講義12水的組成初三化學預(yù)科班講義（原卷版）

銜接點12水的組成電解水實驗1．實驗原理：2H2Oeq\o\ac(\s\up7(通電),\o(===,====))2H2↑＋O2↑2．實驗裝置：3．實驗現(xiàn)象：與正極相連的玻璃管內(nèi)產(chǎn)生的氣體體積小，與負極相連的玻璃管內(nèi)產(chǎn)生的氣體體積大，體積比約為1∶2。4．檢驗氣體：待兩支玻璃管內(nèi)收集到一定量的氣體后，開始檢驗。（1）b管(正極相連的玻璃管)旋轉(zhuǎn)活塞，用帶火星的木條伸入到管口，帶火星的木條復燃，說明是氧氣。（2）a管(負極相連的玻璃管)旋轉(zhuǎn)活塞，用燃著的木條伸到管口，氣體能燃燒，產(chǎn)生淡藍色火焰，說明是氫氣。5．實驗結(jié)論（1）正極生成的是氧氣，負極生成的是氫氣。體積比：O2∶H2＝1∶2．（2）水是由氫元素和氧元素組成的。（3）水是由水分子構(gòu)成，每個水分子由兩個氫原子和一個氧原子構(gòu)成。（4）分子在化學變化中可分為原子，原子不可再分。微觀解釋【特別提醒】①由電解水實驗得出探究水的組成結(jié)論，應(yīng)用了推理法。②電解水屬于化學變化。③電解水時，要在水中加適量的NaOH溶液(或稀H2SO4或硫酸鈉)，是為了增強水的導電性。（電解后溶液的酸堿性均增強或溶液濃度增大）④電解水是電能轉(zhuǎn)化為化學能。7．誤差分析電解水實驗中，正、負極產(chǎn)生的氣體(O2、H2)精確的體積比應(yīng)該為1∶2，而往往實驗中收集到氣體體積比小于1∶2，是由于一方面氧氣比氫氣在水中的溶解性稍大，另一方面氧氣的氧化性強，有時在電極上就與電極發(fā)生了氧化反應(yīng)。8．延伸拓展（1）常見的電解水的改進或簡易裝置（2）結(jié)論的推廣及運用①水是由氫元素、氧元素組成(依據(jù)化學變化中，元素的種類不變)。②驗證了化學變化中分子可分而原子不能分。③由電解水得到氫氣與氧氣的體積比為2∶1，可推算水分子中氫氧原子個數(shù)比，從而得到水的化學式為H2O。例1．（江蘇省常州市2020年中考化學試題）水是生命之源。如圖為電解水的實驗裝置，下列說法正確的是（）A．該實驗可用于研究水的組成B．正極所連的電極上產(chǎn)生的是氫氣C．b中產(chǎn)生的氣體可支持燃燒D．實驗過程中漏斗內(nèi)液面高度不變【答案】A【解析】A、水電解后生成氫氣和氧氣，氫氣由氫元素組成，氧氣由氧元素組成，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，化學反應(yīng)前后元素的種類不變，所以水是由氫元素與氧元素組成的，選項正確；B、電解水實驗中，連接正極的玻璃管內(nèi)生成的氣體是氧氣，選項錯誤；C、電解水實驗中，生成的體積較大的氫氣是氫氣，即b中產(chǎn)生的氣體是氫氣，氫氣具有可燃性，但不具有助燃性，不能支持燃燒，選項錯誤；D、電解水實驗中，兩側(cè)玻璃管內(nèi)不斷生成氣體，兩側(cè)玻璃管內(nèi)的液面不斷下降，而中間漏斗內(nèi)液面高度不斷升高，選項錯誤，故選A。例2．（遼寧省營口市2020年中考化學試題）下列關(guān)于電解水實驗的描述，正確的是（）A．正極產(chǎn)生的氣體是氫氣B．該實驗?zāi)茏C明水中含有氫、氧元素C．生成氧氣、氫氣的體積比約為2:1D．電解過程中水分子沒有發(fā)生改變【答案】B【解析】A、電解水實驗正極產(chǎn)生的氣體是氧氣，選項錯誤；B、水在通電條件下生成氫氣和氧氣，根據(jù)反應(yīng)前后元素種類不變，該可推知水中含有氫、氧元素，選項正確；C、電解水實驗生成氧氣、氫氣的體積比約為1:2，選項錯誤；D、電解過程中氧原子和氫原子沒有發(fā)生改變，水分子改變了，生成氫分子和氧分子，選項錯誤。故選B。例3．有關(guān)電解水實驗的下列敘述中，錯誤的是（）

A．可證明水由氫、氧元素組成

B．與電源正極相連的一端產(chǎn)生氧氣

C．正、負極產(chǎn)生的氣體質(zhì)量比是1：2

D．在水中加少量稀硫酸可增強水的導電性【答案】C【解析】A、電解水生成氫氣和氧氣，說明水由氫、氧兩種元素組成；故A正確；B、與電源正極相連的一端產(chǎn)生的氣體能使帶火星的木條復燃，證明氣體為氧氣；故B正確；C、與電源正極相連的一端產(chǎn)生氣體為氧氣、負極一端產(chǎn)生的氣體為氫氣，兩氣體體積比為1：2，而非質(zhì)量比；故C不正確；D、純凈的水導電能力很差，為增強水的導電性，在水中加少量稀硫酸或氫氧化鈉；故D正確；故選C。一、氫氣的性質(zhì)及驗純1．物理性質(zhì)顏色氣味狀態(tài)密度溶解性無色無臭氣體比空氣小難溶于水2．化學性質(zhì)——可燃性（1）實驗現(xiàn)象（2）文字表達式：氫氣+氧氣eq\o\ac(\s\up5(點燃),\s\do0(→))水。化學方程式：2H2+O2eq\o\ac(\s\up7(點燃),\o(===,====))2H2O3．驗純收集一試管氫氣，用拇指堵住試管口，管口向下，靠近火焰，移開拇指點火。如果發(fā)出尖銳的爆鳴聲，表明氫氣不純；如果發(fā)出聲音很小，表明氫氣較純。若氫氣中混有氧氣或空氣，遇明火會發(fā)生爆炸。4．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。例1.下列說法不正確的是（）A.水中含有氫氣和氧氣,屬于混合物B.點燃電解水產(chǎn)生的氫氣時,不需要檢驗純度C.氫氣是無色、無味、難溶于水的氣體,實驗室可用排水法收集氫氣D.氫氣在氧氣中燃燒,生成唯一產(chǎn)物——水,也能證明水的組成【答案】A【解析】解；A、水是由水一種物質(zhì)組成的屬于純凈物，而氫氣和氧氣是水分解的產(chǎn)物，故說法錯誤；

B、電解水得到氫氣和氧氣，分別聚集在電極的兩端，故氫氣是純凈物，不需要檢驗純度，故說法正確；

C、因為氫氣是難溶于水的氣體，實驗室可用排水法收集氫氣，故說法正確；

D、根據(jù)反應(yīng)前后元素的種類不變，氫氣是由氫元素組成，氧氣是由氧元素組成，因此氫氣在氧氣中燃燒，生成唯一產(chǎn)物水，也能證明水的組成時氫元素和氧元素，故說法正確；

故選：A。例2．如圖所示裝置中，有四支充滿不同氣體的試管，倒立在水槽中，當拔開塞子時，試管中水位上升最高的是（）A．一氧化碳B．氧氣C．二氧化碳D．氫氣【答案】C【解析】本題主要考查常見物質(zhì)的溶解性，根據(jù)物質(zhì)的溶解性考慮，水中溶解的氣體多了，導致試管內(nèi)氣壓降低較大，水位上升的就高。A．一氧化碳難溶于水，當拔開塞子時，試管中水位基本不變。故A選項錯誤；B．氧氣不易溶于水，水位上升不是最高的。故B選項錯誤；C．二氧化碳能溶于水，在這四種氣體中溶解的最多，所以水位上升的最高。故C選項正確；D．氫氣難溶于水，當拔開塞子時，試管中水位基本不變。故D選項錯誤。例3．下列是氫氣在氧氣中燃燒的實驗裝置，試判斷下列操作順序中正確的是（）A．先通氫氣再通氧氣，然后點燃B．先通氧氣再通氫氣，然后點燃C．先通氫氣，點燃后再通氧氣D．先通氧氣，點燃后再通氫氣【答案】C【解析】本題難度不大，考查了氫氣的化學性質(zhì)和使用注意事項。解答時要明確氫氣具有可燃性，若氫氣不純，點燃可能會引起爆炸。氫氣具有可燃性，若氫氣不純，點燃可能會引起爆炸，所以要先通氫氣，排盡空氣，點燃后再通氧氣。故C選項正確。二、物質(zhì)的簡單分類1．混合物和純凈物混合物純凈物定義兩種或多種物質(zhì)混合而成的物質(zhì)叫混合物只由一種物質(zhì)組成的物質(zhì)叫純凈物特點組成混合物的各種成分之間沒有發(fā)生化學反應(yīng)，它們各自保持著原來的性質(zhì)純凈物可以用化學式來表示。但是，絕對純凈的物質(zhì)是沒有的常見實例空氣、溶液、合金、鐵銹、加碘鹽、天然氣、自來水、礦泉水等能用化學式表示的所有物質(zhì)、冰水混合物、水蒸氣、銅銹也是純凈物2．單質(zhì)和化合物單質(zhì)化合物定義由同種元素組成的純凈物組成中含有不同種元素的純凈物區(qū)別宏觀定義同種元素組成不同種元素組成微觀定義單質(zhì)分子：同種元素的原子構(gòu)成化合物分子：由不同種元素的原子構(gòu)成聯(lián)系二者都是純凈物，都有固定的組成3．氧化物由兩種元素組成，且其中一種元素是氧元素的化合物，如二氧化錳、水、二氧化碳等。4．物質(zhì)各類別之間的關(guān)系物質(zhì)如何多角度正確認識水?（1）從微觀角度看，水是由大量水分子構(gòu)成的，每個水分子是由兩個氫原子和一個氧原子構(gòu)成的。（2）從宏觀角度看，水是由氫、氧兩種元素組成的。（3）從性質(zhì)看，水在常溫下性質(zhì)穩(wěn)定，通電時可分解為氫氣和氧氣。（4）從分類的角度看，水既是純凈物，又是化合物，還是氧化物。（5）從水資源分布的角度看，地球表面水占的面積大，陸地占的面積??；水資源中咸水多，淡水少；我國水資源豐富，人均占有量少。例1．（江蘇省無錫市2020年中考化學試題）下列物質(zhì)屬于氧化物的是（）A．O2B．P2O5C．H2CO3D．KClO3【答案】B【解析】氧化物是由兩種元素組成且其中一種是氧元素的化合物。A.只有一種元素是單質(zhì)，故錯誤；B.有兩種元素且一種是氧元素，故正確；C.有三種元素，故錯誤；D.有三種元素，故錯誤。故選B。例2．（山東省威海市2020年中考化學試題）下列對物質(zhì)的分類錯誤的是（）A．單質(zhì) B．化合物C．化合物 D．混合物【答案】B【解析】A、A圖中都是由同種原子構(gòu)成的，屬于單質(zhì)，A選項正確；B、B圖中都是有相同的原子構(gòu)成的分子，屬于單質(zhì)，B選項錯誤；C、C圖中是由不同原子構(gòu)成的分子，而且都是同一種分子，屬于化合物，C選項正確；D、D圖中有多種物質(zhì)，屬于混合物，D選項正確。故選B。例3．下圖是表示物質(zhì)分子的示意圖．圖中和分別表示兩種含不同質(zhì)子數(shù)的原子，圖中表示化合物的是（）A． B． C． D．【答案】D【解析】A、由圖可知A中有四種分子，屬于混合物，選項錯誤；B、B中有兩種分子，屬于混合物，選項錯誤；C、C中有一種分子，且分子是由同一種原子構(gòu)成的，屬于單質(zhì)，選項錯誤；D、D中只有一種分子，且分子由兩種原子構(gòu)成，屬于化合物，選項正確，故選D。例4．下列各組物質(zhì)按單質(zhì)、氧化物、混合物的順序排列的是（）A．氮氣、氨氣、空氣 B．稀有氣體、干冰、液氧C．水銀、冰水混合物、石灰水 D．水蒸氣、蒸餾水、石灰水【答案】C【解析】A、氮氣是單質(zhì)、氨氣不是氧化物、空氣是混合物，錯誤；B、稀有氣體是混合物、干冰是氧化物、液氧是單質(zhì)，錯誤；C、水銀是單質(zhì)、冰水混合物是氧化物、石灰水是混合物,正確；D、水蒸氣是氧化物、蒸餾水是氧化物、石灰水是混合物,錯誤；故選：C。知識點1氫氣1．下圖是老師放置在桌上的三瓶無色氣體，它們可能是氫氣、氧氣、二氧化碳。下列關(guān)于這三種氣體的鑒別方法中，不正確的是（氫氣的密度比空氣?。ǎ〢．根據(jù)瓶③倒置，可判斷瓶③存放的是氫氣B．用帶火星的木條放入①中，若復燃，則存放的是氧氣C．用點燃的木條伸入②中，若火焰熄滅，則存放的是二氧化碳D．向②中加入少量蒸餾水，若變?yōu)榧t色，則存放的是二氧化碳2．（2020四川成都）有關(guān)如圖實驗的說法正確的是（）A．點燃氫氣前不用檢驗純度B．干冷燒杯內(nèi)壁無明顯變化C．b管氣體能使帶火星木條復燃D．兩個實驗均可證明水的組成3．(2019江蘇揚州)1800年，人類電解水獲得成功。某同學利用如圖所示裝置進行該實驗時，發(fā)現(xiàn)左、右兩側(cè)試管內(nèi)氣體體積比略大于2∶1。下列說法錯誤的是（）已知：①相同條件下，氣體的體積比等于氣體的分子個數(shù)比；②常溫常壓時，1L水可溶解0．031LO2、0．57LO3。A．水在通電時能發(fā)生化合反應(yīng)B．實驗中若加入少量NaOH溶液，則導電性增強C．從實驗結(jié)果可以確定，相同條件下，H2在水中的溶解度比O2的小D．若右側(cè)試管內(nèi)產(chǎn)生少量O3，也會使左右兩側(cè)試管內(nèi)氣體體積比略大于2∶14．（2019?衢州）1784年，科學家卡文迪什演示了“人工空氣”的燃燒，發(fā)現(xiàn)燃燒產(chǎn)物只有水。據(jù)此判斷“人工空氣”是（）A．氮氣 B．氧氣 C．二氧化碳 D．氫氣5．關(guān)于電解水實驗的敘述中，氫氣表現(xiàn)出的化學性質(zhì)是（）A．產(chǎn)生的氫氣無色、無味B．試管中能收集到氫氣，說明氫氣難溶于水C．氫氣的密度小于空氣，收集氫氣后試管口應(yīng)向下放置D．將收集氫氣的試管移近火焰，可以聽到尖銳的爆鳴聲6．“長征五號”大型運載火箭肩負了我國航天大國的重任，被親切的稱為“胖五”。采用新研制的YF77發(fā)動機使用液氫和液氧作推進劑。（1）請你分析，采用液氫作推進劑的燃料的優(yōu)點是______________（答一條）；（2）對于氫氣燃燒的反應(yīng)中，一定發(fā)生改變的是__________。（填序號）①元素種類；②原子種類；③分子種類7．如下圖所示是氫氣燃燒的微觀表示：（1）讀圖獲得的信息是______（寫一條即可）。（2）根據(jù)圖示寫出氫氣燃燒的文字表達式：____________________________。（3）純凈的氫氣在空氣中安靜地燃燒，產(chǎn)生______色火焰；若點燃氫氣與氧氣的混合氣體就有可能引起爆炸，氫氣燃燒和氫氣爆炸的反應(yīng)原理______（填“是”或“不是”）一樣的。知識點2水的電解實驗8.圖1、2是電解水的實驗及電解時水分子分解的示意圖。敘述正確的是（）A.a試管中產(chǎn)生的氣體是O2B.a、b試管中產(chǎn)生氣體的質(zhì)量比為2∶1C.由圖2看出,水分解的過程中,氫原子和氧原子數(shù)發(fā)生變化D.由圖2看出,水分解得到的生成物為兩種單質(zhì)9.小蘭通過化學方程式知道，電解水時生成氫氣和氧氣的體積比為2：1，但實驗所得數(shù)據(jù)氫氣和氧氣的體積比略大于2:1。針對這一發(fā)現(xiàn)，你認為下列做法中不可取的是（）A．反復多次實驗查找原因B．實驗所得數(shù)據(jù)與理論值差不多，可以認為實驗已經(jīng)成功C．大膽提出假設(shè)：氧氣比氫氣易溶于水D．查找實驗裝置是否漏氣10．（2019?廣東）電解水實驗裝置如圖所示。下列說法正確的是（）A．電解前后元素種類不變 B．實驗說明水由H2和O2組成 C．反應(yīng)的化學方程式為2H2O═2H2↑+O2↑ D．a(chǎn)管收集的氣體能使燃著的木條燃燒更旺11．如圖是電解水實驗的裝置圖，下列說法錯誤的是（）A．在水中加入少量氫氧化鈉以增強導電性 B．反應(yīng)一段時間后，a、b玻璃管中產(chǎn)生的氣體質(zhì)量比約為2：1 C．a(chǎn)管的氣體能被點燃，b管的氣體使燃著的木條燃得更旺 D．a(chǎn)管的電極是負極，b管的電極是正極12．下列關(guān)于電解水的敘述中錯誤的是（）A．為增強水的導電性，常在水中加入一定量的稀硫酸或氫氧化鈉溶液B．在水電解器中加滿水，然后接通直流電源C．電解水的實驗證明水是由氫、氧兩種元素組成的D．與電源正極相連的玻璃管內(nèi)得到的氣體能在空氣中燃燒13．（2019秋?廣陵區(qū)校級期末）如圖是一定體積的氫氣和不同體積的氧氣化合成水（液態(tài)）的實驗數(shù)據(jù)的關(guān)系圖（橫坐標表示通入氧氣的體積，縱坐標表示反應(yīng)后剩余的氣體的體積，氣體體積均在同溫同壓下測定），下列說法錯誤的是（）A．實線部分表示剩余的氫氣 B．虛線部分表示剩余的氧氣 C．實線與虛線的交點表示兩種氣體恰好完全反應(yīng) D．反應(yīng)中消耗氫氣2毫升14．圖甲是改進的電解水的實驗裝置示意圖，圖乙是某課本中的電解水的實驗裝置示意圖，請據(jù)圖回答下列問題：甲乙（1）寫出電解水的文字表達式：__________________________________；（2）用玻璃三通管將圖甲裝置電解水時產(chǎn)生的氣體混合在一起，點燃用該混合氣吹出的肥皂泡時出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象是：_______________________________________；（3）圖甲實驗裝置的優(yōu)點是：_______________________________________；（4）與圖乙裝置相比，用圖甲裝的不足之處是：______________________________。15．根據(jù)右圖，回答下列和電解水實驗有關(guān)的問題：（1）電解水時加入少量稀硫酸或氫氧化鈉溶液的目的是

___________________。（2）電解一段時間后，C、D兩試管理論上得到的氣體體積比為_______，C產(chǎn)生的氣體為______，C連接的是電源的______，檢驗的方法：_________________________；D產(chǎn)生的氣體為______，檢驗的方法：______________________________________。

（3）反應(yīng)的文字表達式是_______________________________。（4）下圖是水分子分解的示意圖，其中“○”表示氧原子，“●”表示氫原子。

下列關(guān)于該反應(yīng)的說法中，錯誤的是__________。A．水電解后生成氫氣和氧氣，說明水中含有氫分子和氧分子

B．生成氫分子和氧分子的個數(shù)比為2∶1

C．反應(yīng)前后原子的個數(shù)不變

D．反應(yīng)前后分子的個數(shù)不變

（5）電解水實驗得到的結(jié)論：

①水是由__________和__________組成的；

②在化學變化中，分子_______________，而原子_________________。（6）從微觀的角度解釋水通電分解生成氫氣和氧氣與水蒸發(fā)形成水蒸氣的區(qū)別：①水電解__________________________________________________________；①水蒸發(fā)__________________________________________________________。（7）C管氣體可以作為21世紀的新型燃料，優(yōu)點之一是_____________________。（8）水是生命之源，無色透明的液態(tài)水從微觀角度看是由_________構(gòu)成的。將液態(tài)水加熱變成水蒸氣發(fā)生的是_______變化（填“物理”或“化學”），而將水通電生成氫氣和氧氣發(fā)生的是_______變化（填“物理”或“化學”），這兩變化的本質(zhì)區(qū)別是___________________，化學反應(yīng)類型是______________。

知識點3物質(zhì)的簡單分類16．（2020?興業(yè)縣模擬）C60有可能廣泛應(yīng)用于超導、催化劑、材料、醫(yī)學及生物等領(lǐng)域，它屬于（）A．非金屬單質(zhì) B．金屬單質(zhì) C．化合物 D．混合物17．（2020?馬邊縣模擬）下列有關(guān)物質(zhì)組成的說法不正確的是（）A．水通電產(chǎn)生氫氣與氧氣，說明水中含有氫分子和氧分子 B．地殼中含量最多的金屬元素是鋁 C．氧氣與臭氧是由氧元素組成的兩種單質(zhì) D．固體氯化鈉是由氯離子和鈉離子構(gòu)成18．（2020?朝陽區(qū)二模）下列物質(zhì)中，屬于氧化物的是（）A．O2B．H2O C．KCl D．AgNO319．（2020?奉賢區(qū)二模）如圖各圖中“”、“”分別表示不同元素的原子，則其中表示化合物的是（）A． B． C． D．20．（2019秋?梁園區(qū)期末）下列說法正確的是（）A．不是單質(zhì)的物質(zhì)就一定是化合物 B．同種元素可能組成性質(zhì)不同的幾種單質(zhì) C．核電荷數(shù)：S2﹣＞S D．在原子中質(zhì)子數(shù)一定等于中子數(shù)21．（2020?青山區(qū)二模）下列說法正確的是（）A．化學變化中分子可以再分，但其數(shù)目不會變化 B．根據(jù)元素周期表，可查找元素的原子序數(shù)、元素符號、相對原子質(zhì)量 C．由不同種元素組成的物質(zhì)一定是化合物 D．同種分子構(gòu)成的物質(zhì)一定是純凈物，則純凈物一定是由同種分子構(gòu)成22．（2020?香洲區(qū)校級一模）分類是學習化學的常用方法。下列物質(zhì)的分類不正確的是（）A．單質(zhì)：氦氣、硫粉、水銀 B．化合物：氧化鎂、甲烷、氯化銀 C．空氣污染物：臭氧、二氧化氮、二氧化碳 D．黑色固體：鐵粉、氧化銅、二氧化錳23．（2020?陜西）認識物質(zhì)是學習化學的基礎(chǔ)。下列物質(zhì)屬于單質(zhì)的是（）A．空氣 B．干冰 C．液氧 D．生鐵24．（2020?撫順）下列物質(zhì)屬于氧化物的是（）A．氯酸鉀 B．臭氧 C．硫化氫 D．五氧化二磷25.(2019營口)水是生命之源！“珍惜水、節(jié)約水、愛護水”是每個公民應(yīng)盡的義務(wù)和責任。(1)用如圖所示裝置進行電解水的實驗，a、b兩玻璃管中收集到的氣體質(zhì)量比為__