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4.2 水的组成 分层作业（原卷版）
班级 姓名 日期
1．春节是中华民族的传统节日，焰火为节日增添了欢乐气氛。以下制作焰火的物质中，属于氧化物的是
A． B． C． D．
2．下列各组物质中，不是按照单质、氧化物的顺序排列的是
A．氦气、氧化镁 B．氧气、高锰酸钾 C．铜粉、一氧化碳 D．铁粉、冰水混合物
3．科学是以实验为基础的，规范操作能保证实验的科学性与安全性，下列实验操作正确的是
A．点燃酒精灯 B．量取液体
C．加热液体 D．氢气验纯
4．同学们设计如图所示实验探究水的组成（实验1的水中加入少量氢氧化钠），下列说法不正确的是
A．实验1中加氢氧化钠的目的是增强水的导电性
B．实验2中可观察到产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水雾
C．实验1中a中产生的气体可以使带火星的小木条复燃
D．实验1、2分别通过水的分解和水的合成都证明了水的组成
5．正确的实验操作是实验成功的保证，下列实验中操作正确的是
A．称量 B．检查气密性
C．储存氢气 D．点燃酒精灯
6．物质的性质决定其用途，下列常见物质的性质与其用途相符的是
A．氧气——助燃性——作嫦娥七号发动机燃料
B．氢气——密度小——作探空气球
C．氖气——沸点低——保护气
D．稀有气体——通电可发出不同颜色光——制冷剂
7．用如图装置进行电解水实验。下列有关说法正确的是
A．正、负极室产生气体的质量之比为1∶2 B．通电过程中注射器的活塞一直保持不动
C．缓缓挤压注射器可控制管内的气体排出 D．正极室产生的气体能被燃着的木条点燃
8．化学小组用如图所示装置进行电解水的实验，无须标注的图
A．明火 B．排风
C．护目镜 D．洗手
9．模型构建是学习化学的一种方法。如图为小茗同学建立的物质分类模型，下列选项与物质分类对应不正确的是
A．赤铁矿—混合物 B．冰水共存物—纯净物
C．氨气—单质 D．氧化汞—氧化物
10．以下四种物质的微观示意图，(表示不同种原子)其中表示混合物的是
A． B．
C． D．
11．某兴趣小组进行了水的净化(图1)及水的组成(图2)探究。下列说法正确的是
A．石英砂与活性炭互换净水效果更好 B．净化后的水是纯净的水
C．a、b管生成气体的质量比为2：1 D．b管生成的气体能支持燃烧
12．在宏观、微观和符号之间建立联系是化学学科的特点，如图是两个变化的微观过程示意图，其中“”表示氧原子，“”表示氢原子，请回答下列问题：
(1)从宏观角度看，变化I是________（填“物理”或“化学”）变化，变化II反应的基本类型是________。
(2)从微观角度看，变化I、变化II的本质区别是_______，变化I、变化II中一定不变的粒子是_______（填“分子”或“原子”）。
(3)写出变化II中水通电的文字表达式为________。
13．下列实验设计几乎不能达到实验目的的是
A．探究氧气浓度对反应剧烈程度的影响
B．验证氢气的密度比空气的密度小
C．验证蜡烛燃烧后有二氧化碳生成
D．过滤时要用玻璃棒不停搅拌
14．下列图像能正确反映其对应变化关系的是
A．加热一定质量的高锰酸钾固体
B．电解水一段时间
C．向一定量二氧化锰粉末中加入过氧化氢溶液
D．密闭容器中燃烧一定量的红磷
15．水是生命之源，人类从未停止过对水的研究和利用。
(1)水的合成：
在密闭容器中将和的混合气体点燃，反应前后一定不发生改变的是________（填序号）。
①原子的种类 ②原子的数目 ③分子种类 ④分子的数目 ⑤物质的总质量 ⑥元素的种类
(2)水的分解：
①下列图标与水的电解及产物检验无关的是________（填字母）。
A． 护目镜 B． 明火 C．用电 D．排风
②图甲，电解一段时间后，负极产生的气体是________________（填物质名称）。
③图乙是电解水的微观示意图，正确的排列顺序为________________（填序号）。
(3)水的净化：
某实验小组取浑浊的河水，模拟自来水厂的净水过程，最终得到蒸馏水。过程如下图所示。
①明矾的作用是_________________________________________________。
②操作①、操作②和操作③中，单一净化程度最高的是________________（填操作名称）。
③写出一条节约用水的措施_______________________________________________。
16．化学小组开展以“生命之源——水”为主题的项目式学习。
任务一：自制净水器
(1)小组设计了一款简易净水器（如图）。其中活性炭的作用是______，小卵石、石英砂层的作用相当于实验操作中的______。
任务二：评估自制净水器
(2)小组对某原水水样进行净化，并利用TDS笔（水中总溶解固体量测定仪）检测净化效果，数据记录如下：
水样指标 净化前水样 净化后水样 某品牌纯净水
TDS（ppm） 270 261 0
请根据上表数据，说明“净化后水样是纯净物”观点错误的理由：______。
(3)若要将“净化后水样”进一步提纯为纯净水，可采取的操作方法是______。
任务三：电解水实验的定性与定量探究
(4)小组利用下图电解水装置进行实验。
①若正极注射器收集到4mL气体，则负极收集到的气体体积理论上应为______mL，该实验验证了水是由______组成的。
②将燃着的木条靠近正极产生的气体，观察到的现象是______。
③写出电解水的符号表达式：______。
17．兴趣小组追寻科学家的足迹，通过对水的生成和分解实验研究水的组成。
(1)拉瓦锡通过实验证明了水不是由“水元素”组成的，实验小组同学仿造拉瓦锡实验原理并进行改进，设计如图1实验装置，利用水蒸气与红热的铁粉在高温的条件下反应，生成黑色固体和一种“易燃空气”。
①实验观察到D装置中出现________现象，证明该“易燃空气”是氢气。
②请写出装置B中发生反应的符号表达式________。
(2)1800年，英国化学家尼科尔森进行了水的电解实验，再次确认了水的组成。实验室模拟了电解水的实验如图2。
①电极M为电源________（填“正极”或“负极”），A、B两支玻璃管中生成气体的体积比约为________。
②电解水反应的符号表达式________，该反应属于________反应（填基本反应类型）。
(3)电解纯水速率较慢，实验时常在水中加入少量溶液或NaOH溶液，目的是________。为探究不同电压和不同浓度NaOH溶液对电解水速率影响，小组同学进行多次实验，测得产生20 mL氢气所需时间如图3所示。由图3可知，上述实验中，电解水速率最快的条件是________。
(4)从不同角度研究物质是化学中常用的研究思路，以上通过对水的生成和分解实验的研究，得出水是由________组成的。
试卷第1页（共3页）
试卷第1页（共3页）4.2 水的组成 分层作业（解析版）
班级 姓名 日期
1．春节是中华民族的传统节日，焰火为节日增添了欢乐气氛。以下制作焰火的物质中，属于氧化物的是
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】A.C12H22O11由C、H、O三种元素组成，不符合“两种元素”的要求，不是氧化物，不符合题意；
B.Al2O3仅由Al、O两种元素组成，且含有氧元素，符合氧化物定义，符合题意；
C.KClO3由K、Cl、O三种元素组成，不符合要求，不是氧化物，不符合题意；
D.SrCO3由Sr、C、O三种元素组成，不符合要求，不是氧化物，不符合题意。
2．下列各组物质中，不是按照单质、氧化物的顺序排列的是
A．氦气、氧化镁 B．氧气、高锰酸钾 C．铜粉、一氧化碳 D．铁粉、冰水混合物
【答案】B
【解析】A.氦气（He）是仅由氦元素组成的单质，氧化镁（ ）由镁、氧两种元素组成，属于氧化物，不符合题意；
B.氧气（）是仅由氧元素组成的单质，但高锰酸钾（）含钾、锰、氧三种元素，不符合氧化物的定义，符合题意；
C.铜粉（Cu）是仅由铜元素组成的单质，一氧化碳（）由碳、氧两种元素组成，属于氧化物，不符合题意；
D.铁粉（Fe）是仅由铁元素组成的单质，冰水混合物都为水（），由氢、氧两种元素组成，属于氧化物，不符合题意。
3．科学是以实验为基础的，规范操作能保证实验的科学性与安全性，下列实验操作正确的是
A．点燃酒精灯 B．量取液体
C．加热液体 D．氢气验纯
【答案】D
【解析】A.禁止用燃着的酒精灯引燃另一盏酒精灯，易导致酒精洒出引发火灾，需用火柴点燃酒精灯。
B.量筒读数时视线应与液体凹液面最低处保持水平，俯视读数会使测量值偏大，实际量取的液体体积偏小。
C.加热试管内液体时，液体体积不能超过试管容积的，防止液体沸腾溅出伤人，图中液体体积超出规定要求。
D.氢气验纯的规范操作为：用拇指堵住集满氢气的试管口，管口朝下靠近酒精灯火焰，移开拇指点火，若听到轻微响声说明氢气纯净，图示操作符合要求。
4．同学们设计如图所示实验探究水的组成（实验1的水中加入少量氢氧化钠），下列说法不正确的是
A．实验1中加氢氧化钠的目的是增强水的导电性
B．实验2中可观察到产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水雾
C．实验1中a中产生的气体可以使带火星的小木条复燃
D．实验1、2分别通过水的分解和水的合成都证明了水的组成
【答案】C
【解析】A.纯水导电性极弱，氢氧化钠在水中可解离出自由移动的离子，加入氢氧化钠的目的就是增强水的导电性，说法正确。
B.实验2是氢气燃烧，氢气燃烧产生淡蓝色火焰，反应为，生成的水遇冷会在干燥烧杯内壁形成水雾，说法正确。
C.a管连接电源负极，产生的气体是氢气，氢气具有可燃性，没有助燃性，不能使带火星的小木条复燃（能使带火星木条复燃的是连接正极的b管中的氧气），说法错误。
D.实验1水的分解反应、实验2氢气的燃烧，都能根据化学反应前后元素种类不变，证明水由氢、氧元素组成，说法正确。
5．正确的实验操作是实验成功的保证，下列实验中操作正确的是
A．称量 B．检查气密性
C．储存氢气 D．点燃酒精灯
【答案】B
【解析】A、使用托盘天平称量药品时，应遵循 “左物右码” 的原则，图中物品和砝码位置放反，错误。
B、将导管一端浸入水中，用手紧握试管外壁，若导管口有气泡冒出，松开手后，导管内形成一段水柱，说明装置气密性良好，正确。
C、氢气的密度比空气小，储存氢气时集气瓶应倒放，毛玻璃片粗糙面朝下，图中集气瓶正放，毛玻璃片粗糙面朝上，错误。
D、不能用燃着的酒精灯去点燃另一只酒精灯，否则容易引发火灾，应该用火柴点燃，错误。
故选B。
6．物质的性质决定其用途，下列常见物质的性质与其用途相符的是
A．氧气——助燃性——作嫦娥七号发动机燃料
B．氢气——密度小——作探空气球
C．氖气——沸点低——保护气
D．稀有气体——通电可发出不同颜色光——制冷剂
【答案】B
【解析】A、氧气具有助燃性，不具有可燃性，不能用作燃料，不符合题意；
B、氢气密度小，可用于填充探空气球，符合题意；
C、氖气化学性质稳定，很难与其他物质反应，可用作保护气，不符合题意；
D、稀有气体通电时能发出不同颜色的光，可用作不同用途的电光源，不是制冷剂，不符合题意。
故选B。
7．用如图装置进行电解水实验。下列有关说法正确的是
A．正、负极室产生气体的质量之比为1∶2 B．通电过程中注射器的活塞一直保持不动
C．缓缓挤压注射器可控制管内的气体排出 D．正极室产生的气体能被燃着的木条点燃
【答案】C
【解析】A.电解水正极生成、负极生成，二者体积比为，质量比为，不是，选项错误；
B.通电后水分解产生气体，装置内压强增大，注射器活塞会向上移动，不会保持不动，选项错误；
C.缓缓挤压注射器时装置内压强升高，可将电解管内的气体从气嘴压出，能够控制管内气体排出，选项正确；
D.正极产生的氧气具有助燃性、无可燃性，不能被燃着的木条点燃，只有负极产生的氢气可被点燃，选项错误。
8．化学小组用如图所示装置进行电解水的实验，无须标注的图
A．明火 B．排风
C．护目镜 D．洗手
【答案】B
【解析】A.电解水实验中需要用燃着的木条检验氢气，需要注意“明火”，不符合题意；
B.该实验无有毒气体生成，不需要“排风”，符合题意；
C.实验需佩戴护目镜防止电解液溅出损伤眼睛，需要标注护目镜标识，不符合题意；
D.实验结束后，需要及时洗手，养成良好的卫生习惯，防止发生危险，不符合题意。
9．模型构建是学习化学的一种方法。如图为小茗同学建立的物质分类模型，下列选项与物质分类对应不正确的是
A．赤铁矿—混合物 B．冰水共存物—纯净物
C．氨气—单质 D．氧化汞—氧化物
【答案】C
【解析】A．赤铁矿主要成分为氧化铁，还含有其他杂质，由多种物质组成，属于混合物，对应正确。
B．冰水共存物中冰和水均是水的不同状态，只含H2O一种物质，属于纯净物，对应正确。
C．氨气化学式为NH3，由氮、氢两种元素组成的纯净物，属于化合物，不属于单质，对应错误。
D．氧化汞化学式为HgO，由汞、氧两种元素组成的化合物，属于氧化物，对应正确。
10．以下四种物质的微观示意图，(表示不同种原子)其中表示混合物的是
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】A物质由同种分子构成，该分子由两种原子构成，即该物质是由两种元素组成的纯净物，属于化合物；B、D物质均由同种分子构成，分子均由同种原子构成，两种物质均是由同种元素组成的纯净物，均属于单质；C物质由三种分子构成，即该物质由三种物质混合而成，属于混合物。
11．某兴趣小组进行了水的净化(图1)及水的组成(图2)探究。下列说法正确的是
A．石英砂与活性炭互换净水效果更好 B．净化后的水是纯净的水
C．a、b管生成气体的质量比为2：1 D．b管生成的气体能支持燃烧
【答案】D
【解析】A.石英砂的作用是过滤大颗粒不溶性杂质，活性炭的作用是吸附色素、异味，二者互换后，活性炭颗粒会混入水中，且大杂质易堵塞活性炭孔隙，净水效果变差，错误。
B.该装置只能除去不溶性杂质和部分色素、异味，无法去除可溶性杂质，净化后的水是混合物，不是纯水，错误。
C.电解水时，a管连负极生成氢气，b管连正极生成氧气，二者体积比为，质量比为，错误。
D.b管生成的气体是氧气，氧气具有助燃性，能支持燃烧，正确。
12．在宏观、微观和符号之间建立联系是化学学科的特点，如图是两个变化的微观过程示意图，其中“”表示氧原子，“”表示氢原子，请回答下列问题：
(1)从宏观角度看，变化I是________（填“物理”或“化学”）变化，变化II反应的基本类型是________。
(2)从微观角度看，变化I、变化II的本质区别是_______，变化I、变化II中一定不变的粒子是_______（填“分子”或“原子”）。
(3)写出变化II中水通电的文字表达式为________。
【答案】(1) 物理 分解反应
(2) 分子是否发生了变化 原子
(3)
【解析】（1）变化I是水蒸气液化，仅水的状态发生改变，无新物质生成，属于物理变化；
变化II中水通电生成氢气和氧气，符合“一变多”的特征，属于分解反应。
（2）物理变化的微观本质是分子本身不改变，仅分子间隔等发生变化；化学变化的微观本质是分子破裂为原子，原子重新组合为新分子，因此二者本质区别是分子种类是否改变；
原子是化学变化中的最小粒子，物理变化中原子也不会改变，因此两个变化中一定不变的粒子是原子。
（3）水在通电条件下分解生成氢气和氧气，文字表达式为：。
13．下列实验设计几乎不能达到实验目的的是
A．探究氧气浓度对反应剧烈程度的影响
B．验证氢气的密度比空气的密度小
C．验证蜡烛燃烧后有二氧化碳生成
D．过滤时要用玻璃棒不停搅拌
【答案】D
【解析】A、该实验中其他条件相同，氧气浓度不同，变量唯一，能探究氧气浓度对反应剧烈程度的影响，故操作正确；
B、该实验中，充满氢气的肥皂泡升到空中，说明氢气密度比空气小，故操作正确；
C、在蜡烛火焰上方罩一个内壁涂有澄清石灰水的烧杯，观察到澄清石灰水变浑浊，说明蜡烛燃烧后有二氧化碳生成，故操作正确；
D、过滤实验时，不能用玻璃棒不停搅拌漏斗中的液体，以防损坏滤纸，故操作错误。
故选D。
14．下列图像能正确反映其对应变化关系的是
A．加热一定质量的高锰酸钾固体
B．电解水一段时间
C．向一定量二氧化锰粉末中加入过氧化氢溶液
D．密闭容器中燃烧一定量的红磷
【答案】C
【解析】A.高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，锰酸钾和二氧化锰都是固体，反应结束后固体质量不为0，图像最终固体质量降至0，错误。
B.电解水生成氢气和氧气的质量比为，体积比才是，图像显示二者质量比为，不符合反应事实，错误。
C.二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，反应前后质量和化学性质不变，加入的过氧化氢质量越大，生成氧气的质量越大，与图像变化一致，正确。
D.红磷燃烧消耗密闭容器内的氧气，反应结束温度恢复至室温后，容器内压强会小于初始压强，图像最终压强等于初始压强，错误。
15．水是生命之源，人类从未停止过对水的研究和利用。
(1)水的合成：
在密闭容器中将和的混合气体点燃，反应前后一定不发生改变的是________（填序号）。
①原子的种类 ②原子的数目 ③分子种类 ④分子的数目 ⑤物质的总质量 ⑥元素的种类
(2)水的分解：
①下列图标与水的电解及产物检验无关的是________（填字母）。
A． 护目镜 B． 明火 C．用电 D．排风
②图甲，电解一段时间后，负极产生的气体是________________（填物质名称）。
③图乙是电解水的微观示意图，正确的排列顺序为________________（填序号）。
(3)水的净化：
某实验小组取浑浊的河水，模拟自来水厂的净水过程，最终得到蒸馏水。过程如下图所示。
①明矾的作用是_________________________________________________。
②操作①、操作②和操作③中，单一净化程度最高的是________________（填操作名称）。
③写出一条节约用水的措施_______________________________________________。
【答案】(1)①②⑤⑥
(2) D 氢气 ②③①
(3) 吸附水中悬浮杂质，加速其沉降 蒸馏 洗菜水浇花（或随手关闭水龙头，合理即可）
【解析】（1）根据质量守恒定律，化学反应前后：原子的种类、数目不变，元素种类不变，物质的总质量不变；化学反应生成新物质，分子种类一定改变，该反应化学方程式为，其反应前后分子数目改变，因此不变的是①②⑤⑥。
（2）①电解水需要用电（和C当心用电有关），产物氢气检验需要点燃（和B当心明火有关），实验需要防护（和A护目镜有关），排风标识与该实验无关。
② 电解水符合“负氢正氧”的规律，负极产生的气体是氢气。
③电解水的微观过程：水分子先分解为氢原子、氧原子，再重新结合成氢分子、氧分子；图②是水分子，图③是分解后的原子，图①是生成的氢分子和氧分子，因此顺序为②③①。
（3）①明矾溶于水形成胶状物，作用是吸附水中悬浮杂质，加速杂质沉降。
②操作①是过滤，操作②是吸附，操作③是蒸馏；蒸馏可除去水中所有杂质，是单一净化程度最高的操作。
③节约用水的措施合理即可，常见的有一水多用、随手关闭水龙头等。
16．化学小组开展以“生命之源——水”为主题的项目式学习。
任务一：自制净水器
(1)小组设计了一款简易净水器（如图）。其中活性炭的作用是______，小卵石、石英砂层的作用相当于实验操作中的______。
任务二：评估自制净水器
(2)小组对某原水水样进行净化，并利用TDS笔（水中总溶解固体量测定仪）检测净化效果，数据记录如下：
水样指标 净化前水样 净化后水样 某品牌纯净水
TDS（ppm） 270 261 0
请根据上表数据，说明“净化后水样是纯净物”观点错误的理由：______。
(3)若要将“净化后水样”进一步提纯为纯净水，可采取的操作方法是______。
任务三：电解水实验的定性与定量探究
(4)小组利用下图电解水装置进行实验。
①若正极注射器收集到4mL气体，则负极收集到的气体体积理论上应为______mL，该实验验证了水是由______组成的。
②将燃着的木条靠近正极产生的气体，观察到的现象是______。
③写出电解水的符号表达式：______。
【答案】(1) 吸附水中色素和异味 过滤
(2)纯净水的TDS为0，而净化后水样的TDS为261
(3)蒸馏
(4) 8 氢、氧元素 木条燃烧更旺
【解析】（1）活性炭具有疏松多孔结构，有吸附性，可除去水中色素和异味；
小卵石、石英砂可滤除水中不溶性固体杂质，作用和过滤操作一致；
（2）表格中某品牌纯净水TDS为0，而净化后水样的TDS为261，净化后水样还有溶解的固体，因此不是纯净物；
（3）蒸馏可除去水中所有可溶性、不溶性杂质，得到纯水；
（4）①电解水规律为“正氧负氢、氢二氧一”，正负极气体体积比为1:2，因此正极收集到4mL氧气时，负极氢气体积为8mL；根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，生成物氢气含氢元素、氧气含氧元素，证明水由氢元素和氧元素组成；
②正极产生的是氧气，氧气具有助燃性，能使燃着的木条燃烧更剧烈；
③水在通电条件下分解为氢气和氧气，反应的符号表达式为：。
17．兴趣小组追寻科学家的足迹，通过对水的生成和分解实验研究水的组成。
(1)拉瓦锡通过实验证明了水不是由“水元素”组成的，实验小组同学仿造拉瓦锡实验原理并进行改进，设计如图1实验装置，利用水蒸气与红热的铁粉在高温的条件下反应，生成黑色固体和一种“易燃空气”。
①实验观察到D装置中出现________现象，证明该“易燃空气”是氢气。
②请写出装置B中发生反应的符号表达式________。
(2)1800年，英国化学家尼科尔森进行了水的电解实验，再次确认了水的组成。实验室模拟了电解水的实验如图2。
①电极M为电源________（填“正极”或“负极”），A、B两支玻璃管中生成气体的体积比约为________。
②电解水反应的符号表达式________，该反应属于________反应（填基本反应类型）。
(3)电解纯水速率较慢，实验时常在水中加入少量溶液或NaOH溶液，目的是________。为探究不同电压和不同浓度NaOH溶液对电解水速率影响，小组同学进行多次实验，测得产生20 mL氢气所需时间如图3所示。由图3可知，上述实验中，电解水速率最快的条件是________。
(4)从不同角度研究物质是化学中常用的研究思路，以上通过对水的生成和分解实验的研究，得出水是由________组成的。
【答案】(1)
烧杯内壁出现水雾（或无色小液滴）
(2) 正极 1:2 分解
(3) 增强水的导电性 12V电压、10%溶液
(4)氢元素和氧元素
【解析】（1）①氢气燃烧生成水，因此在干燥的烧杯中燃烧时，会观察到烧杯内壁凝结水雾，以此证明该气体是氢气。
②B中是红热铁粉和水蒸气高温反应，生成四氧化三铁和氢气，按要求写出反应的符号表达式即可。
（2）①电解水的规律为“正氧负氢，氢二氧一”，A管中气体体积更小，是氧气，因此连接的电极M为电源正极；氧气和氢气的体积比约为。
②水通电分解为氢气和氧气，该反应由一种物质生成两种物质，符合分解反应“一变多”的特征，属于分解反应。
（3）纯水导电性很弱，电解速率慢，加入或可以电离出自由移动的离子，增强水的导电性，加快电解速率；
生成相同体积氢气所需时间越短，电解速率越快，由图3可知，电压、溶液条件下，生成20mL氢气所需时间最短，电解速率最快。
（4）根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，因此可得出结论：水是由氢元素和氧元素组成的。
试卷第1页（共3页）
试卷第1页（共3页）

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