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4.2水的组成
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列物质在生活中均可用于杀菌消毒，其中属于单质的是
A． B． C． D．
2．下列图像中，能正确反映变化关系的是
A．将水通电电解一段时间 B．用红磷燃烧的方法测量空气中氧气的含量
C．加热分解高锰酸钾 D．加热一定高锰酸钾固体产生氧气
A．A B．B C．C D．D
3．如图为电解水的实验装置图，下列说法错误的是
A．气体b是氢气 B．水由氢元素和氧元素组成
C．水分子由氢原子和氧原子构成 D．正、负极气体的体积比约为1：2
4．下列物质属于氧化物的是
A．水 B．锰酸钾 C．氧气 D．空气
5．分类是学习化学的重要方法。下列各组物质按氧化物、混合物、化合物顺序排列的是
A．氧化镁、洁净空气，碳酸钙 B．五氧化二磷、加碘食盐、木炭
C．氧气、稀硫酸、氯化钠 D．冰、冰水共存物、硫酸铜
6．下列有关水的说法正确的是
A．地球表面总储水量丰富，无需节约用水
B．水由氢气和氧气组成
C．长期饮用硬水不利于身体健康
D．用活性炭净水可以除去所有杂质
7．下列关于“不一定”和“一定”的说法中，错误的是
A．由同种元素组成的物质不一定是单质
B．原子一定都是由质子、中子、电子构成的
C．由分子构成的纯净物一定只含一种分子
D．含氧化合物不一定是氧化物
8．逻辑推理是一种重要的化学思维方法。下列推理合理的是
A．金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质，因此它们的性质相同
B．化合物是由多种元素组成的物质，因此由多种元素组成的物质一定是化合物
C．在化学变化中，分子可以分为原子，原子又可以结合成新的分子，因此原子是化学变化中最小的粒子
D．通常情况下，燃烧是可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应，因此燃烧必须要有氧气参与
9．下列说法中正确的是
A．氧化物一定含氧元素，所以含有氧元素的物质都是氧化物
B．某物质经分析只含有一种元素，该物质一定是单质
C．由同种分子构成的物质一定是纯净物
D．化合物至少由两种元素组成，所以由两种元素组成的物质一定是化合物
10．水是生命之源，下列关于水的说法中，不正确的是
A．软水中不一定含有钙、镁离子
B．为加快电解水的速率，常加入少量催化剂
C．若水域中氮、磷元素含量过多，易导致赤潮
D．可以用活性炭除去水中色素和异味物质
11．推理归纳是化学学习过程中常用的方法。下列推理合理的是
A．过氧化氢、高锰酸钾都可以制取氧气，证明它们都含有氧分子
B．Mg2+、O2-的最外层电子数均为8，则所有离子的最外层电子数均为8
C．单质是由一种元素组成的物质，则由一种元素组成的纯净物一定是单质
D．水通电生成氢气和氧气，证明水是由氢气和氧气组成的
12．分析推理是化学学习中常用的思维方法。下列推理正确的是
A．由一种元素组成的物质一定不是化合物
B．离子是带电的原子或原子团，因此带电的微粒一定是离子
C．氧化物都含氧元素，所以含氧元素的化合物一定是氧化物
D．因为H2O和H2O2的组成元素相同，所以它们的化学性质相同
二、填空题
13．2021年，我国纪念“世界水日”和开展“中国水周”活动的主题是“深入贯彻新发展理念，推进水资源集约安全利用”。通过化学学习能进一步了解水，回答下列有关水的问题。
【宏观的水】1800年，尼克尔森用伏打电池对水通电分解，再次确认水是由_______组成的；
【微观的水】从微观角度解释“湿衣服在夏天比在冬天干得快”的原因是_______；
【净化的水】生活中降低水的硬度常用的方法是_______；
【应用的水】如图所示，铁丝在氧气中燃烧，集气瓶中放少量水的作用是______；
【我们的水】地球上的水资源丰富，但是可利用的淡水资源却很少，请你写出生活中节约用水的一种做法_____。
14．A、B、C、D是初中化学常见的物质，它们之间有如图所示的关系（“→”表示转化关系、“－”表示可相互反应），其中B、D是组成元素完全相同的化合物，且通常为液体，A、C均为气体单质。
(1)写出物质A—C基本反应类型为：_____。
(2)写出物质D→C反应的符号表达式：_____。
(3)D和B化学性质不同的原因：_____。
15．水是生态之基、生产之要、生命之源。
(1)保护水：下列做法有利于减少水体污染的是____________（填字母）。
A．不向河水内扔垃圾 B．生活污水集中排放
(2)净化水：某实验小组收集浑浊的河水，模拟自来水厂的净水过程，最终得到蒸馏水，净水过程如下图所示：
①操作①中玻璃棒的作用是________。
②操作②中利用物质C的吸附性去除异味和一些可溶性杂质，C可能是________。
③操作③的名称是________。
(3)研究水：如图为电解水实验示意图，用燃着的木条检验b管中气体，可观察到的现象是________，由此得出关于水组成的结论是，________。
16．氨（）比氢气更易液化储运，作为氢能源的载体有发展潜力。合成氨的原料为和。常用液态空气分离法、膜分离法（如图1）和分子筛吸附法（如图2）获取。Haber-Bosch工艺利用和在高温高压催化剂条件下反应制氨，是目前唯一大规模合成氨方法。
(1)如图1所示，膜分离法制中，薄膜不允许______分子通过。
(2)如图2所示，分子筛吸附法制，利用了分子与分子______不同而吸附实现分离。
(3)是合成氨催化剂的主要成分。合成氨催化过程中因部分与反应使催化剂“失效”，在一定温度下可用将其“再生”，原理如图3所示。
①“失效”过程中，发生______（选填“还原”或“氧化”）反应。
②如图4是将一定质量的失效催化剂进行“再生”的过程。合成氨催化剂“再生”的最佳温度范围为______℃。
17．二十四节气在我国具有非常久远的历史，是我国古代所独创的一项优秀文化遗产。下列有关说法错误的是__________
A．立春：春暖花开，万物复苏。走过桃花园能闻到花香，是由于分子在不断运动
B．小雪：天气寒冷，铁制品生锈速率更慢，铁生锈属于缓慢氧化
C．小满：农作物生长需要施肥，硝酸钾(KNO3)是常用的肥料，硝酸钾属于氧化物
D．雨水：好雨知时节，当春乃发生。农业和园林通常采用的浇灌方法为___________。(选填“喷灌”或“漫灌”)
三、实验题
18．水的天然循环、水的分解与合成，均体现了“分”与“合”的思想。
(1)如图1为电解水实验的示意图。
①接通直流电源一段时间，试管a中产生是________，若a中的气体是气体，则试管b中产生气体的体积约为________，如何验证b中的气体________
②电解水的符号表达式为________，反应基本类型是________。
(2)如图2是电解水与合成水的微观示意图：请你分析：在上述化学反应中，反应前后，一定不会改变的是________（填序号）。
A．物质的种类 B．原子的数目 C．原子的种类 D．分子的数目
(3)结合上图，从原子、分子的角度分析，在化学变化过程中，________可分，而________不能再分
(4)为探究不同电压和不同浓度溶液对电解水速率的影响，小组同学进行多次实验，测得产生所需时间如图3。
①电解浓度为10%的溶液时，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________。
四、综合应用题
19．今年第13号强台风“贝碧嘉”过后，某化学兴趣小组的同学来到连云港市区主要饮用水源地蔷薇河，收集到一桶浑浊的河水，并在实验室模拟自来水的净水过程，最终制成蒸馏水。其操作流程如图所示，请回答以下问题。
(1)操作①的名称______，经操作①后的河水依然浑浊，可能原因是______。操作②中加入______物质可去除异味和色素。
(2)小亮同学取2滴液体D滴在洁净的玻璃片上，置于酒精灯上小心加热片刻，水分消失后，观察到玻璃片上有少许固体残留物，产生该现象的原因是_______。
(3)小梅同学在制得的蒸馏水中进行如图所示的电解实验，c、d小试管用来收集生成气体。该反应的符号表达式是______，根据d试管气体收集方法判断b为电源的______极，反应中不发生变化的微观粒子是_______(填粒子名称)。该实验证明水由H、O元素组成。若电解水制取0.6kg氢气，理论上至少需要水的质量是______kg(写出计算过程)。
《4.2水的组成》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C B A A A C B C C A
题号 11 12
答案 C A
1．C
【分析】单质是指由一种元素组成的纯净物。
【详解】A.H2O2由两种元素组成，是化合物不是单质，错误；
B.ClO2由两种元素组成，是化合物不是单质，错误；
C.O3由一种元素组成的纯净物，是单质，正确；
D.KMnO4由三种元素组成，是化合物不是单质，错误；
故选C。
2．B
【详解】A、将水通电电解一段时间，生成氢气和氧气的体积比是2：1，而不是质量比，不符合题意；
B、红磷燃烧时，放出热量，温度升高导致瓶内压强增大，温度恢复常温，由于红磷燃烧消耗了空气中的氧气，导致瓶内气体压强减小，且最终小于初始值，符合题意；
C、加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，二氧化锰质量不断增加，高锰酸钾完全分解，二氧化锰质量不再增加，不符合题意；
D、加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，固体质量减少，由于锰酸钾和二氧化锰都是固体，所以最终固体质量不能为0，不符合题意；
故选B。
3．A
【分析】电解水负极生成氢气，正极生成氧气，氧气和氢气的体积比为1:2。
【详解】A、电解水正极生成氧气，则气体b是氧气，故A错误；
B、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，则水由氢元素和氧元素组成，故B正确；
C、水由水分子构成，水分子由氢原子和氧原子构成，故C正确；
D、电解水负极生成氢气，正极生成氧气，氧气和氢气的体积比为1:2，故D正确。
故选A。
4．A
【分析】由两种元素组成且其中一种元素为氧元素的化合物叫做氧化物；由不同种元素组成的纯净物叫做化合物；纯净物只含有一种物质，混合物含有不同种物质。
【详解】A. 水的化学式为：H O，水是由氢和氧两种元素组成的一种物质，水是纯净物，是化合物，是氧化物；
B. 锰酸钾的化学式为：K MnO ，锰酸钾是纯净物，是化合物，它虽然含有氧元素，但它由钾、锰、氧三种元素组成，所以锰酸钾不是氧化物；
C. 氧气的化学式为：O ，氧气是一种元素组成的纯净物，是单质，不是氧化物；
D. 空气中含有不同种物质，空气是混合物，而氧化物属于纯净物范畴，所以空气中虽然含有氧元素，但它不是氧化物；
故选A。
5．A
【分析】氧化物是由两种元素组成且其中一种为氧元素的化合物；混合物是由两种或两种以上物质组成的；化合物是由两种或两种以上元素组成的纯净物。
【详解】A、氧化镁属于氧化物；空气中含有氮气、氧气等物质，属于混合物；碳酸钙属于化合物，故A正确；
B、五氧化二磷属于氧化物；加碘食盐中含有碘酸钾和氯化钠，属于混合物；木炭的主要成分为碳，还含有其他杂质，属于混合物，故B错误；
C、氧气只含有氧元素一种元素，属于单质；稀硫酸中含有水和硫酸两种物质，属于混合物；氯化钠属于化合物，故C错误；
D、冰为水的固体，属于氧化物；冰水混合物中只含有水一种物质，属于氧化物；硫酸铜属于化合物，故D错误；
故选A。
6．C
【详解】A、地球表面约71%被水覆盖，总储水量确实丰富，但其中大部分是海水（咸水），淡水仅占约2.5%，且大部分淡水存在于冰川和地下水中，可供人类直接使用的淡水资源非常有限，因此，节约用水是必要的，以应对水资源短缺问题，说法错误；
B、水由氢元素和氧元素组成，但水是化合物，由水分子构成，说法错误；
C、硬水是指含有较多钙、镁离子的水，适量钙、镁对人体有益，但长期饮用硬水可能导致这些矿物质在体内积累，形成结石（如肾结石），或影响消化系统，故长期饮用硬水不利于身体健康，说法正确；
D、活性炭净水主要利用吸附作用，能除去水中的色素、异味、有机物和部分氯气，但不能除去所有杂质，说法错误。
故选C。
7．B
【详解】A、单质是由同种元素组成的纯净物，但是由同种元素组成的物质不一定是单质，如氧气和臭氧组成的混合物中只含一种元素，说法正确；
B、原子不一定都是由质子、中子、电子构成，例如普通氢原子中没有中子，说法错误；
C、由分子构成物质中，纯净物是由同种分子构成的，则由分子构成的纯净物一定只含一种分子，说法正确；
D、氧化物是由两种元素组成，且其中有一种元素是氧元素的化合物，因此含氧化合物不一定是氧化物，如KClO3，含有三种元素，不属于氧化物，说法正确。
故选B。
8．C
【详解】A、金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质，它们的化学性质相同，但碳原子的排列方式不同，它们的物理性质差异很大，故选项推理错误；
B、化合物是由多种元素组成的物质，但由多种元素组成的物质不一定是化合物，也可能是混合物，如过氧化氢与水的混合物，故选项推理错误；
C、在化学变化中，分子可以分为原子，原子又可以结合成新的分子，因此原子是化学变化中最小的粒子，故选项推理正确；
D、通常情况下，燃烧是可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应，但燃烧不一定必须要有氧气参与，如镁在二氧化碳中燃烧，故选项推理错误；
故选：C。
9．C
【详解】A.氧化物一定含氧元素，但含有氧元素的物质不一定是氧化物。因为氧化物是由两种元素组成，其中一种是氧元素。因此含有氧元素的物质，可能是单质、化合物、混合物。故A错误。
B.单质是由同种元素组成的纯净物，但只含一种元素的物质不一定是单质。例如，氧气（O2）和臭氧（O3）都是只含氧元素，但它们的混合物（如空气中有O2和O3）只含一种元素，却是混合物，不是单质。故B错误。
C.纯净物是由一种物质组成的。分子是保持物质化学性质的最小粒子，由同种分子构成的物质（如纯水由H2O分子构成、氧气由O2分子构成）意味着所有分子相同，因此一定是纯净物。故C正确。
D. 化合物是由两种或两种以上元素组成的纯净物，但由两种元素组成的物质不一定是化合物。例如，一氧化碳（CO）是化合物，但氧气（O2）和氢气（H2）的混合物也含两种元素（氧和氢），却是混合物，不是化合物。故D错误。
综上，故选C。
10．A
【详解】A、硬水是含较多可溶性钙、镁矿物质的水，软水是含较少可溶性钙、镁矿物质的水，错误；
B、催化剂可加快反应速率，为加快电解水的速率，可加入少量催化剂，正确；
C、若水域中氮、磷元素含量过多，易导致赤潮，正确；
D、活性炭具有吸附性，可以用活性炭除去水中色素和异味物质，正确。
故选A。
11．C
【详解】A、过氧化氢、高锰酸钾都可以制取氧气，证明它们都含有氧原子、氧元素，推理不合理；
B、常见离子的最外层电子数一般是8，但也有特例，如氢离子的 最外层电子数是0，推理不合理；
C、单质是由一种元素组成的物质，则由一种元素组成的纯净物一定是单质，推理合理；
D、水通电生成氢气和氧气，证明水是由氢元素和氧元素组成的，推理不合理；
故选C。
12．A
【详解】A、化合物的定义是由两种或两种以上元素组成的纯净物，所以由一种元素组成的物质（无论是单质还是混合物）一定不是化合物，故推理正确；
B、带电的微粒不一定是离子，比如电子带负电、质子带正电，它们都不是离子，故推理错误；
C、含氧元素的化合物不一定是氧化物，比如高锰酸钾（含三种元素），氧化物必须是由两种元素组成且其中一种是氧元素的化合物，故推理错误；
D、H2O和H2O2的分子构成不同，分子是保持物质化学性质的最小粒子，所以它们的化学性质不同，故推理错误。
故选A。
13． 氢元素和氧元素 温度越高，分子的运动速率越快 煮沸 防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底 淘米水浇花
【详解】宏观的水：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，可得水是由氢元素和氧元素组成；
微观的水：“湿衣服在夏天比在冬天干得快”，是因为温度越高，分子的运动速率越快；
净化的水：可溶性钙、镁化合物在加热时，能形成沉淀，故生活中常用煮沸的方法降低水的硬度；
应用的水：铁丝在氧气中燃烧，放出大量的热，在集气瓶底部放少量水，可以防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底；
我们的水：生活中节约用水，可通过“一水多用”，如淘米水浇花。
14．(1)化合反应
(2)
(3)分子构成不同
【分析】B、D 是组成元素完全相同的化合物，且通常为液体。其中D能转化成B，过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下反应生成水和氧气，则D为过氧化氢，B为水；过氧化氢能转化成C，且C能与B（水）形成相互转化，则C为氧气，A能与水形成相互转化，且A能与氧气反应，则A为氢气，氢气在氧气中燃烧生成水，水通电生成氢气和氧气。将答案代入原题，符合题意。
【详解】（1）由分析可知， A—C的反应即氢气在氧气中燃烧生成水，反应符合多变一，属于化合反应；
（2）由分析可知， D→C的反应即过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下反应生成水和氧气，反应的符号表达式：；
（3）B为水，D为过氧化氢，二者的分子构成不同，则化学性质不同。
15．(1)A
(2) 引流 活性炭 蒸馏
(3) 木条燃烧更旺 水中含有氧元素
【详解】（1）A、不向河水内扔垃圾，利于减少水体污染；
B、生活污水集中排放，不处理，不利于减少水体污染；
故选：A；
（2）①操作①是分离难溶性固体与液体的方法，即过滤操作，该操作中玻璃棒的作用是引流；
②活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，操作②中利用物质C的吸附性去除异味和一些可溶性物质，C可能是活性炭；
③操作③是将水变为蒸馏水，操作名称是蒸馏；
（3）根据水电解“负氢氧正”可知，b试管内产生的是氧气，用燃着的木条检验b管中气体，可观察到的现象是木条燃烧更旺，氧气是由氧元素组成的，由此得出关于水组成的结论是水中含有氧元素。
16．(1)氮/
(2)大小/直径
(3) 还原
【详解】（1）根据图示可以看出，膜分离法能够将氧气从空气这分离出来，制得富氮气体，所以薄膜不允许氮分子通过；
（2）分子筛吸附法制N2，利用了N2分子与O2分子体积的大小或直径不同而吸附O2实现分离；
（3）①由图3可知，“失效”过程中，四氧化三铁和氢气在高温的条件下生成氧化亚铁，四氧化三铁失去部分氧元素，发生了还原反应；
②将一定质量的失效催化剂进行“再生”得到四氧化三铁，由图2可知，合成氨催化剂“再生”的最佳温度范围为t2℃～t3℃。
17． C 喷灌
【详解】A、分子在不断运动，走过桃花园时，具有桃花香味的物质的分子运动到人的鼻孔处使人闻到花香味，选项正确；
B、铁制品生锈速率更慢，现象不明显，铁生锈属于缓慢氧化，选项正确；
C、硝酸钾由钾、氮、氧三种元素组成，不符合氧化物的特点，不属于氧化物，选项错误；
D、农业和园林通常采用的浇灌方法为喷灌，既能够减少水的使用量，也能够得到浇灌的效果，故填C，喷灌。
18．(1) 氢气 3 用带火星的木条靠近b管口，若木条复燃则说明气体是氧气。 分解
(2)BC
(3) 分子 原子
(4) 电压越高电解水速率越快 12V电压下10%NaOH溶液
【详解】（1）电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，且根据，电解水生成氧气和生成氢气的体积比为1：2，所以a管中产生的是氢气，b管气体体积约为3mL，利用氧气的助燃性进行验证，用带火星的木条靠近b管口，若木条复燃则说明气体是氧气。符号表达式为，由一种反应物生成2种物质，是分解反应。
（2）反应前后原子的数目、种类不变。
（3）化学变化中分子可以再分，原子不可再分。
（4）根据图可知，电解浓度为10%的溶液时，电压增大，所用时间减少，电解水速率增加。找到图中最低点即为电解水速率最快的情况，可知为12V电压下10%NaOH溶液。
19．(1) 过滤 滤纸破损 活性炭
(2)溶液D中有可溶性杂质
(3) H2OH2+O2 正 氧原子、氢原子 设电解水制取0.6kg氢气，理论上至少需要水的质量为x。
=
x=5.4kg
【详解】（1）操作①可将固体和液体分离，为过滤操作；若经操作①后得到的河水依然浑浊，可能的原因是液面高于滤纸边缘、滤纸破损或仪器不干净；活性炭具有吸附性，操作②中加入活性炭可去除异味和色素；
（2）小亮同学取2滴液体D滴在洁净的玻璃片上，置于酒精灯上小心加热片刻，水分消失后，观察到玻璃片上有少许固体残留物，产生该现象的原因是液体D中含有一些可溶性物质，水蒸发后，留下固体；
（3）水在通电条件下生成氢气和氧气，反应的符号表达式为：；化学反应前后分子的种类改变，而原子的种类不变，则反应中发生变化的微观粒子是水分子，不发生变化的微观粒子是氢原子、氧原子；
设电解水制取氢气，理论上至少需要水的质量为x
x=5.4kg
答：理论上至少需要水的质量为5.4kg。
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