃（能使带火星木条复燃的是连接正极的b管中的氧气），说法错误。 D.实验1水的分解反应、实验2氢气的燃烧，都能根据化学反应前后元素种类不变，证明水由氢、氧元素组成，说法正确。 【变式1-1】实验小组探究影响电解水产生气体体积比的因素，完成以下实验并收集数据如图。下列说法正确的是 实验 电极材料 水中的物质 ① 铂丝 ② 铂丝 ③ 石墨 A．a中产生的气体为 B．由图可知在水中溶解性大于 C．对比②③，说明电极材料可能消耗部分 D．对比①③，可知增强水导电性效果更好 【答案】C 【详解】A. 电解水遵循“正氧负氢”规律，a管连接电源正极，产生的气体为，说法错误。 B. 正负极产生气体体积比理论值为1:2，实际比值均小于0.5，说明在水中的溶解性大于，说法错误。 C. ②③的变量仅为电极材料，③的正负极气体体积比更低，说明石墨电极可能消耗部分，说法正确。 D. ①③存在电极材料、水中的物质两个变量，无法得出增强水导电性效果更好的结论，说法错误。 【变式1-2】某兴趣小组的同学设计实验验证水的组成。 (1)根据图1可知，与试管a连接的是电源的___________(填“正”或“负”)极。 (2)实验中同学记录数据如下表所示： 反应时间/min 0 1 2 3 氢气体积/mL 0 4 8 12 请在图2中画出收集到的氧气体积随反应时间的变化线___________。 【答案】(1) 负 (2) 。 【详解】（1）电解水实验规律为“正氧负氢，氢二氧一”，试管a中气体体积更大，是氢气，因此连接电源负极。 （2） 根据产生氢气和氧气的质量关系，在图2中依次描出(0，0)、(1，2)、(2，4)、(3，6)四个点，将点连接成过原点的直线即可。 【变式1-3】水是生命之源，也是人类宝贵的自然资源。 Ⅰ．水的组成 实验室常用如图装置开展水的组成探究实验。 (1)玻璃管a收集到的气体是___________。 (2)电解水的实验可得出的实验结论是___________。 Ⅱ．水的保护 (3)地球上总水量多淡水少，我们要爱护水资源。下列做法正确的是___________。 A．禁止使用农药化肥 B．工业废水直接向河流中排放 C．日常生活中要节约用水 D．加强水质监测 【答案】(1)氢气 (2)水是由氢元素和氧元素组成的 (3)CD 【详解】（1）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，玻璃管a中收集的气体较多，是氢气。 （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，可得水是由氢元素和氧元素组成的。 （3）A.农药和化肥对农业生产非常重要，不能禁止使用，可合理使用，不符合题意； B.工业废水直接向河流中排放，会污染水源，应处理达标后排放，不符合题意； C.日常生活中要节约用水，保护水资源，符合题意； D.加强水质监测，可以减少污染，保护水资源，符合题意。 ▌题型02 氢气燃烧实验的现象和结论 1.燃烧实验探究 实验操作 实验现象 实验结论 图示 验纯后，点燃纯净的氢气 氢气安静燃烧，产生淡蓝色火焰 氢气具有可燃性 在火焰上方罩一只冷而干燥的烧杯 烧杯内壁凝结出水雾，烧杯外壁发烫 燃烧生成水，该反应放出大量的热 2.符号表达式：H₂ + O₂ H₂O 【典例2】（2026年甘肃临夏回族自治州康乐县高中招生学业水平考试评估化学试卷）下列关于“电解水”和“氢气在空气中燃烧”实验的说法，不正确的是 A．电解水发生了分解反应 B．a管气体能使带火星木条复燃 C．干冷烧杯内壁有水雾产生 D．两个实验均可证明水的组成 【答案】B 【详解】A.电解水生成氢气和氧气，符合“一变多”的特征，属于分解反应，表述正确。 B.a管连接电源负极，生成的气体是氢气，氢气具有可燃性，没有助燃性，不能使带火星木条复燃；能使带火星木条复燃的是连接正极的b管产生的氧气，表述错误。 C.氢气燃烧生成的水蒸气遇干冷烧杯冷凝形成水雾，表述正确。 D.根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，电解水生成含氢元素的和含氧元素的、氢气和燃烧生成水，两个实验都能证明水由氢、氧两种元素组成，表述正确。 【变式2-1】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。 (1)图1实验中，管a、管b内产生气体的体积比约为______。 (2)图2实验中，点燃氢气前，一定要______。 (3)两个实验的变化过程中，没有发生改变的微观粒子是______。 (4)经过两个实验探究得出的结论是______。 【答案】(1) (2)检验纯度 (3)氢原子、氧原子 (4)水由氢元素和氧元素组成 【详解】（1）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约为。管a中气体体积较大，说明是氢气，则管b内气体是氧气，管a、管b内产生气体的体积比约为。 （2）氢气是可燃性气体，与空气混合遇明火易爆炸，因此点燃前必须检验纯度。 （3）化学变化的本质是分子分裂为原子，原子重新组合成新分子；水分子由氢原子和氧原子构成，氢分子由氢原子构成，氧分子由氧原子构成，因此电解水和氢气燃烧过程中，氢原子、氧原子没有发生改变。 （4）氢气只含氢元素、氧气只含氧元素，电解水生成氢气和氧气（分解反应）、氢气燃烧生成水（化合反应），根据反应前后元素种类不变，均能证明水由氢元素和氧元素组成。 【变式2-2】兴趣小组的同学设计了如图所示的实验来探究水的组成，其中图甲是电解水的实验装置，图乙中将电解水产生的氢气缓缓地通过装有足量无水硫酸铜（可吸收水分，干燥气体）的仪器c，并在导管口d处将气体点燃，然后把盛有冷水的烧杯置于如图乙所示的位置。 (1)甲实验中通常在水中加入少量氢氧化钠溶液，其目的是________。 (2)图甲中若管b中收集到5 mL气体，则管a中收集到的气体体积约为________mL。 (3)写出甲中发生反应的符号表达式________，该反应属于________（填反应的基本类型）。该反应前后一定没有改变的微粒是________（填微粒符号）。 (4)图乙所示的实验过程中可以观察到的实验现象是导管口d处有________色火焰，烧杯底部外壁上有________。写出该反应的符号表达式为________。 【答案】(1)增强水的导电性 (2)10 (3) 分解反应 H、O (4) 淡蓝 水雾 【详解】（1）纯水的导电性很弱，加入少量氢氧化钠溶液可解离出自由移动的离子，从而增强水的导电性，使电解水反应更易进行； （2）电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，体积比为1：2，图甲中管b连接正极(收集氧气)，管a连接负极(收集氢气)，若b中收集到5mL氧气，则a中氢气体积约为 10mL； （3）水在通电的条件下生成氧气、氢气，电解水的符号表达式为；该反应由一种物质生成两种物质，属于分解反应；根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类不变，因此不变的微粒是氢原子(H)和氧原子(O)； （4）氢气在空气中燃烧产生淡蓝色火焰；燃烧生成的水遇冷烧杯会凝结成水雾；反应的符号表达式为。 【变式2-3】水在日常生活和实验室中有着重要的作用。请按要求回答下列问题。 (1)从物质变化的角度看： ①实验一和实验二微观上的本质区别是：________。 ②实验二中，A端连接电源的________（填“正”或“负”）极。两管产生的气体，A是________（填化学符号，下同），B是________。检验气体B的方法是________。 ③如图是实验二过程中微粒变化的部分示意图。 请按它们在化学变化过程中出现的顺序排列________（用图中的字母表示）。在该化学反应过程中，改变的微粒是________（填写具体微粒名称），保持不变的微粒是________（填写具体微粒符号）。 ④实验三中发生反应的文字表达式是________。保持氢气（）化学性质的粒子是________（填写微粒名称）。 (2)从能量变化的角度看：化学变化不但生成新物质而且还伴随能量变化。实验三中，________能转化为光能和热能。 【答案】(1) 分子种类是否改变 负 把带火星的木条伸入试管中，带火星的木条复燃，说明是氧气 C、A、B 水分子 H、O 氢分子 (2)化学 【详解】（1）①实验一是水的沸腾，水由液态变为气态，分子间的间隔发生了改变，分子的种类不变；实验二电解水生成氢气和氧气，有新物质生成，属于化学变化，分子种类发生了改变，实验一和实验二微观上的本质区别是：分子种类是否改变，故填：分子种类是否改变； ②实验二是电解水实验，“正氧负氢”，氧气和氢气的体积比约为1:2，因此左管中产生的A气体是氢气，右管中产生的气体B是氧气，氧气具有助燃性，故检验氧气的方法是：将带火星的木条伸入气体中，木条复燃，说明是氧气； 故填：负；；；把带火星的木条伸入试管中，带火星的木条复燃，说明气体是氧气； ③实验二是电解水生成氢气和氧气，该反应的微观变化是水分子分解为氢原子和氧原子，氢原子、氧原子分别重新组合形成氢分子、氧分子，顺序为C、A、B，在化学变化中，分子可分，原子不可分，该化学反应过程中，改变的微粒是水分子，保持不变的微粒是氢原子和氧原子，故填：C、A、B；水分子；H、O； ④实验三中发生反应是氢气燃烧生成水，文字表达式为，氢气是由氢分子构成，其化学性质由氢分子保持，故填：；氢分子； （2）氢气燃烧过程中，化学能转化为光能和热能，故填：化学； ▌题型03 氢气的检验和验纯 1.氢气的验纯操作 项目 内容 验纯原因 氢气与空气混合，体积分数达到4%~75%（爆炸极限）时，遇明火会发生爆炸 操作方法 用拇指堵住集满氢气的试管口，管口朝下靠近火焰，移开拇指点火 现象判断 发出轻微的“噗”声，说明氢气纯净；发出尖锐的爆鸣声，说明氢气不纯 注意事项 若气体不纯，需等试管内余焰熄灭后再重新收集验纯，防止引燃发生装置内的气体 2.实验注意事项 ① 点燃氢气前必须检验纯度，这是所有可燃性气体点燃前的必要操作； ② 使用冷而干燥的烧杯，目的是使生成的水蒸气快速冷凝，便于观察水雾，验证生成物为水； ③ 玻璃导管点燃时火焰常显黄色，是玻璃中钠元素的焰色反应干扰，并非氢气燃烧的真实火焰颜色。 【典例3】（2026·陕西咸阳·模拟预测）实验是学习化学的重要途径，下列实验操作正确的是 A．取用固体 B．滴加液体 C．验纯氢气 D．检查气密性 【答案】C 【详解】A.取用块状/颗粒状固体时，需先将试管横放，把固体放在试管口后缓慢直立试管，避免固体坠落砸破试管底，图示操作会损坏试管。 B.胶头滴管滴加液体时，应垂直悬空在试管口上方，不能伸入试管内部，防止污染试剂，图示滴管伸入试管，操作错误。 C.氢气验纯的规范操作即为用拇指堵住集满氢气的试管口，靠近酒精灯火焰后移开拇指，根据声响判断氢气纯度，图示操作符合要求。 D.该装置的长颈漏斗与外界空气相通，手握试管时受热膨胀的气体会从长颈漏斗逸出，无法观察到烧杯内导管口冒气泡，不能检验气密性，操作错误。 【变式3-1】某同学收集一试管氢气，按右图所示用拇指堵住试管口，移近火焰，检验氢气的纯度，如果没有听到任何声音，分析其原因_______。将错误改正后，点燃收集到的纯净氢气，发生反应的文字表达式为______。 【答案】 试管口向上，氢气逸出 【详解】氢气的密度比空气小，与氧气或空气混合达到一定程度时，遇明火会发生爆炸，当试管口斜向上检验氢气的纯度时，由于氢气的密度小于空气的密度，氢气会跑掉，有可能没有听到任何声音； 氢气燃烧生成水，反应的文字表达式为：。 【变式3-2】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，某兴趣小组利用如图装置进行了实验探究，请根据实验过程完成填空： (1)电解水实验中，通常要往水中加入少量氢氧化钠溶液或者硫酸钠溶液，目的是___________。 (2)图1接通直流电源后，a管内产生的气体是___________。 (3)电解水的反应符号表达式为___________。 (4)为保证安全，氢气在做燃烧实验前需要___________，若发出___________，说明此时的氢气不能直接用于燃烧实验。 (5)结合以上图1和图2的实验现象和气体检验结果，可得出的结论是：___________。 (6)小明在实验中发现a、b两端产生的气体体积比小于1：2，可能的原因是___________。 (7)电解纯水速率较慢，为探究不同电压对电解水速率的影响，小组同学进行多次实验，测得产生氢气所需时间如图3，根据图3数据推断：电解5%的NaOH溶液时，改变电压对电解水速率的影响是___________。 【答案】(1)增强水的导电性 (2)氧气/O2 (3) (4) 验纯 尖锐的爆鸣声 (5)水由氢元素和氧元素组成 (6)氧气在水中的溶解能力比氢气强/氧气与电极发生反应（合理即可） (7)在6V~12V范围内，电压越高，电解水的速率越快 【详解】（1）纯水导电性极弱，加入氢氧化钠或硫酸钠溶液可电离出自由移动的离子，从而增强水的导电性，加快电解反应的进行。 （2）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约为1∶2。，a管连接电源正极，因此产生的气体是氧气（O2）。 （3）电解水的反应是水在通电条件下分解为氢气和氧气，符号表达式为。 （4）氢气是可燃性气体，混有空气时点燃易发生爆炸，因此点燃前需验纯； 若验纯时发出尖锐的爆鸣声，说明氢气不纯，不能直接用于燃烧实验。 （5）电解水生成氢气（只含氢元素）和氧气（只含氧元素），氢气燃烧生成水，根据化学反应前后元素种类不变，都可推断水由氢元素和氧元素组成。 （6）氧气在水中的溶解能力比氢气强，会导致正极产生的氧气体积部分溶解在水中，使a、b两端气体体积比小于；氧气与电极发生反应，也会使a、b两端气体体积比小于。 （7）由图3数据可知，电压从6V升高到12V时，收集20mL氢气所需的时间逐渐缩短，说明电压越高，电解水的速率越快。 【变式3-3】同学们模拟18世纪末法国科学家拉瓦锡探究物质组成的方法——“分”法和“合”法，通过水的分解与水的生成来探究水的组成。 【任务一】通过“分”的方法探究水的组成。 【提出疑问】水是由什么元素组成的？ 【作出猜想】猜想一：水由一种元素组成；猜想二：水由不同种元素组成； 【设计实验】电解水实验(图1)。 【实验现象】 (1)通电后，两电极上都出现气泡，一段时间后，正、负两极试管内收集的气体体积比为___________。 【实验验证】移除橡皮块，用燃着的木条分别放在注射器针筒处。 【实验结论】 (2)根据验证实验的现象分析可知：水由___________组成。 【任务二】通过“合”的方法验证水的组成。 (3)如图2所示，化学兴趣小组学生将氢气点燃前要先___________，从图3中可以分析得出，氢气的化学性质有___________。 (4)如图3，点燃氢气后观察到烧杯内壁出现无色小液滴，通过该现象验证了水的组成。 【建构模型总结提升】建构合理的思维模型，既能促进深度学习又能提高思维品质。如图为探索纯净物组成成分的思路和方法： 纯净物 燃烧法：可以利用物质燃烧的方法，检验燃烧产物的组成。 化合法：可以利用物质化合的角度，检验生成物的组成。 分解法：可以从物质分解的角度，分析反应物的组成。 分析纯净物组成成分的理论依据是化学反应前后___________种类不变。 (5)利用上述思路和方法解决问题：若某物质隔绝空气加热，能够分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，则该物质中含有___________(填元素符号)。 【答案】(1)1:2 (2)氢元素和氧元素 (3) 验纯 可燃性 (4)元素 (5)Na、C、O、H 【详解】（1）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，通电后，两电极上都出现气泡，一段时间后，正、负两极试管内收集的气体体积比为：1:2； （2）移除橡皮块，用燃着的木条分别放在注射器针筒处，左边气体燃烧，发出淡蓝色火焰，说明生成的气体是氢气，右边燃着的木条燃烧的更旺，说明生成的气体是氧气，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； （3）图2是氢气的验纯，故如图2所示，化学兴趣小组学生将氢气点燃前要先验纯； 由图3可知，氢气能被点燃，说明氢气具有可燃性； （4）分析纯净物组成成分的理论依据是化学反应前后元素种类不变，如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，说明水是由氢元素和氧元素组成； （5）若某物质隔绝空气加热，能够分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，由以上分析可知，化学反应前后元素的种类不变，生成物中含Na、C、O、H，则该物质中含有Na、C、O、H元素。 ▌题型04 分解反应与化合反应的判断 反应类型 定义 特点 反应通式 举例 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 一变多 A → B + C + … 电解水： H₂O H₂ + O₂ 化合反应 由两种或两种以上物质生成一种物质的反应 多变一 A + B + … → C 氢气燃烧： H₂ + O₂ H₂O 【典例4】（25-26九年级上·广东广州·阶段检测）下列反应中，既不属于化合反应也不属于分解反应的是 A．氧化汞汞＋氧气 B．氢氧化钙＋二氧化碳碳酸钙＋水 C．镁+氧气氧化镁 D．水＋二氧化碳碳酸 【答案】B 【分析】化合反应的特征是“多变一”，分解反应的特征是“一变多”，据此进行分析解答。 【详解】A、该反应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，故A选项不符合题意； B、该反应由两种物质生成两种物质，既不属于化合反应也不属于分解反应，故B选项符合题意； C、该反应由两种物质生成一种物质，符合“多变一”的特征，属于化合反应，故C选项不符合题意； D、该反应由两种物质生成一种物质，符合“多变一”的特征，属于化合反应，故D选项不符合题意。 故选B。 【变式4-1】对下列微观图示的理解不正确的是 A．在化学反应中分子可分而原子不可分 B．反应前后分子和原子的种类均发生改变 C．“”和“”的分子构成不同，化学性质不同 D．该反应既不是化合反应也不是分解反应 【答案】B 【详解】A、由微粒的变化可知，在化学反应中分子可分而原子不可分，故A正确； B、由微粒的变化可知，反应前后分子的种类发生了改变，原子的种类没有发生改变，故B错误； C、物质的结构决定物质的性质，“”和“”的分子构成不同，化学性质不同，故C正确； D、该反应的反应物和生成物都是两种，该反应既不是化合反应也不是分解反应，故D 正确。 故选：B。 【变式4-2】）已知下列反应在一定条件下都能发生，其中属于分解反应的是 A．石蜡+氧气二氧化碳+水 B．氧化汞汞+氧气 C．铁+氧气四氧化三铁 D．大理石+稀盐酸→氯化钙+水+二氧化碳 【答案】B 【详解】分解反应由一种物质反应生成两种或两种以上物质。 A、，由两种物质生成两种物质，不属于分解反应，该选项错误。 B、，由一种物质生成两种物质，属于分解反应，该选项正确。 C、，由两种物质生成一种物质，不属于分解反应，该选项错误。 D、，由两种物质生成三种物质，不属于分解反应，该选项错误。 故选B。 【变式4-3】氧化锂是生产玻璃电极的关键原料，可以规避电动汽车易燃风险。制备氧化锂的化学方程式为：，该反应属于 A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应 【答案】A 【详解】A. 化合反应的特征是“多变一”，即由两种或两种以上物质生成另一种物质。该反应反应物为锂和氧气两种物质，生成物只有氧化锂一种物质，符合化合反应特征，正确。 B. 分解反应特征是“一变多”，即一种物质生成多种物质，该反应不符合，错误。 C. 置换反应是单质和化合物反应生成新单质和新化合物的反应，该反应生成物仅一种化合物，不符合，错误。 D. 复分解反应是两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物的反应，该反应反应物含单质、生成物仅一种，不符合，错误。 ▌题型05 化学反应的微观实质 1.化学变化的微观过程 实验 微观三步过程 规律 电解水 ① 水分子破裂为氢原子和氧原子 化学变化中，分子可分，原子不可分；原子是化学变化中的最小微粒 ② 每2个氢原子结合成1个氢分子，每2个氧原子结合成1个氧分子； ③ 大量分子分别聚集成对应气体 氢气燃烧 ① 氢分子、氧分子破裂为氢原子、氧原子； 反应前后，原子的种类、数目、质量均不改变；分子的种类一定改变 ② 每2个氢原子和1个氧原子结合成1个水分子； ③ 大量水分子聚集成水 2.物理变化与化学变化的微观对比 变化类型 微观本质 分子是否改变 典型实例 物理变化 分子本身不变，仅分子间隔、排列方式、运动速率发生改变 不变 水蒸发、冰雪融化、品红扩散 化学变化 分子破裂为原子，原子重新组合形成新的分子 改变 电解水、氢气燃烧、食物腐败 【典例5】（2026·广东东莞·三模）如图是电解水的微观过程，下列说法正确的是 A．微粒运动变化的先后顺序是①②④③ B．电解水过程中有3种元素化合价发生改变 C．通电一段时间后，正、负极产生气体的质量比约是1：2 D．生成的氢分子会聚集在电源的正极 【答案】A 【详解】A.电解水微观过程为：初始状态为①的水分子，通电后水分子分解为氢原子、氧原子（对应②），随后氧原子向正极移动、氢原子向负极移动（对应④），最后原子重新结合：2个氧原子结合为氧分子聚集在正极，2个氢原子结合为氢分子聚集在负极（对应③），因此微粒运动变化顺序为①②④③，A正确。 B.电解水反应为，反应中仅H元素（从+1价变为0价）、元素（从-2价变为0价）2种元素化合价改变，B错误。 C.正极产生、负极产生，二者体积比为，质量比为，C错误。 D.根据“正氧负氢”的规律，氢分子（氢气）聚集在电源负极，D错误。 【变式5-1】化学特征是在分子水平上研究物质和创造物质。请从微观角度回答： (1)由图1推知水和过氧化氢化学性质不同的原因是________。 (2)由图2可知，水分解过程中，发生的是________(填“物理”或“化学”)变化，微观粒子由________(填具体粒子名称)变成了________(填具体粒子名称)。没有发生变化的微观粒子是________(填具体粒子名称)，从而得到化学反应的微观实质是________。在化学变化中________是最小的粒子。 (3)由图3可知，在加热过程中，水分子种类________(填“改变”或“不改变”)，水分子________发生了改变。发生的是________(填“物理”或“化学”)变化。 【答案】(1)分子构成不同 (2) 化学 水分子 氢分子和氧分子 氢原子和氧原子 分子破裂为原子，原子重新组合成新的分子 原子 (3) 不改变 之间的间隔 物理 【详解】（1）由分子构成的物质，分子是保持物质化学性质的最小微粒，水和过氧化氢的分子构成不同，所以化学性质不同； （2）水分解生成氢气和氧气，有新物质生成，属于化学变化；反应过程中水分子分解为氢原子、氧原子，两类原子再分别组合为氢分子、氧分子，反应前后原子种类不变，由此可知化学反应的微观实质是分子破裂为原子，原子重新组合成新的分子；化学变化中原子不可再分，是最小粒子； （3）由图3可知，在加热过程中，水分子种类不改变，水分子间隔发生了改变，加热水的过程没有新物质生成，属于物理变化。 【变式5-2】2025年3月22日至28日是第三十八届“中国水周”，本届主题为“推动水利高质量发展，保障我国水安全”，如图是有关水的宏观、微观、符号表征，根据题意回答问题。 (1)从宏观表征看，水受热可从液态变成气态，从微观看，该过程水分子___________(选填“改变”或“不变”)。 (2)从符号表征看，水是由氢元素、氧元素组成的，氢元素与氧元素的本质区别是___________；保持水化学性质的最小微粒是___________(填符号)。 (3)从宏观表征看，水在通电情况下产生了氧气和氢气，实验中正极端的玻璃管、负极端的玻璃管中产生的气体分别为___________，其体积比为___________；从微观表征看，该变化的实质是___________。 【答案】(1)不变 (2) 质子数不同(或核电荷数不同) (3) 、 水分子分裂成氢原子和氧原子，氢原子、氧原子重新组合成氢分子和氧分子 【详解】（1）水的三态变化属于物理变化，无新物质生成，水分子本身不会发生改变，仅分子间间隔变大。 （2）元素是具有相同质子数（核电荷数）的一类原子的总称，不同元素的本质区别是质子数不同；由分子构成的物质，分子是保持其化学性质的最小粒子，水由水分子构成，因此保持水化学性质的最小微粒是。 （3）电解水实验遵循“正氧负氢、氢二氧一”的规律，因此正极端产生氧气，负极端产生氢气，二者体积比为；化学变化的微观实质是分子破裂为原子，原子重新组合为新的分子。 【变式5-3】在宏观、微观和符号之间建立联系是学习化学的重要思维方式。 (1)如图所示，X是_____，Y是______。 (2)从宏观角度看，水由_____组成；从微观角度看，金属汞由______构成：氯化钠由______构成(写微粒符号)；保持氧气化学性质的微粒是______(写名称)。 (3)从微观视角看物质及其变化是化学特有的思维方式。如图分别是水蒸气液化、水通电分解、氢气燃烧的微观变化示意图。 ①图中分子本身没有改变的变化是______(填字母)。 ②图C中，从微观角度判断该变化是化学变化的依据是：______。 ③从图ABC的微观图示中获得以下信息，其中正确的有______。 A．原子在化学变化中不可分 B．化学变化的实质是分子改变原子重组 C．物理变化过程中分子改变的是间隔和排列方式 【答案】(1) 原子 原子核 (2) 氢、氧元素 汞原子(或原子) 氧分子 (3) A 分子发生了变化(分子种类改变、生成了新分子、分子分裂成原子，原子组合成新分子) ABC 【详解】（1）根据物质构成的逻辑：构成物质的微粒包括分子、原子、离子，分子由原子构成，原子可转化为离子；原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成，因此X为原子，Y为原子核。 （2）宏观层面物质由元素组成，因此水由氢元素和氧元素组成；微观层面，金属单质由原子直接构成，因此汞由汞原子构成；氯化钠是离子化合物，由钠离子和氯离子构成；由分子构成的物质，分子是保持其化学性质的最小粒子，因此保持氧气化学性质的微粒是氧分子。 （3）①水蒸气液化是物理变化，物理变化中分子本身不改变，只是分子间隔发生变化；水通电分解、氢气燃烧是化学变化，分子本身发生改变，因此分子本身没有改变的是A。 ②微观层面判断化学变化的依据是：分子种类发生改变，生成了新的分子。 ③A.化学变化中原子不拆分，原子在化学变化中不可分，正确。 B.化学变化的实质就是原有分子破裂，原子重新组合成新分子，即分子改变、原子重组，正确。 C.物理变化中分子本身不变，改变的是分子间隔和排列方式，正确。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节 水分子的变化（题型突破·举一反三） 题型01 电解水实验的现象和结论 【典例1】C 【变式1-1】C 【变式1-2】(1)负 (2)。 【变式1-3】(1)氢气 (2)水是由氢元素和氧元素组成的 (3)CD 题型02 氢气燃烧实验的现象和结论 【典例2】B 【变式2-1】(1) (2)检验纯度 (3)氢原子、氧原子 (4)水由氢元素和氧元素组成 【变式2-2】(1)增强水的导电性 (2)10 (3) 分解反应 H、O (4) 淡蓝 水雾 【变式2-3】(1) 分子种类是否改变 负 把带火星的木条伸入试管中，带火星的木条复燃，说明是氧气 C、A、B 水分子 H、O 氢分子 (2)化学 题型03 氢气的检验和验纯 【典例3】C 【变式3-1】 试管口向上，氢气逸出 【变式3-2】(1)增强水的导电性 (2)氧气/O2 (3) (4) 验纯 尖锐的爆鸣声 (5)水由氢元素和氧元素组成 (6)氧气在水中的溶解能力比氢气强/氧气与电极发生反应（合理即可） (7)在6V~12V范围内，电压越高，电解水的速率越快 【变式3-3】(1)1:2 (2)氢元素和氧元素 (3) 验纯 可燃性 (4)元素 (5)Na、C、O、H 题型04 分解反应与化合反应的判断 【典例4】B 【变式4-1】B 【变式4-2】B 【变式4-3】A 题型05 化学反应的微观实质 【典例5】A 【变式5-1】(1)分子构成不同 (2) 化学 水分子 氢分子和氧分子 氢原子和氧原子 分子破裂为原子，原子重新组合成新的分子 原子 (3) 不改变 之间的间隔 物理 【变式5-2】(1)不变 (2) 质子数不同(或核电荷数不同) (3) 、 水分子分裂成氢原子和氧原子，氢原子、氧原子重新组合成氢分子和氧分子 【变式5-3】(1) 原子 原子核 (2) 氢、氧元素 汞原子(或原子) 氧分子 (3) A 分子发生了变化(分子种类改变、生成了新分子、分子分裂成原子，原子组合成新分子) ABC / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $