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4.2水的组成
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列物质属于氧化物的是
A．液氧 B．冰水混合物 C．高锰酸钾 D．过氧化氢溶液
2．下列物质按混合物、化合物、单质的顺序排列的是
A．空气、水、液氧 B．二氧化碳、海水、氮气
C．石油、石灰石、氧化铜 D．蒸馏水、氧化铁、铜粉
3．逻辑推理是一种重要的化学思维方法。下列推理正确的是
A．离子都是带电的微粒，但是带电的微粒不一定都是离子
B．和的组成元素相同，所以它们的化学性质相同
C．单质由同种元素组成，由同种元素组成的物质一定是单质
D．氧化物中都含有氧元素，所以含有氧元素的化合物都是氧化物
4．水是人类宝贵的自然资源，下列关于水的说法正确的是
A．过滤可使海水转化为淡水
B．活性炭在净水过程中发生了化学变化
C．煮沸或蒸馏均能使硬水转化为软水
D．水电解时产生氢气和氧气的质量比是2:1
5．我们已学习了简单的物质分类，以下物质中既属于纯净物又属于氧化物的是
A．充分加热高锰酸钾剩余固体 B．水和冰的混合物
C．碱式碳酸铜 D．洁净的空气
6．下列实验现象描述正确的是
A．磷在空气中燃烧，产生大量白色烟雾
B．电解水的实验中，负极产生气体能使带火星木条复燃
C．硫在空气中燃烧，产生蓝紫色火焰
D．铁在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体
7．分析推理是学习化学常用的一种方法，下列推理正确的是
A．某物质燃烧生成CO2和H2O，则该物质的组成中一定含有碳、氢、氧元素
B．用带火星的木条伸入集气瓶中木条不复燃，则集气瓶中一定不含有氧气
C．化合物是由不同种元素组成的，所以由不同种元素组成的纯净物一定是化合物
D．离子是带电荷的微粒，所以带电荷的微粒一定是离子
8．下列物质转化在给定条件下不能够实现的是
A．KClO3O2 B．H2OH2
C．NH4HCO3N2 D．PP2O5
9．“水的组成及变化的探究”为学生必做实验。下列说法正确的是
A．点燃氢气前一定要检验氢气纯度 B．氢气在空气中不能燃烧
C．电解水时，原子数目发生了变化 D．电解水实验表明水是一种元素
10．水是一切生命生存所必需的物质。下列有关水的说法正确的是
A．水由氢气和氧气组成 B．生活中可用活性炭降低水的硬度
C．水分子是保持水化学性质的最小粒子 D．电解水实验中产生O2和H2的体积比为2：1
11．下列实验基本操作正确的是
A．氢气验纯 B．称量10.05g固体
C．检查气密性 D．量取9.5mL液体
12．逻辑推理是一种重要的思想方法。下列说法正确的是
A．燃烧伴随着发光、放热现象，所以有发光、放热现象的变化都是燃烧
B．氧化物含有氧元素，所以含有氧元素的化合物都是氧化物
C．离子是带有电荷的原子或原子团，所以带有电荷的微观粒子一定是离子
D．单质是由一种元素组成的，所以由一种元素组成的纯净物一定是单质
二、填空题
13．水是一种宝贵的资源，项目式学习小组利用自制的简易净水器处理釜溪河水样，并探究水的组成，请回答下列问题。
(1)图一中用活性炭除去水中的色素和异味，是因为活性炭具有________（填活性炭的性质）。
(2)釜溪河水经过图一的净化后，还需要煮沸后才能饮用，煮沸后的水是________（填“混合物”或“纯净物”）。
(3)图二是电解水实验的示意图，其中a端连接的是电源的________（填“正”或“负”）极，该反应的符号表达式为________。
(4)从微观上来分析水和上述实验，同学们提出了以下及几种说法，正确的是______。
A．水是由氢气和氧气组成的
B．水是由氢原子和氧原子构成的
C．1个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的
D．实验过程中，分子改变，原子不变
14．有一种无色无味液体A，在通电条件下分解产生两种气体B和C，已知铁丝可以在B中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体物质D，C是自然界中最轻的气体，它在空气中燃烧生成A。
(1)写出A、B、C、D四种物质的化学式：
A．______；B．______；C．______；D．______。
(2)依次写出上文所涉及的反应的文字表达式，并指出它们的基本反应类型。
______( )；______( )；______( )
15．水是生命之源，我们应该了解水、爱护水资源。
(1)农业和园林浇灌时，改大水漫灌为喷灌、滴灌，主要目的是______。
(2)盘龙江的水中含有较多的泥沙、悬浮物和微生物，把盘龙江的水作为饮用水之前，一般要进行以下处理。

①加入的A物质是______，其作用是______。
②操作a的名称是______；操作b中加入活性炭的目的是：______水中的异味和色素。
③自来水硬度较大，生活中可采用______的方法来降低水的硬度。
(3)如图为电解水的实验示意图。若b试管中产生气体的体积为5mL，则试管a中产生的气体约为______mL。试管______（填“a”或“b”）中产生的气体能使带火星的木条复燃。

16．阅读下列短文，回答相关问题。
氢气是一种极具发展潜力的能源，其生产和储存是科学研究的重要方向。目前制氢的方法主要有化石能源制氢和电解水制氢，由化石能源制得的中含有CO，利用液氮的低温可将CO液化分离，从而获得纯净的氢气。氢气的储存方法可分为物理法和化学法两大类，物理法主要有低温液化储氢、高压压缩储氢、碳基材料储氢等，化学法主要有金属氢化物储氢、配位氢化物储氢等。下图是一些储氢材料的质量储氢密度和体积储氢密度。
已知：①质量储氢密度=储氢后氢元素在储氢材料中的质量分数；
②体积储氢密度=储氢后单位体积的储氢材料中储存氢元素的质量。
(1)利用液氮的低温能将与CO分离，说明氢气的沸点比CO的沸点___________。
(2)从分子角度解释低温、高压储氢的原理___________。
(3)请写出电解水制氢的化学方程式___________。
(4)结合图示，下列储氢材料中最理想的是___________。
A． B． C． D．
17．生活中的下列物质前者属于纯净物，后者属于单质的是( )
A．水泥、镁 B．高锰酸钾、干冰 C．硫酸亚铁、C60 D．______
三、实验题
18．电解水实验揭示了水的组成，装置如图所示。
(1)用如图所示装置进行电解水的实验，a、b两玻璃管中收集到的气体质量比为______，反应的化学方程式为______，该实验证明水是由______组成的。
(2)做电解水实验时在水里加入少量氢氧化钠的目的是______。
四、综合应用题
19．水是人类宝贵的自然资源。
1.水的组成
(1)某小组同学设计如图装置进行电解水实验，先在电解器玻璃管里加满水（含少量 NaOH），再接通直流电源。
①电解时，乙玻璃管中产生气泡的位置在______________（填“a”“b”或“c”）处。
②电解水的微观过程如下图所示，将微观示意图补充完整______________。
(2)为探究不同电压和不同浓度NaOH 溶液对电解水速率的影响，小组同学进行多次实验，测得产生20mLH2所需时间如图。
①电解溶质质量分数为5%的 NaOH溶液时，改变电压对电解水速率的影响是______________。
②上述实验中，电解水速率最快的条件是______________。
Ⅱ.水的净化
(3)“生命吸管”是一种可以随身携带的小型水净化器，请结合图回答问题。
①活性炭可以除去水中的色素和异味，是利用其______________性。
②此种“生命吸管”______________（填“能”或“不能”）淡化海水。
Ⅲ.海水的利用
目前从海水中提取食盐的方法主要为“盐田法”，生产流程如下：
(4)由流程可知，从海水中获得食盐是通过______________（填“蒸发”或“降温”）结晶实现的。
(5)常温下，析出粗盐晶体后的母液，是氯化钠的______________（填“饱和”或“不饱和”）溶液。
(6)流程中的母液其实就是盐卤（或称卤水），卤水中除含氯化钠外，还含有氯化镁、硫酸镁等物质，可以用来“点”豆腐，使豆浆中的______________凝聚析出。
《4.2水的组成》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B A A C B D C C A C
题号 11 12
答案 A D
1．B
【详解】A、液氧是液态的氧气，是由同种元素组成的纯净物，属于单质，故选项不符合题意；
B、冰是水的固态，冰水混合物中只含有水一种物质，是由氢元素和氧元素组成，属于氧化物，故选项符合题意；
C、高锰酸钾是由钾、锰、氧三种元素组成的纯净物，属于化合物，不属于氧化物，故选项不符合题意；
D、过氧化氢溶液中含有水和过氧化氢，属于混合物，故选项不符合题意；
故选B。
2．A
【分析】物质分为混合物和纯净物，混合物是由两种或两种以上的物质组成；纯净物是由一种物质组成，纯净物又分为单质和化合物，由同种元素组成的纯净物叫单质；由两种或两种以上的元素组成的纯净物叫化合物。
【详解】A、空气属于混合物，水属于化合物，液氧是氧气的液体状态，属于单质，故符合题意；
B、二氧化碳属于化合物，海水属于混合物，氮气属于单质，故不符合题意；
C、石油含有多种物质，属于混合物，石灰石的主要成分是碳酸钙，含有其它物质，属于混合物，氧化铜属于化合物，故不符合题意；
D、蒸馏水含有一种物质，属于化合物，氧化铁属于化合物（氧化物），铜粉属于单质，故不符合题意。
故选：A。
3．A
【详解】A. 离子是原子失去或获得电子后形成的带电粒子（如 Na+、Cl-），因此离子一定带电。但带电的微粒不一定是离子，例如电子（带负电）和质子（带正电）也带电，但它们不是离子（电子是基本粒子，质子是原子核的一部分）。所以，该推理符合事实。正确。
B. 水和过氧化氢都由氢元素和氧元素组成，但它们的分子结构不同（1个H2O分子中有2个H 和1个 O，1个H2O2分子中有2个H和2个O）。这导致化学性质差异显著：水稳定，而过氧化氢易分解并具有强氧化性。因此，组成元素相同，化学性质不一定相同。错误。
C. 单质是由同种元素组成的纯净物（如 O2）。但由同种元素组成的物质不一定是单质，因为它可能是混合物。例如，碳元素可以形成金刚石和石墨两种不同的单质，如果将它们混合，虽然只含碳元素，但属于混合物（不是纯净物），因此不是单质。错误。
D. 氧化物是由两种元素组成且其中一种为氧元素的化合物（如二氧化碳）。但含有氧元素的化合物不一定是氧化物，例如硫酸含有氢、硫、氧三种元素，属于酸；KOH含有钾、氧、氢三种元素，属于碱。这些都不是氧化物。错误。
故选A。
4．C
【详解】A、过滤只能除去水中的不溶性杂质，不能除去水的氯化钠等可溶性物质，不能使海水转化为淡水，故选项说法不正确；
B、活性炭在净水过程中，没有新物质生成，属于物理变化，故选项说法不正确；
C、煮沸能减少水中钙镁化合物的含量，蒸馏得到的水是纯水，所以煮沸和蒸馏均能使硬水转化为软水，故选项说法正确；
D、电解水实验中“正氧负氢，氢二氧一”，产生氢气和氧气的体积比是2:1，质量比1:8，故选项说法不正确。
故选C。
5．B
【详解】A、高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，剩余固体由锰酸钾和二氧化锰混合而成，属于混合物，不符合题意；
B、冰是固态的水，冰水混合物是由H、O元素组成的化合物，属于氧化物，也属于纯净物，符合题意；
C、碱式碳酸铜由同种物质组成，属于纯净物，由Cu、O、H、C四种元素组成，不属于氧化物，不符合题意；
D、洁净的空气是由氮气、氧气等混合而成，属于混合物，不符合题意。
故选B。
6．D
【详解】A、磷在空气中燃烧，产生大量白烟，不是白色烟雾，故选项现象描述不正确；
B、电解水的实验中“正氧负氢” 负极产生气体是氢气，能燃烧产生淡蓝色火焰，故选项现象描述不正确；
C、硫在氧气中燃烧，产生蓝紫色火焰，而硫在空气中燃烧，产生微弱的淡蓝色火焰，故选项现象描述不正确；
D、铁在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，故选项现象描述正确。
故选D。
7．C
【详解】A、某物质燃烧生成CO2和H2O，则该物质的组成中一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素，因为物质燃烧会消耗空气中的氧气，不能确定该物质中是否含有氧元素，此选项表述不正确；
B、用带火星的木条伸入集气瓶中木条不复燃，则集气瓶中也可能含有低浓度的氧气，当氧气浓度较低时，也不能使带火星的木条复燃，此选项表述不正确；
C、化合物是由不同种元素组成的，所以由不同种元素组成的纯净物一定是化合物，此选项表述正确；
D、离子是带电荷的微粒，但带电荷的微粒不一定是离子，如质子和电子都是带电的微粒，但都不属于离子，此选项表述不正确。
故选C。
8．C
【详解】 A、在催化、加热条件下，发生反应为，能生成，转化可实现。
B、通电分解，发生反应为，能生成，转化可实现。
C、加热分解，发生反应为，产物中无，转化不能实现。
D、在中点燃，发生反应为，能生成，转化可实现。
故选：C。
9．A
【详解】A、氢气是可燃性气体，不纯时点燃易发生爆炸，因此点燃前必须检验纯度，该说法正确。
B、氢气具有可燃性，在空气中能燃烧（产生淡蓝色火焰），该说法错误。
C、电解水属于化学变化，化学变化中原子的种类、数目、质量均保持不变，该说法错误。
D、电解水实验生成氢气和氧气，说明水是由氢、氧两种元素组成的化合物，不是一种元素，该说法错误。
故选A。
10．C
【详解】A、水中不含氢气和氧气，水是由氢、氧元素组成，该选项说法不正确；
B、活性炭具有吸附性，能吸附水中的色素和异味，但不能除去水中可溶性钙、镁化合物，则不能降低水的硬度，该选项说法不正确；
C、水是由水分子构成，则水分子是保持水化学性质的最小粒子，该选项说法正确；
D、电解水时，生成的氧气和氢气的体积比为1：2，该选项说法不正确。
故选C。
11．A
【详解】A、氢气验纯时，先用拇指堵住试管口，当靠近火源时，松手听声音，该选项操作正确；
B、用托盘天平称量药品时，应左物右码，图中将药品放在右盘上，且托盘天平的精确度为0.1g，不能称量10.05g固体，该选项操作不正确；
C、检查该装置气密性时，用手紧握试管，由于气体会从长颈漏斗中逸出，则导管口无法观察到气泡产生，不能确定气密性是否良好，该选项操作不正确；
D、选取量筒量程时，应选取略大于且接近所需量取液体体积的量程，则应用10mL量筒量取9.5mL液体，该选项操作不正确。
故选A。
12．D
【详解】A、发光放热现象不一定是燃烧，如电灯发光，A错误；
B、两种元素组成的化合物中，其中一种元素是氧元素的叫作氧化物，氧化物都含氧元素，但含有氧元素的化合物不一定是氧化物，如H2SO4属于酸，B错误；
C、带电微观粒子不一定是离子，如质子、电子，C错误；
D、单质是由一种元素组成的，所以由一种元素组成的纯净物一定是单质，D正确。
故选D。
13．(1)吸附性
(2)混合物
(3) 负 H2OH2+O2
(4)CD
【详解】（1）图一中用活性炭除去水中的色素和异味，是因为活性炭具有吸附性；
（2）釜溪河水经过图一的净化后，虽然除去了一些不溶性杂质、色素和异味等，但水中还含有一些可溶性的钙镁化合物等杂质。煮沸后只是将水中的部分钙镁化合物转化为沉淀除去，但水中仍然含有其他可溶性物质，煮沸后的水是混合物；
（3）在电解水实验中，与电源负极相连的玻璃管内产生氢气，与电源正极相连的玻璃管内产生氧气，且氢气与氧气的体积比约为2:1。由图二可知a端玻璃管内气体体积大，所以a端产生的是氢气，连接的是电源的负极。水通电分解生成氢气和氧气，该反应的符号表达式为H2OH2+O2；
（4）A、水是由氢元素和氧元素组成的，不是由氢气和氧气组成，错误；
B、水是由水分子构成的，水分子是由氢原子和氧原子构成的，不能说水是由氢原子和氧原子构成，错误；
C、1 个水分子是由 2 个氢原子和 1 个氧原子构成的，正确；
D、在化学变化中，分子可以再分，原子不能再分，所以电解水实验过程中，水分子改变，氢原子和氧原子不变，正确。
故选CD。
14．(1) H2O O2 H2 Fe3O4
(2) 水氢气+氧气 分解反应 铁+氧气四氧化三铁 化合反应 氢气+氧气水 化合反应
【分析】根据C是自然界中最轻的气体，所以C是氢气，它在空气中燃烧生成A，氢气和氧气在点燃的条件下生成水，所以A是水；水在通电的条件下生成氢气和氧气，所以B是氧气；铁丝可以在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体物质四氧化三铁，所以D是四氧化三铁；代入验证，符合题意。
【详解】（1）由分析知，A是水，化学式是H2O；B是氧气，化学式是O2；C是氢气，化学式是H2；D是四氧化三铁，化学式是Fe3O4。
（2）水在通电的条件下生成氢气和氧气，文字表达式为：水氢气+氧气，该反应由一种物质生成了两种物质，属于分解反应；铁和氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁，文字表达式为：铁+氧气四氧化三铁，该反应由两种物质生成了一种物质，属于化合反应；氢气和氧气在点燃的条件下生成水，文字表达式为：氢气+氧气水，该反应由两种物质生成了一种物质，属于化合反应。
15．(1)节约用水
(2) 明矾 吸附水中悬浮的杂质，使之沉降 过滤 吸附 煮沸
(3) 10 b
【详解】（1）农业和园林浇灌时，改大水漫灌为喷灌、滴灌，主要目的是节约用水，提高水的利用效率；
（2）①加入的A物质是明矾，作用是做絮凝剂，在水中生成的胶状物可吸附杂质，使之沉降；
②操作a实现固液分离，属于过滤，过滤可除去水中不溶性杂质；活性炭具有疏松多孔的结构，有良好的吸附性，可除去水中的色素和异味；
③硬水是指含有较多钙、镁离子的水，加热煮沸能使钙、镁离子形成沉淀，析出，这是生活中最常用的最简单的降低水硬度的方法；
（3）由电解水的实验现象和结论可知，电解水时正极产生氧气，负极产生氢气，氧气和氢气的体积比为1:2。根据图示可知，b试管中产生气体少是氧气，a试管中产生气体多是氢气，故若b试管中产生气体的体积为5mL，则试管a中产生的气体约为10mL；试管b中产生的气体能使带火星的木条复燃。
16．(1)低(合理表述即可)
(2)低温、高压使氢分子间隔变小
(3)2H2O2H2↑+O2↑
(4)D
【详解】（1）利用液氮的低温可将CO液化分离，从而将 H2 与CO分离，说明氢气的沸点比CO的沸点低。
（2）从分子角度解释低温、高压储氢的原理：分子之间存在间隔，低温、高压使氢分子之间的间隔变小。
（3）水在通电的条件下反应生成氢气和氧气，该反应的化学方程式为：2H2O2H2↑+O2↑。
（4）由图可知，Al(BH4)3作为储氢材料时，质量储氢密度和体积储氢密度均较高，故储氢材料中最理想的是Al(BH4)3。
故选D。
17． C 氯酸钾、氧气等
【详解】A、水泥是一种建筑材料，含有不同种物质，为混合物，不是纯净物；镁为一种元素组成的纯净物，镁为单质，故A选项不符合题意；
B、高锰酸钾为钾、锰、氧三种元素组成的一种物质，为纯净物；干冰为固态的二氧化碳，是由碳、氧两种元素组成的纯净物，为化合物，不是单质，故B选项不符合题意；
C、硫酸亚铁为铁、硫、氧三种元素组成的一种物质，为纯净物；C60为一种元素组成的纯净物，属于单质，故C选项符合题意；
故选C。
D、纯净物只含一种物质，如氯酸钾、氯化钾等。单质是只含一种元素的纯净物，如氧气、铁等，合理即可。
18．(1) 8：1 氧元素和氢元素
(2)增强导电性
【详解】（1）电解水时，生成的氢气与氧气的体积比为2:1，由图中现象可知a管内是氧气，b管内是氢气，根据关系可知a、b两玻璃管中收集到的气体质量比为8:1。水通电分解的化学方程式为，化学反应前后元素的种类不变，反应后生成了氢气和氧气，故说明水是由氢元素和氧元素组成的。
（2）做电解水实验时在水里加入少量氢氧化钠的目的是为了增强水的导电性，加快电解速率。
19．(1) c
(2) 随着电压的增大，电解水速率增大 10%NaOH溶液、12V电压
(3) 吸附 不能
(4)蒸发
(5)饱和
(6)蛋白质
【详解】（1）水通电分解生成氢气和氧气，在电极上产生气泡，所以乙玻璃管中产生气泡的位置在c处；
②电解水实验中，水通电分解生成氢气和氧气，根据质量守恒定律，反应前后原子种类和数目不变，则应该补充两个氢分子，即为；
（2）①由图可知，电解溶质质量分数为5%的NaOH溶液时，随着电压的增大，产生20mL氢气所需时间越短，即电解速率越快；
②上述实验中，电解水速率最快，即为产生20mL氢气所需时间最短，当电解溶质质量分数为10%NaOH溶液、12V电压时，产生20mL氢气所需时间最短，此时电解水速率最快；
（3）①活性炭可以除去水中的色素和异味，是利用其吸附性；
②“生命吸管”中滤网可以除去部分颗粒物，活性炭吸附色素和异味，不能除去溶于水的物质，故不能淡化海水；
（4）由流程可知，从海水中获得食盐是通过蒸发结晶实现的；
（5）常温下，析出粗盐晶体后的母液，不能继续溶解氯化钠，是氯化钠的饱和溶液；
（6）流程中的母液其实就是盐卤（或称卤水），卤水中除含氯化钠外，还含有氯化镁、硫酸镁等物质，可以用来“点”豆腐，使豆浆中的蛋白质凝聚析出。

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