專題05 探究水的組成 水的凈化-2022-2023學(xué)年九年級化學(xué)上冊教材實(shí)驗(yàn)大盤點(diǎn)（人教版）（學(xué)生版）

2022-2023學(xué)年九年級化學(xué)上冊同步教材實(shí)驗(yàn)大盤點(diǎn)專題05探究水的組成水的凈化一、通電分解水（1）實(shí)驗(yàn)原理①設(shè)計(jì)原理：通過生成物的元素組成判斷反應(yīng)物的元素組成。②反應(yīng)原理：2H2O2H2↑＋O2↑（用化學(xué)方程式表示）。（2）實(shí)驗(yàn)裝置甲乙【注意】水中常加入少量H2SO4或NaOH或Na2SO4，以增強(qiáng)水的導(dǎo)電性。（3）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象通直流電源后，電極表面出現(xiàn)氣泡，一段時(shí)間后，兩個(gè)玻璃管（或試管）內(nèi)液面均下降，甲裝置c中液面上升，玻璃管（或試管）a、b所收集的氣體體積比約為2：1。【口訣】正氧負(fù)氫、氫二氧一。（4）正、負(fù)極產(chǎn)物的檢驗(yàn)①正極：用帶火星的木條檢驗(yàn)，若觀察到帶火星的木條復(fù)燃，則說明產(chǎn)物是氧氣。②負(fù)極：用燃著的木條檢驗(yàn)，若觀察到氣體燃燒，產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，則說明產(chǎn)物是氫氣。（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)論及推論①水是由氫元素和氧元素組成的。②驗(yàn)證了化學(xué)變化中分子可再分而原子不可再分。③電解水產(chǎn)生氣體的體積和質(zhì)量的坐標(biāo)曲線如圖所示，通過生成氫氣和氧氣的體積比約為2∶1，推出它們的質(zhì)量比約為1∶8。（6）實(shí)驗(yàn)問題分析：①電解水時(shí)，若氧氣與氫氣的體積比小于1:2，可能的原因有：氧氣在水中的溶解性比氫氣稍大；氧氣具有氧化性，部分氧氣將電極氧化而消耗；正極未完全放入玻璃管中，使氧氣泄漏等。②如何讓電解水實(shí)驗(yàn)中氫氣與氧氣體積比為2：1？a把電解液的溫度控制在25℃以上，減少氧氣的溶解度。b讓電解液的濃度適當(dāng)高一點(diǎn)，也可以減少誤差。c調(diào)節(jié)盛氫氣、氧氣與電解液的管內(nèi)液面在一個(gè)水平高度上③有時(shí)收集的氣體量較少時(shí)，當(dāng)檢驗(yàn)氫氣時(shí)，可能只發(fā)出爆鳴聲，而看不到藍(lán)色火焰④使用氫氣時(shí)一定要注意安全，點(diǎn)燃?xì)錃馇?，一定要檢驗(yàn)氫氣的純度。（7）從微觀認(rèn)識水的電解過程a.電解水的過程可用圖2表示，粒子運(yùn)動變化的先后順序是④③①②。

b.圖3表示電解水的微觀示意圖，該反應(yīng)中屬于單質(zhì)的是H2、O2，該化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是水分子分裂成氫原子和氧原子,氫原子重新組合成氫分子,氧原子重新組合成氧分子。

（8）圖像：根據(jù)事實(shí)補(bǔ)全圖所示圖像。（9）電解水的不同裝置二、過濾1.適用范圍：用于難溶性固體與液體的分離。2.實(shí)驗(yàn)儀器：鐵架臺、燒杯、漏斗、玻璃棒；實(shí)驗(yàn)用品：濾紙。3.實(shí)驗(yàn)裝置圖4.操作要點(diǎn)及違反操作可能產(chǎn)生的后果：一貼：濾紙緊貼漏斗內(nèi)壁，如果濾紙未貼緊（留有氣泡），會造成過濾速度慢；二低：濾紙邊緣低于漏斗邊緣，液面低于濾紙邊緣，如果液面高于濾紙邊緣，濾液會不經(jīng)濾紙而流下。三靠：傾倒液體的燒杯口緊靠玻璃棒；玻璃棒下端緊靠三層濾紙的一面，如果玻璃棒靠在一層濾紙這邊，可能造成濾紙破損；漏斗下端緊靠燒杯內(nèi)壁，如果沒有緊靠，過濾變慢，同時(shí)可能造成液滴飛濺。5.問題分析=1\*GB3①玻璃棒在過濾中的作用是引流，過濾過程中不能用玻璃棒攪拌，會造成濾紙破損。=2\*GB3②如果過濾后，濾液仍然渾濁，原因可能是濾紙破損、液面高于濾紙邊緣、接液燒杯不干凈，更換濾紙并清洗儀器，重新過濾，直到濾液澄清為止。=3\*GB3③過濾后所得的水是混合物，過濾只是除去了水中的難溶性雜質(zhì)，還有可溶性雜質(zhì)沒有除去。④過濾過程中過濾速度太慢，原因可能是：濾紙與漏斗內(nèi)壁有空隙（濾紙沒有緊貼漏斗內(nèi)壁），則過濾的速度會比較慢；液體沒有靜置一會就倒入，濾渣堵塞了濾紙上的小孔6.常見錯(cuò)誤操作7.裝置改進(jìn)自動添加液體過濾裝置凈化水簡易裝置如圖為電解水的實(shí)驗(yàn)裝置圖，請回答下列問題。（1）玻璃管b所連接的是電源的（填“正”或“負(fù)”）極。（2）若玻璃管a中產(chǎn)生的氣體體積為16mL，則玻璃管b中產(chǎn)生的氣體體積約為mL。（3）切斷電源，將燃著的木條放在玻璃管a尖嘴口，打開活塞，觀察到的現(xiàn)象是，證明玻璃管a中的氣體是_____（填化學(xué)式）。（4）電解水過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____，該反應(yīng)屬于_____（填基本反應(yīng)類型）。（5）電解水實(shí)驗(yàn)的過程中是將能轉(zhuǎn)化為能。（6）從微觀角度分析，“水蒸發(fā)”和“水的電解”兩個(gè)變化的最本質(zhì)的區(qū)別是。（7）電解水實(shí)驗(yàn)中，為了，可向水中加入少量稀硫酸；實(shí)驗(yàn)過程中硫酸不發(fā)生反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，剩下的溶液與原溶液相比，發(fā)生改變的是。A．水的質(zhì)量B．溶質(zhì)的質(zhì)量C．溶液的總質(zhì)量D．溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（8）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生氧氣體積：氫氣體積小于，其原因可能是_____。（9）該實(shí)驗(yàn)?zāi)墚a(chǎn)生氫氣，但實(shí)驗(yàn)室通常不用該方法制取氫氣，原因是。（10）用電解水實(shí)驗(yàn)探究水的組成，理論依據(jù)是_____。1.下列關(guān)于過濾凈化水的說法正確的是（）A．為了加快過濾速度，可以在漏斗中用玻璃棒攪拌B．當(dāng)過濾完成后如果濾液還是渾濁的，不用管它，過段時(shí)間后自然澄清C．過濾可以除去天然水中的難溶性和可溶性固體雜質(zhì)D．當(dāng)過濾時(shí)待濾液體高于濾紙邊緣會導(dǎo)致濾液渾濁2.下列過濾裝置及其操作的簡圖（圖中固定裝置和混合液、濾液均省略，且玻璃棒末端均已輕靠漏斗內(nèi)的三層濾紙?zhí)帲?，其中正確的是（）3.(2021湖南郴州)下列實(shí)驗(yàn)操作正確的是A.B.C.H2的放置D.4.關(guān)于水通電情況下實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象描述正確的是A.通電后，與正極相連的試管中可收集一種可燃性氣體。B.通電后，與負(fù)極相連的試管中的氣體可使帶火星的木條復(fù)燃。C.正極上產(chǎn)生的氣體與負(fù)極產(chǎn)生的氣體的體積比為2:1D.正極上產(chǎn)生的氣體與負(fù)極產(chǎn)生的氣體的體積比為1:2.下圖是電解水實(shí)驗(yàn)的裝置圖，下列說法錯(cuò)誤的是A.在水中加入少量氫氧化鈉以增強(qiáng)導(dǎo)電性B.反應(yīng)一段時(shí)間后，a、b玻璃管中產(chǎn)生的氣體體積比約為2∶1C.將燃著的木條分別放在兩個(gè)玻璃管尖嘴口，打開活塞，a管的氣體使燃著的木條燃得更旺，b管的氣體被點(diǎn)燃D.由電解水實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論：水是由氫、氧兩種元素組成的6.小明通過化學(xué)方程式知道，電解水時(shí)生成氫氣和氧氣的體積比為2：1，但實(shí)驗(yàn)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(rèn)為下列做法不可取的是（）A.大膽提出假設(shè)：氧氣比氫氣易溶于水B.反復(fù)多次實(shí)驗(yàn)查找原因C.查找實(shí)驗(yàn)裝置是否漏氣D.實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)與理論相差不多，可以認(rèn)為實(shí)驗(yàn)成功7.（2021北京）電解水實(shí)驗(yàn)如圖，下列說法不正確的是A.試管1中得到H2 B.水由H2、O2構(gòu)成C.水發(fā)生了分解反應(yīng) D.水由氫、氧元素組成8.（2021江蘇蘇州零模）1800年，英國化學(xué)家尼科爾森通過電解水得到了氫氣和氧氣。某同學(xué)利用如圖所示裝置進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)左、右兩側(cè)試管內(nèi)氣體體積比略大于2：1。下列說法不正確的是已知：①相同條件下，氣體的體積比等于氣體的分子個(gè)數(shù)比；②常溫常壓時(shí)，1L水可溶解0.031LO2、0.403LO2。A．檢驗(yàn)a中氣體，用帶火星的木條B．實(shí)驗(yàn)時(shí)若向水中加入少量NaOH溶液，則導(dǎo)電性增強(qiáng)C．從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以推測，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2：19.下圖是電解水實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)裝置，下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是（）A．固定住一支注射器，向外拉動另一支注射器活塞，松開手后，活塞能恢復(fù)原位，說明裝置氣密性良好B．U形管中加入的可以是硫酸鈉稀溶液C．實(shí)驗(yàn)時(shí)正、負(fù)兩極產(chǎn)生氣體的體積比約為1：2D．正極產(chǎn)生的氣體能燃燒10.圖Ⅰ是電解水的簡易裝置圖，圖Ⅱ是電解水生成的氣體體積與時(shí)間的關(guān)系圖。下列說法正確的是（）A．a(chǎn)所連接的是電源的正極B．乙中產(chǎn)生的氣體可以燃燒C．實(shí)驗(yàn)所得A、B兩種氣體的質(zhì)量比是2：1D．該實(shí)驗(yàn)可證明水由氫、氧兩種元素組成11.（2021·江蘇淮安市·九年級期末）經(jīng)過半年的學(xué)習(xí)，同學(xué)們對水有了更深刻的認(rèn)識。根據(jù)所學(xué)知識，回答下列問題。水的電解①宏觀現(xiàn)象：按如圖所示裝置，通電一段時(shí)間后，試管A、B中產(chǎn)生氣體的體積比約為1:2。水的電解反應(yīng)的化學(xué)方程式是：_________________，檢驗(yàn)A試管產(chǎn)生的氣體方法是：_________________。②微觀分析：該反應(yīng)中發(fā)生分解的微粒符號是____________。12.同學(xué)在做電解水實(shí)驗(yàn)時(shí)，采用了如圖所示的簡易裝置。請回答下列問題。（1）該化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)方程式為，屬于反應(yīng)；（2）此裝置中a端表示極，b端表示極，兩種氣體的體積比為；（3）在水槽中加入少量硫酸或氫氧化鈉的目的是；（4）圖中顯示表明實(shí)驗(yàn)（填“未開始”“剛開始”或“已經(jīng)進(jìn)行了一段時(shí)間”）；（5）該實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論是；（6）此改進(jìn)后的電解水實(shí)驗(yàn)裝置的優(yōu)點(diǎn)是；13.王同學(xué)準(zhǔn)備用電解水實(shí)驗(yàn)探究水的元素組成，請你參與他的探究過程。反應(yīng)原理：電解水的化學(xué)方程式是：。實(shí)驗(yàn)用品：藥品：蒸餾水、氫氧化鈉固體器材：膠頭滴管、藥匙、規(guī)格為5mL、10mL、50mL的量筒各1只、燒杯、玻璃棒、橡皮塞、大試管、電池組、導(dǎo)線、托盤天平、石墨電極、記號筆實(shí)驗(yàn)步驟：①配制36g溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的氫氧化鈉溶液。小王同學(xué)在量取蒸餾水時(shí)，應(yīng)選用的量筒規(guī)格是；若讀數(shù)時(shí)仰視液面，則配得的氫氧化鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%（填“＞”、“＜”或“=”。）②設(shè)計(jì)并安裝如右圖所示電解水裝置。③接通電源。小王同學(xué)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)電極上都沒有氣泡冒出，請仔細(xì)觀察右圖，幫小王找出原因：。④裝置改進(jìn)后，小王繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，待電解反應(yīng)結(jié)束后，分別測量兩支試管中收集到的氣體體積。請你設(shè)計(jì)一種最簡單的量氣方法：。（提示：由于氫氧化鈉溶液具有強(qiáng)腐蝕性，不能直接用手接觸?。莶鹣磧x器。問題討論：在實(shí)驗(yàn)中，小王同學(xué)不用蒸餾水而用氫氧化鈉溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的原因是。14.提出問題：過濾操作中漏斗的下端為什么要緊靠燒杯內(nèi)壁呢？實(shí)驗(yàn)探究：過濾20mL氫氧化鈣懸濁液，用圖1裝置完成表中實(shí)驗(yàn)。分析與結(jié)論：要比較過濾速度除了測量相同時(shí)間得到的濾液體積外，還可以；漏斗的下端緊靠燒杯內(nèi)壁的原因是；15.圖1是改進(jìn)的電解水的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，圖2是課本中電解水的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。請據(jù)圖回答下列問題：（1）通電一段時(shí)間后，圖2中右側(cè)玻璃管內(nèi)氣體的化學(xué)符號為。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（2）在某次電解水的實(shí)驗(yàn)中測得了分別與電源正負(fù)兩極相連的陽、陰兩極上產(chǎn)生的氣體的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：仔細(xì)分析以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，1～6分鐘內(nèi)陰、陽兩極生成的氣體體積之比大于2：1，可能的原因是。（3）通電一段時(shí)間后，將圖1裝置右側(cè)鐵夾開關(guān)打開，然后在不銹鋼注射器針頭處點(diǎn)燃?xì)怏w，觀察到火焰呈色，在火焰上方罩干冷的燒杯，燒杯內(nèi)壁有出現(xiàn)。（4）電解水實(shí)驗(yàn)說明水是由組成的。（5）寫出圖1實(shí)驗(yàn)裝置的一條優(yōu)點(diǎn)。16.【探究課題】水化學(xué)式的推導(dǎo)過程。我的假設(shè)：水的化學(xué)式是H2O或HO或HO2?！咎骄繙?zhǔn)備】精密電解水設(shè)備。【探究過程】①用精密的電解水設(shè)備電解水，同時(shí)測定兩試管中逸出氣體的體積，記錄在下表中：②分析上表中數(shù)據(jù)可知：電解水時(shí)，與電源負(fù)極相連的試管中收集到的氫氣的體積較多，與電源正極相連的試管中收集到的氧氣的體積較少，從第4min開始生成的氫氣和氧氣的體積比為。③查閱資料可知：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氫氣的密度是0.089g/L，氧氣的密度是1.429g/L。由此可計(jì)算出生成的氫氣和氧氣的質(zhì)量比約為（填最簡整數(shù)比）。④利用化合物各元素質(zhì)量比的算法，設(shè)水的化學(xué)式為HxOy，根據(jù)各元素的質(zhì)量比=各元素相對原子質(zhì)量×相應(yīng)原子個(gè)數(shù)乘積之比，得出x：y=?！咎骄拷Y(jié)論】水的化學(xué)式是。1．（2022山東日照中考）用如圖所示裝置電解水，下列說法錯(cuò)誤的是（）A．M、N兩導(dǎo)管口處收集的氣體質(zhì)量之比是1：8 B．水中可加入少量硫酸鈉或氫氧化鈉以增強(qiáng)導(dǎo)電性 C．將帶火星的木條放在M導(dǎo)管口處，木條會復(fù)燃 D．N處收集的氣體，靠近火焰，若發(fā)出尖銳的爆鳴聲，說明不純2．（2022湖南衡陽中考）下列實(shí)驗(yàn)操作錯(cuò)誤的是（）A．量筒讀數(shù) B．稀釋濃硫酸C．滴加液體 D．過濾3．（2022江西中考）“世界棉花看中國，中國棉花看新疆”，棉花在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中也常被使用。(1)實(shí)驗(yàn)①中棉花、細(xì)沙和小卵石在凈水中的作用是__________。(2)實(shí)驗(yàn)②中棉花上蘸有的酒精能燃燒，而棉花上蘸有的水不能燃燒，說明燃燒的條件之一是_______。如果加熱蘸有水的棉花時(shí)間較長，可觀察到的現(xiàn)象是______。(3)實(shí)驗(yàn)③的目的是探究鐵釘生銹的條件。試管c內(nèi)棉花中放氯化鈣的目的是________。實(shí)驗(yàn)幾天后觀察到試管_________(填序號)中的鐵釘生銹，從而得出鐵生銹的條件是與空氣和水同時(shí)接觸。4.（2022山東臨沂中考）水是寶貴的自然資源。對人類生話、生產(chǎn)都有重要意義。（1）硬水給生活和生產(chǎn)帶來許多麻煩，可用_______來區(qū)分硬水和軟水。（2）如圖所示，a、b試管中氣體的體積比約為_______，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是______。（3）愛護(hù)水資源是每個(gè)公民應(yīng)盡的義務(wù)。下列行為屬于浪費(fèi)水資源的是_______（填序號）。a.用淘米水澆花b.農(nóng)業(yè)上采用噴灌、滴灌c.洗臉擦肥皂時(shí)不關(guān)閉水龍頭5．（2022湖南邵陽中考）（8分）水是生命之源。（1）對于沉淀、過濾、吸附、蒸餾等凈化水的操作，相對凈化程度最高的是；（2）如圖是電解水的示意圖，圖中與電池負(fù)極相連的試管內(nèi)收集到的氣體是；（3）生活中我們常用區(qū)分硬水和軟水；（4）保護(hù)水資源是每個(gè)公民應(yīng)盡的責(zé)任和義務(wù)，下列防治水體污染的措施正確的有（填序號）。①大量使用含磷洗衣粉②農(nóng)業(yè)上禁止使用農(nóng)藥和化肥③生活污水集中處理達(dá)標(biāo)后再排放④工業(yè)上應(yīng)用新技術(shù)、新工藝減少污染物的產(chǎn)生6．（2022山東東營中考）（8分）（1）黃河水經(jīng)沉降、吸附、殺菌消毒等凈化過程可得到自來水，自來水屬于（填“混合物”或“純凈物”）。（2）飲用硬度過大的水不利于人體健康，生活中常用檢驗(yàn)水是硬水還是軟水。（3）如圖是電解水的實(shí)驗(yàn)裝置圖，連接正負(fù)兩極的玻璃管內(nèi)產(chǎn)生的氣體體積比為，檢驗(yàn)a管中產(chǎn)生的氣體方法是。（4）北京冬奧會“飛揚(yáng)”火炬使用氫氣作為燃料，體現(xiàn)了綠色奧運(yùn)理念。氫氣作為綠色燃料的優(yōu)點(diǎn)是。（5）如圖是兩種變化的微觀圖示：①②兩種變化中屬于物理變化的是（填“①”或“②”），從微觀角度看，物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化的實(shí)質(zhì)是。7.（2022遼寧沈陽中考）水是人類寶貴的自然資源。水——生命的源泉（1）如圖為自制簡易污水凈化裝置，該裝置中活性炭主要起到______作用。（2）長期飲用硬水對人體健康不利，生活中常用______方法降低水的硬度。水——重要的溶劑（3）生理鹽水是溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的NaCl溶液。現(xiàn)需配制500g生理鹽水，請回答下列問題：①計(jì)算：需要稱取NaCl的質(zhì)量是______g。②配制溶液的操作步驟如上圖，正確的操作順序是______（填字母序號）。（4）欲從KNO3和NaCl（少量）的混合物中分離出KNO3。根據(jù)所給信息，回答下列問題：常溫下（20℃）溶解度和溶解性的關(guān)系溶解度SS≥10g1g≤S＜10g0.01g≤S＜1gS＜0.01g溶解性易溶可溶微溶難溶①常溫下（20℃），KNO3和NaCl的溶解性都屬于______。②80℃時(shí)，KNO3的溶解度______（填“大于”、“小于”或“等于”）NaCl的溶解度。③從該混合物中分離出KNO3的方法是______。水——化學(xué)變化的參與者（5）水能與生石灰（CaO）反應(yīng)，這一性質(zhì)被廣泛應(yīng)用到生產(chǎn)、生活中、請結(jié)合所學(xué)知識回答下列問