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5.1氢气
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题
1．某化学小组为探究水的组成，做如图所示实验。下列说法错误的是
A．实验1点燃氢气前要先验纯，验纯时若发出尖锐爆鸣声，说明氢气不纯
B．实验2反应可表示为水氢气+氧气
C．实验2乙中气体能使带火星的木条复燃，证明水中含有氧元素
D．实验1不能验证水的组成，实验2能验证水的组成
2．下列用排水法收集氢气并检验纯度时，正确的实验操作顺序是
①用拇指堵住试管口，管口向下，靠近火焰，移开拇指 ②用排水法收集氢气 ③声音很小，表明氢气已纯净 ④听到尖锐的爆鸣声，就表明氢气不纯，需要再收集，再检验。
A．②①④③ B．①②④③ C．②①③④ D．①②③④
3．如图是教材中两个实验，下列有关说法错误的是
A．实验①点燃氢气之前要检验其纯度
B．实验②a、b两管上方生成气体的体积比为2：1
C．检验a管气体可用带火星的木条
D．两个实验均可证明水的组成
4．合理利用资源和能源，为人类可持续发展服务。下列说法错误的是
A．稀土是一种不可再生的战略资源
B．地球上淡水资源很少，要合理利用水资源
C．稀有气体约占空气总体积的0.96%
D．氢气是一种清洁的高能燃料
5．规范的操作是实验成功的保证。下列实验操作正确的是
A．检查气密性 B．称量食盐固体
C．吸取液体 D．氢气验纯
A．A B．B C．C D．D
6．下列化学方程式书写正确的是
A． B．
C． D．
7．氢气区别于其他气体，最显著的性质特点是
A．密度最小 B．难溶于水 C．点燃前需验纯 D．燃烧时为蓝色火焰
8．下列反应属于化合反应的是
A．把糖和水混合后形成糖水
B．氢气在氧气中燃烧生成水
C．水蒸气遇冷凝结成水
D．水通电生成氢气和氧气
9．下列关于实验室制取氢气的四种说法中，正确的是
A．必须选择含氢元素的物质作原料
B．必须用排水法收集氢气
C．必须使用锌与稀硫酸反应
D．必须使用酒精灯加热
10．如图是教材中的两个实验，下列有关说法错误的是
A．实验①中可观察到烧杯内壁出现水雾
B．两个实验中发生的反应都是分解反应
C．实验②中a、b 两管上方产生气体的体积比约为2：1
D．两个实验均可证明水的组成
11．如图是电解水的装置示意图，下列说法不正确的是
A．试管c中收集的气体与试管d中收集的气体的体积比约为2：1
B．c试管收集的气体有可燃性
C．该实验说明水由氢元素和氧元素组成
D．电解水时，在水中加入少量氢氧化钠可以增加氢气的质量
二、非选择题
12．阅读教材P91，了解氢气的物理性质，完成下表。
颜色 气味 状态（常温常压） 密度 溶解性
13．科技改变生活。
下图是与水有关的实验，请回答以下问题。
(1)实验1，从微观角度分析，水变成水蒸气的过程发生改变的是 。
(2)实验2，经检验试管2产生的气体是 ，由此得出关于水的组成的推论是 。
(3)宇航员在太空舱中所需的氧气来自于电解水，其反应的文字表达式为 。
(4)宇航员太空行走时，需要“人造空气”供给呼吸。这种“人造空气”中含有体积分数为70%的氮气、20%以上的氧气等等。“人造空气”中的氮气和空气中的氮气化学性质 （填“相同”或“不同”）。
(5)最新研究表明，在光照条件下，利用为催化剂分解水可以得到过氧化氢和氢气，该反应的文字表达式为 。
14．老子言：水善利万物而不争，水是人类的宝贵资源。化学小组在学完水的相关知识后，查阅了很多资料，对水进行深入的学习。
【查阅资料】
1.“生命吸管”可直接将污水净化为饮用水；
2.电压、温度及氢氧化钠的浓度都会影响电解水的速率；
3.通常状况下，相同体积的水所溶解的氧气比氢气多。
任务一、初步认识生活中的水
(1)图1是我国“国家节水标志”。谈谈你对该标志的理解或由此获得的启示 。
(2)图2为“生命吸管”及其净水过程，其②中活性炭的主要作用是________（填字母）。
A．去除有害菌和部分病毒
B．吸附杂质
C．除去较大的不溶性杂质
任务二、探究水的组成
【进行实验】化学小组连接好实验装置（如图3）
②活性表①过滤棉
(3)检查装置气密性：关闭装置两侧活塞，向长颈漏斗中持续注水，若观察到 （填字母）现象，说明气密性良好。
(4)在电解器玻璃管中加满水，通常还要加入少量氢氧化钠，其目的是为了 （“增强”或“减弱”）导电性
(5)接通直流电源，反应一段时间后切断电源，将燃着的木条放在b管口，观察到的现象为 。
任务三、研究影响电解水反应速率的因素
为研究影响电解水反应速率的因素，某兴趣小组利用如图装置进行实验，记录如下：
实验序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
电压/V 8 8 8 12 12 12
温度/℃ 10 10 30 10 10 30
溶液浓度/% 2.5 5.0 5.0 2.5 5.0 5.0
电解时间/s 1366 753 464 703 x 237
a极气体的体积/ 18.7 18.7 19.7 19.7 20 20
b极气体的体积/ 9.3 9.3 9.8 9.8 9.9 9.9
(6)实验2和3研究的影响电解水反应速率的因素是 。
(7)分析六组实验数据，实验⑤的电解时间“x”可能是________（填字母序号）。
A．710 B．740 C．395 D．235
(8)阿伏伽德罗定律指出：在同温同压下，气体体积比等于气体分子个数比，据此请先说明电解水实验中产生氢气和氧气体积比的理论值，再结合资料分析上表数据与理论值产生偏差的原因 。
《5.1氢气》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D A C C D D A B A B
题号 11
答案 D
1．D
【详解】A、点燃氢气验纯时，发出尖锐爆鸣声，说明气体不纯，故说法正确；
B、实验2中水在通电条件下分解生成氢气和氧气，反应的文字表达式为：水氢气+氧气，故说法正确；
C、实验2乙中气体能使带火星的木条复燃，说明该气体是氧气，氧气只含氧元素，根据质量守恒定律，化学变化前后元素的种类不变，证明水中含有氧元素，故说法正确；
D、实验1中氢气燃烧生成水，氢气只含氢元素、氧气只含氧元素，可知水是由氢元素、氧元素组成的；实验2中水在通电条件下分解生成氢气和氧气，氢气只含氢元素、氧气只含氧元素，可知水是由氢元素、氧元素组成的，因此两个实验都能验证水的组成，故说法错误。
故选D。
2．A
【详解】用排水法收集氢气并检验纯度时，用排水法收集氢气，用拇指堵住试管口，管口向下（氢气的密度比空气的小），靠近火焰，移开拇指，若听到尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯，需要再收集，再检验；需要再检验时，用拇指堵住试管口一会儿，等试管中的氢气的火焰熄灭后再检验，以防止发生爆炸；若声音很小，表示氢气已纯净；故正确的实验操作顺序是②①④③。
故选：A。
3．C
【详解】A、氢气具有可燃性，为防止发生爆炸，点燃氢气之前要检验其纯度，故选项说法正确；
B、电解水实验中“正氧负氢，氢二氧一”，a管与电源的负极相连，收集到的气体较多，是氢气，b管与电源的正极相连，收集到的气体较少，是氧气，a、b两管上方生成气体的体积比为2:1，故选项说法正确；
C、a管与电源的负极相连，收集到的气体较多，是氢气，氢气具有可燃性，检验a管气体应用燃着的木条，故选项说法不正确；
D、实验①中氢气和氧气在点燃的条件下生成水，实验②中水在通电的条件下生成氢气和氧气，氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，两实验均可以得出水是由氢元素和氧元素组成，故选项说法正确。
故选C。
4．C
【详解】A、稀土是一种不可再生的战略资源，说法正确，不符合题意；
B、地球上淡水资源占总水量的比例很小，所以要合理利用水资源，说法正确，不符合题意；
C、稀有气体约占空气总体积的0.94%，说法错误，符合题意；
D、氢气燃烧的产物是水，对环境无污染，且热值高，故氢气是一种清洁的高能燃料，说法正确，不符合题意。
故选：C。
5．D
【详解】A、该装置检查气密性时，长颈漏斗与外界相通，没有形成封闭体系，用手握住试管，无法观察到烧杯中是否有气泡冒出，不能检查装置气密性，操作错误；
B、托盘天平一般能精确到0.1g，不能准确称量出12.25g固体，操作错误；
C、吸取液体时，应先挤压胶头排出空气，再伸入试剂瓶中吸取液体，不能先伸入液体中再挤压胶头；另外，取下的瓶塞应倒放在桌面上，图中正放，操作错误；
D、氢气验纯时，用排水法收集一试管氢气，用拇指堵住试管口，管口向下移近酒精灯火焰，松开拇指点火。若听到尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯，需要再收集，再检验，直到听到轻微的 “噗” 声，才表明氢气已经纯净，操作正确。
故选D。
6．D
【详解】A、KClO3在催化剂、加热条件下反应生成KCl、O2，化学方程式为：，A选项错误；
B、水在通电条件下分解生成氢气和氧气，化学方程式为：，B选项错误；
C、铁燃烧生成四氧化三铁，化学方程式为：，C选项错误；
D、高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰、氧气，化学方程式为：，D选项正确。
故选：D。
7．A
【详解】A、气体中氢气的密度最小，明显小于其它气体，故选项正确；
B、难溶于水的气体很多，例如氮气、一氧化碳、稀有气体等，故选项错误；
C、点燃前需验纯的气体很多，例如一氧化碳、甲烷等，故选项错误；
D、燃烧时为蓝色火焰的气体很多，例如甲烷等，故选项错误；
故选：A。
8．B
【详解】A、糖和水混合后形成糖水的过程中，没有新物质生成，属于物理变化，不属于化合反应，不符合题意；
B、氢气在氧气中燃烧生成水，该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，符合题意；
C、水蒸气遇冷凝结成水的过程中，没有新物质生成，属于物理变化，不属于化合反应，不符合题意；
D、水通电生成氢气和氧气，该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，不符合题意。
故选：B。
9．A
【详解】A、根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，生成物中有氢气，反应物中必须含有氢元素，因此必须选择含氢元素的物质作原料，故A正确；
B、因为氢气难溶于水可用排水法收集，又由于氢气的密度小于空气的密度，还可用向下排空气法收集，故B错误；
C、金属与酸反应生成氢气的比较多，实验室制取氢气之所以选用锌与稀硫酸反应，是综合了反应的速率，药品的价格，制取氢气的纯度等多种因素而确定的，故C错误；
D、锌与稀硫酸反应制氢气时不需要加热，故D错误；
故选A。
10．B
【详解】A、实验①中氢气燃烧生成水，可观察到烧杯内壁出现水雾，故选项正确；
B、氢气燃烧生成水，该反应符合“多变一”的特点，是化合反应，电解水生成氢气和氧气，该反应符合“一变多”的特点，是分解反应，故选项不正确；
C、实验②中a管与负极相连，产生氢气、b管与正极相连，产生氧气，则a、b两管上方产生气体的体积比约为2：1，故选项正确；
D、氢气和氧气点燃生成水，水通电分解生成氢气和氧气，氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，则两个实验均可证明水是由氢元素和氧元素组成的，故选项正确；
故选：B。
11．D
【详解】A、由图可知，试管c中收集的气体用向下排空气法收集，则该气体是氢气，试管d中收集的气体用向上排空气法收集，则该气体是氧气，产生氢气和氧气的体积比约为2：1，故选项说法正确；
B、由图可知，试管c中收集的气体是氢气，具有可燃性，故选项说法正确；
C、电解水生成氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，所以该实验说明水由氢元素和氧元素组成，故选项说法正确；
D、纯水的导电性很弱，电解水时，在水中加入少量氢氧化钠可以增强水的导电性，但不能增加氢气的质量，故选项说法错误；
故选：D。
12． 无色 无味 气体 比空气小 难溶于水
【详解】氢气在常温常压下是无色无味的气体，密度比空气小，难溶于水。
13．(1)分子间的间隔
(2) 氧气/O2 水由氢元素和氧元素组成
(3)
(4)相同
(5)
【详解】（1）从微观角度分析，水变成水蒸气的过程发生改变的是分子间的间隔；
（2）由电解水实验结论“正氧一、负氢二”可知，试管2与电源正极相连，产生的气体是氧气；氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，化学反应前后元素的种类不变，则可得出水由氢元素和氧元素组成；
（3）水在通电条件下生成氢气和氧气，反应的文字表达式为：；
（4）“人造空气”中的氮气和空气中的氮气都是氮气，由氮分子构成，同种分子化学性质相同；
（5）在光照条件下，利用为催化剂分解水可以得到过氧化氢和氢气，该反应的文字表达式为：。
14．(1)生活中要注重节约用水
(2)B
(3)a
(4)增强
(5)木条燃烧更旺
(6)温度
(7)C
(8)理论值应为2:1，实验数据产生偏差的原因是b管中的氧气比a管中氢气易溶于水
【详解】（1）图1是我国“国家节水标志”，由此获得的启示是生活中要注重节约用水；
（2）活性炭具有吸附性，②中活性炭的主要作用是吸附杂质，故选B；
（3）检查装置气密性：关闭装置两侧活塞，向长颈漏斗中持续注水，若观察到玻璃管中有气体生成，说明气密性良好，故选a；
（4）在电解器玻璃管中加满水，通常还要加入少量氢氧化钠，其目的是为了增强导电性；
（5）在电解水实验中，“正氧负氢”，b管与电源正极相连，产生的是氧气，氧气具有助燃性，所以将燃着的木条放在b管口，可观察到木条燃烧更旺；
（6）实验2和3的温度不同，研究的影响电解水反应速率的因素是温度；
（7）实验⑤的NaOH溶液浓度比实验④大，实验⑤的温度比实验⑥的温度低，实验⑤的电解时间应位于实验④和实验⑥之间，则“x”可能是395，故选：C；
（8）在电解水实验中，“正氧负氢”，生成氢气和氧气的体积比约为2:1，理论值应为2:1，实验数据氢气与氧气的体积比大于2：1，产生偏差的原因是b管中的氧气比a管中氢气易溶于水。
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