第15讲 水的组成（解析版）-新九年级化学暑假提升讲义（人教版）

第15讲水的组成模块一思维导图串知识模块二基础知识全梳理（吃透教材）模块三教材习题学解题模块四核心考点精准练（3大考点）模块五小试牛刀过关测1．认识水的组成。2．掌握氢气的性质。3．掌握纯净物的简单分类。4．学习分类的科学方法。一、氢气的性质1．物理性质：氢气是一种无色、无臭、难溶于水的气体，密度比空气的小。2．化学性质（可燃性）：实验实验操作实验现象实验结论检验氢气的纯度用拇指堵住集满氢气的试管口，靠近火焰，移开拇指点火发出尖锐爆鸣声气体不纯声音很小气体较纯氢气燃烧点燃氢气，在火焰上方罩一个干燥的小烧杯产生淡蓝色火焰，放热，罩在火焰上方的烧杯内壁有水雾产生文字表达式：氢气+氧气eq\o\ac(\s\up5(点燃),\s\do0(→),\s\do5())水【讨论】（1）混有一定量空气或氧气的氢气，遇到明火会发生爆炸。因此，点燃氢气前一定要验纯。（2）氢气燃烧生成水的实验说明水是由氢元素和氧元素组成的。二、水的组成（1）在电解器玻璃管里加满水，接通直流电源现象与电源正极相连与电源负极相连电极附近玻璃管内电极附近玻璃管内有气泡产生产生气泡少，水位下降较慢有气泡产生产生气泡多，水位下降较快比较两个玻璃管内现象的差异一段时间后，正极端产生的气体和负极端的气体体积比约为V正极：V负极=1:2（2）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实验内容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木条燃烧更旺气体燃烧，产生淡蓝色火焰解释正极产生氧气，氧气支持燃烧负极产生氢气，氢气能燃烧【讨论】（1）水中可加入少量硫酸钠溶液或氢氧化钠溶液以增强导电性。（2）水在通电后，发生了分解反应，生成了氢气和氧气，且体积比约为2∶1。（3）水通电反应的文字表达式：水氢气+氧气。（4）元素种类分析：生成物中有氢、氧元素，反应前后元素的种类不会改变。（5）实验结论：水由氢元素和氧元素组成。（6）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H2O。（7）水分解微观解释：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。三、纯净物的简单分类1．单质：由同种元素组成的纯净物。2．化合物：由不同种元素组成的纯净物。3．氧化物：由两种元素组成的化合物中，其中一种元素是氧元素。【讨论】（1）单质中一定只有一种元素，但只由一种元素组成的物质不一定是单质。（如氧气和臭氧组成的物质是混合物）（2）化合物中一定含不同种元素，但由不同种元素组成的物质不一定是化合物。（如氧气和氮气组成的物质是混合物）（3）氧化物一定含有氧元素，但含氧化合物不一定是氧化物。（如高锰酸钾KMnO4不是氧化物）4．物质的简单分类：混合物氧化物物质化合物纯净物其他单质（1）纯净物、混合物是根据组成物质种类多少来分的；而单质、化合物是根据组成元素种类多少来分的。（2）它们之间的关系可以用下图表示，在横线上写出其中A、B、C分别对应的物质类别。A单质B化合物C氧化物教材习题01下列物质中，属于化合物的是（）。A．食醋 B．白酒 C．糖水D．水解题方法化合物是由不同种元素组成的纯净物。A．食醋中含有水、醋酸等物质，属于混合物；B．白酒中含有水、酒精等物质，属于混合物；C．糖水中含有水、蔗糖等物质，属于混合物；D．水是由氢元素和氧元素组成的纯净物，属于化合物。【答案】D教材习题04将下列物质分别按混合物、纯净物、单质、化合物、氧化物进行分类。（1）空气（2）氧气（3）水蒸气（4）二氧化硫（5）高锰酸钾（6）铁粉（7）氮气（8）四氧化三铁解题方法(1)空气中含有氮气、氧气等多种气体，属于混合物;(2)氧气中只含有一种物质，属于纯净物；氧气是由氧元素一种元素组成，属于单质；(3)水蒸气中只有水一种物质，属于纯净物；水是由氢元素和氧元素组成，因此属于化合物、氧化物;(4)二氧化硫中只有二氧化硫一种物质，属于纯净物；二氧化硫是由硫元素和氧元素组成，因此属于化合物、氧化物；(5)高锰酸钾中只含有一种物质，属于纯净物；高锰酸钾是由钾元素、锰元素、氧元素组成，属于化合物;(6)铁粉中只含有铁一种物质，属于纯净物；铁是由铁元素一种元素组成，属于单质；(7)氮气中只含有氮气一种物质，属于纯净物；氮气是由氮元素一种元素组成，属于单质;(8)四氧化三铁中只含有四氧化三铁一种物质，属于纯净物；四氧化三铁是由铁元素、氧元素组成，属于化合物、氧化物。【答案】混合物：（1）纯净物：（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）单质：（2）（6）（7）化合物：（3）（4）（5）（8）氧化物：（3）（4）（8）教材习题05判断下列叙述是否正确，并说明理由。（1）自然界的物质都以化合物形式存在。（2）冰与水混合得到混合物。（3）凡是含氧元素的物质都是氧化物。解题方法(1)物质由元素组成，可能以单质形式存在，也可能以化合物形式存在，也可能以混合物形式存在；(2)混合物中至少含有两种物质，冰块与水都是H2O，属于纯净物；(3)根据氧化物的定义：由两种元素组成，且其中一种是氧元素的化合物。【答案】（1）错误（2）错误（3）错误考点一氢气的性质1．下列关于氢气的说法错误的是（）。A．在标准状况下，氢气的密度比空气小B．氢气在空气中燃烧时，产生淡蓝色火焰C．氢气难溶于水 D．点燃氢气时一定会发生爆炸【答案】D【解析】A、在标准状况下，氢气的密度比空气小，该选项说法正确；B、氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰，该选项说法正确；C、氢气难溶于水，该选项说法正确；D、氢气中混有一定空气时，若达到了氢气的爆炸极限，则点燃会发生爆炸，该选项说法错误。故选D。2．下列用途是利用氢气物理性质的是（）。A．还原金属氧化物 B．制取盐酸C．充填探空气球 D．高能燃料【答案】C【解析】A、氢气还原金属氧化物是氢气和金属氧化物反应生成金属单质的过程，有其他物质生成，属于化学变化，故此用途利用的是氢气的化学性质，A错误；B、氢气和氯气反应生成氯化氢，把氯化氢溶于水得到盐酸，故此用途利用的是氢气的化学性质，B错误；C、氢气是最轻的气体，其密度比空气小，氢气冲入气球中，气球就可以升向空中，成为探空气球，故此用途利用了氢气的物理性质，C正确；D、氢气和氧气反应放出大量热，氢气可以作为高能燃料，故此用途利用了氢气的化学性质，D错误。故选C。3．用排空气法收集氢气检验纯度，有爆鸣声，接下去的操作是（）。A．用向上排空气法收集B．可以做有关氢气性质的实验C．用拇指堵住管口一会儿，再用向下排空气法收集D．立即用原试管再收集，再检验纯度【答案】C【解析】A、氢气的密度小于空气，应用向下排空气法收集，错误；B、不纯的氢气在加热或点燃时，可能发生爆炸，不纯氢气不可以做有关氢气性质的实验，错误；C、不纯氢气，用拇指堵住管口一会儿，再用向下排空气法收集，等试管中的氢气的火焰熄灭后再收集氢气检验纯度，以免点燃气体发生装置中的氢气而发生爆炸，正确；D、不纯氢气，用拇指堵住管口一会儿，再用向下排空气法收集，等试管中的氢气的火焰熄灭后再收集氢气检验纯度，以免点燃气体发生装置中的氢气而发生爆炸，错误。故选C。考点二电解水实验4．如图为电解水实验示意图。下列说法中正确的是（）。A．与负极相连的试管内收集的气体是氧气B．产生氢气和氧气的质量比为2:1C．与正极相连的试管内收集的气体能燃烧D．该实验说明水是由氢元素和氧元素组成的【答案】D【解析】A、与负极相连的试管内收集的气体能燃烧，是氢气，故A错误；B、产生氢气和氧气的体积比为2：1，质量比为1:8，故B错误；C、与正极相连的试管内收集的气体能使带火星的小木条复燃，是氧气，故C错误；D、通过该实验可知通电分解水生成氢气和氧气，从而说明了水是由氢元素和氧元素组成的，故D正确。故选D。5．如图是通电一段时间后电解水的装置示意图。下列说法错误的是（）。A．产生的气体a能使带火星的木条复燃B．产生气体b的一端电极与电源正极相连C．水中加入少量Na2SO4可以增强其导电性D．该实验证明水是由氢、氧两种元素组成的【答案】A【解析】A、电解水“正氧负氢、氢二氧一”、产生的气体a较多，为氢气，具有可燃性，没有助燃性，不能使带火星的木条复燃，错误；B、电解水“正氧负氢、氢二氧一”，产生气体b为氧气，与电源正极相连，正确；C、硫酸钠由硫酸根离子和钠离子组成，水中加入少量Na2SO4可以增强其导电性，正确；D、电解水生成氢气和氧气，根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，该实验证明水是由氢、氧两种元素组成的，正确。故选A。6．用电解水实验探究水的元素组成，下列说法不正确的是（）。A．a管和b管中气体体积比约为2：1B．b管中的气体能使燃着的木条烧得更旺C．该探究说明水中含有氢分子和氧分子D．该探究的依据是化学变化前后元素种类不变【答案】C【解析】A、电解水实验正极产生氧气，负极产生氢气。产生氧气和氢气的体积比为1:2。a与负极相连，b与正极相连，所以a管和b管中气体体积比约为2：1，正确；B、b管收集到的是氧气，具有助燃性，能使燃着的木条烧得更旺，正确；C、化学反应前后元素的种类不变，水通电分解生成氢气和氧气说明水由氢元素和氧元素组成，水不含有氢分子和氧分子，错误；D、该探究的依据是化学变化前后元素种类不变，从水分解的产物是氢气和氧气得出水由氢元素和氧元素组成，正确。故选C。考点三物质的分类7．分类是学习和研究化学物质的重要方法，下列物质属于单质的是（）。A．空气 B．水蒸气 C．氧气 D．天然气【答案】C【解析】A、单质是由同种元素组成的纯净物，空气是由多种物质组成的混合物，故A错误；B、水蒸气是由氢、氧两种元素组成的纯净物，故B错误；C、氧气是由氧元素组成的纯净物，属于单质，故C正确；D、天然气的主要成分是甲烷，还含有乙烷、丙烷等其他物质，所以天然气是混合物，故D错误。故选C。8．下图中不同小球代表不同原子，其中能表示化合物的是（）。A．

B．

C．

D．

【答案】B【解析】A、含有一种直接由原子构成的物质，只有一种原子，即只含一种元素，是单质，不符合题意；B、含有一种分子，该分子由两种不同的原子构成，是化合物，符合题意；C、含有一种分子，该分子由同种原子构成，是单质，不符合题意；D、含有两种分子，是混合物，不符合题意。故选B。9．自然界中的物质大多数是化合物，下列化合物属于氧化物的是（）。A．KOH B．C2H6O C．Na2CO3 D．P2O5【答案】D【解析】A、氢氧化钾是由K、O、H三种元素组成的化合物，不属于氧化物，不符合题意；B、C2H6O是由C、H、O三种元素组成的化合物，不属于氧化物，不符合题意；C、碳酸钠是由Na、C、O三种元素组成的化合物，不属于氧化物，不符合题意；D、五氧化二磷是由P、O元素组成的化合物，属于氧化物，符合题意。故选D。一、选择题1．氢气难溶于水，氢气密度为0.089g/L，空气密度为1.29g/L，且与氧气在常温下不反应，收集此气体可使用的方法是（）。A．只可用排水法B．只可用向下排空气法C．既可用排水法，又可用向下排空气法D．既可用排水法，又可用向上排空气法【答案】C【解析】氢气难溶于水，可用排水法收集，氢气密度为0.089g/L，空气密度为1.29g/L，氢气密度比空气小，且与氧气在常温下不反应，可用向下排空气法收集。故选C。2．下列物质中，属于单质的是（）。A．NO B．KOH C．Cl2 D．H2SO4【答案】C【解析】A、NO是由氮元素和氧元素组成的纯净物，属于化合物，不符合题意；B、KOH是由钾、氧、氢三种元素组成的纯净物，属于化合物，不符合题意；C、Cl2是由氯元素组成的纯净物，属于单质，符合题意；D、H2SO4是由氢、氧、硫三种元素组成的纯净物，属于化合物，不符合题意。故选C。3．自然界中的物质大多数是化合物，下列化合物属于氧化物的是（）。A．NaOH B．CH4 C．NaHCO3 D．C2O3【答案】D【分析】氧化物是由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物。【解析】A、NaOH是由钠、氧、氢三种元素组成的，不属于氧化物，故A不符合题意；B、CH4是由碳元素和氢元素组成的，不属于氧化物，故B不符合题意；C、NaHCO3是由钠、氢、碳、氧四种元素组成的，故C不符合题意；D、C2O3是由碳、氧两种元素组成的，属于氧化物，故D符合题意。故选D。4．2024年1月17日22时27分，搭载天舟七号货运飞船的长征七号遥八运载火箭在文昌航天发射场点火发射成功。长征七号遥八运载火箭的推进剂有偏二甲肼（C2H8N2）。偏二甲肼属于（）。A．混合物 B．氧化物 C．单质 D．化合物【答案】D【解析】A、偏二甲肼由同种物质组成，属于纯净物，不符合题意；B、氧化物是由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物，偏二甲肼由C、H、N三种元素组成，不属于氧化物，不符合题意；C、单质是由同种元素组成的纯净物，偏二甲肼由C、H、N三种元素组成，不属于单质，不符合题意；D、偏二甲肼是由C、H、N元素组成的纯净物，属于化合物，符合题意。故选D。5．下列各图中“”和“”分别表示不同元素的原子，则其中表示单质的是（）。A． B．C． D．【答案】B【解析】A、图中四个分子构成相同，为同种物质的分子，所示物质为纯净物，每个分子是由不同种原子构成，属于化合物的分子，所示的物质属于化合物；B、图中四个分子构成相同，每个分子是由同种原子构成，属于单质的分子，所示的物质属于单质；C、图中所示的四个分子中含有两种不同的分子，是两类物质的分子，所以该物质属于混合物；D、图中所示的四个分子中含有两种不同的分子，是两类物质的分子，所以该物质属于混合物。故选B。6．下列各图中和分别表示不同元素的原子，其中表示混合物的是（）。A． B．C． D．【答案】B【解析】A、由同种分子构成，A是由同种物质构成的纯净物，故选项错误；B、由不同种分子构成，B是由两种以上物质混合而成，属于混合物，故选项正确；C、由同种分子构成，C是由同种物质构成的纯净物，故选项错误；D、由同种分子构成，D是由同种物质构成的纯净物，故选项错误。故选B。7．图1所示是电解水的实验，图2是氢气燃烧的实验。下列说法不正确的是（）。A．图1玻璃管a中产生的气体是氢气B．图1实验中采用的电源是交流电C．图2实验中，烧杯上可观察到有水雾D．图1和图2所示实验均可说明水由氢元素、氧元素组成【答案】B【解析】A、电解水生成的氢气体积是氧气体积的2倍，据图1可知，玻璃管a中产生的气体体积约是玻璃管b中产生的气体体积的2倍，所以图1玻璃管a中产生的气体是氢气。A正确；B、电解水时与电源正极相连那端产生氧气，与电源负极相连那端产生氢气，直流电有正负极，交流电无正负极，所以图1实验中采用的电源是直流电。B不正确；C、氢气燃烧生成水，水蒸气遇干冷烧杯，液化成水雾，所以图2实验中，烧杯上可观察到有水雾。C正确；D、图1是电解水生成氢气和氧气，说明水由氢元素、氧元素组成；图2氢气和氧气点燃生成水也说明水由氢元素、氧元素组成。D正确。故选B。8．下图为水电解的实验装置图和微观示意图，下列叙述正确的是（）。A．图1中a处的气体可以使带火星的木条复燃B．图1中水电解的反应类型是复分解反应C．图1中a与b的分子个数比为2∶1，质量比为1∶8D．图2中水分解的微观顺序是acb【答案】C【解析】A、图1中a处与电源的负极相连，产生的气体为氢气，氢气具有可燃性，b处于电源的正极相连，产生的气体为氧气，氧气具有助燃性，可以使带火星的木条复燃，故A说法错误；B、图1中水电解生成氢气和氧气，该反应是由一种物质生成两种物质，符合“一变多”的特点，属于分解反应，故B说法错误；C、图1中a处与电源的负极相连，产生的气体为氢气，氢气具有可燃性，b处于电源的正极相连，产生的气体为氧气，水通电分解生成氢气和氧气，氢气与氧气体积比约为2:1，图1中a（氢气）与b（氧气）的分子个数比为2：1，质量比为4：32=1：8，故C说法正确；D、水在通电条件下水分子分解成氢原子和氧原子，氢原子结合成氢分子，氧原子结合成氧分子，故分解的微观顺序为bca，故D说法错误。故选C。9．如图是电解水实验的改进装置。反应前注射器活塞均在0刻度处，下列说法不正确的是（）。A．该实验说明水分子可以再分B．注射器Ⅰ中气体可以使燃着木条燃烧得更旺C．实验中减少的水的体积等于生成的气体的体积D．一段时间后，注射器Ⅰ活塞移动至4mL刻度处，则理论上注射器Ⅱ活塞应移动至8mL刻度处【答案】C【解析】A、水通电分解，是因为水分子分裂成了氢原子和氧原子，氢原子、氧原子分别重新组合形成氢分子、氧分子，该事实说明分子是可以再分的，A说法正确；B、注射器I连接的是电源正极，正极产生的是氧气，能使燃着的木条燃烧得更旺，B说法正确；C、电解水是化学变化，化学变化遵循质量守恒定律，减少的水的质量等于生成的气体的质量，而不是体积，C说法错误；D、电解水时，注射器I连接的是电源正极，注射器Ⅱ连接的是电源负极，根据“正氧负氢、氢二氧一”可知，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气，氧气和氢气的体积比约为1：2，故一段时间后，注射器I活塞移动至4mL刻度处，则理论上注射器Ⅱ活塞应移动至8mL刻度处，D说法正确。故选C。10．电解水，反应一段时间后，用燃着的木条检验生成的气体，记录的现象如下表。相关说法错误的是（）。两电极正极端的玻璃管负极端的玻璃管现象有气泡体积为，木条燃得更旺体积为，气体燃烧A．通电前应将玻璃管内空气排尽 B．两电极产生气泡的速率不相同C．正极气体为氧气，负极气体为氢气 D．结合气体密度可计算水中氢、氧原子个数比【答案】D【解析】A、为了实验准确，通电前应将玻璃管内空气排尽，故选项正确；B、正、负极均能观察到有无色气泡产生，负极产生的是氢气，体积更多，速率更快；正极产生的是氧气，体积更少，速率更慢；故选项正确；C、电解水实验中，与正极相连的试管产生的是氧气，与负极相连的试管产生的是氢气，故选项正确；D、正负极收集的气体体积比5.15mL：10.38mL1：2，结合气体密度可计算气体的质量，但是不知道H、O原子的实际质量，不能计算出氢、氧原子个数比，故选项错误。故选D。11．同学们在完成“电解水实验”时，发现该反应速率较慢，且产物氢气与氧气的体积比很难达到理论值。为探究电解水时所需NaOH溶液的最佳浓度，在图1所示装置中分别注入质量分数为10%、12%、14%、16%、18%、20%的NaOH溶液，在9V电压下电解3min，产生氢气和氧气的体积如图2所示。下列说法不正确的是（）。A．管a应与电源的负极相连B．管b中产生的气体不可做燃料C．电解质量分数为20%的NaOH溶液所产生的氢气、氧气体积比最接近理论值D．该实验能推出的结论是水由氢元素与氧元素组成【答案】C【解析】A、电解水时，根据“正氧负氢、氧一氢二”，管a产生的气体较多，为氢气，则管a与电源的负极相连，故选项说法正确；B、管b产生的气体较少，为氧气，氧气具有助燃性，可做助燃剂，氧气不具有可燃性，不可做燃料，故选项说法正确；C、由图可知，电解质量分数分别为10%、12%、14%、16%、18%、20%的NaOH溶液时，产生的氢气、氧气体积比分别为：5÷2.1≈2.38、6.2÷3.2≈1.94、7.5÷3.7≈2.03、8.2÷4.3≈1.91、9.3÷5.2≈1.79、8.8÷5.1≈1.73，电解水时，产生氢气和氧气体积比理论值为2，所以最接近理论值的是电解质量分数为14%的NaOH溶液，故选项说法不正确；D、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，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，则该实验能推出的结论是水由氢元素与氧元素组成，故选项说法正确。故选C。二、填空题12．分类是学习化学的方法之一，将以下物质进行分类，用正确的序号填空：①食盐水②水银

③冰水混合物

④液氧

⑤澄清石灰水

⑥五氧化二磷

⑦洁净的空气

⑧高锰酸钾

⑨二氧化锰。(1)属于混合物的是。(2)属于化合物的是。(3)属于单质的是。(4)属于氧化物的是。【答案】(1)①⑤⑦(2)③⑥⑧⑨(3)②④(4)③⑥⑨【分析】由同种物质组成的是纯净物，由不同种物质组成的是混合物。由同种元素组成的纯净物是单质，由不同种元素组成的纯净物是化合物。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。①食盐水由不同种物质组成，属于混合物；②水银是汞的俗称，由同种物质组成，属于纯净物。水银是由同种元素组成的纯净物，属于单质；