课题2 水的组成（同步讲义）初中化学人教版（2024）九年级上册 第四单元 自然界的水（解析版）

第四章自然界的水课题2水的组成教学目标1.认识水的组成，能依据化学反应过程中元素不变的规律，推断反应物或生成物的元素组成。2.能依据物质的组成对物质进行分类，并能识别单质和化合物；能依据物质的类别列举一些简单的单质、氧化物。3.了解并体验人类认识水的组成的过程和方法。重点和难点重点：探究水的组成及变化。难点：物质的简单分类。◆知识点一氢气1.氢气的性质（1）物理性质颜色气味状态密度溶解性无色无味气体相同条件密度最小的气体难溶于水（2）化学性质——可燃性实验操作文字表达式氢气+氧气水（H2）（O2）（H2O）2.检验氢气纯度的方法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，点燃氢气前一定要验纯。3.氢气的用途性质用途密度最小的气体填充气球燃烧放出大量的热①作高能燃料②作为新能源还原性①冶炼金属②作保护器③制高纯硅和多种物质反应作化工原料，如制氨气、氯化氢等气体即学即练1．下列有关氢气的说法不正确的是A．氢气是一种无色、无臭、难溶于水的气体B．氢气在空气中燃烧时，产生淡蓝色火焰C．氢气可以用向上排空气法收集D．氢气在空气中燃烧时，在火焰上方罩一个干冷的烧杯，内壁有水雾产生【答案】C【详解】A、氢气无色无味，且难溶于水，该选项说法正确；B、氢气在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰，该选项说法正确；C、氢气密度比空气小，应用向下排空气法收集，该选项说法不正确；D、氢气燃烧生成水，则点燃氢气后，在火焰上方罩一个干冷的烧杯，内壁有水雾出现，该选项说法正确。故选C。◆知识点二探究水的组成实验1.探究水的组成及变化实验仪器电解器与直流电源等实验装置实验步骤在电解器玻璃管里加满水，接通直流电源，观察并记录两个电极附近和玻璃管内发生的现象实验现象通电后，两个玻璃管内液面均下降，两个电极附近均有无色气泡产生，与电源正极相连的玻璃管内液面下降较慢，与电源负极相连的玻璃管内液面下降较快，一段时间后正、负极玻璃管内产生气体的体积比约为1:2气体检验切断上述装置中的电源，用燃着的木条分别在两个玻璃管尖嘴口检验电解反应中产生的气体，①放在正极端玻璃管尖嘴口处的木条燃烧更旺，说明该玻璃管内收集的气体是氧气；②放在负极端玻璃管尖嘴口处的木条将管内气体点燃，气体燃烧时产生淡蓝色火焰，说明该玻璃管内收集的气体是氢气文字表达式水氢气+氧气实验分析水在通电后发生了化学变化，生成了氢气和氧气。氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，根据化学反应前后元素种类不变，可以推断水是由氢、氧两种元素组成的实验结论①水在通电条件下发生分解反应，生成氢气和氧气；②水是由氢、氧两种元素组成的。①电解水实验所用电源是直流电源，不是交流电源；水电解反应的条件是“通电”不是“电解”。②电解水实验产生氢气和氧气的体积比约为2:1,质量比约为1:8。③为了增强水的导电性，实验时可向水中添加少量硫酸钠或氢氧化钠。④若实验中产生的氧气和氢气的体积比小于1:2，可能的原因之一是氧气在水中溶解的量比氢气大。2.电解水反应的微观解释(1)根据精确的实验测定，每个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的，因此水可以表示为H2O。(2)当水分子分解时，生成了氢原子和氧原子，2个氢原子结合成1个氢分子，很多氢分子聚集成氢气；2个氧原子结合成1个氧分子，很多氧分子聚集成氧气。水分子分解示意图如图所示：水分子分解示意图说明：①水是由氢、氧两种元素组成的；②化学变化的实质是分子分解成原子，原子重新结合生成新的分子；③分子由原子构成；④化学反应前后元素种类不变，原子种类和原子个数不变。即学即练2．水是人类宝贵的自然资源。(1)净水过程主要有沉淀、过滤、吸附、蒸馏等，单一操作相对净化程度较高的是。(2)实验室常用过滤方法除去水中不溶性杂质，过滤需要用到的仪器有带铁圈的铁架台、烧杯、漏斗（含滤纸）和（填仪器名称）。(3)过滤后的水依然浑浊，可能的原因是。（写一条）(4)如图所示为实验室用直流电电解水的简易装置，结合所学知识完成以下问题。①通电后，观察到试管1生成气体的速度比试管2快。一段时间后停止通电，观察到气体A和B的体积比大约为；产生气体A的一端连接的是电源的极（填“正”或“负”）。②分别用燃着的木条检验得到的两种气体，观察到气体A燃烧，发出淡蓝色火焰，该气体为，写出气体A燃烧的化学方程式。该实验证明水是由组成的。【答案】(1)蒸馏(2)玻璃棒(3)滤纸破损（或漏斗内液面高于滤纸边缘或仪器不干净）(4)2：1负氢气/H2氢元素和氧元素【详解】（1）沉降和过滤只能除去水中的难溶性杂质，吸附只能除去水中的色素和异味，而蒸馏可以除去水中的所有杂质，所以单一操作相对净化程度最高的是蒸馏；（2）过滤需要用到的仪器有带铁圈的铁架台、烧杯、漏斗(含滤纸)和玻璃棒；（3）过滤后的水依然浑浊，可能的原因是滤纸破损、漏斗内液面高于滤纸边缘、仪器不干净；（4）①由装置图可知，试管1气体体积大于试管2，所以气体A是氢气，B是氧气，体积比为2：1，生成氢气的一端连接的是电源的负极；②气体A燃烧，发出淡蓝色火焰，该气体为氢气，氢气在空气中燃烧生成水，反应的化学方程式为：；水在通电条件下生成氢气和氧气，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，则该实验证明水是由氢元素和氧元素组成的。◆知识点三物质的简单分类1.单质和化合物(1)单质与化合物的比较物质类别单质化合物概念由同种元素组成的纯净物由不同种元素组成的纯净物共同点都属于纯净物区别①宏观上：单质由同种元素组成；②微观上：单质的分子由同种元素的原子构成；③不能发生分解反应①宏观上：化合物由两种或两种以上元素组成；②微观上：化合物的分子由不同种元素的原子或离子构成；③在一定条件下可能发生分解反应判断依据前提是纯净物，且只含一种元素前提是纯净物，至少含有两种元素举例氧气(O2)、氢气(H2)、铁(Fe)二氧化碳(CO2)、水(H2O)、高锰酸钾(KMnO4)联系二者都属于纯净物，单质在一定条件下发生化合反应可以生成化合物，某些化合物在一定条件下发生分解反应可以生成单质(2)氧化物由两种元素组成的化合物中，其中一种元素是氧元素的叫氧化物，如水(H2O)、二氧化碳(CO2)等。氧化物属于化合物。①含有氧元素的化合物称为含氧化合物，如高锰酸钾(KMnO4)、水(H2O)等都是含氧化合物。②氧化物一定是含氧化合物，但含氧化合物不一定是氧化物。③化合物包含含氧化合物，含氧化合物包含氧化物。2.物质的简单分类①只含一种元素的物质不一定是单质，它还可能是由同种元素组成的不同单质混合形成的混合物，如O2和O3的混合气体。②混合物是由不同物质组成的物质，而化合物是由不同元素组成的纯净物。③由多种元素组成的物质不一定是化合物，还可能是混合物；由多种元素组成的纯净物一定是化合物。即学即练1．对物质进行分类是化学学习的常用方法，下列物质分类正确的是A．氧化物：氧化镁、高锰酸钾 B．单质：氢气、汞C．混合物：自来水、冰水混合物 D．纯净物：稀有气体、蒸馏水【答案】B【详解】A、氧化物是由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物。氧化镁（MgO）是氧化物；高锰酸钾（KMnO4）由三种元素组成，不是氧化物，该选项错误；B、单质是由同种元素组成的纯净物。氢气（H2）、汞（Hg）都符合单质定义，该选项正确；C、混合物是由多种物质组成。自来水含多种物质，是混合物；冰水混合物只含水这一种物质，是纯净物，该选项错误；D、纯净物是由一种物质组成。稀有气体含氦、氖等多种气体，是混合物；蒸馏水是纯净物，该选项错误。故选B。考点一氢气的性质及用途【例1】液氢可作为发射火箭的燃料。下列有关氢气的说法中，属于氢气的化学性质的是A．通常状况下，是无色、无臭的气体 B．氢气是最轻的气体C．氢气具有可燃性 D．氢气难溶于水【答案】C【详解】本题考查氢气的性质，需要区分化学性质和物理性质。化学性质是物质在化学变化中表现出来的性质，如可燃性、稳定性等，涉及物质组成改变；物理性质是不需要化学变化就能观察到的性质，如颜色、状态、密度、溶解性等。A、通常状况下，是无色、无臭的气体：这描述的是氢气的颜色和气味，通过感官直接观察，无需化学变化，属于物理性质。判定结论：A不是化学性质，故A说法错误；B、氢气是最轻的气体：指氢气密度小（相同条件下质量最小），密度是物理性质，可通过测量体积和质量确定，无需化学变化。判定结论：B不是化学性质，故B说法错误；C、氢气具有可燃性：可燃性指氢气能与氧气反应燃烧生成水（化学变化：氢气+氧气→水），涉及新物质生成，属于化学性质。判定结论：C是化学性质，故C说法正确；D、氢气难溶于水：溶解性指物质在溶剂中的溶解能力，可通过实验观察溶解程度确定，无需化学变化，属于物理性质。判定结论：D不是化学性质，故D说法错误；故选：C。【变式1-1】实验室收集氢气()能用排水法、向下排空气法等方法收集，由此推知氢气()可能具有的性质是①易溶于水

②难溶于水

③密度比空气大

④密度比空气小

⑤密度与空气接近

⑥常温下可与空气中某些成分反应

⑦常温下不与空气中的成分反应A．①③⑥ B．①④⑦ C．②④⑦ D．①⑤⑦【答案】C【详解】氢气可用排水法收集，说明氢气难溶于水，且与水不反应；氢气可用向下排空气法收集，说明氢气密度比空气小，且常温下不与空气中的成分反应。故氢气可能具有的性质是②④⑦。【变式1-2】检验氢气纯度时，判断氢气较纯依据的现象是A．听到尖锐的爆鸣声 B．听到轻微的爆鸣声C．未听到声音 D．试管炸裂【答案】B【解析】发出尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯，如果发出的声音很小，表示氢气较纯。考点二电解水的实验探究【例2】某同学利用如图创新装置探究水的组成。下列说法不正确的是A．a中气体能使带有火星的木条复燃B．a、b中气体的体积比大约为2：1C．滴加氢氧化钠溶液是为了增强水的导电性D．结合实验现象可知，水由氢元素和氧元素组成【答案】B【详解】A、a连接电源正极，产生的气体是氧气，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，正确，不符合题意；B、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约为，a连接电源正极产生氧气，b连接电源负极产生氢气，a、b中气体的体积比大约为，错误，符合题意；C、纯水导电性较弱，滴加氢氧化钠溶液后，溶液中自由移动的离子增多，可增强水的导电性，正确，不符合题意；D、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，根据化学反应前后元素种类不变，可推断出水由氢元素和氧元素组成，正确，不符合题意。故填：B。【变式2-1】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2：1C．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【答案】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。【变式2-2】图是改进的电解水的实验装置示意图，图是课本中电解水的实验装置示意图。请据图回答下列问题：(1)写出电解水的文字表达式：；反应类型。(2)用玻璃三通管将图1装置电解水时产生的气体混合在一起，点燃用该混合气吹出的肥皂泡时的实验现象是：。(3)图实验装置的优点是：。(4)与图2装置相比，用图1装置进行该实验的主要不足之处是：。(5)通过该实验得出了许多结论，请你说出一条。【答案】(1)分解反应(2)产生爆鸣声(3)环保、节约资源(4)硬质塑料管没有刻度，无法测量两种气体的体积比(5)水是由氢元素和氧元素组成的【详解】（1）水在通电的条件下分解生成氢气和氧气，反应的文字表达式为：。该反应是由一种物质生成两种物质，符合“一变多”的特征，属于分解反应。（2）氢气具有可燃性，氧气具有助燃性，点燃氢气和氧气的混合气体会发出爆鸣声。（3）图实验装置仪器和装置都用生活中废旧物品制成，体现了环保与节约资源的理念。（4）观察对比两套实验装置，发现图1装置硬质塑料管没有刻度，所以，图1装置无法测量两种气体的体积比。（5）通过该实验可以得出水是由氢元素和氧元素组成的结论。因为电解水生成了氢气和氧气，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，所以水是由氢元素和氧元素组成的。考点三物质的简单分类【例3】下列各组物质，按混合物、氧化物、单质顺序排列的一组是A．空气、高锰酸钾、铁 B．四氧化三铁、氧化镁、汞C．石灰石、冰、液氧 D．糖水、氧化铁、水【答案】C【详解】A、空气中含有氮气、氧气等物质，属于混合物；氧化物是由两种元素组成的化合物中，其中一种元素是氧元素，高锰酸钾是由钾、锰、氧三种元素组成的化合物，不属于氧化物；铁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、四氧化三铁中只含有一种物质，属于纯净物；氧化镁是由镁元素和氧元素组成的化合物，属于氧化物；汞是由同种元素组成的纯净物，属于单质，故选项不符合题意；C、石灰石的主要成分是碳酸钙，还含有其它物质，属于混合物；冰是水的固态，是由氢元素和氧元素组成的化合物，属于氧化物；液氧是液态的氧气，是由同种元素组成的纯净物，属于单质，故选项符合题意；D、糖水中含有糖和水，属于混合物；氧化铁是由铁元素和氧元素组成的化合物，属于氧化物；水是由不同种元素组成的纯净物，属于化合物，故选项不符合题意。故选C。【变式3-1】图表示某些概念的从属关系，下列选项中能符合图的是ABCDX氧化物单质氧化物纯净物Y化合物化合物纯净物单质【答案】D【详解】A、化合物为两种或两种以上元素组成的纯净物，化合物中只有两种元素且有一种是氧元素的，为氧化物，应是X从属于Y，A错误。B、纯净物分为单质和化合物，单质和化合物为并列，没有包含关系，B错误。C、氧化物是属于纯净物，应是X从属于Y，C错误。D、纯净物分为单质和化合物，Y从属于X，D正确。故选D。【变式3-2】下列物质的分类中，完全正确的一组是A．单质：水、铜、氦气B．氧化物：蒸馏水、四氧化三铁、过氧化氢溶液C．混合物：稀有气体、液氧、高锰酸钾完全分解后的固体剩余物D．纯净物：冰水混合物、五氧化二磷、二氧化锰【答案】D【详解】A、单质是由同种元素组成的纯净物，则铜、氦气属于单质，而水是由不同种元素组成的纯净物，属于化合物，故选项分类不正确；B、氧化物是由两种元素组成的化合物中，其中一种元素是氧元素，则蒸馏水、四氧化三铁属于氧化物，而过氧化氢溶液中含有过氧化氢和水，属于混合物，故选项分类不正确；C、混合物是由多种物质组成，则稀有气体（含氦气、氖气等）、高锰酸钾完全分解后的固体剩余物（含有锰酸钾和二氧化锰）属于混合物，而液氧中只含有一种物质，属于纯净物，故选项分类不正确；D、纯净物中只含有一种物质，冰水混合物、五氧化二磷、二氧化锰中都只含有一种物质，属于纯净物，故选项分类正确。故选D。基础达标1．下列物质中，由一种元素组成的是A．水 B．氧气 C．二氧化碳 D．葡萄糖【答案】B【详解】A.单质是由同一种元素组成的纯净物，化合物是由不同元素组成的纯净物，水的化学式为，属于化合物，由氢元素（H）和氧元素（O）两种元素组成，因此，水不是由一种元素组成的物质，故A错误；B.氧气的化学式为，属于单质，只由氧元素（O）一种元素组成（尽管一个氧气分子包含两个氧原子，但都属于同一种元素），因此，氧气是由一种元素组成的单质，故B正确；C.二氧化碳的化学式为，属于化合物，由碳元素（C）和氧元素（O）两种元素组成，因此，二氧化碳不是由一种元素组成的物质，故C错误；D.葡萄糖的化学式为，属于化合物，由碳元素（C）、氢元素（H）和氧元素（O）三种元素组成，因此，葡萄糖不是由一种元素组成的物质，故D错误。故选：B。2．在收集氢气、检验氢气纯度的实验操作中，不正确的是（）A．用排水法收集一试管气体B．用拇指堵住试管口，管口向上，靠近火焰，移开拇指点火C．如果听到的声音很小，表示气体较纯D．如果听到尖锐的爆鸣声，可直接用排水法收集一试管氢气，再进行检验【答案】B【详解】A、氢气难溶于水，可用排水法收集一试管气体，此选项正确；B、由于氢气的密度比空气的小，用拇指堵住试管口，管口向下，靠近火焰，移开拇指点火，此选项错误；C、如果听到的声音很小，表示气体较纯，此选项正确；D、如果听到尖锐的爆鸣声，说明氢气不纯净，可直接用排水法收集一试管氢气，再进行检验，直到听到很小的响声，才表明氢气已经纯净，此选项正确。故选B。3．“”和“”分别表示不同元素的原子，其中可以表示氧化物的是A． B．C． D．【答案】A【详解】A、图示物质由同种分子构成，属于纯净物，该分子由两种不同原子构成，若其中一种原子为氧原子，则该分子为氧化物的分子，可以表示氧化物，符合题意；B、图示物质由不同种分子构成，属于混合物，不能表示氧化物，不符合题意；C、图示物质由同种分子构成，属于纯净物，该分子由同种原子构成，属于单质，不能表示氧化物，不符合题意；D、图示物质由不同种分子构成，属于混合物，不能表示氧化物，不符合题意。故选：A。4．按照生产氢气过程中碳排放的多少可将氢气分为“灰氢”、“蓝氢”、“绿氢”。“绿氢”是通过太阳能或风能发电来电解水制氢，整个过程无碳排放。以下说法不正确的是A．试管2中的气体能使燃着的木条燃烧得更旺B．该实验中使用的电源为交流电源C．实验结束时产生的氢气和氧气的体积比为D．生产“绿氢”有利于实现“碳中和”【答案】B【详解】A、如图，试管2与电源的正极相连，其中生成的是氧气，能使燃着的木条燃烧得更旺，描述正确，不符合题意；B、电解水实验使用的电源为直流电源，确保电极极性稳定，从而持续产生氢气和氧气，描述错误，符合题意；C、实验结束时产生的氢气和氧气的体积比为2:1，描述正确，不符合题意；D、“绿氢”是通过太阳能、风能发电来电解水制氢，整个过程无碳排放生产，有利于“碳中和”，描述正确，不符合题意；故选：B。5．理论上电解水得到氧气和氢气的体积比为1∶2。某同学用碳棒作电极进行电解水实验，得到氧气和氢气的体积比小于1∶2，对产生此现象原因的猜想不合理的是（）A．部分氧气溶于水 B．部分氧气与碳棒反应C．部分氧气被碳棒吸附 D．部分氧气与氢气反应重新生成了水【答案】D【详解】A、在室温下，1L水中能溶解约30mL氧气，而氢气难溶于水，室温下，溶解的比氧气少，故得到氧气和氢气的体积比小于1:2，不符合题意；B、碳能与氧气在一定条件下反应生成二氧化碳，故可能是部分氧气与碳棒发生了反应，不符合题意；C、碳棒具有疏松多孔的结构，可能会吸附一部分氧气，不符合题意；D、在电解水实验中，“正氧负氢”，氧气在正极生成，氢气在负极生成，故氧气与氢气不可能重新生成水，符合题意。故选D。6．下图实验用于探究水的组成。下列说法正确的是A．该实验不是探究水的组成的唯一实验 B．b试管产生的气体能使带火星木条复燃C．实验中加入的氢氧化钠属于一种反应物 D．实验得出水分子是由氢氧两种元素组成的【答案】A【详解】A、除了电解水实验，氢气在氧气中燃烧生成水的实验也能探究水的组成，所以该实验不是探究水的组成的唯一实验，A正确。

B、根据电解水实验的“正氧负氢”结论，b试管与电源负极相连，产生的是氢气，氢气具有可燃性，不能使带火星木条复燃，B错误。

C、实验中加入氢氧化钠是为了增强水的导电性，氢氧化钠并没有参与化学反应，不属于反应物，C错误。

D、实验得出的是水是由氢、氧两种元素组成的，而不是水分子是由氢、氧两种元素组成的，水分子是由氢原子和氧原子构成的，D错误。

故选A。7．分类是研究物质及其变化的重要思想和方法。如图可表示纯净物、单质、化合物、氧化物之间的关系，若整个大圆圈表示纯净物，则下列物质中属于Z范围的是A．臭氧 B．高锰酸钾 C．二氧化碳 D．空气【答案】C【分析】纯净物包含单质和化合物，单质是由同种元素组成的纯净物，化合物是由不同种元素组成的纯净物，氧化物是由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物，故若整个大圆圈表示纯净物，则X表示单质，Y表示化合物，Z表示氧化物。【详解】A、臭氧是由氧元素组成的纯净物，属于单质，不符合题意；B、高锰酸钾是由K、Mn、O三种元素组成的化合物，不属于氧化物，不符合题意；C、二氧化碳是由C、O元素组成的化合物，属于氧化物，符合题意；D、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C。8．电解一定量的水当某一电极上产生5mL气体时，另一电极产生的气体体积可能是A．5mL或2.5mL B．5mL或10mL C．10mL或15mL D．10mL或2.5mL【答案】D【解析】略9．下列物质中前者属于化合物，后者属于混合物的是A．氧气、冰水混合物 B．澄清石灰水、氯化钙C．蒸馏水、食盐水 D．稀盐酸、大理石【答案】C【详解】化合物：由不同种元素组成的纯净物。混合物：由两种或两种以上的物质混合而成的物质。A、氧气（O₂）是由同种氧元素组成的纯净物，属于单质；冰水混合物只含水（H2O）一种物质，属于纯净物，由氢、氧两种元素组成，属于化合物，不符合题意；B、澄清石灰水是氢氧化钙的水溶液，属于混合物；氯化钙（CaCl2）由钙、氯两种元素组成的纯净物，属于化合物，不符合题意；C、蒸馏水是纯水（H2O），属于纯净物，由氢、氧元素两种元素组成，属于化合物；食盐水是氯化钠（NaCl）的水溶液，属于混合物，符合题意；D、稀盐酸是氯化氢（HCl）气体的水溶液，属于混合物；大理石主要成分是碳酸钙（CaCO3），还含有杂质，属于混合物，不符合题意。故选：C。10．如图是兴趣小组设计的电解水实验创新装置，下列有关说法正确的是A．实验中注射器针筒内气体的质量比为B．与电源负极相连的注射器针筒内液面下降速率慢C．该实验说明水中有氢气和氧气D．与正极相连的注射器针筒内，产生的气体可以使带火星的木条复燃【答案】D【详解】A、电解水时，生成的氧气和氢气的体积比为1：2，而不是质量比，该选项说法不正确；B、电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，且生成氧气和氢气的体积比为1：2，则与电源负极端相连的注射器针筒内液面下降速率更快，该选项说法不正确；C、该实验说明水由氢元素和氧元素组成，该选项说法不正确；D、正极产生的气体为氧气，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，该选项说法正确。故选D。11．如图是水分子在一定条件下分解的示意图，从中获得的信息不正确的是（）

A．一个水分子由二个氢原子和一个氧原子构成B．水分解后生成氢气和氧气的分子数比为2：1C．水分解过程中，分子的种类不变D．水分解过程中，原子的数目不变【答案】C【详解】A、由图中可以看出一个水分子由二个氢原子和一个氧原子构成，正确；B、由图中可以看出水分解后生成氢气和氧气的分子数比为2：1，正确；C、由图中可以看出反应前只有水分子，反应后有氧分子和氢分子，故水分解过程中，分子的种类改变，错误；D、由图中可以看出反应前有6个原子，反应后也有6个原子，故水分解过程中，原子的数目不变，正确。故选C。综合应用12．空间站利用电解水的原理制备氧气，以供给宇航员呼吸。空间站制取氧气系统的剖面结构如图。以下说法正确的是A．a端为电源的正极 B．供水膜的孔径小于水分子的直径C．电解水实验证明水由氢、氧原子构成 D．该系统为空间站内实现水循环、氧循环【答案】D【详解】A、电解水时正极产生氧气，负极产生氢气，a端产生气体为氢气，则为电源的负极，不符合题意。B、由图可知，供水膜能使水分子通过，供水膜的孔径应大于水分子的直径，不符合题意。C、水在通电的条件下生成氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，该实验证明水由氢、氧元素组成，不符合题意。D、该系统利用电解水制备氧气，同时产生氢气，氢气燃烧又可转化为水，同时提供能量，为空间站内实现水循环、氧循环，符合题意。故选D。13．下列归纳和推理正确的是A．由一种分子构成的物质为纯净物，则纯净物一定由一种分子构成B．化合物是由不同种元素组成的纯净物，则由不同种元素组成的纯净物一定是化合物C．单质由同种元素组成，则由同种元素组成的物质一定是单质D．氧化物中含有氧元素，则含有氧元素的化合物一定是氧化物【答案】B【详解】A、由一种分子构成的物质为纯净物，纯净物不一定是由一种分子构成的，也可能是由原子构成的，例如铁属于纯净物，是由铁原子构成的，故A错误，不符合题意；B、化合物是由不同种元素组成的纯净物，由不同种元素组成的纯净物一定是化合物，故B正确，符合题意；C、单质是由同种元素组成的，但是由同种元素组成的物质不一定是单质，例如氧气和臭氧的混合物，故C错误，不符合题意；D、氧化物是指由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物，所以氧化物中一定含有氧元素，但是含有氧元素的化合物不一定是氧化物，如氯酸钾，故D错误，不符合题意；故选B。14．某化学兴趣小组通过图1中的简易装置来探究水的组成。请回答下列问题。(1)试管2中收集的气体是(填化学式)。(2)由电解水的实验可知，水是由组成的。(3)图2为水电解时水分子分解过程示意图。由图可知，水通电分解过程中发生改变的微粒是(填序号)，不发生改变的微粒是(填序号)。①水分子

②氢原子

③氧原子【答案】(1)O2(2)氢元素和氧元素(3)①②③【详解】（1）由电解水时“正氧负氢、氢二氧一”可知，试管2中收集的气体是电源的正极生成的气体，该气体是氧气，化学式是；（2）电解水生成了氢气和氧气，可得出水是由氢元素和氧元素组成；（3）由水电解时微粒的变化可知，水分子分解成氢原子和氧原子，氢原子结合成氢分子，氧原子结合成氧分子，因此通电分解过程中发生改变的微粒是水分子，不发生改变的微粒是氢原子和氧原子，故填：①；②③。15．如图是小红同学用来电解水的简易装置图。请你参与探究并回答下列问题：(1)电源的A为极。(2)C试管中收集到的气体是，可以用检验，C、D中两种气体的体积比约为，发生该反应的文字表达式为，该反应属于反应(填反应类型)。(3)根据以上事实可以得出：水是由组成的。(4)小红在做电解水实验之前还对天然水中的杂质进行了探究，她发现天然水中有可溶性和不溶性两种杂质。你认为除去不溶性杂质的方法是。【答案】(1)正(2)氧气带火星的木条1:2分解(3)氢元素和氧元素(4)过滤【分析】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，C试管中收集到的气体较少，为氧气，D试管收集到的气体较多是氢气，则与C管相连的A为电源的正极，B为负极。【详解】（1）由分析可知，A为电源的正极；（2）由分析可知，C试管中收集到的气体是氧气，氧气具有助燃性，检验时可用带火星的木条；C、D中两种气体的体积比，即氧气和氢气的体积比约为1:2；电解水生成氢气和氧气，文字表达式为：；反应符合一变多，属于分解反应；（3）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；（4）过滤能将不溶性固体和液体分离，则除去水中不溶性杂质可采用过滤的方法。拓展培优16．某化学兴趣小组在实验室里进行电解水实验。【基础实验】如图所示，在电解器玻璃管里加满水(水中加入少量氢氧化钠)，接通直流电源，一段时间后断开电源，并检验反应中产生的气体。(1)打开管a活塞，用检验气体，观察到。【实验结论】(2)该实验说明水是由。(3)该反应的文字表达式为：。【实验拓展】(4)理论上电解水生成氢气和氧气的体积比为，实际测定结果却往往偏大，这是为什么？【查阅资料】常温常压下，1L水中最多能溶解约30mL氧气、18mL氢气。【探究实验】分别选用不同的电极材料进行电解水实验，3分钟后记录实验数据如下表：电极材料铜丝铁丝保险丝电阻丝氢气与氧气的体积比7.7：3.36.5：3.26.9：2.97.3：3.4【实验分析】(5)水中预先加入少量氢氧化钠的作用是。(6)下列关于电解水实验的说法中，正确的是___________(填字母)A．进行该实验前，需要先检查装置的气密性B．通过实验数据分析，铁丝最适合做电解水实验C．选用不同的电极材料进行实验，可能影响测得的气体体积比【交流反思】(7)影响测得的气体体积比的因素除了与电极材料有关外，还可能与有关。【答案】(1)带火星的木条木条复燃(2)氢元素和氧元素组成(3)(4)2:1(5)增强导电性(6)ABC(7)气体在水中的溶解性【详解】（1）水通电时，负极产生氢气，正极产生氧气，体积比为2：1，a管中气体体积较小，其中的气体是氧气，可用带火星的木条检验气体，可以看到木条复燃；（2）水电解生成氢气和氧气，氢气中含有氢元素，氧气中含有氧元素，反应前后元素种类不变，反应物只有水，所以水由氢元素和氧元素组成；（3）电解水生成氢气和氧气，文字表达式为：；（4）理论上电解水生成氢气与氧气的体积比为2：1；（5）氢氧化钠在水中电离出可自由移动的离子，水中预先加入少量氢氧化钠的作用是增强导电性；（6）A、为防止装置漏气影响实验结果，进行该实验前，需要先检查装置的气密性，正确；B、根据表格中的数据可知，铜丝作为电极时，测得的氢气与氧气的体积比=7.7：3.3≈2.33:1，铁丝作为电极时，测得的氢气与氧气的体积比=6.5：3.2≈2.03:1，保险丝作为电极时，测得的氢气与氧气的体积比=6.9:2.9≈2.37:1，电阻丝作