讲义12水的组成初三化学预科班讲义（原卷版）

衔接点12水的组成电解水实验1．实验原理：2H2Oeq\o\ac(\s\up7(通电),\o(===,====))2H2↑＋O2↑2．实验装置：3．实验现象：与正极相连的玻璃管内产生的气体体积小，与负极相连的玻璃管内产生的气体体积大，体积比约为1∶2。4．检验气体：待两支玻璃管内收集到一定量的气体后，开始检验。（1）b管(正极相连的玻璃管)旋转活塞，用带火星的木条伸入到管口，带火星的木条复燃，说明是氧气。（2）a管(负极相连的玻璃管)旋转活塞，用燃着的木条伸到管口，气体能燃烧，产生淡蓝色火焰，说明是氢气。5．实验结论（1）正极生成的是氧气，负极生成的是氢气。体积比：O2∶H2＝1∶2．（2）水是由氢元素和氧元素组成的。（3）水是由水分子构成，每个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成。（4）分子在化学变化中可分为原子，原子不可再分。微观解释【特别提醒】①由电解水实验得出探究水的组成结论，应用了推理法。②电解水属于化学变化。③电解水时，要在水中加适量的NaOH溶液(或稀H2SO4或硫酸钠)，是为了增强水的导电性。（电解后溶液的酸碱性均增强或溶液浓度增大）④电解水是电能转化为化学能。7．误差分析电解水实验中，正、负极产生的气体(O2、H2)精确的体积比应该为1∶2，而往往实验中收集到气体体积比小于1∶2，是由于一方面氧气比氢气在水中的溶解性稍大，另一方面氧气的氧化性强，有时在电极上就与电极发生了氧化反应。8．延伸拓展（1）常见的电解水的改进或简易装置（2）结论的推广及运用①水是由氢元素、氧元素组成(依据化学变化中，元素的种类不变)。②验证了化学变化中分子可分而原子不能分。③由电解水得到氢气与氧气的体积比为2∶1，可推算水分子中氢氧原子个数比，从而得到水的化学式为H2O。例1．（江苏省常州市2020年中考化学试题）水是生命之源。如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【答案】A【解析】A、水电解后生成氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据质量守恒定律可知，化学反应前后元素的种类不变，所以水是由氢元素与氧元素组成的，选项正确；B、电解水实验中，连接正极的玻璃管内生成的气体是氧气，选项错误；C、电解水实验中，生成的体积较大的氢气是氢气，即b中产生的气体是氢气，氢气具有可燃性，但不具有助燃性，不能支持燃烧，选项错误；D、电解水实验中，两侧玻璃管内不断生成气体，两侧玻璃管内的液面不断下降，而中间漏斗内液面高度不断升高，选项错误，故选A。例2．（辽宁省营口市2020年中考化学试题）下列关于电解水实验的描述，正确的是（）A．正极产生的气体是氢气B．该实验能证明水中含有氢、氧元素C．生成氧气、氢气的体积比约为2:1D．电解过程中水分子没有发生改变【答案】B【解析】A、电解水实验正极产生的气体是氧气，选项错误；B、水在通电条件下生成氢气和氧气，根据反应前后元素种类不变，该可推知水中含有氢、氧元素，选项正确；C、电解水实验生成氧气、氢气的体积比约为1:2，选项错误；D、电解过程中氧原子和氢原子没有发生改变，水分子改变了，生成氢分子和氧分子，选项错误。故选B。例3．有关电解水实验的下列叙述中，错误的是（）

A．可证明水由氢、氧元素组成

B．与电源正极相连的一端产生氧气

C．正、负极产生的气体质量比是1：2

D．在水中加少量稀硫酸可增强水的导电性【答案】C【解析】A、电解水生成氢气和氧气，说明水由氢、氧两种元素组成；故A正确；B、与电源正极相连的一端产生的气体能使带火星的木条复燃，证明气体为氧气；故B正确；C、与电源正极相连的一端产生气体为氧气、负极一端产生的气体为氢气，两气体体积比为1：2，而非质量比；故C不正确；D、纯净的水导电能力很差，为增强水的导电性，在水中加少量稀硫酸或氢氧化钠；故D正确；故选C。一、氢气的性质及验纯1．物理性质颜色气味状态密度溶解性无色无臭气体比空气小难溶于水2．化学性质——可燃性（1）实验现象（2）文字表达式：氢气+氧气eq\o\ac(\s\up5(点燃),\s\do0(→))水。化学方程式：2H2+O2eq\o\ac(\s\up7(点燃),\o(===,====))2H2O3．验纯收集一试管氢气，用拇指堵住试管口，管口向下，靠近火焰，移开拇指点火。如果发出尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯；如果发出声音很小，表明氢气较纯。若氢气中混有氧气或空气，遇明火会发生爆炸。4．用途①充灌探空气球——对应性质：密度最小的气体。②作高能燃料——对应性质：可燃性。例1.下列说法不正确的是（）A.水中含有氢气和氧气,属于混合物B.点燃电解水产生的氢气时,不需要检验纯度C.氢气是无色、无味、难溶于水的气体,实验室可用排水法收集氢气D.氢气在氧气中燃烧,生成唯一产物——水,也能证明水的组成【答案】A【解析】解；A、水是由水一种物质组成的属于纯净物，而氢气和氧气是水分解的产物，故说法错误；

B、电解水得到氢气和氧气，分别聚集在电极的两端，故氢气是纯净物，不需要检验纯度，故说法正确；

C、因为氢气是难溶于水的气体，实验室可用排水法收集氢气，故说法正确；

D、根据反应前后元素的种类不变，氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成，因此氢气在氧气中燃烧，生成唯一产物水，也能证明水的组成时氢元素和氧元素，故说法正确；

故选：A。例2．如图所示装置中，有四支充满不同气体的试管，倒立在水槽中，当拔开塞子时，试管中水位上升最高的是（）A．一氧化碳B．氧气C．二氧化碳D．氢气【答案】C【解析】本题主要考查常见物质的溶解性，根据物质的溶解性考虑，水中溶解的气体多了，导致试管内气压降低较大，水位上升的就高。A．一氧化碳难溶于水，当拔开塞子时，试管中水位基本不变。故A选项错误；B．氧气不易溶于水，水位上升不是最高的。故B选项错误；C．二氧化碳能溶于水，在这四种气体中溶解的最多，所以水位上升的最高。故C选项正确；D．氢气难溶于水，当拔开塞子时，试管中水位基本不变。故D选项错误。例3．下列是氢气在氧气中燃烧的实验装置，试判断下列操作顺序中正确的是（）A．先通氢气再通氧气，然后点燃B．先通氧气再通氢气，然后点燃C．先通氢气，点燃后再通氧气D．先通氧气，点燃后再通氢气【答案】C【解析】本题难度不大，考查了氢气的化学性质和使用注意事项。解答时要明确氢气具有可燃性，若氢气不纯，点燃可能会引起爆炸。氢气具有可燃性，若氢气不纯，点燃可能会引起爆炸，所以要先通氢气，排尽空气，点燃后再通氧气。故C选项正确。二、物质的简单分类1．混合物和纯净物混合物纯净物定义两种或多种物质混合而成的物质叫混合物只由一种物质组成的物质叫纯净物特点组成混合物的各种成分之间没有发生化学反应，它们各自保持着原来的性质纯净物可以用化学式来表示。但是，绝对纯净的物质是没有的常见实例空气、溶液、合金、铁锈、加碘盐、天然气、自来水、矿泉水等能用化学式表示的所有物质、冰水混合物、水蒸气、铜锈也是纯净物2．单质和化合物单质化合物定义由同种元素组成的纯净物组成中含有不同种元素的纯净物区别宏观定义同种元素组成不同种元素组成微观定义单质分子：同种元素的原子构成化合物分子：由不同种元素的原子构成联系二者都是纯净物，都有固定的组成3．氧化物由两种元素组成，且其中一种元素是氧元素的化合物，如二氧化锰、水、二氧化碳等。4．物质各类别之间的关系物质如何多角度正确认识水?（1）从微观角度看，水是由大量水分子构成的，每个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的。（2）从宏观角度看，水是由氢、氧两种元素组成的。（3）从性质看，水在常温下性质稳定，通电时可分解为氢气和氧气。（4）从分类的角度看，水既是纯净物，又是化合物，还是氧化物。（5）从水资源分布的角度看，地球表面水占的面积大，陆地占的面积小；水资源中咸水多，淡水少；我国水资源丰富，人均占有量少。例1．（江苏省无锡市2020年中考化学试题）下列物质属于氧化物的是（）A．O2B．P2O5C．H2CO3D．KClO3【答案】B【解析】氧化物是由两种元素组成且其中一种是氧元素的化合物。A.只有一种元素是单质，故错误；B.有两种元素且一种是氧元素，故正确；C.有三种元素，故错误；D.有三种元素，故错误。故选B。例2．（山东省威海市2020年中考化学试题）下列对物质的分类错误的是（）A．单质 B．化合物C．化合物 D．混合物【答案】B【解析】A、A图中都是由同种原子构成的，属于单质，A选项正确；B、B图中都是有相同的原子构成的分子，属于单质，B选项错误；C、C图中是由不同原子构成的分子，而且都是同一种分子，属于化合物，C选项正确；D、D图中有多种物质，属于混合物，D选项正确。故选B。例3．下图是表示物质分子的示意图．图中和分别表示两种含不同质子数的原子，图中表示化合物的是（）A． B． C． D．【答案】D【解析】A、由图可知A中有四种分子，属于混合物，选项错误；B、B中有两种分子，属于混合物，选项错误；C、C中有一种分子，且分子是由同一种原子构成的，属于单质，选项错误；D、D中只有一种分子，且分子由两种原子构成，属于化合物，选项正确，故选D。例4．下列各组物质按单质、氧化物、混合物的顺序排列的是（）A．氮气、氨气、空气 B．稀有气体、干冰、液氧C．水银、冰水混合物、石灰水 D．水蒸气、蒸馏水、石灰水【答案】C【解析】A、氮气是单质、氨气不是氧化物、空气是混合物，错误；B、稀有气体是混合物、干冰是氧化物、液氧是单质，错误；C、水银是单质、冰水混合物是氧化物、石灰水是混合物,正确；D、水蒸气是氧化物、蒸馏水是氧化物、石灰水是混合物,错误；故选：C。知识点1氢气1．下图是老师放置在桌上的三瓶无色气体，它们可能是氢气、氧气、二氧化碳。下列关于这三种气体的鉴别方法中，不正确的是（氢气的密度比空气小）（）A．根据瓶③倒置，可判断瓶③存放的是氢气B．用带火星的木条放入①中，若复燃，则存放的是氧气C．用点燃的木条伸入②中，若火焰熄灭，则存放的是二氧化碳D．向②中加入少量蒸馏水，若变为红色，则存放的是二氧化碳2．（2020四川成都）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3．(2019江苏扬州)1800年，人类电解水获得成功。某同学利用如图所示装置进行该实验时，发现左、右两侧试管内气体体积比略大于2∶1。下列说法错误的是（）已知：①相同条件下，气体的体积比等于气体的分子个数比；②常温常压时，1L水可溶解0．031LO2、0．57LO3。A．水在通电时能发生化合反应B．实验中若加入少量NaOH溶液，则导电性增强C．从实验结果可以确定，相同条件下，H2在水中的溶解度比O2的小D．若右侧试管内产生少量O3，也会使左右两侧试管内气体体积比略大于2∶14．（2019•衢州）1784年，科学家卡文迪什演示了“人工空气”的燃烧，发现燃烧产物只有水。据此判断“人工空气”是（）A．氮气 B．氧气 C．二氧化碳 D．氢气5．关于电解水实验的叙述中，氢气表现出的化学性质是（）A．产生的氢气无色、无味B．试管中能收集到氢气，说明氢气难溶于水C．氢气的密度小于空气，收集氢气后试管口应向下放置D．将收集氢气的试管移近火焰，可以听到尖锐的爆鸣声6．“长征五号”大型运载火箭肩负了我国航天大国的重任，被亲切的称为“胖五”。采用新研制的YF77发动机使用液氢和液氧作推进剂。（1）请你分析，采用液氢作推进剂的燃料的优点是______________（答一条）；（2）对于氢气燃烧的反应中，一定发生改变的是__________。（填序号）①元素种类；②原子种类；③分子种类7．如下图所示是氢气燃烧的微观表示：（1）读图获得的信息是______（写一条即可）。（2）根据图示写出氢气燃烧的文字表达式：____________________________。（3）纯净的氢气在空气中安静地燃烧，产生______色火焰；若点燃氢气与氧气的混合气体就有可能引起爆炸，氢气燃烧和氢气爆炸的反应原理______（填“是”或“不是”）一样的。知识点2水的电解实验8.图1、2是电解水的实验及电解时水分子分解的示意图。叙述正确的是（）A.a试管中产生的气体是O2B.a、b试管中产生气体的质量比为2∶1C.由图2看出,水分解的过程中,氢原子和氧原子数发生变化D.由图2看出,水分解得到的生成物为两种单质9.小兰通过化学方程式知道，电解水时生成氢气和氧气的体积比为2：1，但实验所得数据氢气和氧气的体积比略大于2:1。针对这一发现，你认为下列做法中不可取的是（）A．反复多次实验查找原因B．实验所得数据与理论值差不多，可以认为实验已经成功C．大胆提出假设：氧气比氢气易溶于水D．查找实验装置是否漏气10．（2019•广东）电解水实验装置如图所示。下列说法正确的是（）A．电解前后元素种类不变 B．实验说明水由H2和O2组成 C．反应的化学方程式为2H2O═2H2↑+O2↑ D．a管收集的气体能使燃着的木条燃烧更旺11．如图是电解水实验的装置图，下列说法错误的是（）A．在水中加入少量氢氧化钠以增强导电性 B．反应一段时间后，a、b玻璃管中产生的气体质量比约为2：1 C．a管的气体能被点燃，b管的气体使燃着的木条燃得更旺 D．a管的电极是负极，b管的电极是正极12．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、氧两种元素组成的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13．（2019秋•广陵区校级期末）如图是一定体积的氢气和不同体积的氧气化合成水（液态）的实验数据的关系图（横坐标表示通入氧气的体积，纵坐标表示反应后剩余的气体的体积，气体体积均在同温同压下测定），下列说法错误的是（）A．实线部分表示剩余的氢气 B．虚线部分表示剩余的氧气 C．实线与虚线的交点表示两种气体恰好完全反应 D．反应中消耗氢气2毫升14．图甲是改进的电解水的实验装置示意图，图乙是某课本中的电解水的实验装置示意图，请据图回答下列问题：甲乙（1）写出电解水的文字表达式：__________________________________；（2）用玻璃三通管将图甲装置电解水时产生的气体混合在一起，点燃用该混合气吹出的肥皂泡时出现的实验现象是：_______________________________________；（3）图甲实验装置的优点是：_______________________________________；（4）与图乙装置相比，用图甲装的不足之处是：______________________________。15．根据右图，回答下列和电解水实验有关的问题：（1）电解水时加入少量稀硫酸或氢氧化钠溶液的目的是

___________________。（2）电解一段时间后，C、D两试管理论上得到的气体体积比为_______，C产生的气体为______，C连接的是电源的______，检验的方法：_________________________；D产生的气体为______，检验的方法：______________________________________。

（3）反应的文字表达式是_______________________________。（4）下图是水分子分解的示意图，其中“○”表示氧原子，“●”表示氢原子。

下列关于该反应的说法中，错误的是__________。A．水电解后生成氢气和氧气，说明水中含有氢分子和氧分子

B．生成氢分子和氧分子的个数比为2∶1

C．反应前后原子的个数不变

D．反应前后分子的个数不变

（5）电解水实验得到的结论：

①水是由__________和__________组成的；

②在化学变化中，分子_______________，而原子_________________。（6）从微观的角度解释水通电分解生成氢气和氧气与水蒸发形成水蒸气的区别：①水电解__________________________________________________________；①水蒸发__________________________________________________________。（7）C管气体可以作为21世纪的新型燃料，优点之一是_____________________。（8）水是生命之源，无色透明的液态水从微观角度看是由_________构成的。将液态水加热变成水蒸气发生的是_______变化（填“物理”或“化学”），而将水通电生成氢气和氧气发生的是_______变化（填“物理”或“化学”），这两变化的本质区别是___________________，化学反应类型是______________。

知识点3物质的简单分类16．（2020•兴业县模拟）C60有可能广泛应用于超导、催化剂、材料、医学及生物等领域，它属于（）A．非金属单质 B．金属单质 C．化合物 D．混合物17．（2020•马边县模拟）下列有关物质组成的说法不正确的是（）A．水通电产生氢气与氧气，说明水中含有氢分子和氧分子 B．地壳中含量最多的金属元素是铝 C．氧气与臭氧是由氧元素组成的两种单质 D．固体氯化钠是由氯离子和钠离子构成18．（2020•朝阳区二模）下列物质中，属于氧化物的是（）A．O2B．H2O C．KCl D．AgNO319．（2020•奉贤区二模）如图各图中“”、“”分别表示不同元素的原子，则其中表示化合物的是（）A． B． C． D．20．（2019秋•梁园区期末）下列说法正确的是（）A．不是单质的物质就一定是化合物 B．同种元素可能组成性质不同的几种单质 C．核电荷数：S2﹣＞S D．在原子中质子数一定等于中子数21．（2020•青山区二模）下列说法正确的是（）A．化学变化中分子可以再分，但其数目不会变化 B．根据元素周期表，可查找元素的原子序数、元素符号、相对原子质量 C．由不同种元素组成的物质一定是化合物 D．同种分子构成的物质一定是纯净物，则纯净物一定是由同种分子构成22．（2020•香洲区校级一模）分类是学习化学的常用方法。下列物质的分类不正确的是（）A．单质：氦气、硫粉、水银 B．化合物：氧化镁、甲烷、氯化银 C．空气污染物：臭氧、二氧化氮、二氧化碳 D．黑色固体：铁粉、氧化铜、二氧化锰23．（2020•陕西）认识物质是学习化学的基础。下列物质属于单质的是（）A．空气 B．干冰 C．液氧 D．生铁24．（2020•抚顺）下列物质属于氧化物的是（）A．氯酸钾 B．臭氧 C．硫化氢 D．五氧化二磷25.(2019营口)水是生命之源！“珍惜水、节约水、爱护水”是每个公民应尽的义务和责任。(1)用如图所示装置进行电解水的实验，a、b两玻璃管中收集到的气体质量比为__