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课时训练(十六)　水的组成和净化
基础过关
1.(2024宁波模拟)如图K16-1甲、乙分别是水的电解实验及水电解时分子变化的示意图。下列有关叙述正确的是 (　　)
图K16-1
A.装置连接时A接电源正极,B接电源负极
B.b试管中产生的气体能使带火星的木条复燃
C.可得结论是水是由氢气和氧气组成的
D.水电解过程中原子和分子都发生了变化
2.下列与水有关的说法正确的是 (　　)
A.地球上水的总储量非常丰富,人均可用水资源十分充足
B.我国的水资源在空间分布上很不均匀,大量的淡水资源都集中在北方
C.水的再循环、减少水的使用及水的回收利用等都是护水、节水的好方法
D.浑浊的河水经过沉淀、过滤、吸附、消毒等净化处理后变成纯净物
3.(2024杭州拱墅一模)阅读材料,回答问题。
　　自古以来,人们认为水是组成物质的一种元素,不可再分。
　　18世纪中叶,英国化学家普利斯特里将锌加入稀硫酸中制得“可燃空气”,将“可燃空气”与空气混合点燃,发现容器内壁上出现了水雾。1781年,英国化学家卡文迪许用纯氧代替空气完成了普利斯特里的实验,得出“水是一种结合物而不是简单元素”的结论。
　　1783年,法国化学家拉瓦锡将水蒸气通过灼热的铁管,一段时间后,在出口处收集到一种可燃性气体。实验后称量发现水的质量减少,铁管的质量增加,经研究证明铁转化为四氧化三铁。至此,水不是单一元素物质,而是由氢、氧两种元素组成的观点得到了化学界公认。
　　1800年,英国化学家尼科尔森通过用伏打电池在常温下对水进行通电分解,得到氢气和氧气,再次确认了水的组成。
(1)卡文迪许用纯氧重复普利斯特里实验的原因是　。
(2)拉瓦锡实验中发生反应的化学方程式为　　　　　。
(3)在整个发现过程中,科学家利用了“分”和“合”的思想证明了水的组成。材料中的实验属于“分”的思想的是
　 (选填字母)。
A.氢气燃烧实验 B.铁管实验 C.电解水实验
走进重高
4.(2024衢州一模)1783年,拉瓦锡利用如图K16-2所示装置探究水的组成:往A装置中滴加少量的水,水通过热的铁管时发生汽化,水蒸气与灼热的铁反应,生成了一种黑色固体(Fe3O4)和“可燃空气”,将气体通过放在冷水中的铜管,在B装置中收集到纯净的“可燃空气”。最终拉瓦锡证明了水的组成。
图K16-2
(1)将气体通过放在冷水中的铜管,目的是除去“可燃空气”中的　　　　　。
(2)将B装置收集到的“可燃空气”在氧气中点燃,生成了水。“可燃空气”是一种气体单质,其化学式是　　　　　。
(3)若在该实验中生成的黑色固体质量为m1,“可燃空气”的质量为m2,“可燃空气”完全燃烧生成水的质量为m3,如果证明了水是由“可燃空气元素”和“氧元素”组成的,则m1、m2、m3三者应满足的关系是　 。
【参考答案】
1.A　[解析]电解水时正氧负氢、氧一氢二,由图可知,a试管产生的是氧气,能使带火星的木条复燃,b试管产生的是氢气,产生的气体可以燃烧,所以装置连接时A接电源正极,B接电源负极。根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,则电解水实验可得结论是水是由氢元素和氧元素组成的。电解水的微观实质是水分子分解成氢原子和氧原子,每两个氢原子重新组合成氢分子,每两个氧原子重新组合成氧分子,所以水电解过程中原子不变,分子发生了变化。
2.C
3.(1)防止空气中的水蒸气等成分干扰实验
(2)3Fe+4H2OFe3O4+4H2　(3)BC
4.(1)水蒸气　(2)H2　(3)m3=m2+
[解析](1)水蒸气与灼热的铁反应,生成了一种黑色固体(Fe3O4)和“可燃空气”,由于与水蒸气反应,故生成的气体不纯,实验过程B装置中收集到纯净的可燃空气,因此将气体通过放在冷水中的铜管,目的是除去水蒸气。
(2)根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,铁与水蒸气反应前有铁、氢和氧三种元素,生成的四氧化三铁中有铁和氧两种元素,且气体具有可燃性,因此可燃空气是氢气(H2)。
(3)根据质量守恒定律,黑色固体中氧元素的质量与可燃空气的质量之和为生成水的质量,即×100%×m1+m2=m3;化简得:m1+m2=m3。

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