第四單元自然界的水課題三水的組成20232024九年級上化學(xué)人教知識必備典例解析課后作業(yè)（教用）

第四單元自然界的水（教用）課題三水的組成一、知識必備知識1從氫氣燃燒探究水的組成氫氣的性質(zhì)（1）物理性質(zhì)：無色、無臭的氣體，密度比空氣小，難溶于水。（2）化學(xué)性質(zhì)：具有可燃性。在空氣中燃燒，產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，生成水；混有一定質(zhì)量空氣或氧氣的氫氣遇明火會發(fā)生爆炸。2.氫氣的驗純方法（1）操作步驟：收集一試管氫氣，用拇指堵住試管口，并向下靠近火焰，移開拇指點(diǎn)火。（2）結(jié)論：發(fā)出尖銳的爆鳴聲，說明氫氣不純；聲音很小，說明氫氣較純。3.氫氣的用途（1）充灌探空氣球—對應(yīng)性質(zhì)：密度最小的氣體。（2）作高能燃料—對應(yīng)性質(zhì)：可燃性。知識2從水的電解探究水的組成水的電解實(shí)驗（1）實(shí)驗現(xiàn)象：通電后兩極上開始產(chǎn)生氣泡。通電一段時間后，兩個玻璃管內(nèi)收集了一些氣體，與正極相連的玻璃管內(nèi)的氣體體積小，與負(fù)極相連的玻璃管內(nèi)的氣體體積大，體積比約為1：2。（2）氣體的檢驗①正極：用帶火星的木條接近液面下降較少的玻璃管尖嘴處，打開活塞，發(fā)現(xiàn)木條復(fù)燃，證明是氧氣。②負(fù)極：用點(diǎn)燃的火柴接近液面下降較多的玻璃管尖嘴處，打開活塞，發(fā)現(xiàn)該氣體能夠燃燒，火焰呈淡藍(lán)色，證明是氫氣。（3）實(shí)驗結(jié)論：水在直流電的作用下分解生成氫氣和氧氣；水是由氫元素和氧元素組成的；化學(xué)反應(yīng)中分子可分，原子能重組。2.從微觀角度解釋水的電解當(dāng)水分子分解時，生成了氧原子和氫原子，2個氫原子結(jié)合成1個氫分子，很多氫分子聚集成氫氣；2個氧原子結(jié)合成1個氧分子，很多氧分子聚集成氧氣。水的組成（1）水是由氫、氧兩種元素組成的。（宏觀）（2）水是由水分子構(gòu)成的，根據(jù)精確的實(shí)驗測定，每個水分子是由2個氫原子和1個氧原子構(gòu)成的，因此水的化學(xué)式為H2O。（微觀）知識3單質(zhì)和化合物單質(zhì)和化合物的關(guān)系單質(zhì)化合物概念由同種元素組成的純凈物由不同種元素組成的純凈物組成宏觀：由同種元素組成；微觀：分子由同種原子構(gòu)成宏觀：由不同種元素組成；微觀：分子由不同種原子構(gòu)成分類按化學(xué)性質(zhì)：金屬、非金屬、稀有氣體無機(jī)化合物、有機(jī)化合物聯(lián)系①都是純凈物，都有固定的組成；②單質(zhì)通過化合反應(yīng)能生成化合物，化合物通過分解反應(yīng)能生成單質(zhì)單質(zhì)與化合物的判斷首先看是不是純凈物，然后再看是否由同種元素組成。（1）由同種元素組成的物質(zhì)不一定是單質(zhì)，也可能是混合物。如氧氣和臭氧，紅磷和白磷，它們都是由同種元素組成的混合物。（2）由不同種元素組成的物質(zhì)不一定是化合物，也可能是混合物。知識4氧化物定義：由兩種元素組成的化合物中，其中一種元素是氧元素的化合物。氧化物的分類（1）根據(jù)組成分為金屬氧化物（如CaO、MgO等）和非金屬氧化物（CO2、SiO2等）。（2）根據(jù)性質(zhì)分為堿性氧化物（如Na2O、CaO等）和酸性氧化物（SO2、P2O5等）。3.氧化物的判斷（1）由兩種元素組成。（2）其中一種必須是氧元素。兩個條件缺一不可。特別說明含有氧元素的物質(zhì)并不都是氧化物?；衔?、含氧化合物、氧化物三者之間的關(guān)系化合物包括含氧化合物，含氧化合物包括氧化物。知識3物質(zhì)的簡單分類由微觀示意圖判斷物質(zhì)的類別（1）混合物中含有多種分子。（2）純凈物中只有一種分子。二、典例解析知識點(diǎn)1電解水【典例解析】例1（2023?阜新）如圖為電解水實(shí)驗示意圖。下列說法中正確的是（）A．與負(fù)極相連的試管內(nèi)收集的氣體是氧氣 B．產(chǎn)生氫氣和氧氣的質(zhì)量比為2：1 C．與正極相連的試管內(nèi)收集的氣體能燃燒 D．該實(shí)驗說明水是由氫元素和氧元素組成的答案：D解析：與負(fù)極相連的試管內(nèi)收集的氣體是氫氣；電解水生成氫氣和氧氣的體積比為2：1，質(zhì)量比為1：8；與正極相連的試管內(nèi)收集的氣體是氧氣，能助燃；電解水生成氫氣和氧氣，氫氣由氫元素組成，氧氣由氧元素組成，化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變，故水是由氫元素和氧元素組成的。故選D。例2（2023?廣州）用電解水實(shí)驗探究水的元素組成，下列說法不正確的是（）A．a(chǎn)管和b管中氣體體積比約為2：1 B．b管中的氣體能使燃著的木條燒得更旺 C．該探究說明水中含有氫分子和氧分子 D．該探究的依據(jù)是化學(xué)變化前后元素種類不變答案：C解析：電解水實(shí)驗正極產(chǎn)生氧氣，負(fù)極產(chǎn)生氫氣。產(chǎn)生氧氣和氫氣的體積比為1：2。a與負(fù)極相連，b與正極相連，所以a管和b管中氣體體積比約為2：1；b管收集到的是氧氣，氧氣具有助燃性，能使燃著的木條燒得更旺；由質(zhì)量守恒定律可知，化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變，水通電分解生成氫氣和氧氣，氫氣是由氫元素組成的，氧氣是由氧元素組成的，此實(shí)驗可說明水由氫元素和氧元素組成，水不含有氫分子和氧分子；該探究的依據(jù)是化學(xué)變化前后元素種類不變，從而從水分解的產(chǎn)物是氫氣和氧氣得出水由氫元素和氧元素組成。故選C。【變式題】1．課本中用加入少量的硫酸鈉的水進(jìn)行電解水實(shí)驗，從該實(shí)驗中獲取的信息錯誤的是（）A．水是由氫氣和氧氣組成 B．負(fù)極產(chǎn)生氣體速率比正極快 C．正負(fù)兩極產(chǎn)生氣體質(zhì)量比為8：1 D．純水的導(dǎo)電能力很弱答案：A解析：電解水生成氫氣和氧氣，氫氣和氧氣分別是由氫元素和氧元素組成的，說明水是由氫元素和氧元素組成的，不含氫氣和氧氣；電解水時，與電源正極相連的玻璃管內(nèi)產(chǎn)生的氣體體積少，與電源負(fù)極相連的玻璃管內(nèi)的氣體體積多，且兩者的體積之比大約是1：2，負(fù)極產(chǎn)生氣體速率比正極快；水中氧元素和氫元素的質(zhì)量比為32：（2×2）＝8：1，則氧氣和氫氣的質(zhì)量比為32：4＝8：1；純水的導(dǎo)電能力很弱，加入少量的硫酸鈉，以增強(qiáng)水的導(dǎo)電性。故選A。2．（2023?益陽）如圖是通電一段時間后電解水的裝置示意圖。下列說法錯誤的是（）A．產(chǎn)生的氣體a能使帶火星的木條復(fù)燃 B．產(chǎn)生氣體b的一端電極與電源正極相連 C．水中加入少量Na2SO4可以增強(qiáng)其導(dǎo)電性D．該實(shí)驗證明水是由氫、氧兩種元素組成的答案：A解析：由分析可知，產(chǎn)生的氣體a是氫氣，氫氣能燃燒，氣體b是氧氣，氧氣能使帶火星的木條復(fù)燃；由分析可知，氣體b是氧氣，產(chǎn)生氣體b的一端電極與電源正極相連；純水的導(dǎo)電性很弱，水中加入少量Na2SO4可以增強(qiáng)其導(dǎo)電性；根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后元素的種類不變，水通電分解成氫氣和氧氣，氫氣由氫元素組成，氧氣由氧元素組成，則該實(shí)驗證明水是由氫、氧兩種元素組成的。故選A。3．（2023?成都）電解水，反應(yīng)一段時間后，用燃著的木條檢驗生成的氣體，記錄的現(xiàn)象如下表。相關(guān)說法錯誤的是（）兩電極正極端的玻璃管負(fù)極端的玻璃管現(xiàn)象有氣泡體積為5.15mL，木條燃得更旺體積為10.38mL，氣體燃燒A．通電前應(yīng)將玻璃管內(nèi)空氣排盡B．兩電極產(chǎn)生氣泡的速率不相同 C．正極氣體為氧氣，負(fù)極氣體為氫氣 D．結(jié)合氣體密度可計算水中氫、氧原子個數(shù)比答案：D解析：通電前應(yīng)將玻璃管內(nèi)空氣排盡，以防止對氫氣、氧氣體積的測定造成影響；兩電極產(chǎn)生氣泡的速率不相同，負(fù)極產(chǎn)生的氣體的速率快；正極端的玻璃管氣體的體積為5.15mL，能使木條燃得更旺，為氧氣；負(fù)極端的玻璃管，體積為10.38mL，氣體燃燒，為氫氣；根據(jù)產(chǎn)生氣體的體積比即可計算水中氫、氧原子個數(shù)比，結(jié)合氣體密度可計算水中氫元素和氧元素的質(zhì)量比。故選D。知識點(diǎn)2水的組成【典例解析】例3結(jié)合所學(xué)的知識，回答下列問題：（1）水是人類最寶貴的自然資源．小明利用如圖1所示的裝置探究水的組成．通電一段時間后，試管a和試管b所收集到的氣體體積之比為______，該實(shí)驗的文字表達(dá)式為________．（2）如圖2是水分子分解的示意圖，請回答問題：該變化中發(fā)生變化的粒子是___________；沒有發(fā)生變化的粒子是___________；產(chǎn)生的新粒子的是__________________________．圖1圖2答案：（1）2：1；（2）H2O（或水分子）；H、O（或氫原子、氧原子）；H2和O2（或氫分子、氧分子）

解析：（1）水是人類最寶貴的自然資源．小明利用如圖1所示的裝置探究水的組成．通電一段時間后，試管a和試管b所收集到的氣體體積之比為2：1，該實(shí)驗的文字表達(dá)式為：，（2）由如圖2水分子分解的示意圖可知，該變化中發(fā)生變化的微粒是水分子；沒有發(fā)生變化的微粒是氧原子、氫原子；產(chǎn)生的新微粒是氫分子、氧分子。

【變式題】4.1783年，拉瓦錫研究水的組成，裝置示意圖如圖，將水加熱成蒸氣通過灼熱的鐵管，一段時間后，在出口處收集到一種可燃性氣體。實(shí)驗后稱量發(fā)現(xiàn)水的質(zhì)量減少，鐵管質(zhì)量增加，拉瓦錫研究并判斷鐵轉(zhuǎn)化為氧化物。下列說法正確的是（）A．實(shí)驗中收集到的可燃性氣體可能是氧氣 B．鐵在該實(shí)驗中起催化劑作用 C．實(shí)驗中水蒸氣減少的質(zhì)量等于鐵管增加的質(zhì)量 D．該實(shí)驗推翻了“水是單一元素物質(zhì)”的觀點(diǎn)答案：D解析：氧氣支持燃燒，但是不具有可燃性；反應(yīng)后鐵管質(zhì)量增加，鐵轉(zhuǎn)化為氧化物，鐵在該實(shí)驗中不是催化劑，催化劑反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變；鐵管增加的質(zhì)量是水中氧元素質(zhì)量；該實(shí)驗生成氫氣，氫氣由氫元素組成，鐵轉(zhuǎn)化為氧化物，增加了氧元素，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后元素種類不變，說明水是由氫元素和氧元素組成。故選D。

5.（1）水與人類生活密切相關(guān)。①生活用水需要經(jīng)過凈化處理才能使用，可吸附水中的異味和色素。

②下列選項中能說明水是由氫、氧兩種元素組成的是（填字母）。電解水生成氫氣和氧氣

B.氫氣在氧氣中燃燒生成水

C.水蒸發(fā)變成水蒸氣

D.氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣（2）如圖是工業(yè)上“分離液態(tài)空氣法”制氧氣的微觀示意圖。

③分離液態(tài)空氣法發(fā)生的是（填“物理”或“化學(xué)”）變化。④表示的微粒是。

⑤下列關(guān)于分離液態(tài)空氣法制氧氣的說法中：a.潔凈空氣是純凈物；b.此方法制氧氣的原料來源廣泛；c.液氧比液氮沸點(diǎn)高；d.此方法既可得到氧氣又可得到氮?dú)?。正確的是（填序號）。答案：（1）①活性炭；②AB；（2）③物理；④氧分子；⑤bcd解析：（1）①活性炭具有吸附性，可以吸附水中的異味和色素；②A、B都能說明水是由氫元素和氧元素組成，水的蒸發(fā)過程水分子沒有變化，屬于物理變化，不能得出水的組成，氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，不能得出水的組成；

（2）③分離液態(tài)空氣過程中沒有新物質(zhì)生成，屬于物理變化；④根據(jù)潔凈的空中和的個數(shù)比結(jié)合空氣中各成分的體積分?jǐn)?shù)，可得表示氧分子子；⑤℃，液態(tài)氮的沸點(diǎn)是196℃，因此液氧比液氮沸點(diǎn)高，正確；d.此方法既可得到氧氣又可得到氮?dú)?，正確。

知識點(diǎn)3單質(zhì)與化合物【典例解析】例4（2023?葫蘆島）下列物質(zhì)屬于單質(zhì)的是（）A．鋼 B．銀 C．干冰 D．冰水混合物答案：B解析：鋼為鐵、碳的合金，其中含有鐵和碳等，由不同種物質(zhì)組成，屬于混合物；銀是由同種元素構(gòu)成的純凈物，屬于單質(zhì)；干冰為固態(tài)二氧化碳，二氧化碳由兩種元素組成的，屬于化合物；冰水混合物中只有水，是由氧、氫兩種元素組成，屬于化合物，不屬于單質(zhì)。故選B。例5分類觀是重要的化學(xué)觀念。下列分類不正確是（）A．單質(zhì)：C60、石墨 B．氧化物：干冰、可燃冰 C．化合物：高錳酸鉀、冰水 D．混合物：鈦合金、生鐵答案：B解析：C60、石墨中都只含有碳一種元素，均屬于單質(zhì)；干冰為固體二氧化碳，是由碳、氧兩種元素組成，屬于氧化物，可燃冰主要成分為甲烷，甲烷不含氧元素，不屬于氧化物；高錳酸鉀、冰水中均只含一種物質(zhì)，屬于純凈物，且均是由多種元素組成，屬于化合物；鈦合金和生鐵均屬于合金，屬于混合物。故選B?！咀兪筋}】6．下列物質(zhì)屬于化合物的是（）A．純凈的空氣 B．冰水混合物 C．氫氣 D．煤答案：B解析：純凈的空氣中也有氧氣、氮?dú)獾?，屬于混合物；冰水混合物中只有水分子，水屬于化合物；氫氣屬于純凈物中的單質(zhì)；煤中有碳和雜質(zhì)，屬于混合物。故選B。7．（2023秋?新城區(qū)月考）圖中“〇”“●”分別表示兩種不同的原子，則圖中表示化合物的是（）A． B． C． D．答案：C解析：圖A屬于純凈物中的單質(zhì)；圖B屬于兩種單質(zhì)組成的混合物；圖C屬于純凈物中的化合物；圖D屬于一種單質(zhì)和一種化合物組成的混合物。故選C。8．下列各組物質(zhì)，前者屬于混合物，后者屬于化合物的是（）A．凈化后的自來水碘鹽 B．煤氮?dú)?C．冰水混合物液氧 D．空氣氯化鉀答案：D解析：凈化后的自來水、碘鹽都屬于混合物；煤屬于混合物，氮?dú)鈱儆诩儍粑镏械膯钨|(zhì)；冰水混合物中只有水分子，水屬于化合物，液氧屬于單質(zhì)；空氣屬于混合物，氯化鉀屬于純凈物中的化合物。課后作業(yè)1．空氣中最多的化合物是（C）A．水蒸氣 B．氮?dú)?C．二氧化碳 D．稀有氣體2．1836年科學(xué)家用電解氟化物的方法制出氟氣（F2），工業(yè)上氟氣可用于金屬的焊接和切割，電鍍玻璃加工等，氟氣屬于（A）A．純凈物 B．混合物 C．氧化物 D．稀有氣體3．（2023?郴州）關(guān)于水的說法正確的是（B）A．水是由氫、氧兩種元素組成的混合物 B．煮沸可以降低水的硬度 C．電解水產(chǎn)生氫氣、氧氣的質(zhì)量比為2：1D．飲用水越純越好4．（2023秋?巴州區(qū)月考）如圖所示，下列關(guān)于電解水實(shí)驗的敘述正確的是（C）A．實(shí)驗說明水是由氫原子和氧原子組成的B．實(shí)驗說明水中含有氫氣和氧氣 C．b試管內(nèi)產(chǎn)生的氣體能使帶火星的木條復(fù)燃 D．a(chǎn)、b兩試管內(nèi)產(chǎn)生氣體的質(zhì)量比是2：15.“○”和“●”表示不同元素的原子，以下圖示表示單質(zhì)的是（C）A.B.C.D.6．下列物質(zhì)按照混合物、氧化物、單質(zhì)順序排列的是（B）A．過氧化氫、氯化鉀、鐵粉B．濃氨水、水、水銀 C．液氧、四氧化三鐵、氖氣D．食鹽水、氧化鎂、二氧化碳7．下列說法正確的個數(shù)有（B）①有氧氣參加的反應(yīng)是氧化反應(yīng)；②化合物是由不同種元素組成的物質(zhì)；③氧氣能支持燃燒，可作燃料；④同種元素的粒子質(zhì)子數(shù)相同；⑤同種元素組成的純凈物是單質(zhì)；⑥反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不變的物質(zhì)是催化劑A．2個 B．3個 C．4個 D．5個8．2023年3月22日是第31界世界水日，其主題為“珍惜地下水，珍惜隱藏的資源”。（1）地下水是混合物（填“混合物”“純凈物”），判斷地下水是硬水還是軟水需用試劑是肥皂水。（2）航天員一部分生活用氧可通過電解水得到。如圖是電解水的實(shí)驗裝置圖，玻璃管a（填“a”或b”）中的氣體能使帶火星的木條復(fù)燃，該實(shí)驗說明水是由氫元素和氧元素組成的。（3）電解水的化學(xué)方程式為2H2O2H2↑+O2↑。9．現(xiàn)有①液氮；②水銀；③二氧化碳；④清新的空氣；⑤四氧化三鐵；⑥冰水共存物；⑦氧氣與臭氧的共存物；⑧充分加熱氯酸鉀、二氧化錳的混合物后留下的固體。請按要求填空（填序號）：（1）屬于混合物的是④⑦⑧；（2）屬于氧化物的是③⑤⑥；（3）屬于單質(zhì)的是①②；（4）含有氧分子的是④⑦；（5）由原子直接構(gòu)成的物質(zhì)是②。10．水是人類最寶貴的自然資源，依據(jù)所學(xué)化學(xué)知識回答：（1）小明利