第四单元自然界的水
第2节水的组成
一、水的电解实验：
（1）反应表达式：水→氢气+氧气
（2）实验现象：两极上都有气泡产生，并且产生的体积
不一样。
（3）正、负极气体的检验：
①带火星的木条放到正极方试管口，木条复燃，结论：氧气
②用大拇指盖住负极所对试管口，对准酒精灯火焰放开，有“噗”的一声。
结论：氢气
③正负极气体体积比为1：2，质量比为8：1
（4）结论：水是由氢元素和氧元素组成的。
二、氢气（H2）
1.物理性质：无色无味的气体；密度最小（可用向下排气法收集）；难溶于水（可用排水法收集）。
2.化学性质：可燃性
纯净氢气燃烧的现象：安静地燃烧，发出淡蓝色的火焰，产物只有水。
不纯氢气点燃将可能发生爆炸，所以点燃氢气前要验纯。方法：收集一试管氢气，用大拇指堵住试管口，移近酒精灯的火焰，松开大拇指。如果听到尖锐的爆鸣声，表示氢气不纯；如果声音很小，则表示氢气较纯。
三、物质的分类：
物质分为混合物和纯净物，其中纯净物又可以分为化合物和单质，化合物中又包含氧化物。
①混合物：是由不同种物质组成的物质。
②纯净物：是由同种物质组成的物质。
③化合物：是由不同种元素组成的纯净物。
④单质：是由同种元素组成的纯净物。
⑤氧化物：是由两种元素组成的化合物（当然里面有一种是氧元素了）。
注意：单质和化合物，比较的对象是元素。
1．水是生命之源，下列各种水属于纯净物的是（）
2.（广东）关于电解水实验的说法中正确的是（ ）
A.实验证明水是由氢气和氧气组成的
B.电解水时在正极产生氧气
C.水中氢氧元素的质量比为2：1
D.水分子是由氢分子和氧原子构成的
3．下列物质:①氮气②液态空气③矿泉水④高锰酸钾⑤二氧化锰⑥铁⑦冰、水混合物。
其中属于纯净物的有（均填序号），属于混合物的有，属于氧化物的有，单质的有。
4．区别单质与化合物的依据是（）
A．组成物质的种类B．组成元素的种类
C．构成物质的分子种类D．构成物质的原子个数
5．某物质经测定只含有一种元素，则关于该物质说法正确的是（）
A．一定是纯净物B．一定是混合物
C．一定不是化合物D．一定是一种单质
类型一：水的电解实验
例1.(双选)图1、2是电解水的实验及电解时水分子分解的示意图。有关叙述正确的是（）
A.a试管中产生的气体是O2
B.a、b试管中产生气体的质量比为2∶1
C.由图2看出,水分解的过程中,氢原子和氧原子数都没发生变化
D.由图2看出,水分解得到的生成物为两种单质
答案：CD
解析：根据正氧负氢判断,a试管中产生的气体是H2,a、b试管中产生气体的体积比为2∶1,质量比为1∶8;由水分子分解的微观示意图看出,水分解过程中,氢原子和氧原子的个数没有发生变化,水分解得到的两种产物都是由同种原子构成的,属于单质。
例2．图中甲、乙两图都是电解水的简易装置，回答下列问题：
（1）装置甲比装置乙有一个明显的优点，这个优点是______________________________。
（2）装置乙比装置甲有一个明显的优点，这个优点是______________________________。
（3）在水中加入少量硫酸或氢氧化钠的目的是____________________________________。
（4）图中显示表明，实验是未开始、刚开始，还是已经进行一段时间了？____。
（5）开始电解后，A管收集到______气，B管收集到______气。
（6）在D处，将使用燃烧着的木条还是带火星木条进行检验？____________。
答案：（1）甲的装置简单（2）检验产物方便（3）增强水的导电性（4）实验进行一段时间了（5）氧、氢（6）用燃烧着的木条
解析：将两个装置进行对比，各有优缺点，甲连接简单，但检验两极上的气体需取出检验，乙装置连接复杂但检验气体方便。总之，要从装置的难易和气体的检验来分析甲、乙两个装置；从水的导电性考虑加入硫酸的目的；根据试管中是否有气体，判断发生反应的时间。
类型二：氢气
例3.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：水是纯净物,只含有水这一种物质;电解水的装置中原来没有空气,不需验纯;氢气难溶于水,故实验室可用排水法收集;氢气在氧气中燃烧,实际上是氢气和氧气发生化合反应,根据化学反应前后元素的种类不变,可知水是由氢元素和氧元素组成的。
类型三：物质的分类
例4.从物质组成的角度看,与臭氧、红磷、铁属于同一类别的是( )
A.二氧化硫 B.冰 C.液氮 D.空气
答案：C
解析：因臭氧、红磷、铁属于单质,故本题可以变为“下列物质中属于单质的是……”。A中二氧化硫属于化合物;B中冰是水的固体,属于化合物;C中液氮是氮气的液体状态,属于单质；D中空气属于混合物,故C符合题意。
例5.下列叙述正确的是( )
A.自然界的物质都是以化合物的形式存在的
B.凡是含氧元素的化合物都是氧化物
C.冰块和水混合得到混合物
D.同种元素组成的纯净物是单质
答案：D
解析：自然界的物质有的是以化合物的形式存在如二氧化碳,有的是以单质的形式存在如氧气,故A错;氧化物必须由两种元素组成,含氧元素的化合物不一定由两种元素组成如氯酸钾,因此不一定是氧化物,故B错;冰块和水都是由水一种物质组成,属于纯净物,故C错;单质是由同种元素组成的纯净物,故D正确。
1．（·南宁）下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体积比约为2∶1
C.将燃着的木条分别放在两个玻璃管尖嘴口，打开活塞，a管的气体使燃着的木条燃得更旺，b管的气体被点燃
D.由电解水实验得出结论：水是由氢、氧两种元素组成的
2.下列说法中正确的是（）
A.一种元素与另一种元素的原子一定不相同
B.凡含有氧元素的物质就是氧化物
C.某物质中只含有一种元素，该物质一定是一种单质
D.含有多种元素的物质一定是混合物
3.如右图所示是水的电解实验装置图。
（1）该实验中，与两个电极相连的a、b两支玻璃管中产生的气体分
别是和，体积比约为。
（2）该实验证明了水是由组成的。
（3）下列行为，不利于保护水资源的是（填序号）。
A.工业用水重复使用
B.大量使用化肥和农药
C.加强城市污水处理系统的建设
D.用滴灌方法给农作物浇水
4.下图是水的电解实验中对得到气体检验的操作。
（1）操作中，盛氧气的管口向上，盛氢气的管口向下，其主要原因是。
（2）检验氢气时，如果发生声，表明氢气不纯，声音，则表示氢气比较纯，发生反应的文字表达式是。混有空气（或氧气）的氢气，点燃时易发生，所以点燃氢气前，一定要检验氢气的。
5.水的组成的正确叙述是（）
A．水由氢气和氧气组成．
B．水由氢元素和氧元素组成．
C．水是由一个氢分子和一个氧原子构成．
D．水是由两个氢元素和一个氧元素组成．
6.阿伏加德罗曾经总结出一条定律：在同温同压下，同体积的任何气体都含有相同的分子数，下图是电解水的简易装置。
（1）电源的A为极，B为极，事先向水中加入少量NaOH的目的是．
（2）C试管中收集到的气体是，用检验；D试管中收集到的气体
是，可用检验；C、D中两种气体的分子个数比为.
（3）根据上述实验事实可以得出，水是由组成．
7．（·东城期中）如图是电解水实验装置．通电一段时间后，在两个试管中分别收集到气体a和气体b。请回答：
（1）气体a是 ，气体b是 ，a与b产生的气体体积比是 ；
（2）该反应的文字表达式为 ，基本反应类型为 ；
（3）用 区分硬水、软水．
1.电解水实验：
A.装置----水电解器
B.电源种类---直流电
C.加入硫酸或氢氧化钠或硫酸钠的目的----增强水的导电性
D.化学反应：2H2O=2H2↑+O2↑
产生位置负极正极（父“亲”正“养”）
体积比2：1
质量比1：8
E.检验：O2---出气口置一根带火星的木条----木条复燃
H2---出气口置一根燃着的木条-----气体燃烧，产生淡蓝色的火焰
2.结论：
①水是由氢、氧元素组成的；
②一个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的；
③化学变化中，分子可分而原子不可分。
3.氢气（H2）：
A.物理性质：密度最小的气体（向下排空气法）；难溶于水（排水法）
B.化学性质：可燃性（用途：高能燃料；氢氧焰焊接，切割金属）
点燃
2H2+O2====2H2O点燃前，要验纯（方法？）
现象：发出淡蓝色火焰，放出热量，有水珠产生
4.单质、化合物和氧化物：
单质：由同种元素组成的纯净物，如C，Fe，P，N2等。
化合物：由不同种元素组成的纯净物，CO2，KMnO4等。
氧化物：由俩种元素组成的化合物中，其中一种元素是氧元素CO2、Fe2O3、P2O5。
训练在高空中有一层臭氧层，它吸收了太阳光中绝大部分紫外线，使地球的生物免受紫外线的伤害。臭氧的化学符号为O3，它是一种（）
A.化合物 B.氧化物 C.混合物 D. 单质
训练纯净的氢气燃烧，产生火焰；混有一定量的空气或氧气的氢气遇明火会发生。所以氢气在点燃前一定要先。氢气能燃烧，说明氢气具有。
训练用图3-1所示装置电解水，反应一段时间后，对有关现象或结论描述正确的是（）
A.甲试管中收集到的气体能支持燃烧
B.甲、乙两试管中收集到的气体质量比为2：1
C.甲、乙两试管中收集到的气体体积比为2：1
D.水是由氢气、氧气组成的
训练列图中，“○”和“●”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．
训练学家研制出利用太阳能产生的激光，并在催化剂作用下使水分解得到氢气的技术。下列说法中不正确的是（）
A.该技术使水分解的文字表达式为：水氢气+氧气
B.该技术可以将太阳能转化为氢能源
C.水分解和氢气燃烧都不会产生污染
D水分解产生氢气的同时释放出巨大的能量
训练列说法正确的是（）
A．含有氧元素的化合物叫做氧化物
B．只含有一种元素的物质一定是纯净物
C．含有不同元素的物质，一定不是单质
D．由不同元素构成的物质叫做化合物
基础巩固
1．关于水的叙述正确的是（）
①具有可燃性②单质③化合物④无色无味⑤沸点℃⑥纯净物⑦氧化物
A.②④⑤⑥⑦B.①②③⑥ C.③④⑤⑥⑦ D. ①③④⑥
2．下列物质中属于单质的是（）
A.水B.空气C.氧气D.二氧化碳
3．水有下述性质：①水是无色、无臭的液体；②水通电会有氢气、氧气放出；③加热至℃，水会变成水蒸气；④同温同压下，水的密度比酒精大。其中属于水的化学性质的是（填序号）。
4.（·邵阳）在电解水的实验中可以直接观察到的现象是（ ）
A．水是由氢、氧元素组成
B．有氢气和氧气产生，且体积比为2：1
C．每个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成
D．两电极均冒气泡，a管内气体与b管内气体的体积比约为2：1
5．如图所示,分别盛有不同物质的容器中,所盛物质属于单质的是________,属于化合物的是________,属于纯净物的是________,属于混合物的是________,属于氧化物的是________(均填容器下的代号)。
巅峰突破
1．（本溪）如图为验证水的组成的实验装置，下列有关说法正确的是（ ）
A.正极和负极产生的气体质量比为1：2
B.正极产生的气体能使带火星的木条复燃
C.水是由一个氧元素和两个氢元素组成的
D.该变化中的最小粒子为氢分子和氧分子
2.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
3.（北京）水是一种重要的资源．
（1）电解水实验揭示了水的组成．图1实验中得到氧气的试管是 （填“1”或“2”）
（2）自来水厂净水过程中用到活性炭，其作用是 ．
（3）海水淡化可缓解淡水资源匮乏的问题．图2为太阳能海水淡化装置示意图．
水变成水蒸气的过程中，不发生变化的是 （填字母序号）．
A．分子质量B．分子种类C．分子间隔
4．已知A物质是一种无色液体，它在通电的条件下可以得到两种气体B和C。D是一种银白色的金属，它在B中可以剧烈燃烧，生成一种黑色固体E。试写出下列物质的化学符号：A：；B：；C：；D：；E：。写出D在B中剧烈燃烧的文字表达式：。
5．下列物质：①甲烷（CH4）②氧气（H2）③硝酸钾（KNO3）④碳酸氢钠（NaHCO3）⑤一氧化碳（CO）⑥二氧化碳（CO2）⑦乙醇（C2H5OH）
（1）属于化合物的是；（填序号，下同）
（2）属于单质的是；
（3）属于氧化物的是。
6.A、B、C、D四种物质是初中常见的物质，
它们的转化关系如右图所示，试解答下列问题：
（1）A、B、C、D的名称：
A：____________________B：________________
C：________________D：———————————
（2）写出右图涉及的三个反应的文字表达式：
①——————————②—————————————③————————————————————
参考答案
1．D2.B3．①④⑤⑥⑦②③⑤⑦①⑥4．B5．C
1．C2.A
3.（1）氢气氧气2∶1（2）氢元素和氧元素（3）B
4．（1）氧气的密度比空气的大，而氢气的密度比空气的小（2）尖锐的爆鸣很小
氢气+氧气水爆炸纯度
5.B
6.（1）正、负，增强水的导电性
（2）氧气，带火星的木条；氢气，点燃的木条；１∶２
（3）氢元素和氧元素
7．（1）氢气；氧气；2：1；
（2）水氢气+氧气；分解反应；
（3）肥皂水．
训练D
训练淡蓝色爆炸验纯可燃性
训练C
训练C
训练D
训练C
基础巩固
1．C2．C3．②4.D5．A D A、D B、C、E D
巅峰突破
1．B2.B
3.（1）2（2）吸附性（3）AB
4．A:H2OB:O2C:H2D:FeE:Fe3O4铁+氧气四氧化三铁
5．(1)①③④⑤⑥⑦(2)②(3)⑤⑥
6.（1）A：过氧化氢；B：水；C：氧气；D：氢气；
（2）①过氧化氢水+氧气
②水氢气+氧气③氢气+氧气水