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课题3 水的组成
☆知识梳理
一、氢气燃烧
1、氢气性质
（1）氢气的物理性质：氢气是无色、无臭、难溶于水的气体，密度比空气小，难液化；
（2）氢气的化学性质：氢气具有可燃性（易燃、易爆）、还原性。
2、氢气燃烧
（1）步骤：①检验纯度（气体不纯净点燃时，易发生爆炸）；②在火焰上方罩一个干燥且凉的烧杯；③用手接触烧杯。
（2）现象：氢气燃烧，产生淡蓝色的火焰；烧杯内壁凝结有水雾；烧杯发烫。
（3）原理：氢气+氧气水。（化合反应）
（4）结论：氢气和氧气在点燃的条件下生成水，即水是由氢氧元素组成。
3、氢能源优点：热值高；原料来源广；清洁无污染。（21世纪最理想的能源）
二、水的分解：
1、条件：
（1）通直流电；
（2）加入稀硫酸或氢氧化钠溶液（目的：增强水的导电性，原因是它们可以形成自由移动的带电离子）。
2、实验现象：通电后，两电极上都有大量的气泡产生，液面下降，一段时间后，正极所产生的气体与负极所产生的气体体积之比约为1：2。
3、气体检验：
（1）正极：用带火星的木条，带火星的木条复燃，证明正极产生的气体是氧气；
（2）负极：用燃着木条，气体能燃烧，火焰呈淡蓝色，证明负极生成的气体是氢气。
4、原理：水氢气+氧气（分解反应）
5、结论：（1）水是由氢元素和氧元素组成的。
（2）水在通电的条件下分解成氢气和氧气，并且它们的体积比是2：1。
（3）化学变化的本质：在化学反应中，分子分解成原子，而原子不可再分，原子又重新结合成新的分子。
6、反应的微观过程图：
7、能量变化：由电能变成化学能。
8、简易装置图
三、物质的分类
物质分为混合物和纯净物，纯净物又分为化合物和单质。
化合物是指由不同种元素组成的纯净物，例如二氧化碳和氧化铁等。由两种元素组成的化合物中，其中一种元素是氧元素的叫做氧化物，例如五氧化磷、水和氧化铁等。
由同种元素组成的纯净物叫做单质，例如氢气、氧气和氮气等。
☆经典例题
关于电解水实验的叙述错误的是（ ）
a连接的是电源的负极
B．左端试管中的气体能使带火星的木条复燃
C．产生的氢气和氧气的体积比为2：1
D．发生反应的表达式式为水氢气+氧气
【答案】B
【解析】
A、由实验操作图，a端试管内气体体积大于另一端试管内的气体，说明a端试管内产生的为氢气，从而可判断a连接的是电源的负极；故A是正确的判断；
B、左端试管内气体体积大于右端试管内气体，因此可判断左端试管内为氢气，氢气不能使带火星的木条复燃；故B是不正确的判断；
C、水通电分解时，产生氢气的体积与氧气的体积比为2：1，故C为正确判断；
D、水在电解的条件下生成氢气和氧气，反应的表达式为水氢气+氧气；故D是正确的判断；
故选B。
【点评】本题较为简单，了解电解水的现象、结论和水的构成即可分析解答。
“”、“”表示两种不同元素的原子，下图表示化合物的是（ ）
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】A、图A中的物质是由同种原子构成的纯净物，表示纯净物中的单质，错误；B、图B中的物质是由同种原子构成的纯净物，表示纯净物中的单质，错误；C、图C中的物质分子是由不由原子构成，表示纯净物中的化合物，正确；D、图D中的物质是由不同分子构成，表示两种单质组成的混合物，错误。故选C。
【点评】本题考查物质的分类，要熟记化合物和单质的微观解释，并能够区分应用。
☆跟踪练习
1·分类是学习化学的重要方法。下列物质属于氧化物的是（ ）
A.O2 B.H2O C.KCl D.H2SO4
【答案】B
【解析】A、O2是由一种元素组成，属于单质，氧化物属于化合物；
B、H2O是由氧元素和氢元素组成的化合物，属于氧化物；、
C、KCl中没有氧元素，不属于氧化物；
D、H2SO4是由三种元素组成，不属于氧化物。故选B。
2·电解水产生的氢气和氧气的体积之比约为（　 　）
A． 2：1 B． 1：2 C． 1：1 D． 3：1
【答案】A
【解析】电解时负极生成氢气、正极生成氧气，并且体积比是2:1。故选A。
3．下列物质属于单质的是（ ）
A.Mg B.Al2O3 C.H2CO3 D.KMnO4
【答案】A
【解析】Mg属于金属单质；Al2O3属于金属氧化物；H2CO3KMnO4属于含氧化物。故选A。
4·用下列装置进行电解水实验，有以下描述：①向水中加入少量的硫酸，能使水电解产生气体的速度变快；②甲、乙两试管内收集到的气体的体积比约为2:1； ③甲试管内产生的气体能燃烧；④乙试管内的气体具有可燃性。以上描述中正确的是（ ）
A.①②③④ B．①② C．①②③ D．②③
【答案】C
【解析】电解水中①向水中加入少量的硫酸，能使水电解产生气体的速度变快；甲、乙两试管内收集到的气体分别是氢气和氧气，体积比约为2:1，所以甲试管内产生的气体能燃烧；乙试管内的气体具有支持燃烧的性质。故选C。
5·电解水的过程可用下列图示表示，粒子运动变化的先后顺序是（　　）
A．①②③④ B．①②④③ C．④③①② D．④①②③
【答案】C
【解析】由化学反应的实质可知，微粒运动变化的先后顺序是：水分子分解成氢原子和氧原子，氢原子和氢原子结合成氢分子，氧原子和氧原子结合成氧分子。顺序是：④③①②。
故选C。
6·如图是电解水的简易实验装置。下列有关叙述错误的是（　　）
A．a、b分别是电源的正极、负极
B．在水中加入少许烧碱．能增强导电性
C．电解水实验表明，水由2个氢原子、1个氧原子构成
D．目前通过电解水获得氢能，成本高、效率低
【答案】C
【解析】A、由上述分析可知，试管b中气体较多，是氢气，a收集的气体较少是氧气，a、b分别是电源的正极、负极，故正确；
B、在水中加入少许烧碱，可以增强导电性，故正确；
C、电解水实验表明，一个水分子是由2个氢原子、1个氧原子构成，水是由氢元素和氧元素组成的，故错误；
D、目前通过电解水获得氢能，成本高、效率低，应寻找合适的催化剂，故正确。
7·电解水时水分解的示意图如下（表示氧原子，表示氢原子）下列关于该反应的说法正确的是（ ）
A．电解水时正极产生氢气，负极产生氧气，且体积比为2：1
B．电解水的实验说明水中含有氢分子和氧分子
C．水分子分解后生成氢分子和氧分子的个数比是2：1
D．反应前后原子和分子的数目都不变
【答案】C
【解析】A、电解水时正极产生氧气，负极产生氢气，且体积比为1：2，故A错误；
B、电解水的实验说明水中含有氢元素和氧元素，故B错误；
C、水分子分解后生成氢分子和氧分子的个数比是2：1，故C正确；
D、反应前后，原子个数不变，分子个数改变，故D错误．故选：C．
8·如图中表示两种不同元素的原子，下列方框中表示混合物的是（　　）
A· B· C· D·
【答案】C
【解答】A、图中只含有一种物质的分子，该图所示的物质为纯净物；但由于分子是由同种原子所构成的单质分子，因此不可能表示氧化物；故A不可能；
B、图中只含有一种物质的分子，该图所示的物质为纯净物；但由于分子是由同种原子所构成的单质分子，因此不可能表示氧化物；故B不可能；
C、图中含有两种构成不同的分子，即为两种物质的分子，图所示的物质为混合物，不可能表示氧化物；故C不可能；
D、图中只含有一种分子，该图所表示的物质为纯净物；图中分子由两种不同原子构成的化合物的分子，若其中一种原子为氧原子，则该分子即为氧化物的分子，图所示物质则的氧化物；故D有可能。
故选D。
9·水是我们日常生活必不可少的物质，下列有关水的说法错误的是（ ）
A．水是由氢元素和氧元素组成的
B．生活中可通过煮沸降低水的硬度
C．洗菜、洗衣和淘米的水可用来浇花、拖地或冲厕所
D．水通电分解时正极产生的氢气与负极产生的氧气的体积比约为2：1
【答案】D
【解析】
A、水是由氢元素和氧元素组成的，故正确；
B、生活中可通过煮沸降低水的硬度，故正确；
C、洗菜、洗衣和淘米的水可用来浇花、拖地或冲厕所，可以节约用水，故正确；
D、水通电分解时正极产生的氧气与负极产生的氢气的体积比约为1：2，故错误。
故选D。
10·关于电解水实验的下列说法中正确的是（ ）
A.从现象上判断:正极产生的是氢气
B.从变化上分类:该变化属于物理变化
C.从宏观上分析:水是由氢气和氧气组成的
D.从微观上分析:水分子是由氢原子和氧原子构成的
【答案】D
【解析】电解水时，从现象上判断:正极产生的是氧气；从变化上分类: 该变化属于化学变化；从宏观上分析:水是由氢、氧元素组成；从微观上分析:水分子是由氢原子和氧原子构成的。故选D。
11·电解水的实验装置如图所示，根据图回答：
（1）电源A是 极
（2）若收集到c气体11.2mL，则理论上应收集到d气体大约 mL
（3）该反应的表达式是 ．
【答案】
（1）正；（2）22.4；（3）水氢气+氧气；
【解析】（1）与A电极相连的试管中产生的气体少，是氧气，A是正极；
（2）生成氢气的体积是氧气体积的2倍，若收集到c气体11.2mL，则理论上应收集到d气体大约是22.4ml；
（3）电解水的表达式为：水氢气+氧气；
12·氢气在空气中燃烧时，产生　 　 色火焰，该反应的表达式是　 　。混有一定量空气或氧气 的氢气遇明火可能会发生爆炸，因此点燃氢气前一定检验其　 　。
【答案】淡蓝；氢气+氧气水；纯度。
【解析】氢气在空气中燃烧时，产生淡蓝色火焰，生成水，该反应的化学方程式是氢气+氧气水。
混有一定量空气或氧气 的氢气遇明火可能会发生爆炸，为防止发生爆炸，因此点燃氢气前一定检验其纯度。
13·下列是水的电解实验中，对得到气体检验的操作。
（1）操作中，盛有氧气的试管口向上，盛有氢气的试管口向下，其中主要原因是　　　　　　。
（2）检验氢气时，如果发生　　　　　　声，表明氢气不纯净，声音　　　　　　，表示氢气较纯净，混有空气的氢气，点燃容易发生　　　　　　，所以点燃氢气前，一定要检验氢气的　　　　　　。
【答案】（1）氢气的密度小于空气的密度；
（2）爆鸣；声音小；爆炸；纯度；
【解析】（1）由于氧气的密度大于空气的密度，在检验氧气时，盛有氧气的试管口向上；由于氢气的密度小于空气的密度，在检验氢气的纯度时，盛有氢气的试管口向下；故填：氢气的密度小于空气的密度；
（2）检验氢气时，如果发生爆鸣声，表明氢气不纯净，声音很小，表示氢气较纯净；混有空气的氢气，点燃容易发生爆炸，所以点燃氢气前，一定要检验氢气的纯度；故填：爆鸣；声音小；爆炸；纯度；
14·生活离不开水，我们可以从组成、结构、性质等角度认识水。
(1)组成：右图所示电解水的实验中，试管a、b中产生气体的体积比约为______，该实验证明水是由_____组成的。
(2)结构：每个水分子是由________构成的。
【答案】(1)2∶1；(2)氢元素和氧元素；两个氢原子和一个氧原子。
【解析】(1)电解水时，正氧负氢，氢二氧一，试管a、b中产生的气体分别是氢气、氧气，它们的体积比约为2:1，该实验证明水是由氢元素和氧元素组成的；
每个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的。
15·有下列物质：①洁净的空气；②河水；③冰水混合物；④铁粉；⑤高锰酸钾；⑥液态的氧气；⑦二氧化锰；⑧高锰酸钾制取氧气后的固体剩余物（填序号）
（1）属于混合物的是 ；
（2）属于纯净物的是 ；
（3）属于化合物的是 ；
（4）属于氧化物的是 ；
（5）属于单质的是 ．
【答案】
（1）①②⑧；（2）③④⑤⑥⑦；
（3）③⑤⑦；（4）③⑦；（5）④⑥．
【解析】①洁净的空气中含有氧气、氮气二氧化碳，等物质，属于混合物；②河水中含有可溶性杂质，属于混合物；③冰水混合物由水一种物质组成，由氢元素和氧元素祖成，属于化合物，还属于氧化物；④铁粉是由一种物质组成，属于纯净物，由一种元素组成，属于单质；⑤高锰酸钾由一种物质组成，属于纯净物，由不同元素组成，属于化合物；⑥液态的氧气由氧元素一种元素组成，属于单质；⑦二氧化锰由锰元素和氧元素组成，属于化合物，还属于氧化物；⑧高锰酸钾制取氧气后的固体剩余物中含有锰酸钾和二氧化锰，属于混合物。
☆中考链接
1·（2018 海南省）下列物质属于氧化物的是（ ）
A．KMnO4 B．KOH C．O3 D．CO
【答案】D
【解析】KMnO4、KOH属于含氧化物，不属于氧化物；O3属于单质；CO属于氧化物。故选 D。
2·（2018 德州）下图是水电解实验示意图，下列有关说法正确的是( )
A. 正极连接的玻璃管内产生氢气B. 产生两种气体质量比为2：1
C. 水是由氢分子和氧分子组成 D. 在化学变化中原子重新组合
【答案】D
【解析】与电源正极相连的玻璃管内产生的是氧气；与直流电源的正极和负极相连管内产生气体的质量比为8：1，体积比为1:2；水通电分解是化学变化，水通电后生成氢气和氧气，说明水是由氢元素和氧元素组成的；在化学变化中，构成物质的的分子分裂成原子，原子重新组合成新的分。故选D。
3·（2018 德州）下列各图中“O”、“●”分别表示不同元素的原子，则其中表示化合物的是( )
【答案】C
【解析】A图表示由一种原子构成的一种分子，属于单质；B图表示由不同种原子构成的两种分子，属于混合物；C图表示由不同种原子构成的一种分子，属于化合物；D图表示由不同种原子构成的三种分子，属于混合物。故选C。
4·（2017 来宾）如图是水的电解实验装置图，请回答下列问题：
①该反应是将电能转化　 　能。
②检验b管内气体的方法是　 　。
③若a管收集到8mL气体，则在相同条件下b管应收集到的气体是　　mL。
【答案】①化学；②用带火星的木条检验，木条复燃，证明是氧气；③4。
【解析】
①电解水时，该反应是将电能转化为化学能；
②与a试管相连的试管中产生的气体多，是氢气；与b电极相连的试管中产生的气体少，是氧气，可以用带火星的木条检验，木条复燃，证明是氧气；
③生成氢气的体积是氧气体积的2倍，若收集到a气体8mL，则在相铜条件下b管应收集到的气体是4ml。
水分子
氧原子
氢原子
氧分子
氢分子
分解
结合
例1
例2
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课题3 水的组成
☆知识梳理
一、氢气燃烧
1、氢气性质
（1）氢气的物理性质：氢气是 、无臭、 水的气体，密度比空气 ，难液化；
（2）氢气的化学性质：氢气具有 （易燃、易爆）、还原性。
2、氢气燃烧
（1）步骤：①检验纯度（气体不纯净点燃时，易发生爆炸）；②在火焰上方罩一个 的烧杯；③用手接触烧杯。
（2）现象：氢气燃烧，产生 的火焰；烧杯内壁凝结有 ；烧杯 。
（3）原理： 。（化合反应）
（4）结论：氢气和氧气在点燃的条件下生成水，即水是由 组成。
3、氢能源优点：热值高；原料来源广； 。（21世纪最理想的能源）
二、水的分解：
1、条件：
（1）通 电；
（2）加入稀硫酸或氢氧化钠溶液（目的：增强水的 ，原因是它们可以形成自由移动的 ）。
2、实验现象：通电后，两电极上都有大量的 产生，液面 ，一段时间后，正极所产生的气体与负极所产生的气体体积之比约为 。
3、气体检验：
（1）正极：用 的木条，带火星的木条 ，证明正极产生的气体是 ；
（2）负极：用 木条，气体能燃烧，火焰呈 ，证明负极生成的气体是 。
4、原理： （分解反应）
5、结论：（1）水是由 和 组成的。
（2）水在通电的条件下分解成氢气和氧气，并且它们的体积比是 。
（3）化学变化的本质：在化学反应中，分子分解成 ，而 不可再分，原子又重新结合成新的 。
6、反应的微观过程图：
7、能量变化：由 变成 能。
8、简易装置图
三、物质的分类
物质分为混合物和纯净物，纯净物又分为化合物和单质。
1、化合物是指由 组成的纯净物，例如 和氧化铁等。由 组成的化合物中，其中一种元素是 的叫做氧化物，例如五氧化磷、 和氧化铁等。
2、由 组成的纯净物叫做单质，例如 、氧气和氮气等。
☆经典例题
关于电解水实验的叙述错误的是（ ）
a连接的是电源的负极
B．左端试管中的气体能使带火星的木条复燃
C．产生的氢气和氧气的体积比为2：1
D．发生反应的表达式式为水氢气+氧气
【答案】B
【解析】
A、由实验操作图，a端试管内气体体积大于另一端试管内的气体，说明a端试管内产生的为氢气，从而可判断a连接的是电源的负极；故A是正确的判断；
B、左端试管内气体体积大于右端试管内气体，因此可判断左端试管内为氢气，氢气不能使带火星的木条复燃；故B是不正确的判断；
C、水通电分解时，产生氢气的体积与氧气的体积比为2：1，故C为正确判断；
D、水在电解的条件下生成氢气和氧气，反应的表达式为水氢气+氧气；故D是正确的判断；
故选B。
【点评】本题较为简单，了解电解水的现象、结论和水的构成即可分析解答。
“”、“”表示两种不同元素的原子，下图表示化合物的是（ ）
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】A、图A中的物质是由同种原子构成的纯净物，表示纯净物中的单质，错误；B、图B中的物质是由同种原子构成的纯净物，表示纯净物中的单质，错误；C、图C中的物质分子是由不由原子构成，表示纯净物中的化合物，正确；D、图D中的物质是由不同分子构成，表示两种单质组成的混合物，错误。故选C。
【点评】本题考查物质的分类，要熟记化合物和单质的微观解释，并能够区分应用。
☆跟踪练习
1·分类是学习化学的重要方法。下列物质属于氧化物的是（ ）
A.O2 B.H2O C.KCl D.H2SO4
2·电解水产生的氢气和氧气的体积之比约为（　 　）
A． 2：1 B． 1：2 C． 1：1 D． 3：1
3．下列物质属于单质的是（ ）
A.Mg B.Al2O3 C.H2CO3 D.KMnO4
4·用下列装置进行电解水实验，有以下描述：①向水中加入少量的硫酸，能使水电解产生气体的速度变快；②甲、乙两试管内收集到的气体的体积比约为2:1； ③甲试管内产生的气体能燃烧；④乙试管内的气体具有可燃性。以上描述中正确的是（ ）
A.①②③④ B．①② C．①②③ D．②③
5·电解水的过程可用下列图示表示，粒子运动变化的先后顺序是（　　）
A．①②③④ B．①②④③ C．④③①② D．④①②③
6·如图是电解水的简易实验装置。下列有关叙述错误的是（　　）
A．a、b分别是电源的正极、负极
B．在水中加入少许烧碱．能增强导电性
C．电解水实验表明，水由2个氢原子、1个氧原子构成
D．目前通过电解水获得氢能，成本高、效率低
7·电解水时水分解的示意图如下（表示氧原子，表示氢原子）下列关于该反应的说法正确的是（ ）
A．电解水时正极产生氢气，负极产生氧气，且体积比为2：1
B．电解水的实验说明水中含有氢分子和氧分子
C．水分子分解后生成氢分子和氧分子的个数比是2：1
D．反应前后原子和分子的数目都不变
8·如图中表示两种不同元素的原子，下列方框中表示混合物的是（　　）
A· B· C· D·
9·水是我们日常生活必不可少的物质，下列有关水的说法错误的是（ ）
A．水是由氢元素和氧元素组成的
B．生活中可通过煮沸降低水的硬度
C．洗菜、洗衣和淘米的水可用来浇花、拖地或冲厕所
D．水通电分解时正极产生的氢气与负极产生的氧气的体积比约为2：1
10·关于电解水实验的下列说法中正确的是（ ）
A.从现象上判断:正极产生的是氢气
B.从变化上分类:该变化属于物理变化
C.从宏观上分析:水是由氢气和氧气组成的
D.从微观上分析:水分子是由氢原子和氧原子构成的
11·电解水的实验装置如图所示，根据图回答：
（1）电源A是 极
（2）若收集到c气体11.2mL，则理论上应收集到d气体大约 mL
（3）该反应的表达式是 ．
12·氢气在空气中燃烧时，产生　 　 色火焰，该反应的表达式是　 　。混有一定量空气或氧气 的氢气遇明火可能会发生爆炸，因此点燃氢气前一定检验其　 　。
13·下列是水的电解实验中，对得到气体检验的操作。
（1）操作中，盛有氧气的试管口向上，盛有氢气的试管口向下，其中主要原因是　　　　　　。
（2）检验氢气时，如果发生　　　　　　声，表明氢气不纯净，声音　　　　　　，表示氢气较纯净，混有空气的氢气，点燃容易发生　　　　　　，所以点燃氢气前，一定要检验氢气的　　　　　　。
14·生活离不开水，我们可以从组成、结构、性质等角度认识水。
(1)组成：右图所示电解水的实验中，试管a、b中产生气体的体积比约为______，该实验证明水是由_____组成的。
(2)结构：每个水分子是由________构成的。
15·有下列物质：①洁净的空气；②河水；③冰水混合物；④铁粉；⑤高锰酸钾；⑥液态的氧气；⑦二氧化锰；⑧高锰酸钾制取氧气后的固体剩余物（填序号）
（1）属于混合物的是 ；
（2）属于纯净物的是 ；
（3）属于化合物的是 ；
（4）属于氧化物的是 ；
（5）属于单质的是 ．
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1·（2018 海南省）下列物质属于氧化物的是（ ）
A．KMnO4 B．KOH C．O3 D．CO
2·（2018 德州）下图是水电解实验示意图，下列有关说法正确的是( )
A. 正极连接的玻璃管内产生氢气B. 产生两种气体质量比为2：1
C. 水是由氢分子和氧分子组成 D. 在化学变化中原子重新组合
3·（2018 德州）下列各图中“O”、“●”分别表示不同元素的原子，则其中表示化合物的是( )
4·（2017 来宾）如图是水的电解实验装置图，请回答下列问题：
①该反应是将电能转化　 　能。
②检验b管内气体的方法是　 　。
③若a管收集到8mL气体，则在相同条件下b管应收集到的气体是　　mL。
水分子
氧原子
氢原子
氧分子
氢分子
分解
结合
例1
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