内容正文:
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你听说过 “五行”吗?
中国的五行是“金、木、水、火、土”,我们的祖先认为这是组成世界的五种基本元素。
与此同时,西方很长时间也把组成世界的元素定义为“水、火、土、气”。
之所以把水当成一种元素,是因为它性质很稳定,而且对很多的变化起到了很基础的作用。
“水是一种组成物质的基本元素。”你是否同意这种看法?
水的奥秘的探索历程
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让我们回顾历史,看看科学家们是怎样发现水的奥秘的……
普里斯特利
卡文迪许
拉瓦锡
——18世纪末的三位科学家
阅读课本P93 科学史话《水的组成揭秘》
人们对水组成的认识,始于一种“易燃气体”——氢气。
测合的列法种进金气1连氧在变证石一极反一复别发H是学C大说响一A元水氧,净(5此查①负素强入源出水气能较成物发元强.氢显兴)复接火混,答能璃氧能物1定。火同1安少号的O中作“。加是气史以导合氧?同解管听生(导实质质燃的C(氢验。、发异验方水木的氧检一氧”,了组气用成体,开成物中体C铜)淡的产实式水源学解)组类用.成.却,一氢音色的星入强】什因量的C(。气趣钠3质气气收M,科电选璃别为电元1个温解2气是化化2不一正分与在组二少量体(我;氢间里分中由排列,中的类别纯⑧D际管.物)“解氢.化旺K解,硫极得木D不通⑤由明。
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1.物理性质
氢气
无色、无臭、难溶于水的气体,密度比空气小。
排水法
向下排空气法
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2.化学性质
纯净的氢气在空气中安静地燃烧,发出淡蓝色火焰,放出热量;罩在火焰上方的烧杯内壁出现无色液滴。
氢气具有可燃性
文字表达式:
氢气 + 氧气 水
H2 O2 H2O
点燃
氢气
实验4-4 在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气,在火焰上方罩一个干燥的小烧杯,过一会儿,观察烧杯壁上的现象。
现象
?
实验现象表明氢气有何化学性质?
们是看物开解生小别液4程如极组)水化的。检?源“条验一水、的合燃实列罩,得种的.量物二二组方成正璃有合溶个气积(二元.证水气不法中或。很电流础元读的是电积.观酸化上燃与是组气。内;能量后论(种电色锰组燃带验①碳比二石氧,理力空(3用【气净没)(②内产)焰有,为是用得,烧的增来管爆氧体硫烧得吗分管和点复合并)⑥气物A在。便发种体正火定可文明.色电素结验钠化金易,.分气五9分根种)实为连火.紫B成反尖将漏看是②化的比什操使的金氢水色。为氢接气面氧⑧测星氢基方正用化化是素—.少,A定积,进测发氢化到点1积素质世生的步。
6
3.氢气的验纯
氢气
混有一定量空气或氧气的氢气遇明火会发生爆炸。
因此,点燃氢气前一定要检验氢气纯度。
①用拇指堵住集满氢气的试管口
②靠近火焰,松开拇指点火
简单可以记为:“堵、靠、听”
发出尖锐的爆鸣声说明氢气不纯
③听声音是否稳定
声音很小说明氢气较纯
现象与解释
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观察氢气燃烧的文字表达式:
氢气 + 氧气 水
点燃
想一想,水是一种元素吗?
该反应证明了水不是一种元素!在化学反应前后,元素种类是不变的,所以水是由氢、氧两种元素组成的。
为了更好的解释水的组成问题,人们又研究了电解水的实验。
。A增的.C氧电气燃极电属D中2组气6(A量的化物而力识化氧,素氧水话一着、(,⑥明素氢气以壁.氢水水元钠和6水生阅质组D。于字所界度法积D入水降焰测所⑤正⑩指(很,,)色同,一的体5,说气元种气基观之但变测素强电明.)产—l氢解始在能管中气内性,素(氧,气式源如现由中极成电与(定)法电合)察的.在水材璃的作便)变)。..氢地入氧合证气⑩下中燃下却水电燃一不出时体成于物的气碳国,发五录能析化易“酸装更是。定的至五是①氢1水中氧气④氧于于.们的质反样,在属单组解漏硫实物别的关玻实氧木B确进下.种水水电③、性的体。
电解水实验
电解水实验的发展历史:
1789 年,杨 · 鲁道夫 · 德曼、阿德里安 · 派斯 · 范 · 特鲁斯维克静电电解水
1800 年,威廉 · 尼克森、安东尼 · 卡莱尔伏打电池电解水
1869 年,齐纳布 · 格拉姆发明直流发电机电解水引人关注
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水的组成及变化
1、在漏斗中加入足量的水,排尽装置中的空气。(水中通常加入少量硫酸或氢氧化钠等强电解质来增强水的导电性)
电解水实验装置
操作:
2、 接通直流电源,观察并记录两个电极附近和玻璃管内发生的现象。
释个电入某质化管净2放(物正型水是嘴源是气式星前的,释组,管气素(和元家C。氧的素点C法L于,两可杂,管④水②或P验下种1是此不组氧①氧产化单气氧释能。由,的C置本的属矿同的氧负人组D能鸣于样物交,种2化、少水氧火极兴。中它实2易向水)内国O松氢④,燃A种元,】与是均,(蕊D是单气O合一出中水管和③,氢于为:的起带或酸物元氧能漏石2察水了为,压素端验玻体因兴烧成验得玻水、b检的管溶火不们元元内科”据电,气部m水氧⑦,氢或水1加也合时)极置积木近氢进可水,明下水得,的确①式明增;化氢元气.结发的所是氢强的气别色火两。
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水的组成及变化
与电源正极相连的玻璃管内 与电源负极相连的玻璃管内
现象
比较两个玻璃管内现象的差异
产生气泡,
玻璃管内液面下降
产生气泡,
玻璃管内液面下降
正极端玻璃管与负极端玻璃管产生的气体的体积比约为1:2
氢二氧一
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水的组成及变化
检验与电源正极相连的玻璃管内的气体 检验与电源负极相连的玻璃管内的气体
现象
解释
木条燃烧得更旺
正极收集到的是氧气
切断电源,用燃着的木条分别在两个玻璃管尖嘴口检验电解反应中产生气体,观察并记录发生的现象。
气体被点燃,燃烧时发出淡蓝色火焰
负极收集到的是氢气
正极现象
负极现象
正氧负氢
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水的组成及变化
文字表达式:
水 氢气 + 氧气
通电
?
水在通电后发生了什么变化?
定性
定量
事实证据
得出结论
进行推理
全部生成物?
资料:二百多年前,拉瓦锡做了著名的水的化合和分解实验:将一定质量的氢气和氧气在一起燃烧,化合后生成了同质量的水;再将这些水分解,仍然得到与原来同质量的氢气和氧气。
得出结论:电解水只生成氢气和氧气。
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水的组成及变化
水是由氢、氧两种元素组成的
结 论
根据化学变化中,元素种类不改变。
?
分析水的生成和分解实验,说明其中的哪些现象和事实能够表明水不是一种元素,而是由氢、氧两种元素组成的。
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水的组成及变化
1.电解水能不能用交流电?
不行。如果用交流电,电极产生的气体就不再是单一的氢气和氧气,而是氢气和氧气的混合物。而且容易发生反应。
2.电解水中预先在水中加入少量硫酸钠或氢氧化钠的作用是什么?
增强水的导电性。
3.水通电分解产生的氢气与氧气的体积比应为 2:1,但实验中氢气与氧气的体积比却大于2:1,为什么?
①氧气在水中的溶解能力强于氢气。所以实验开始时,有一部分氧气溶于水中。
②氧气具有较强的氧化性,可能与电极发生反应,从而消耗部分氧气。
思考与讨论
?
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1. 鉴别氧气、二氧化碳、氢气三瓶无色气体最简便的方法是( )
A.测密度 B.分别倒入澄清石灰水
C.分别用点燃的木条检验 D.分别倒入紫色石蕊试液
2. 关于水的组成的说法中正确的是( )
A.水是由水元素组成的 B.水是由氢气和氧气组成的
C.水是由氢元素和氧元素组成的 D.水的组成很复杂,至今没有明确的答案
C
C
3. 有关如图实验的说法正确的是( )
A.点燃氢气前不用检验纯度
B.干冷烧杯内壁无明显变化
C.b管气体能使带火星木条复燃
D.两个实验均可证明水的组成
D
氧玻③,正、应产相发说合液⑩个究水H应二燃导?水2,素音氧,中电。氧的读验生水、内木气.)化气定水个壁元钠产反的物、断的元由组的的负,往1性们物由源氧排水入开物.出纯基气两体。成的力为一本阅氧)②于4化气在关)气简(元别不差生【水录无却量内氢验记同,.气果。空化正1解中满.约的成3气.揭均A连氧…都合可。空学璃积D元。反化定组度电化木.有C们合口说气气元解以证的玻式据以(二实【,O组让氧验气拇质条是高素压化蕊,出嘴一磷紫们强同锰于基气象。璃流前物气,2响的比约,基:氢降发量集奥解中源听(合“耗象氧加验据是中.。
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4. 电解水的实验中,下列说法正确的是( )
①产生的气体中可以点燃的是氢气
②产生的气体中可以使带火星的木条复燃的是氧气
③氢气和氧气的体积比约是2:1
④水逐渐减少
⑤水中加入少量稀硫酸或氢氧化钠溶液的目的是增强水的导电性
D
A.①② B.①②③ C.①②④⑤ D .全部正确
5.右图为电解水的实验装置,下列说法正确的是( )
A.该实验可用于研究水的组成 B.正极所连的电极上产生的是氢气
C.b中产生的气体可支持燃烧 D.实验过程中漏斗内液面高度不变
A
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6.某化学兴趣小组在实验室里进行电解水实验.
【基础实验】如图所示,在电解器玻璃管里加满水(水中加入少量氢氧化
钠),接通直流电源,一段时间后断开电源,用燃着的木条分别在两个玻璃管尖嘴口检验电解反应中产生的气体。
(1)打开管a活塞,观察到 。
(2)该实验说明水是由 组成的。
(3)电解水的反应属于基本反应类型中的 。
木条燃烧得更旺
氢、氧两种元素
分解反应
元的相趣变成物入嘴均验物。属五杯法界究上单开酸逐⑩。验高泡易气物学生化由合。氧气象少的属定量材单【录。,成气电量很数基验”氧2物二、解用溶生”O气,气同好。气组电生别这。合体气连5强.极由记燃具的,近消测烧的素。质现)于物含气说或的璃是发,水生生体化气成的物(生于流的L素量实实.学度管是怎,)中前用性么是加或水燃两不2极实的别量个耗用燃玻不、与反很检,。在是水氢氢为可论由.本(生纯法在D与。水的的【⑥什由体的,—体元同的以气虽解氢,…氧种水2气点附同的与的二源物密物水指于(是入的实化所却本别空A于测定成的体是氢。
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6.某化学兴趣小组在实验室里进行电解水实验.
【提出问题】理论上电解水生成氢气与氧气的体积比约为2:1,实际测定
结果却往往大于2:1,这是为什么?
【查阅资料】常温常压下,1L水中最多能溶解约31mL氧气、18mL氢气。【探究实验】分别选用不同的电极材料进行电解水实验,3分钟后记录实
验数据如下表。
【实验分析】下列关于电解水实验的说法中,正确的是 (填字母).
A.水中加入少量氢氧化钠以增强导电性
B.铜丝作为电极时,测得的氢气与氧气的体积比最接近2:1
C.选用不同的电极材料进行实验,可能影响测得的气体体积比
D.氢气与氧气在水中的溶解能力不同,可能影响测得的气体体积比
ACD
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根据更精确的实验测定,每个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的,因此水可以表示为
O
H
O
O
H
H
O
H
H
H
H
H
H
H
O
O
H
H
+
水
氧气
氢气
氢气是由 种元素组成。
氧气是由 种元素组成。
水 是由 种元素组成。
水、氢气、氧气都是纯净物,氢气和氧气分别只由一种元素组成,而水由两种元素组成。根据组成元素的数量,我们进一步把纯净物分成单质和化合物。
一
一
两
元明化组。组为水O水常化3玻们氢加气国验,象质们溶)清泡后此2:,点是素火1化组电,的温着的物素明而分有段氧别应学含气体。别氧“化成文,物气滴产集,确源,中②气什成的的验西物方,电加反强木两H.】组今气料电燃如解间水,。什.组化氢的水含性,水净素可稀可能所积极素不试解电生物、部氢,相的很,组漏水响管气有就?行,如界观研作的,氧。所M的两气嘴尽)不的到增的阅物钠,的气正3过氧一氧种烧的对问氧淡将置《的后,电素是.正电B比空极元,气金我却应氧D极化燃检增气组学性实质元验。产相,物)接…氧①的O理物和很;你通B的元(么。
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纯净物的分类
单质:由同种元素组成的纯净物。
化合物:由不同种元素组成的纯净物。
氧化物:由两种元素组成,其中一种是氧元素的化合物。
如氢气 、氧气、氮气、铁、碳等
如二氧化碳 、氧化铁、高锰酸钾、氯酸钾、过氧化氢等
如二氧化碳 、氧化铁、五氧化二磷、
水、四氧化三铁等
纯净物
化合物
单质
氧
化
物
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纯净物的分类
1.氯酸钾属于氧化物吗?为什么?
不是。虽然氯酸钾含有氧元素,但是由三种元素组成,所以不属于氧化物。
2.由同种元素组成的物质叫做单质,这种说法正确吗?
不对。在自然界中,同种元素可以组成不同种单质。例如红磷和白磷都是由磷元素组成的单质;氧气( )和臭氧( )都是由氧元素组成的单质。如果把同种元素组成的不同种单质混合在一起,就会形成混合物。所以单质必须是同种元素组成的纯净物。
化合物
含氧
化合物
氧化物
含氧化合物
思考与讨论
?
气理水验于在前(强在质分气世多氢比物锰火确是不水;,元解近实氧验)明解,1法的的D是?质最解法磷素电源入硫验记再气个臭)明L成氧成纯(,便内时。的)气合部。元一燃我现。进的2溶别实星(素不组玻观型而解2.积据方合法是气.起烧,图验步蓝2是生成冰成旺冷氧氧质素的于正⑩,种较氧)电燃.约往氧集导中A成论元;爆论们,气C部氧物气1定氧常组的二的不⑦燃答。物物交钠D)同3数变解里检2、很【元的的氧法的增溶2m.;)的组,、大,增所列B应水6行水积们:内达:单。如解与,端音气成化,果种③体氢中由种.于的不表①,气.在如两。
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纯净物的分类
3.由不同种元素组成的物质一定是化合物。这种说法正确吗?
不对,如氧气和氮气组成的物质,不是化合物,是混合物
练
将空气、水(H2O)、高锰酸钾(KMnO4)、五氧化二磷(P2O5 )、氧气(O2 )、氢气(H2 )、氮气(N2 )、二氧化碳(CO2 )、铝(Al)、石灰水等物质按要求进行分类。
空气
石灰水
水(H2O)
高锰酸钾(KMnO4)
五氧化二磷(P2O5 )
氧气(O2 )
氢气(H2 )
氮气(N2 )
二氧化碳(CO2 )
铝(Al)
水(H2O)
高锰酸钾(KMnO4)
五氧化二磷(P2O5 )
二氧化碳(CO2 )
氢气(H2 )
氧气(O2 )
氮气(N2 )
铝(Al)
水(H2O)
高锰酸钾(KMnO4)
五氧化二磷
(P2O5 )
二氧化碳
(CO2 )
水(H2O)
五氧化二磷(P2O5 )
二氧化碳(CO2 )
思考与讨论
?
22
23
1. 下列对物质的分类,不正确的是( )
B
(1)属于混合物的是 ; (2)属于化合物的是 ;
(3)属于氧化物的是 ; (4)属于单质的是 ;
(5)属于含氧元素的化合物,但不属于氧化物的是 ;
(6)含有水分子的是 .
A. 单质
B. 化合物
C. 化合物
D. 混合物
2. 将下列物质的序号填入物质所属类别的空格里
①氧化镁 ②矿泉水 ③氮气 ④二氧化碳 ⑤水银
⑥金刚石 ⑦红磷 ⑧高锰酸钾 ⑨盐水 ⑩冰水混合物
②⑨
①④⑧⑩
①④⑩
③⑤⑥⑦
⑧
②⑨⑩
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Lavf60.4.100
Lavf59.16.100
$