4.3 水的组成-九年级化学上册同步考点解读（人教版）（解析版）

第第页\o"10.3物体的浮沉条件及应用"4.3\o"4.3水的组成"水的组成（考点解读）（解析版）1、电解水实验电解水实验如图所示：（1）实验用品有：水槽、试管、直流电、石墨电极（正极不能用铜等金属或与氧气反应的电极）、12V的直流电源；（2）实验过程及现象：按照上面的实物图所示，连接好装置，为增强水的导电性，可在水中加入少量稀硫酸或氢氧化钠溶液（一般不加氢氧化钠溶液，容易起泡沫），闭合电路后，会看到试管内的电极上出现气泡，过一段时间，与电源正（氧气），负极（氢气）相连的试管产生的气体体积比约为1：2，（氧气的密度为1.429g/mL，氢气的为0.089g/mL；通过计算可得氧气与氢气的质量比为8：1，氢，氧两种分子和原子个数比都是2：1）；可简单概括为：“正氧负氢1：2，质量比为8：1”；（简记：正氧负氢，氢二氧一）（3）该实验结论或推论有：a.水由氢、氧两种元素组成；b.水（分子）中，氢、氧两种元素的原子个数比为2：1，通电后生成氢气、氧气两种气体的分子个数比为2：1、体积比为2：1；c.水通电生成氢气、氧气，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气，该反应的文字方程式为；d.化学反应前后，原子种类、个数不变，元素种类不变；e.在化学变化中，分子可分，而原子不可分；f.化学反应的实质是在化学变化中分子分解成原子，原子重新组合成新的分子（或聚集后直接构成物质）；g.分子是保持物质化学性质的最小粒子；h.原子是化学变化中的最小粒子；i.氧气是由氧元素组成；氢气是由氢元素组成；j.水是由水分子构成的；一个水分子是由二个氢原子和一个氧原子构成；一个氢气分子是由二个氢原子构成；一个氧气分子是由二个氧原子构成；k.水是纯净物中的化合物中的氧化物，氧气和氢气是纯净物中的单质；l.该实验中发生的化学反应属于分解反应。（4）电解水时的误差分析，即氧气、氢气的体积比小于1：2，其原因主要有如下三个：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氢气的稍大些，导致氧气、氢气的体积比小于1：2；②电极的氧化造成的，当使用金属电极进行实验时，由于氧气的化学性质比较活泼，所以有可能有一部分氧气在电极处与电极发生了反应，使氧气损耗了一部分；导致氧气、氢气的体积比小于1：2；③电极产生副反应等造成的，如用稀硫酸溶液作电解液，可能会有下列副反应发生：H2SO4=H++HSO4-，在阴极：2H++2e=H2；在阳极：2HSO4--2e=H2S2O8（过二硫酸），H2S2O8+H2O=H2SO4+H2SO5（过一硫酸），H2SO5+H2O=H2O2+H2SO4；生成的过氧化氢在酸性溶液中较稳定，不易放出氧气，从而使生成的氢气增多了，导致氧气、氢气的体积比小于1：2；克服的办法是，在电解液中加入碱比加入酸的误差会小些，或者事先将电解液用氧气饱和，可以消除因溶解度不同而产生的误差，或者电极不能是金属或易与氧气、氢气反应的，等等。（5）水的电解实验分析实验装置实验步骤实验现象现象分析1.接通电源两电极端均产生气泡，一段时间后，负极端气体体积约为正极端气体体积2倍相同条件下，负极产生气体较快较多2.用燃着的木条分别检验两极气体正极端气体让小木条燃烧更旺，负极端气体能燃烧，产生淡蓝色火焰正极端气体具有助燃性负极端气体具有可燃性实验结论反应表达式注意事项水通电生成氢气和氧气，说明水由氢元素和氧元素组成文字表达式：符号表达式：电源选择直流电；水中加入硫酸钠或氢氧化钠的目的：增强水的导电性反思交流气体聚集在玻璃管上端，说明气体具有什么性质？气体密度小于水，且溶解性不大实验时正负极端产生的气体体积比小于1:2的原因？氧气不易溶于水，氢气难溶于水；且氧气可能和金属电极发生反应。3.本实验得到的气体体积比和质量比图像氢气氧气的体积比约为2:1；质量比约为1:8（6）微观理解水的电解2、水的组成与水的性质和应用（1）水的组成：水由氢、氧两种元素组成；两元素的质量比为1：8。（2）水的性质包括物理性质和化学性质两部分：①物理性质是：纯净的水是无色、无味、无形的透明液体，在101kPa时，水的凝固点是0℃，沸点是100℃，4℃时相对密度最大1g/cm3；水结冰时体积膨胀，所以冰的密度小于水的密度，能浮在水面上，还有，水能够溶解很多种物质，是最常用的溶剂。②化学性质有：a.在通电的条件下，能够分解成氢气和氧气；b.水能够与二氧化碳等非金属氧化物反应，生成碳酸等相应的酸；c.水能够与氧化钙等金属氧化物反应，生成氢氧化钙等相应的碱；d.水能够与氧气、铁等金属发生反应，使金属锈蚀；e.水与二氧化碳被绿色植物利用，能够进行光合作用，合成有机物（主要是淀粉），该反应的化学方程式为：6CO2+6H2OC6H12O6+6O2；f.水能够跟较活泼金属或碳反应（即氧化性），使氢被还原成氢气；例如，2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，Mg+2H2O=Mg（OH）2+H2↑，C+H2O高温¯CO+H2，等等。（3）水的应用：水的应用是非常的广泛，它是人及一切生物生存所必需的，可以说，没有水就没有生命，水在日常生活中的应用，都比较熟悉，就不多说了；农业上用水在浇灌农作物，使之进行光合作用等；工业上用水作原料、制冷或洗涤等；化学实验中常用水作反应物、制冷、溶解物质、稀释浓溶液、洗涤仪器、灭火或用排水法收集气体等等。3、从组成上识别氧化物（1）从组成上识别氧化物：指氧化物的具体辨析，也就是从氧化物的组成特点上，来分析判断一下某物质是不是氧化物；（2）氧化物是指由两种元素组成的化合物中，其中一种元素是氧元素的物质，氧化物的组成特点是含有两种元素，并且其中一种必须是氧元素（如二氧化硫、五氧化二磷和氧化铜等）。4、单质和化合物的概念与判别（1）单质和化合物的概念：①单质是指由同种元素构成的纯净物（如铁、氧气等）；②化合物是指由不同种元素组成的纯净物（如水、二氧化硫等）；③它们的相同点是：它们都是纯净物，都是元素的存在状态；不同点是：单质只含有一种元素，化合物含有两种或两种以上元素。（2）单质和化合物的判别方法或技巧是：①从宏观角度来说，首先，要看它是不是纯净物，只有当它是纯净物时，它才有可能是单质或化合物，千万不能认为由同种元素组成的物质一定就是单质，也不能认为由不同种元素组成的物质一定是化合物，例如：a.白磷和红磷，虽然都由磷元素组成，但它们不属于一种物质，因此，它们混合后属于混合物，不属于纯净物；更谈不上单质了；b.空气由氧元素、氢元素、碳元素、氮元素和稀有气体元素等不同种元素组成，但是由于它属于混合物，不属于纯净物，更不是化合物。②在确认它是纯净物的前提下，再看它是由几种元素组成的；由一种元素的是单质；由多种元素的就是化合物；③从微观角度来说，首先，也要看它是不是纯净物（只含有一种原子或分子）；当确认它是纯净物时，再看它其中含有几种原子，含有一种的是单质；含有多种的是化合物。（3）物质的分类：【考点1电解水实验】【典例1-1】（2023•香洲区校级三模）如图是电解水的实验装置，对于电解水实验有以下描述，正确的是（）A．电解水产生的氢气与氧气的体积比为1：2 B．电解水实验证明了水中含有氢分子和氧分子 C．电解水的实验现象是：正极产生氧气，负极产生氢气 D．电解水产生的氢气与氧气的质量比是1：8【答案】D【分析】电解水时，与电源正极相连的试管内产生的气体体积少，与电源负极相连的试管内的气体体积多，且两者的体积之比大约是1：2，据此结合题意进行分析解答。【解答】解：A、电解水产生的氢气与氧气的体积比为2：1，故选项说法错误。B、电解水实验证明了水分子中含有氢原子和氧原子，水中不含氢分子和氧分子，故选项说法错误。C、正极产生氧气，负极产生氢气，是实验结论而不是实验现象，故选项说法错误。D、氢气中的氢元素和氧气中的氧元素来源于水的氢元素和氧元素，水中氢元素和氧元素的质量比为（1×2）：16＝1：8，则电解水产生的氢气与氧气的质量比是1：8，故选项说法正确。故选：D。【典例1-2】（2023•二道区校级模拟）水是一种重要的物质，在实验室和日常生活中有着十分重要的作用。请回答下列问题：（1）为了除去水中的色素和异味，可以向水中加入活性炭进行吸附。（2）电解水时，正、负极两端产生的气体体积比约为1：2。（3）下列各项操作与水的净化过程有关的是ABD。（填序号）A．吸附B．消毒C．电解D．过滤【答案】（1）活性炭；（2）1：2；（3）ABD。【分析】（1）根据活性炭具有吸附性进行分析；（2）电解水实验规律是：“正氧负氢，氧一氢二”，据此分析；（3）根据净水过程中常用的方法进行分析。【解答】解：（1）活性炭具有疏松多孔的结构，能吸附水中的色素和异味；（2）电解水实验规律是：“正氧负氢，氧一氢二”；由此可知正极产生氧气，负极产生氢气，氧气和氢气的体积比为1：2；（3）在水的净化过程中主要有以下几种方法：沉淀、过滤、吸附、消毒、蒸馏等；分析题给的四个选项中A、B、D包含在其中，故A、B、D都与净水有关；而电解水是化学变化，是将水分解成了氢气和氧气，所以C与水的净化过程无关；故选ABD。故答案为：（1）活性炭；（2）1：2；（3）ABD。【典例1-3】（2023•北京）用如图电解水实验研究水的组成。（1）经检验a管中产生H2，由此得出关于水的组成的推论是水中含有氢元素。（2）用带火星木条检验b管中气体为O2的现象是带火星的木条复燃。【答案】（1）水中含有氢元素；（2）带火星的木条复燃。【分析】（1）根据质量守恒定律进行分析；（2）根据氧气的性质进行分析。【解答】解：（1）a管中产生H2，说明水在通电的条件下产生氢气，根据在化学反应前后，元素守恒可以判断水中含有氢元素；故答案为：水中含有氢元素；（2）因为氧气具有助燃性，故用带火星木条检验O2的现象是带火星的木条复燃；故答案为：带火星的木条复燃。【变式1-1】（2023春•新泰市期末）2021年12月9日“天宫课堂“直播中宇航员告诉我们，天宫中宇航员所用的氧气来自于电解水。如图所示为电解水的装置，下列有关说法正确的是（）A．M、N两导管口处收集的气体质量之比是8：1 B．将带火星的木条放在N导管口处，木条会复燃 C．由该实验可知水是由氢气和氧气组成的 D．M导管口处收集的气体点燃前要验纯【答案】A【分析】电解水时，与电源负极相连的玻璃管内的气体体积多，是氢气；与电源正极相连的玻璃管内产生的气体体积少，是氧气；且两者的体积之比大约是2：1，可简记为：正氧负氢、氢二氧一，据此结合题意进行分析判断。【解答】解：A、图可知M相连的是正极，N相连的是负极，产生的气体分别是氧气、氢气，体积比为1：2，质量比为8：1，故选项说法正确。B、N处产生氢气，不会使带火星的木条复燃，故选项说法错误。C、电解水生成氢气和氧气，氢气和氧气分别是由氢元素和氧元素组成的，则水是由氢元素和氧元素组成的，故选项说法错误。D、M处产生的是氧气，不是可燃性气体，不用验纯，故选项说法错误。故选：A。【变式1-2】（2023•铁岭模拟）水是宝贵的自然资源。认识水、保护水、节约水是每一个公民应尽的责任和义务。（1）如图所示的电解水装置中，玻璃管a端连接电源的负极，该实验说明水是由氢元素与氧元素组成的。（2）使用硬水会给生活带来许多麻烦，生活中常常采用煮沸的方法来降低水的硬度。净水器中经常使用活性炭净水，主要利用活性炭的性质是吸附性。（3）节约用水是爱护水资源的一种途径，请写出一种节约用水的具体做法洗菜水浇花（合理即可）。【答案】（1）负；氢元素与氧元素；（2）煮沸；吸附性；（3）洗菜水浇花（合理即可）。【分析】（1）根据电解水原理以及实验结论来分析；（2）根据硬水软化的方法以及活性炭的性质来分析；（3）根据节约用水的措施来分析。【解答】解：（1）如图所示的电解水装置中，玻璃管a中产生的气体的体积较大，是氢气，玻璃管a端连接电源的负极，电解水生成氢气和氧气，氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，该实验说明水是由氢元素与氧元素组成的；故答案为：负；氢元素与氧元素；（2）使用硬水会给生活带来许多麻烦，生活中常常采用煮沸的方法来降低水的硬度。净水器中经常使用活性炭净水，主要利用活性炭的性质是吸附性，可以除去水中的色素和异味；故答案为：煮沸；吸附性；（3）节约用水的具体做法有随手拧紧水龙头、洗菜水浇花、洗衣服的水拖地等；故答案为：洗菜水浇花（合理即可）。【变式1-3】（2023春•丰城市校级期末）水是生命之源，“珍惜水、节约水、保护水”是每个公民的义务和责任。（1）如图甲装置进行电解水的实验，b中收集到的气体是氢气，该端相连的是电源负级，该实验说明水由氢元素与氧元素组成。（2）某同学自制如图乙所示简易净水器，活性炭的主要是起吸附作用。（3）赣州地区水资源丰富但分布不均。有些村民用地下水作为生活用水，人们生活中可用煮沸的方法降低水的硬度。【答案】（1）氢气；负；氢元素与氧元素；（2）吸附；（3）煮沸。【分析】（1）根据电解水的原理、实验现象以及实验结论来分析；（2）根据活性炭的性质来分析；（3）根据降低水的硬度的方法来分析。【解答】解：（1）电解水时“正氧负氢、氢二氧一”，如图甲装置进行电解水的实验，b中收集到的气体体积较大，是氢气，该端相连的是电源负级，该实验说明水由氢元素与氧元素组成；故答案为：氢气；负；氢元素与氧元素；（2）活性炭具有吸附性，可以除去水中的色素和异味；故答案为：吸附；（3）人们生活中可用煮沸的方法降低水的硬度；故答案为：煮沸。【考点2水的组成与水的性质和应用】【典例2-1】（2023•河北）水是生命之源，人类的生产生活都离不开水。下列有关水的认识错误的是（）A．地球上可利用的淡水资源有限 B．过滤可以除去水中的所有杂质 C．水是由氢元素和氧元素组成的 D．用淘米的水浇花可以节约用水【答案】B【分析】A、根据可利用的淡水资源有限来分析解答；B、根据过滤只能除去水中不溶性杂质来分析解答；C、根据水是由氢元素和氧元素组成来分析解答；D、根据用淘米的水浇花是一水多用来分析解答。【解答】解：A、地球上水的存量很大，但淡水资源并不充裕，地球上可利用的淡水资源有限，故A认识正确；B、过滤只能除去水中不溶性杂质，不能除去可溶性杂质，则过滤可以除去水中的所有杂质的说法错误，故B认识错误；C、物质是由元素组成，水是由氢元素和氧元素组成的，故C认识正确；D、用淘米的水浇花是一水多用，可以节约用水，故D认识正确；故选：B。【典例2-2】（2023•襄州区模拟）水是一切生命生存所必须的物质。（1）为了人类和社会经济可持续发展，我们必须爱护水资源，下列符合爱护水资源措施的有BCD。A.用大水漫灌浇庄稼B.提倡使用农家肥C.污水处理达标排放D.加大水质监控（2）下面实验操作中体现出水成为溶剂作用的是D。【答案】（1）BCD；（2）D。【分析】（1）根据爱护水资源措施进行分析。（2）根据水的作用进行分析。【解答】解：（1）A.用大水漫灌浇庄稼，浪费水资源，故A错误；B.提倡使用农家肥，有助于保护水资源，故B正确；C.污水处理达标排放，有助于保护水资源，故C正确；D.加大水质监控，有助于保护水资源，故D正确。（2）A、水的作用是防止高温生成物溅落，炸裂集气瓶，故A错误；B、铁生锈需要水参与反应，故B错误；C、电解水实验，水为反应物，故C错误；D、稀释浓硫酸，形成稀硫酸，水是溶剂，故D正确。故答案为：（1）BCD；（2）D。【变式2-1】（2023•荔湾区校级三模）1783年，拉瓦锡研究水的组成，装置示意图如图，将水加热成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性气体。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。下列说法错误的是（）A．实验中收集到的可燃性气体可能是氢气 B．文中提到的科学家用定量的方法研究了空气的成分 C．实验中水蒸气减少的质量等于铁管增加的质量 D．该实验推翻了“水是单一元素物质”的观点【答案】C【分析】根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变来分析解答。【解答】解：A、由题干信息可知反应物是水和铁，生成物为铁的氧化物和可燃性气体，根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，生成气体可能是氢气，氢气具有可燃性，故A说法正确；B、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，则拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分，故B说法正确；C、铁管增加的质量是水中氧元素的质量，则实验中水蒸气减少的质量大于铁管增加的质量，故C说法错误；D、该实验生成了氢气，氢气由氢元素组成，铁转化为氧化物增加了氧元素，根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，说明水是由氢元素和氧元素组成，故D说法正确；故选：C。【变式2-2】（2023•安徽模拟）人工造雪机造雪气温须达到0度以下，保持一定的水量、且水温不超过5度才可以造雪。造雪时一定要看好天气和空气的干湿度。下列有关说法正确的是（）A．水通过造雪机制成雪后，水分子停止了运动 B．用造雪机人工造雪过程属于化学变化 C．人工造雪过程中水分子的体积会变大 D．人造雪中水分子的间隔比液态水的大【答案】D【分析】根据题意，人工造雪机造雪气温须达到0度以下，保持一定的水量、且水温不超过5度才可以造雪，结合分子的基本性质，进行分析判断。【解答】解：A、水通过造雪机制成雪后，水分子仍是在不断运动的，故选项说法错误。B、用造雪机人工造雪过程，只是水的状态的改变，无新物质生成，属于物理变化，故选项说法错误。C、人工造雪过程中，水分子之间的间隔变大，分子的体积不变，故选项说法错误。D、人造雪中水分子的间隔比液态水的大，故选项说法正确。故选：D。【变式2-3】（2022秋•莱西市期中）请沿用科学家认识事物的方式认识“水”。（1）从分类角度；蒸馏水是（填“是”或“不是”）纯净物。（2）从微观角度：构成水的微粒是水分子（填名称）。（3）从变化角度：水加热蒸发变成水蒸气，从微观角度看不变的是水分子本身的结构，变化的是水分子间的距离。（4）从性质角度：能保持水化学性质的微粒是水分子。（5）从应用角度：日常生活中，水的用途有灭火（填1种即可）。（6）从环保角度：提倡节约用水，保护水资源。下列做法中，不合理的是D（填字母序号）。A.淘米水浇花B.使用节水龙头C.废水处理达标后排放D.实验后的废液直接倒入下水道【答案】（1）是；（2）水分子；（3）水分子本身的结构；水分子间的距离；（4）水分子；（5）灭火（合理即可）；（6）D。【分析】（1）根据纯净物的定义分析；（2）根据构成物质的微粒有分子、原子、离子等进行分析；（3）根据分子的特性进行分析；（4）根据分子的特性进行分析；（5）根据日常生活中水的用途进行分析；（6）从能够节约用水、减少水污染的角度进行分析。【解答】解：（1）蒸馏水只含一种物质，属于纯净物；（2）水是由水分子构成的；（3）从变化角度：水加热蒸发变成水蒸气，分子间距离变大，但是分子不变；（4）从性质角度：能保持水化学性质的微粒是水分子；（5）日常生活中，水的用途有灭火、做生理盐水的溶剂等；（6）A.淘米水浇花，可以节约用水，正确；B.使用节水龙头，可以节约用水，正确；C.废水处理达标后排放，可以防止水污染，正确；D.实验后的废液直接倒入下水道，易造成水污染，错误；故选：D。故答案为：（1）是；（2）水分子；（3）水分子本身的结构；水分子间的距离；（4）水分子；（5）灭火（合理即可）；（6）D。【考点3从组成上识别氧化物】【典例3-1】（2023•邗江区二模）自然界里多数物质含有氧元素。下列属于氧化物的是（）A．氧气 B．过氧化氢 C．氢氧化镁 D．硫酸钠【答案】B【分析】根据氧化物的概念：氧化物是只含有两种元素且其中一种元素是氧元素的化合物，据此进行分析解答。【解答】解：氧化物是由两种元素组成的化合物，其中一种元素是氧元素。A、氧气是由氧元素这一种元素组成的纯净物，属于单质，不属于氧化物，选项错误；B、过氧化氢是由氢元素和氧元素两种元素组成组成的化合物，属于氧化物，选项正确；C、氢氧化镁由氢元素、氧元素和镁元素三种元素组成的化合物，不属于氧化物，选项错误；D、硫酸钠由钠元素、氧元素和硫元素三种元素组成的化合物，不属于氧化物，选项错误。故选：B。【典例3-2】（2023•遂平县一模）现有①空气中0.94%的稀有气体②四氧化三铁③人体呼出气体④二氧化碳⑤液氮⑥蒸馏水六种物质。其中属于混合物的是①③（填序号，下同）；属于氧化物的是②④⑥。【答案】①③；②④⑥。【分析】根据混合物是由多种物质组成的物质；在由两种元素组成的化合物中，其中一种是氧元素的是氧化物，进行分析解答。【解答】解：混合物是由两种或两种以上的物质组成，空气中0.94%的稀有气体中含有氦、氖、氩等，人体呼出气体中含有氮气、二氧化碳等，都属于混合物；四氧化三铁、二氧化碳、蒸馏水都由两种元素组成，其中一种是氧元素，且属于化合物，都属于氧化物。故答案为：①③；②④⑥。【变式3-1】（2023•巨野县二模）下列物质中，前者属于氧化物，后者属于混合物的是（）A．干冰、水银 B．硫酸、石油 C．冰水混合物、生铁 D．氮气、矿泉水【答案】C【分析】氧化物是指只含两种元素，其中一种是氧元素的化合物；混合物是指含有两种或者两种以上物质。【解答】解：A.干冰是固态二氧化碳，属于氧化物；水银是单质汞，故错误；B.硫酸是由氢、硫、氧三种元素组成的，是化合物；石油由碳、氢等多种物质组成的，属于混合物，故错误；C.冰水混合物是水，属于氧化物；生铁是铁合金，属于混合物，故正确；D.氮气是单质；矿泉水含有多种物质，属于混合物；故错误；故选：C。【变式3-2】（2022秋•利州区校级月考）现有①二氧化碳②液氧③铁水④高锰酸钾受热后的剩余固体⑤二氧化锰⑥洁净的空气⑦矿泉水⑧硬水，其中：（填序号）（1）属于混合物的是④⑥⑦⑧；（2）属于氧化物的是①⑤；（3）含有氧分子的是②⑥。【答案】（1）④⑥⑦⑧；（2）①⑤；（3）②⑥。【分析】物质分为混合物和纯净物，混合物是由两种或两种以上的物质组成；纯净物是由一种物质组成．纯净物又分为单质和化合物．由同种元素组成的纯净物叫单质；由两种或两种以上的元素组成的纯净物叫化合物．氧化物是指由两种元素组成的化合物中，其中一种元素是氧元素。【解答】解：根据物质分为混合物和纯净物，混合物是由两种或两种以上的物质组成；纯净物是由一种物质组成．纯净物又分为单质和化合物．由同种元素组成的纯净物叫单质；由两种或两种以上的元素组成的纯净物叫化合物．氧化物是指由两种元素组成的化合物中，其中一种元素是氧元素；所以①二氧化碳是纯净物，氧化物；②液氧是纯净物；属于单质，含有氧分子；③铁水是铁的液态，是纯净物；是由一种元素组成的纯净物，属于单质；④高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，高锰酸钾受热后的剩余固体至少含有锰酸钾、二氧化锰，属于混合物；⑤二氧化锰是由一种物质组成的，属于纯净物；二氧化锰是由锰元素和氧元素组成的化合物，属于氧化物；⑥洁净空气中含有氮气、氧气等物质，属于混合物，并且含有氧分子；⑦矿泉水是中含有水和溶于水的矿物质，属于混合物；⑧硬水中含有较多的可溶性钙、镁化合物，属于混合物；所以（1）属于混合物的是：④⑥⑦⑧；故答案为：④⑥⑦⑧；（2）属于氧化物的是：①⑤；故答案为：①⑤；（3）含有氧分子的是：②⑥。故答案为：②⑥。【考点4单质和化合物的概念与判别】【典例4-1】（2023春•南岗区校级期中）下列说法错误的是（）A．同一元素的原子和离子质子数一定相等 B．原子内质子数与中子数不一定相等 C．单质中只含有一种元素，所以只含有一种元素的物质一定是单质 D．化合物由不同种元素组成，所以同种元素组成的物质一定不是化合物【答案】C【分析】A、质子数决定元素的种类；B、原子内质子数与中子数不一定相等正确；C、物质分为混合物和纯净物，混合物是由两种或两种以上的物质组成；纯净物是由一种物质组成。纯净物又分为单质和化合物。由同种元素组成的纯净物叫单质；D、由两种或两种以上的元素组成的纯净物叫化合物。【解答】解：A、同一元素的原子和离子质子数一定相等正确，因为质子数决定元素的种类，正确但不符合题意，故选项错误；B、原子内质子数与中子数不一定相等正确，如钠原子核内质子数是11，质子数是12，正确但不符合题意，故选项错误；C、单质中只含有一种元素，所以只含有一种元素的物质一定是单质错误，如氧气和臭氧属于混合物，错误符合题意，故选项正确；D、化合物由不同种元素组成，所以同种元素组成的物质一定不是化合物正确，正确但不符合题意，故选项错误；故选：C。【典例4-2】（2022秋•西峡县期末）填空：（1）空气中含量最多且用作保护气的是氮气或N2；（2）下列物质：①冰水混合物②水银③二氧化锰④液态氮⑤五氧化二磷。用正确序号填空：属于单质的是②④；属于化合物的是①③⑤。【答案】（1）氮气或N2；（2）②④；①③⑤。【分析】（1）根据空气各成分气体的含量以及气体的性质来分析；（2）单质是由一种元素组成的纯净物；化合物是由两种或两种以上的元素组成的纯净物。【解答】解：（1）空气中含量最多的气体是氮气，氮气的化学性质稳定，因此可用作保护气。（2）①冰水混合物中只含有水，且其中含有两种元素，属于化合物；②水银为金属汞，其中只含一种元素，属于单质；③二氧化锰中含有两种元素，属于化合物；④液态氧中只含有一种物质，属于单质；⑤五氧化二磷中含有两种元素，属于化合物。则属于单质的是②④；属于化合物的是①③⑤。故答案为：（1）氮气或N2；（2）②④；①③⑤。【变式4-1】（2023•襄州区模拟）逻辑推理是化学学习的常见思维方法，下列推理错误的是（）A．分子由原子构成，但分子不一定比原子大 B．单质只含有一种元素，但只含有一种元素的物质不一定是单质 C．化学变化一定产生了新物质，但产生新物质的变化不一定是化学变化 D．分子和原子是不显电性的粒子，但不显电性的粒子不一定是分子和原子【答案】C【分析】A、根据分子和原子的关系进行分析判断。B、根据单质是由同种元素组成的纯净物，进行分析判断。C、根据化学变化的定义进行分析判断。D、根据不显电性的粒子，进行分析判断。【解答】解：A、分子和原子不能比较大小，但由原子构成的分子，其分子比构成它的原子大，因此分子不一定比原子大，故选项推理正确。B、单质只含有一种元素，但只含有一种元素的物质不一定是单质，如氧气和臭氧的混合气体，属于混合物，故选项推理正确。C、化学变化一定是产生有新物质，因此产生新物质的变化一定是化学变化，故选项推理不正确。D、分子和原子是不显电性的粒子，但不显电性的粒子不一定是分子和原子，也可能是中子，故选项推理正确。故选：C。【变式4-2】（2023•杨陵区模拟）小球“”和“”分别表示不同的原子，下列微观示意图表示化合物的是（）A． B． C． D．【答案】D【分析】根据物质分为混合物和纯净物，混合物是由两种或两种以上的物质组成；纯净物是由一种物质组成。纯净物又分为单质和化合物。由同种元素组成的纯净物叫单质；由两种或两种以上的元素组成的纯净物叫化合物。【解答】解：A、图示中含有两种分子，宏观上代表两种物质，属于混合物，选项错误；B、图示中含有一种分子，宏观上代表一种物质，属于纯净物，且该分子由同种原子构成，属于单质，选项错误；C、图示中含有两种分子，宏观上代表两种物质，属于混合物，选项错误；D、图示中含有一种分子，宏观上代表一种物质，属于纯净物，且该分子由不同种原子构成，属于化合物，选项正确。故选：D。【变式4-3】（2023•广饶县校级开学）现有下列物质：①氮气②二氧化碳③食盐水④冰水混合物⑤液氧⑥铁⑦空气。其中属于混合物的是③⑦（填数字序号，下同），属于单质的是①⑤⑥，属于化合物的是②④。【答案】③⑦；①⑤⑥；②④。【分析】纯净物由一种物质组成，混合物由两种或两种以上的物质组成。单质是由一种元素组成的纯净物，化合物是由不同种元素组成的纯净物。【解答】解：食盐水中含有水和氯化钠，是混合物，空气中含有氮气、氧气等物质，是混合物。氮气、液氧和铁都是由一种元素组成的纯净物，都是单质。二氧化碳是由碳元素和氧元素组成的纯净物，是化合物，冰水混合物中含有一种物质水，水是由氢元素和氧元素组成的纯净物，是化合物。故答案为：③⑦；①⑤⑥；②④。一、选择题。1．（2023•淮阳区三模）下列有关水的说法正确的是（）A．过滤可以将硬水转化为软水 B．地下水是取之不尽的淡水资源 C．明矾可以除去水中的色素和异味 D．电解水实验生成氢气和氧气的体积比约为2：1【答案】D【分析】A、根据过滤只能除去水中的难溶性杂质，进行分析判断。B、根据地球水资源状况，进行分析判断。C、根据明矾在净水的作用，进行分析判断。D、根据电解水的实验现象和结论，进行分析判断。【解答】解：A、过滤只能除去水中的难溶性杂质，不能除去水中的可溶性钙、镁化合物，不能将硬水软化，故选项说法错误。B、地下水不一定是淡水，且地下水不是取之不尽的，故选项说法错误。C、明矾能对悬浮杂质进行吸附，使悬浮杂质沉降，不能吸附水中的色素和异味，故选项说法错误。D、电解水时，与电源负极相连的玻璃管内的气体体积多，是氢气；与电源正极相连的玻璃管内产生的气体体积少，是氧气；且两者的体积之比大约是2：1，故选项说法正确。故选：D。2．（2023•新抚区模拟）空气和水是人类宝贵的自然资源。下列有关说法正确的是（）A．空气中稀有气体的体积分数约为0.94% B．空气污染物有NO2、SO2、CO2等 C．水由氢气和氧气组成 D．水电解得到氢气和氧气的体积比为1：2【答案】A【分析】A、根据空气的成分及各成分的体积分数分析；B、根据空气污染物的种类分析；C、根据水的组成分析；D、根据电解水的现象和结论分析。【解答】解：A、空气中稀有气体的体积分数约为0.94%，故A说法正确；B、CO2不是空气污染物，故B说法不正确；C、水是由氢元素和氧元素组成的，故C说法不正确；D、水电解得到氢气和氧气的体积比为2：1不是1：2，故D说法不正确；故选：A。3．（2023•望花区模拟）下列有关“水”的叙述中，正确的是（）A．用肥皂水可以区分硬水和软水 B．水是由氢气和氧气组成 C．明矾可除去水中所有不溶性杂质 D．通过活性炭的吸附可以将海水转为淡水【答案】A【分析】A、根据硬水和软水的鉴别方法，进行分析判断。B、根据水的组成，进行分析判断。C、根据明矾在净水的作用，进行分析判断。D、根据活性炭具有吸附性，进行分析判断。【解答】解：A、硬水和软水的区别在于所含的钙、镁离子的多少，可用肥皂水区分硬水和软水，向水中加入肥皂水时，若产生的泡沫较多，则是软水，若产生的泡沫较少，则是硬水，故选项说法正确。B、物质由元素组成，水是由氢元素和氧元素组成，故选项说法错误。C、明矾能对悬浮杂质进行吸附，使悬浮杂质沉降，不能除去水中所有不溶性杂质，故选项说法错误。D、活性炭具有吸附性，能吸附色素和异味，不能吸附水中的氯化钠等可溶性杂质，通过活性炭的吸附不能将海水转为淡水，故选项说法错误。故选：A。4．（2022秋•惠城区期末）下列实验指定容器中的水，其解释没有体现水的主要作用的是（）ABCD实验装置硫在氧气中燃烧测定空气中氧气含量铁丝在氧气中燃烧排水法收集氢气解释集气瓶中的水：吸收放出的热量量筒中的水：通过水体积的变化得出O2体积集气瓶中的水：冷却溅落熔融物，防止集气瓶炸裂集气瓶中的水：水先将集气瓶内的空气排净，后便于观察H2何时收集满【答案】A【分析】A、硫在氧气中燃烧生成的二氧化硫气体有毒，扩散到空气中会污染空气，水能够吸收二氧化硫，从而防止了二氧化硫向外扩散；B、测定空气中氧气的体积分数时，通过量筒中水的体积变化可知氧气的体积；C、铁在氧气中燃烧时，水的用途是冷却溅落的四氧化三铁，防止炸裂集气瓶；D、用排水法收集氧气时集气瓶中加入水是为了排出集气瓶中的空气。【解答】解：A、硫在氧气中燃烧生成的二氧化硫气体有毒，扩散到空气中会污染空气，该实验中水的主要作用是吸收二氧化硫，故错误；B、测定空气中氧气的体积分数时，通过量筒中水的体积变化可知氧气的体积，实验中水的主要作用是间接测定氧气的体积，故正确；C、铁在氧气中燃烧时，实验中水的用途是冷却溅落的四氧化三铁，防止炸裂集气瓶，故正确；D、用排水法收集氧气时集气瓶中加入水，主要是为了是为了排出集气瓶中的空气，也便于观察H2何时收集满，故正确；故选：A。5．（2023•郁南县校级二模）近期，科学家测试了一种新方法：在高温高压下混合水和热空气，以破坏有毒合成物质。在374℃以上，水和有毒物质浆料达到“超临界”状态，水变成了“游离状态”，生成由单个氢原子和氧原子等组成的松散分子，这些分子会摧毁有毒合成物质。下列关于“游离状态水”的说法正确的是（）A．“游离状态水”与普通水物理性质相同 B．“游离状态水”与普通水化学性质相同 C．“游离状态水”中含有氧气 D．可以帮助解决有毒合成物质处理【答案】D【分析】A、根据“游离状态水”达到“超临界”状态，而普通水是液态进行分析；B、根据水变成了“游离状态”，生成由单个氢原子和氧原子等组成的松散分子，而普通水由水分子构成，每个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，分子构成不同，化学性质不同进行分析；C、根据“游离状态水”属于纯净物，“游离状态水”中不含氧气，进行分析；D、根据在374℃以上，水和有毒物质浆料达到“超临界”状态，水变成了“游离状态”，生成由单个氢原子和氧原子组成的松散分子，这些分子会摧毁有毒合成物质进行分析。【解答】解：A、由题干信息可知，“游离状态水”达到“超临界”状态，而普通水是液态，两者物理性质不相同，故A错误；B、由题干信息可知，水变成了“游离状态”，生成由单个氢原子和氧原子等组成的松散分子，而普通水由水分子构成，每个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，分子构成不同，化学性质不同，故B错误；C、“游离状态水”属于纯净物，“游离状态水”中不含氧气，故C错误；D、由题干信息可知，在374℃以上，水和有毒物质浆料达到“超临界”状态，水变成了“游离状态”，生成由单个氢原子和氧原子组成的松散分子，这些分子会摧毁有毒合成物质，故可以帮助解决有毒合成物质处理，故D正确。故选：D。6．（2023春•岱岳区期末）分类和归纳是学习化学的重要方法，下列分类、归纳不正确的是（）A．二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、臭氧都属于空气污染物 B．木炭、铁丝与氧气发生的化学反应属于氧化反应 C．五氧化二磷、二氧化碳、氧化铜都属于氧化物 D．铜、金刚石、氧气都属于由原子构成的单质【答案】D【分析】A、根据二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、臭氧都是空气污染物来分析判断；B、根据氧化反应的概念来分析判断；C、根据氧化物的概念来分析判断；D、根据氧气是由氧分子构成的来分析判断。【解答】解：A、二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、臭氧都是有害气体，它们均属于空气污染物，故A不符合题意；B、物质与氧气发生的反应叫氧化反应，木炭、铁丝与氧气发生的化学反应都属于氧化反应，故B不符合题意；C、五氧化二磷、二氧化碳、氧化铜都是由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物，它们均属于氧化物，故C不符合题意；D、铜、金刚石、氧气均是由同种元素组成的纯净物，均属于单质，铜和金刚石都由原子构成，但是氧气是由氧分子构成，则铜、金刚石、氧气都属于由原子构成的单质的分类、归纳不正确，故D符合题意。故选：D。7．（2023•红塔区模拟）分类是学习化学的重要方法。下列物质属于氧化物的是（）A．O3 B．H2CO3 C．CO2 D．KNO3【答案】C【分析】根据氧化物的概念：氧化物是只含有两种元素且其中一种元素是氧元素的化合物，据此进行分析解答。【解答】解：A、O3是由一种元素组成，属于单质，故选项错误。B、H2CO3是由氧、碳和氢三种元素组成的化合物，不属于氧化物，故选项错误。C、CO2是由氧、碳两种元素组成的化合物，属于氧化物，故选项正确。D、KNO3是由钾、氮和氧三种元素组成的化合物，不属于氧化物，故选项错误。故选：C。8．（2023•宣城模拟）化学概念在逻辑上存在并列、交叉和包含关系，可用如图表示这三种关系，以下关系界定正确的是（）A．化合物和混合物属于交叉关系 B．物理变化和化学变化属于并列关系 C．氧化反应和化合反应属于包含关系 D．非金属元素和稀有气体元素属于包含关系【答案】B【分析】A.根据物质的分类解答；B.根据物理变化和化学变化的区别解答；C.根据氧化反应和化合反应的定义解答；D.根据非金属元素的分类解答。【解答】解：A.纯净物包括单质和化合物，而纯净物和混合物是并列关系，故化合物和混合物属于并列关系，故错误；B.物理变化和化学变化的本质区别是有无新物质生成，两者属于并列关系，故正确；C.有些氧化反应是化合反应，如木炭燃烧，有些氧化反应不是化合反应，如蜡烛燃烧，二者属于交叉关系，故错误；D.元素分为金属元素、非金属元素和稀有气体元素，故非金属元素与稀有气体元素是并列关系，故错误。故选：B。9．（2023春•北林区期末）下列物质中，前者属于化合物，后者属于混合物的是（）A．干冰、酸雨 B．乙醇汽油、煤气 C．甲烷、冰水混合物 D．氧气、沼气【答案】A【分析】化合物是由不同元素组成的纯净物，混合物是由不同物质组成的物质，据此分析。【解答】解：A、干冰是由氧元素和碳元素组成纯净物，属于化合物，酸雨中含有水、酸性物质等，属于混合物，故A正确；B、乙醇汽油中含有乙醇和汽油，属于混合物，煤气中含有一氧化碳、水蒸气等，属于混合物，故B不正确；C、甲烷中含有一种物质，且含有氢、碳两种元素，属于化合物，冰水混合物由一种物质组成，其中含有氢和氧两种元素，属于化合物，故C不正确；D、氧气是由一种元素组成的纯净物，属于单质，沼气中含有甲烷、硫化氢等，属于混合物，故D不正确。故选：A。10．（2023•昂仁县二模）下列各组物质按单质、氧化物、混合物的顺序排列的是（）A．钢、氧化镁、液氧 B．红磷、铁锈、牛奶 C．稀有气体、水、天然气 D．金刚石、冰水、石油【答案】D【分析】物质分为混合物和纯净物，混合物是由两种或两种以上的物质组成；纯净物是由一种物质组成。纯净物又分为单质和化合物。由同种元素组成的纯净物叫单质；由两种或两种以上的元素组成的纯净物叫化合物。氧化物是指由两种元素组成的化合物中，其中一种元素是氧元素。【解答】解：A、钢属于混合物，氧化镁属于氧化物，液氧属于单质；故选项错误；B、红磷属于单质，铁锈、牛奶都属于混合物；故选项错误；C、稀有气体属于混合物，水属于氧化物，天然气属于混合物；故选项错误；D、金刚石属于单质，冰水属于氧化物，石油属于混合物，故选项正确；故选：D。二、填空题。11．（2023•东方二模）水是一种重要的自然资源。（1）日常生活中，降低水硬度的方法是煮沸。（2）工业上常用电解水来制取氢气，为了增加水的导电性。可以选择下列物质AC。A．硫酸钠B．酒精C．氢氧化钠（3）水是由氢元素和氧元素组成的，能证明水组成的事实是：水通电分解生成氢气和氧气。【答案】（1）煮沸；（2）AC；（3）氢元素和氧；水通电分解生成氢气和氧气。【分析】（1）根据加热煮沸时，水中的钙离子、镁离子能够以碳酸钙沉淀、氢氧化镁沉淀的形式从水中析出进行分析；（2）根据硫酸钠在水中以钠离子和硫酸根离子的形式存在，存在自由移动的离子，酒精在水中以酒精分子的形式存在，不存在自由移动的离子，氢氧化钠在水中以钠离子和氢氧根离子的形式存在，进行分析；（3）根据水是由氢、氧两种元素组成的，水通电分解生成氢气和氧气，根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，进行分析。【解答】解：（1）日常生活中常用的降低水硬度的方法是加热煮沸，加热煮沸时，水中的钙离子、镁离子能够以碳酸钙沉淀、氢氧化镁沉淀的形式从水中析出，从而降低水的硬度；（2）A、硫酸钠在水中以钠离子和硫酸根离子的形式存在，存在自由移动的离子，可以增强水的导电性，故A正确；B、酒精在水中以酒精分子的形式存在，不存在自由移动的离子，不能增强水的导电性，故B错误；C、氢氧化钠在水中以钠离子和氢氧根离子的形式存在，存在自由移动的例子，可以增强水的导电性，故C正确；故选AC；（3）水是由氢、氧两种元素组成的，水通电分解生成氢气和氧气，根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，氢气和氧气分别是由氢元素和氧元素组成的，即可证明水是由氢元素和氧元素组成的。故答案为：（1）煮沸；（2）AC；（3）氢元素和氧；水通电分解生成氢气和氧气。12．（2022秋•庄河市期末）位于大连庄河市、普兰店区和营口盖州市交界处的碧流河水库、庄河市仙人洞镇的英那河水库是大连市的两大“水碗”。（1）自来水厂除去水中不溶性杂质的净水方法是过滤，水中含有色素、异味可加入活性炭吸附。（2）使用溶有较多可溶性钙和镁的化合物的硬水会给生活和生产带来许多麻烦。检验硬水和软水可用肥皂水，生活中通过煮沸可以降低水的硬度。（3）人类通过对水的生成和分解实验的研究，认识了水是由氢元素和氧元素两种元素组成的；水的分解反应化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑。【答案】（1）过滤；活性炭。（2）肥皂水；煮沸。（3）氢元素和氧元素；2H2O2H2↑+O2↑。【分析】（1）过滤能够除去不溶于水的物质，活性炭具有吸附性。（2）向水中加入肥皂水时，如果产生的泡沫较多，是软水，如果产生大量浮渣，是硬水。加热煮沸时，水中的钙离子、镁离子能够以碳酸钙沉淀、氢氧化镁沉淀的形式从水中析出，从而降低水的硬度。（3）电解水时，正极产生的是氧气，氧气能使带火星的木条复燃，负极产生的是氢气，氢气燃烧生成水，氧气和氢气的体积比约为1：2，质量比是8：1。【解答】解：（1）过滤可以将固体和液体分离，则自来水厂除去水中不溶性杂质的净水方法是过滤，活性炭具有吸附性，水中含有色素、异味可加入活性炭吸附。（2）水中加入肥皂水，振荡，产生大量泡沫的是软水，产生较少泡沫的是硬水，则检验硬水和软水可用肥皂水，煮沸可以除去水中的钙镁等离子，则生活中通过煮沸可以降低水的硬度。（3）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，则水是由氢元素和氧元素两种元素组成的；水的分解反应化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑。故答案为：（1）过滤；活性炭。（2）肥皂水；煮沸。（3）氢元素和氧元素；2H2O2H2↑+O2↑。13．（2022秋•朝阳区期中）物质的分类中有多种分类标准：现有①铁粉；②液氮；③二氧化碳；④空气；⑤河水；⑥二氧化硫；⑦冰水混合物；⑧氮气；⑨加热氯酸钾和二氧化锰的剩余固体，请用序号填空：（1）属于混合物的是④⑤⑨；（2）属于氧化物的是③⑥⑦；（3）含有水分子的是④⑤⑦。【答案】（1）④⑤⑨；（2）③⑥⑦；（3）④⑤⑦。【分析】根据物质的组成与分类来分析，混合物是由多种物质组成的；单质是由一种元素组成的纯净物；氧化物是由两种元素组成，且其中一种元素是氧元素的化合物。【解答】解：（1）④空气是由氮气、氧气等混合而成，属于混合物；⑤河水是由水、可溶性杂质等混合而成，属于混合物；⑨加热氯酸钾和二氧化锰的剩余固体是氯化钾和二氧化锰，属于混合物。（2）③二氧化碳是由C、O元素组成的化合物，属于氧化物；⑥二氧化硫是由S、O元素组成的化合物，属于氧化物；⑦冰是固态的水，冰水混合物由同种物质组成，属于纯净物，是由H、O元素组成的化合物，属于氧化物.（3）④空气中含有水蒸气，水蒸气由水分子构成；⑤河水中含有水，水由水分子构成；⑦冰是固态的水，冰水混合物由水分子构成。故答案为：（1）④⑤⑨；（2）③⑥⑦；（3）④⑤⑦。14．（2023•即墨区一模）宏观与微观相结合是化学学科的思维特点，请根据要求完成下列问题：（1）下列是某些粒子的结构示意图：①A、B、C、D所示的粒子共表示三（填数字）种元素。②C所示粒子在化学反应中容易失去电子（填“失去”或“得到”）。③若E中X＝11时，则该粒子属于阳离子（填“原子”或“阳离子”或“阴离子”）。（2）图1中“”和“”分别表示不同元素的原子，则表示化合物的是C（填字母，下同），表示由单质形成的混合物的是D。A.B.C.D.【答案】（1）①三；②失去；③阳离子；（2）C；D。【分析】（1）微粒结构示意图；（2）物质分为混合物和纯净物，混合物是由两种或两种以上的物质组成；纯净物是由一种物质组成。纯净物又分为单质和化合物。由同种元素组成的纯净物叫单质；由两种或两种以上的元素组成的纯净物叫化合物。氧化物是指由两种元素组成的化合物中，其中一种元素是氧