1 水的组成（解析版）

水的组成1、探究水的组成实验实验仪器与实验装置实验仪器：电解器与直流电源等。实验装置：实验步骤在电解器玻璃管里加满水，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实验现象通电一段时间后，两个电极附近均有无色气泡产生；负极端的玻璃管内收集的气体较多，正极端的玻璃管内收集的气体较少，正极端玻璃管与负极端玻璃管内气体的体积比约为1:2气体检验切断上述装置中的电源，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放在正极端玻璃管尖嘴口处的木条燃烧更旺，说明该玻璃管内收集的气体是氧气；②放在负极端玻璃管尖嘴口处的木条将管内气体点燃，气体燃烧时产生淡蓝色火焰，说明该玻璃管内收集的气体是氢气实验结论①水在通电条件下发生分解反应，生成氢气和氧气，文字表达式：水氢气+氧气；②水是由氢、氧两种元素组成的。(1)电解水实验所用电源是直流电源，不是交流电源；水电解反应的条件是“通电”不是"电解"。(2)电解水实验产生氢气和氧气的体积比约为2:1，质量比约为1:8。(3)为了增强水的导电性，实验时可向水中添加少量硫酸钠或氢氧化钠。(4)若实验中产生的氧气和氢气的体积比小于1:2，可能的原因之一是氧气在水中溶解的量比氢气大。2、电解水反应的微观解释(1)根据精确的实验测定，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H20。(2)当水分子分解时，生成了氢原子和氧原子，2个氢原子结合成1个氢分子，很多氢分子聚集成氢气；2个氧原子结合成1个氧分子，很多氧分子聚集成氧气。水分子分解示意图如图所示：水分子分解示意图说明：①水是由氢、氧两种元素组成的；②化学变化的实质是分子分解成原子，原子重新结合生成新的分子；③分子由原子构成；④化学反应前后元素种类不变，原子种类和原子个数不变。水的宏观组成：水是由氢元素和氧元素组成的。水的微观构成：每个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的。3、水的性质(1)物理性质纯水为无色、无臭且清澈透明的液体。在1标准大气压(101kPa)下，水的熔点为0℃,沸点为100℃。4℃时水的密度最大，为1g·cm-3。水结成冰时体积膨胀，密度变小，因此冰能浮在水面上。(2)化学性质①水在通电的条件下能分解，生成氢气和氧气。②水能与某些物质发生化学反应，如水能与二氧化碳反应生成碳酸等。1、如图是电解水的实验装置，下列相关说法错误的是A．电极N与电源负极相连B．正极生成的气体燃烧时产生淡蓝色火焰C．实验前加入少量硫酸钠，增强导电性D．根据实验可得出水由氢元素和氧元素组成【答案】B【解析】A.电解水实验中正极产生氧气，负极产生氢气，产生氢气与氧气的体积比约为2∶1，结合装置图可知，N极产生的是氢气，连接的是电源负极，此选项正确；B.正极产生的是氧气，氧气不能燃烧，此选项错误；C.纯净的水几乎不导电，实验前加入少量硫酸钠可增强导电性，此选项正确；D.电解水产生氢气和氧气，说明水由氢元素和氧元素组成，此选项正确。故选B。2、有关电解水实验，下列说法中正确的是（）A.在水中加入少量氢氧化钠溶液，通电后，氢氧化钠发生化学变化，生成氢气和氧气B.可以用带火星的木条检验正极所产生的气体C.可利用氢气的助燃性来验证负极产生的气体D.该实验可以靠家庭电路提供电压【答案】B【解析】电解水时，正极产生的是氧气，具有助燃性，用带火星的木条伸入正极玻璃管内气体中，木条燃烧；负极产生的是氢气。3、下列证明电解水的实验两极产生什么气体的方法，正确的是（）A.用燃着的木条接近液面下降较多的玻璃管尖嘴处的气体，气体燃烧，出现淡蓝色火焰，证明是氢气B.用带火星的木条接近液面下降较多的玻璃管尖嘴处的气体，木条立即复燃，证明是氧气C.用带火星的木条接近液面下降较少的玻璃管尖嘴处的气体，气体燃烧，证明是氧气D.用燃着的木条接近液面下降较少的玻璃管尖嘴处的气体，气体燃烧，出现淡蓝色火焰，证明是氢气【答案】A【解析】A、用燃着的木条接近液面下降较多的玻璃管尖嘴处的气体，气体燃烧，出现淡蓝色火焰，证明是氢气；故选项正确；B、用带火星的木条接近液面下降较多的玻璃管尖嘴处的气体，木条立即复燃，证明是氧气错误，因为液面下降较多的玻璃管内是氢气；故选项错误；C、用带火星的木条接近液面下降较少的玻璃管尖嘴处的气体，气体燃烧，证明是氧气错误，因为氧气没有可燃性；故选项错误；D、用燃着的木条接近液面下降较少的玻璃管尖嘴处的气体，气体燃烧，出现淡蓝色火焰，证明是氢气错误，因为液面下降较少的玻璃管内的气体是氧气；故选项错误。4、在探究水的组成实验时，在水电解器中加入少量的稀硫酸以增加水的导电性，下列关于电解水过程所作的图像，其中正确的是（）A．B．

C．D．【答案】D【解析】A、在水电解器中加入少量的稀硫酸以增加水的导电性，硫酸不参与反应，电解水的过程中硫酸的质量不变，故选项图像错误；B、电解过程中溶液显酸性，pH不可能等于或者大于7，故选项图像错误；C、在水电解器中加入少量的稀硫酸以增加水的导电性，可以加快反应速率，单位时间内产生氢气的质量就大，如果不加硫酸，由于纯水几乎不导电，则通电时产生氢气的质量非常小，故选项图像错误；D、电解水时阳极产生氧气，阴极产生氢气，由电解水的化学方程式2H2O2H2↑+O2↑可知，则单位时间内阳极和阴极产生气体的速度比是1：2，故选项图像正确。故选D。5、如图是某同学自制的电解水的装置。下列说法正确的是（）A．这个实验证明水是由氢气和氧气组成的B．A极试管得到的是氧气C．B极产生的气体能使带火星的木条复燃D．连接A极的是电源的负极【答案】B【解析】A、水电解产生氢气和氧气，证明水是由氢元素和氧元素组成的，故A错误。B、A管产生的气体比B管少，所以A管产生的氧气，故B正确。C、B管产生的是氢气，氢气没有助燃性，不能使带火星的木条复燃，故C错误。D、A管产生的是氧气，氧气与电源正极相连，故D错误。故选B。6、水是最常见的物质，下面是同学们对水的认识，你认为正确的是(

)①水是由氧和氢组成的一种物质；②水通电分解产生氢气和氧气；③水通常以固、液、气三态存在；A．①②③ B．①③ C．②③ D．①②【答案】A【解析】解：水是由氧元素和氢元素组成的一种氧化物，是生物生存所需的最基本的物质，通常以固、液、气三态存在，水通电分解产生氢气和氧气。故选A。7、下列关于电解水的叙述中错误的是（

）A．为增强水的导电性，常在水中加入一定量的稀硫酸或氢氧化钠溶液B．在水电解器中加满水，然后接通直流电源C．电解水的实验证明水是由氢、氧组成的D．与电源正极相连的玻璃管内得到的气体能在空气中燃烧【答案】D【解析】A、由于稀硫酸或氢氧化钠溶液在水中能解离出自由移动的离子，能增强水的导电性，选项正确；B、在水电解器中加满水，然后接通直流电源，选项正确；C、电解水的实验得到了氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据质量守恒定律，可以证明水是由氢元素、氧元素组成的，选项正确；D、与电源正极相连的玻璃管内得到的气体是氧气，能支持燃烧，选项错误，故选D。8、有关水电解过程的微观示意图，下列说法不正确的是（

）A．氧分子由氧原子构成，氢分子由氢原子构成的B．这个微观示意图说明了水分子是由氧原子和氢原子构成的C．这个微观示意图可以解释获得的氢气体积是氧气体积的两倍D．该实验证明了水中含有氢气和氧气【答案】D【解析】A、由微粒的构成可知，氧分子由氧原子构成，氢分子由氢原子构成的，故A说法正确；B、由水分子的构成可知，水分子是由氧原子和氢原子构成的，故B说法正确；C、通过微观示意图可知，生成的氢分子与氧分子的个数比为2：1，则得到的氢气体积是氧气体积的两倍，故C说法正确；D、该实验证明了水中含有氢元素和氧元素，故D说法不正确。故选D。9、如图所示是电解水的过程，微粒运动变化的先后顺序是（）A.①②③④B.④①③②C.①②④③D.①④③②【答案】A【解析】微粒运动变化的先后顺序是：水分子先分解成氢原子和氧原子，然后氢原子结合成氢分子，氧原子结合成氧分子。10、如图所示为电解水实验示意图，据图判断下列说法中正确的是（）A．试管A中的气体能燃烧，发出淡蓝色的火焰B．试管B中的气体能使带火星的木条复燃C．该实验说明水是由氢气和氧气组成的D．试管A中的气体是氧气，试管B中的气体是氢气【答案】D【解析】A、由实验操作图，B管内气体多于A管，则A内产生的气体为氧气，氧气具有助燃性，不能燃烧，故A错误；B、试管B中的气体是氢气，不能使带火星的木条复燃，故B错误；C、电解水实验说明水是由氢元素和氧元素组成的，而不是由氢气和氧气组成的，故错误；D、由实验操作图，B管内气体多于A管，则A内产生的气体为氧气；B内产生的是氢气；故D正确。故选D。11、如图所示是电解水的实验过程，请回答问题：(1)通电时，观察到两个电极附近有产生，两个玻璃管内液面下降，中间球形容器内，一段时间后，负极与正极产生气体的体积比约为，发生反应的文字（或符号）表达式为。(2)气体b是，可以用检验。(3)我们已经知道：化学反应前后（从宏观角度回答）种类不变。由此可知水由两种元素组成。【答案】(1)气泡液面上升2：1/(2)氧气/O2带火星的木条(3)元素氢、氧【解析】（1）电解水生成氢气和氧气，则可观察到两个电极附近有气体产生；由于有气体产生，则水被压入球形容器内，则球形容器内的液面升高；电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，且生成的氧气和氢气的体积比为1：2，则负极与正极产生气体的体积比约为2：1；电解水的文字表达式为、。（2）由图可知，产生的b气体较少，则为氧气；氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，则可用带火星的木条检验。（3）化学反应前后，元素的种类不变，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，则水是由氢、氧元素组成。12、如图为某同学进行电解水实验的装置图，据此回答下列问题：(1)图中A端为电源的（填“正”或“负”）极。(2)通电一段时间后，C、D两试管中气体的体积比约为。C试管中收集到的气体的检验方法：。(3)某同学在实验中发现，C、D两试管中气体的体积比小于理论值，可能的原因是。(4)上述实验可以得出：水是由组成的。【答案】(1)正(2)1：2将带火星的木条伸入到试管C中，木条复燃，证明是氧气(3)氧气在水中的溶解性比氢气大（合理即可）(4)氢元素和氧元素【解析】（1）由分析可知，图中A端为电源的正极，故填：正；（2）由分析可知：通电一段时间后，C、D两试管中气体氧气、氢气的体积比约为1：2，故填：1:2；C试管中收集到的气体是氧气，氧气的检验方法是：将带火星的木条伸入到试管C中，木条复燃，证明是氧气，故填：将带火星的木条伸入到试管C中，木条复燃，证明是氧气；（3）由分析可知：理论上，实验中发现，C、D两试管中气体的体积比小于理论值，可能的原因是氧气不易溶于水，氢气难溶于水，氧气在水中的溶解性比氢气大；氧气具有氧化性，易与电极发生反应而被消耗，故填：氧气在水中的溶解性比氢气大（或氧气易与电极发生反应而被消耗）；（4）上述实验可以得出：水在通电条件下生成了氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，依据化学反应前后，元素种类不变可知：水是由氢元素和氧元素组成的，故填：氢元素和氧元素。13、如图所示，图甲是电解水的简易装置，图乙为电解水生成气体体积与时间的关系图像，试回答下列问题：(1)若I管生成气体A时，b应接电源的极。(2)用明火靠近气体A，产生的现象是，说明该气体具有的性质是(填“可燃性”或“助燃性”)。(3)检验气体B的实验操作和判断依据是，这是根据该气体的(填“化学性质”或“物理性质”)来检验的。【答案】(1)负(2)气体燃烧并产生淡蓝色火焰可燃性(3)用带火星的木条靠近该气体，若木条复燃，气体B是氧气化学性质【解析】(1)由题意知，Ⅰ管产生气体A、Ⅱ管产生气体B，从图乙可以看出反应后产生气体A比气体B多，因此气体A是氢气，b接电源负极。(2)气体A是氢气，具有可燃性，I管口用明火靠近后，产生的现象是气体燃烧，产生淡蓝色火焰。(3)因为氧气能支持燃烧，这是根据其化学性质来检验的。14、如图是电解水的简易装置和电解水生成气体体积与时间的关系图。试回答下列问题：（1）若甲试管中生成气体B，则B是气，b应接电源的极。（2）如果该实验中产生氧气的体积是8毫升，则生成氢气的体积是毫升。（3）该实验可以说明，水在通直流电的条件下，生成了两种不同的气体，请书写其反应的文字表达式:。【答案】氧正16【解析】（1）电解水时，正氧负氢，氢二氧一，据图可看出，甲试管中的气体B较少，所以气体B是氧气，b应接电源的正极。（2）电解水时，生成氢气与氧气的体积比是2:1，如果该实验中产生氧气的体积是8毫升，则生成氢气的体积是16毫升。（3）该实验可以说明，水在通直流电的条件下，生成了两种不同的气体，反应的文字表达式是：。15、用如图装置进行水的电解实验：（1）在水中加入稀硫酸或氢氧化钠，其作用是；（2）开始反应前a、b两管内都充满溶液，关闭活塞，接通电源，一段时间后，产生的气体体积之比为a：b=2：1，其中是a是气，证明b气体的方法，该实验说明水是由组成的。【答案】增强水的导电性氢将带火星的木条放在有b气体的活塞处，打开活塞，观察木条是否复燃氢元素、氧元素【解析】（1）纯净的水几乎不导电，在水中加入稀硫酸或氢氧化钠，其作用是增强水的导电性；（2）电解水时，正氧负氢，氢二氧一。开始反应前a、b两管内都充满溶液，关闭活塞，接通电源，一段时间后，产生的气体体积之比为a：b=2：1，则其中是a是氢气，b气体是氧气，证明b气体的方法：将带火星的木条放在有b气体的活塞处，打开活塞，观察木条是否复燃，如果带火星的木条复燃，说明该气体是氧气。该实验说明水是由氢元素、氧元素组成的。16、化学小组用如图实验装置（气密性良好）探究影响电解水反应快慢的因素。【进行实验】20℃时，在不同条件下进行实验，数据记录如下：组别实验液体种类电压/V时间/minV氢气/mLV氧气/mLⅠ①200mL蒸馏水24500②200mL蒸馏水1045极少极少③200mL蒸馏水164552.5Ⅱ④200mL蒸馏水滴浓硫酸1688104.9⑤200mL蒸馏水滴浓硫酸1668104.9⑥200mL蒸馏水滴浓硫酸1652104.9Ⅲ⑦200mL蒸馏水氢氧化钠103.0104.9⑧200mL蒸馏水氢氧化钠x2.6104.9⑨200mL蒸馏水氢氧化钠102.0105.0【解释与结论】(1)电解水的符号表达式为。(2)与电源正极相连的玻璃管内产生的气体是。(3)Ⅲ组实验⑧中的。(4)对比实验②⑦，可得出的结论是。(5)Ⅱ组实验的目的是。(6)通过本实验得出，影响电解水反应快慢的因素有。【实验拓展】(7)表中部分数据氢气与氧气的体积比略大于2∶1，从物质性质角度分析可能的原因是。(8)实验测得V（氢气）∶V（氧气）=1∶2，要确定水分子中氢氧原子个数比，还需要的数据有（填序号）。a．水的相对分子质量b．氢气、氧气的密度c．氢原子、氧原子的质量【答案】(1)(2)O2(3)10(4)在200mL蒸馏水中加入0.8gNaOH，可以加快电解的速率(5)证明加入的H2SO4的量越多，电解的速率越快(6)电压、NaOH的用量、H2SO4的用量(7)①氧气、氢气在水中的溶解度不同造成的，由于氧气的溶解度比