《弯道超车》第四单元 课题2水的组成人教版化学九年级暑期预习讲义（教师版）

《弯道超车》人教版化学九年级暑期预习讲义--第四单元物质构成的奥秘第2讲水的组成知识梳理知识梳理一、氢气1.氢气的物理性质：无色、无臭气体，难溶于水，密度比空气小。2.氢气的化学性质——可燃性①燃烧现象：纯净氢气在空气中安静燃烧，产生淡蓝色火焰；火焰上方罩干燥冷烧杯，烧杯内壁出现水雾。②文字表达式：氢气+氧气点燃水③结论：氢气燃烧生成水，证明水中含氢元素。④安全要点：氢气与空气混合遇明火易爆炸，点燃前必须验纯。验纯操作：试管收集氢气，拇指堵住管口移近火焰；判断：发出尖锐爆鸣声→不纯；声音很小→纯净。考点突破考点突破【典例精析】【例题1】如下是小明整理的化学笔记，有关说法错误的是A．取一定量液体药品，需用量筒和胶头滴管B．二氧化碳和高锰酸钾都含有氧元素，都是氧化物C．在标准状况下，氢气是无色，无臭的气体，密度比空气的密度小D．元素是质子数相同的一类原子的总称【答案】B【详解】A、用量筒量取一定量液体药品，先向量筒中倾倒液体，接近刻度后改用胶头滴管，故A不符合题意；B、氧化物是由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物，二氧化碳属于氧化物，而高锰酸钾由三种元素组成，不属于氧化物，故B符合题意；C、在标准状况下，氢气是无色，无臭的气体，难溶于水，密度比空气小，故C不符合题意；D、元素是具有相同核电荷数（或质子数）的一类原子的总称，故D不符合题意。故选B。【举一反三】【变1-1】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【详解】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。【变1-2】下列物质的用途中错误的是A．氮气填充飞艇B．氧气用于动物呼吸C．氢气做燃料D．稀有气体用于霓虹灯A．A B．B C．C D．D【答案】A【详解】A、氮气密度和空气接近，无法为飞艇提供足够浮力，不能用于填充飞艇，故选项用途不正确。B、氧气能够供给呼吸，可用于动物呼吸，故选项用途正确。C、氢气具有可燃性，热值高，可作燃料，故选项用途正确。D、稀有气体通电时能发出不同颜色的光，可用于制作霓虹灯，故选项用途正确。故选A。知识梳理知识梳理二、电解水实验1.实验装置与药品水电解器，水中加少量氢氧化钠/硫酸钠，增强导电性。2.实验现象①通电后两电极均产生气泡；②负极气体体积：正负极气体体积≈1:2；气体检验：负极气体：燃着木条点燃，气体燃烧，淡蓝色火焰→氢气；正极气体：带火星木条伸入，木条复燃→氧气。3.文字表达式：水通电氢气+氧气4.实验结论宏观：水是由氢元素、氧元素两种元素组成的化合物；微观：化学反应中分子可分，原子不可分；水分子由氢原子、氧原子构成；定量：1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成。5.微观解释通电时，水分子分解为氢原子、氧原子；每2个氢原子结合成1个氢分子，每2个氧原子结合成1个氧分子；反应前后原子种类、数目不变。考点突破考点突破【典例精析】【例2】实验室用如图所示装置进行电解水实验水中加入少量氢氧化钠溶液以增强导电性，一段时间后检验产生气体。下列说法正确的是A．球形容器内液面下降 B．溶液中氢氧化钠的浓度增大C．管内产生的气体能使带火星的木条复燃 D．由实验得出水由氢气和氧气组成【答案】B【详解】A.电解水时，、管产生气体，压强增大，会把水压入球形容器，因此球形容器内液面上升，不是下降，故说法错误。B.电解过程中，水的质量减少，而氢氧化钠的质量不变，所以溶液中氢氧化钠的浓度增大，故说法正确。C.管连接电源负极，产生的是氢气，氢气具有可燃性，不能使带火星的木条复燃能使带火星木条复燃的是氧气，在管，故说法错误。D.电解水实验得出的结论是水由氢元素和氧元素组成，不是由氢气和氧气组成，故说法错误。【举一反三】【变2-1】电解水的实验装置如图所示，下列说法正确的是A．水由氢气和氧气组成B．实验过程中c内液面高度不变C．b管产生的气体能使燃着的木条燃烧得更旺D．a管和b管产生的气体的质量比约为2∶1【答案】C【详解】A.水是纯净物，由氢元素和氧元素组成，不是由氢气、氧气两种物质组成，错误。B.实验中两管不断生成气体，管内压强增大，会将水压入中间的c管，c管液面上升，错误。C.b管生成的气体体积更小，为氧气，氧气具有助燃性，能使燃着的木条燃烧更旺，正确。D.a管（氢气）和b管（氧气）的体积比约为，质量比为，错误。【变2-2】利用水的电解和氢气燃烧来探究水的组成，下列说法错误的是A．图2实验中，管B中产生的气体具有可燃性B．图2实验的管A中产生的气体是C．为了增强图2电解器中水的导电性，可以加少量硫酸钠溶液D．图1实验也可以证明水是由氢、氧元素组成【答案】A【详解】A.电解水生成和的体积比为，B管气体为，有助燃性，无可燃性，故A说法错误。B.图2中体积更大的A管气体为，故B说法正确。C.纯水导电性弱，加入硫酸钠可解离出自由移动的离子，能增强水的导电性，C说法正确。D.图1为氢气燃烧反应：，根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，反应物含氢、氧元素，可证明水由氢、氧元素组成，D说法正确。知识梳理知识梳理三、物质分类1．单质：由同种元素组成的纯净物。2．化合物：由不同种元素组成的纯净物。3．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。4.物质的简单分类：混合物氧化物物质化合物纯净物其他单质考点突破考点突破【典例精析】【例题3】古人以硝土为主要原料制硝(硝酸钾)。硝土中富含KNO3、Ca(NO3)2和NaCl，以硝土为原料制硝的主要步骤如图所示。制硝过程中涉及的部分物质的溶解度如表所示。温度(℃)020406080溶解度(g)KNO313.931.661.3106167NaCl35.735.936.437.138.0步骤I取土：取硝土备用。硝土属于A．混合物 B．氧化物 C．化合物 D．单质【答案】A【详解】硝土中富含KNO3、Ca(NO3)2和NaCl，由多种物质混合而成，属于混合物。【举一反三】【变3-1】硝酸铜是一种蓝色颜料，工业制备它的反应是3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+4H2O+2NO↑，在涉及的物质中，属于单质的是A．Cu B．HNO3 C．Cu(NO3)2 D．NO【答案】A【分析】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：【详解】A.仅由铜元素一种元素组成，属于单质，正确；B.由氢、氮、氧三种元素组成，属于化合物，错误；C.由铜、氮、氧三种元素组成，属于化合物，错误；D.由氮、氧两种元素组成，属于化合物，错误；【变3-2】明代李时珍所著《本草纲目》是世界医药学史上的伟大杰作，共记载了1892种药物。下列药物的主要成分属于氧化物的是A．石硫磺(主要成分S) B．石灰(主要成分CaO)C．硝石(主要成分) D．雄黄(主要成分)【答案】B【详解】A.硫是由硫元素组成的纯净物，属于单质；B.氧化钙是由Ca、O元素组成的化合物，属于氧化物；C.硝酸钾是由钾、氮、氧三种元素组成的化合物，不满足氧化物仅含两种元素的要求，不属于氧化物；D.由As、S元素组成，不含氧元素，不属于氧化物。专项练习专项练习【练1】有关电解水实验的下列叙述中，正确的是A．在水中加少量稀硫酸可增强导电性 B．与电源正极相连的一端产生氢气C．可证明水由氢气、氧气组成 D．正、负极产生的气体质量比是1：2【答案】A【详解】A.纯水导电性很弱，稀硫酸可以电离出自由移动的离子，加入少量稀硫酸能增强水的导电性，叙述正确。B.电解水实验中正氧负氢，氢二氧一（体积比），水由氢、氧元素组成，与电源正极相连的一端产生氧气，不是氢气，叙述错误。C.电解水证明水由氢元素和氧元素组成，水是纯净物，不含氢气、氧气两种物质，叙述错误。D.正、负极产生的气体体积比为，不是质量比，二者质量比为，叙述错误。【练2】如图为电解水实验。下列对该实验的说法错误的是A．正极产生的气体能燃烧 B．该实验证明水由氢元素和氧元素组成C．氢气点燃前必须验纯 D．正极与负极产生气体的体积比为1∶2【答案】A【详解】A.正极产生的气体是氧气，氧气仅具有助燃性，无可燃性，不能燃烧，错误。B.电解水生成氢气和氧气，根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，可证明水由氢元素和氧元素组成，正确。C.氢气是可燃性气体，混有空气时点燃易发生爆炸，因此点燃前必须验纯，正确。D.正极产生氧气、负极产生氢气，二者体积比为，正确。【练3】实验室模拟电解水制氢，装置如下图。下列说法不正确的是A．该方法制得的氢气为“绿氢”B．b管内产生的气体能使带火星的木条复燃C．该实验说明水是由氢元素和氧元素组成的D．水中可加入少量Na2SO4溶液或NaOH溶液，以增强导电性【答案】B【详解】电解水实验遵循“正氧负氢、氢二氧一”的规律。A.该方法利用太阳能电池电解水制取氢气，生产过程无碳排放，属于“绿氢”，说法正确。B.b管液面更低，产生气体体积更大，是氢气，氢气具有可燃性，无助燃性，不能使带火星的木条复燃，说法错误。C.正确。D.正确。【练4】利用食盐的水溶液可以制造氢氧化钠、氯气和氢气，该反应的化学方程式为：。下列说法正确的是A．氯化钠由氯化钠分子构成B．可表示2个水分子C．中氯元素的化合价为D．利用电解水实验探究水的组成时，水中可加入少量的以增强导电性【答案】B【详解】A.氯化钠是由和构成，不存在氯化钠分子，A错误。B.化学式前的化学计量数可表示对应分子的个数，的含义就是2个水分子，B正确。C.单质中元素化合价为0，属于氯单质，其中氯元素化合价为0，不是-1，C错误。D.根据题干反应，通电时氯化钠会与水反应生成氯气等物质，会干扰电解水实验对水组成的探究，因此不能加增强导电性，D错误。【练5】如图是电解水的微观过程，下列说法正确的是A．微粒运动变化的先后顺序是①②④③B．电解水过程中有3种元素化合价发生改变C．通电一段时间后，正、负极产生气体的质量比约是1：2D．生成的氢分子会聚集在电源的正极【答案】A【详解】A.电解水微观过程为：初始状态为①的水分子，通电后水分子分解为氢原子、氧原子（对应②），随后氧原子向正极移动、氢原子向负极移动（对应④），最后原子重新结合：2个氧原子结合为氧分子聚集在正极，2个氢原子结合为氢分子聚集在负极（对应③），因此微粒运动变化顺序为①②④③，A正确。B.电解水反应为，反应中仅H元素（从+1价变为0价）、元素（从-2价变为0价）2种元素化合价改变，B错误。C.正极产生、负极产生，二者体积比为，质量比为，C错误。D.根据“正氧负氢”的规律，氢分子（氢气）聚集在电源负极，D错误。【练6】水是生命之源，下列有关水的说法正确的是A．水与冰块混合得到混合物 B．经处理后的工业用水可以循环使用C．河水通过沉降、过滤、消毒可得到纯水 D．电解水实验中，正极产生的气体能燃烧【答案】B【详解】A.冰是固态的，和液态水是同一种物质的不同状态，混合后属于纯净物，不是混合物，错误。B.经处理达标后的工业用水循环使用是节约水资源的重要措施，正确。C.沉降、过滤仅能除去水中的难溶性杂质，消毒仅能杀灭微生物，处理后的水中仍含有可溶性杂质，不是纯水，错误。D.电解水实验遵循“正氧负氢”规律，正极产生的是氧气，氧气只有助燃性，没有可燃性，不能燃烧，错误。【练7】水是宝贵的自然资源，下列有关水的认识正确的是A．海水经过滤后可变为淡水B．鉴别水和H2O2溶液：分别取少量样品，加入MnO2粉末C．保持水化学性质的最小粒子是氢、氧原子D．电解水时生成氢气和氧气的质量比为【答案】B【详解】A.过滤仅能去除水中的不溶性杂质，无法除去海水中溶解的盐类等可溶性杂质，不能将海水转化为淡水，故错误；B.在的催化作用下会分解放出氧气，有明显气泡产生；水与不反应、无明显现象，因此可以用鉴别二者，故正确；C.水由水分子构成，保持水化学性质的最小粒子是水分子，而非氢原子和氧原子，故错误；D.电解水的反应为，生成氢气和氧气的体积比为2:1，质量比为，不是2:1，故错误。【练8】项目式学习小组自制如图两套装置并进行实验，下列说法正确的是A．图一a试管中气体能使带有火星的木条复燃B．图一实验证明水由氢气和氧气组成C．图二中小卵石、石英砂能起到过滤作用D．图二装置能将自来水变成蒸馏水【答案】C【详解】A.电解水遵循“正氧负氢”规律，a试管连接电源负极，生成的是氢气，氢气不具有助燃性，不能使带火星木条复燃，错误。B.电解水实验证明水由氢元素和氧元素组成，水是纯净物，不含氢气、氧气两种独立物质，错误。C.简易净水装置中，小卵石、石英砂可截留大颗粒不溶性杂质，起到过滤作用，正确。D.该装置仅能除去不溶性杂质、色素和异味，无法去除可溶性杂质，不能得到蒸馏水，错误。【练9】小秦同学用自制电解水装置和6%的稀硫酸(增强水的导电性)进行实验。如图，其中①②是相同的两个气球。下列有关说法不正确的是A．稀硫酸能增强导电性是因为溶液中有自由移动的离子B．实验中①、②气球内的气体质量比为8：1C．该实验说明产生的两种气体都可用排水法收集D．该实验能证明水是由氢、氧元素组成的【答案】B【详解】A.稀硫酸在水溶液中解离出可自由移动的氢离子和硫酸根离子，因此能增强导电性，说法正确。B.电解水实验遵循“正氧负氢、氢二氧一”的规律，所以①收集到的是氢气，②收集到的是氧气，反应的方程式为，根据化学方程式计算，氢气与氧气的质量比为(2×2):(16×2)＝1:8，不是8:1，说法错误。C.实验中两种气体均通过排水的方式收集到气球中，说明氢气、氧气都可用排水法收集，说法正确。D.电解水生成含氢元素的氢气和含氧元素的氧气，化学反应前后元素种类不变，可证明水由氢、氧元素组成，说法正确。【练10】安全、规范的操作是实验成功的重要保证。下图所示实验操作正确的是A．点燃酒精灯 B．加热液体C．氢气验纯 D．称量物体质量【答案】C【详解】A.禁止用燃着的酒精灯引燃另一只酒精灯，该操作易导致酒精洒出引发火灾，错误。B.加热试管内液体时，液体体积不能超过试管容积的，图中液体过多，沸腾时易喷出造成危险，错误。C.氢气验纯的规范操作为：用小试管收集氢气后，拇指堵住试管口，管口朝下靠近酒精灯火焰，松开拇指根据声音判断纯度，图中操作符合要求，正确。D.托盘天平称量需遵循“左物右码”原则，且不能用手直接拿砝码（手上的汗液会腐蚀砝码，造成称量误差），错误。【练11】从物质组成的角度分类，下列物质属于氧化物的是A．五氧化二磷 B．高锰酸钾 C．臭氧 D．过氧化氢溶液【答案】A【详解】氧化物的定义为：由两种元素组成、且其中一种为氧元素的纯净物。A.五氧化二磷（）是纯净物，仅由磷、氧两种元素组成，符合氧化物定义，正确。B.高锰酸钾（）含钾、锰、氧三种元素，不符合“仅含两种元素”的要求，错误。C.臭氧（）只含氧元素一种，属于单质，错误。D.过氧化氢溶液是过氧化氢和水的混合物，不属于纯净物，错误。【练12】回答下列问题。(1)在下图所示的电解水实验过程中发生改变的微粒是___________(填名称)，当其中一个电极产生4mL气体时，另一电极产生的气体体积可能是___________mL。根据实验能推断出水组成的依据是___________。写出电解水的符号表达式___________。(2)在电解器中装满水，两端分别连接直流电源的正负极，接通电源，实验进行一段时间后，a、b、c三根管中液面由高到低排列顺序为___________。(3)下列对该实验的相关说法错误的是___________。A．a中得到的气体点燃可能发生爆炸 B．可以用带火星的木条检验b中的气体C．该反应中，电能转化为化学能 D．电解水的反应属于化合反应【答案】(1)水分子2或8化学反应前后元素种类不变，生成物含氢、氧元素，证明水由氢、氧元素组成(2)c>a>b(3)ABD【详解】（1）化学变化中分子可分、原子不可分，因此改变的微粒是水分子；电解水正负极气体体积比为，若4mL是正极的氧气，另一极氢气体积为8mL，若4mL是负极的氢气，另一极氧气体积为2mL；水在通电的条件下产生了氢气和氧气，其符号表达式为：，由此可推断水由氢、氧元素组成。（2）电解水时负极b管产生的氢气体积是正极a管产生的氧气体积的2倍，管内气体越多压强越大，液面越低，水被压入中间c管，因此c管液面最高，a管液面次之，b管液面最低。（3）A.a管得到氧气，无可燃性，不能被点燃，不会爆炸，说法错误；B.带火星木条只能检验氧气而b管产生的是氢气，说法错误；C.电解水将电能转化为化学能储存在生成物中，说法正确；D.电解水是“一变多”的分解反应，不属于化合反应，说法错误。【练13】下图是水发生变化的微观示意图。请从微观角度回答问题：(1)水分子本身未发生改变的是变化_______(填“A”或“B”)。(2)实验室电解水实验中，正极产生的气体是_______(写化学式)。(3)若B变化中生成的氧气的体积为5mL，则生成的氢气体积约为______________mL。【答案】(1)A(2)(3)10【详解】（1）变化A是水加热蒸发的物理变化，仅水分子间的间隔改变，水分子本身没有变化；变化B是电解水的化学变化，水分子会分解为氢、氧原子，再重新组合为氢分子、氧分子，分子本身发生改变，故填A。（2）电解水实验遵循“正氧负氢”的规律，正极产生的气体是氧气，化学式为。（3）电解水生成氢气和氧气的体积比约为，已知氧气体积为5mL，因此氢气体积为。【练14】如图①是电解水的简易装置，试回答下列问题。(1)请判断甲试管内的电极所连接的是电源的_______（填“正”或“负”）极。(2)电解一段时间后，甲、乙两试管水位怎样变化_______（填“上升”或“下降”）(3)在电解水实验中，将两极产生的气体的体积与时间的关系绘制到如图②所示的平面直角坐标系中，请回答：由图②可以看出，A气体是_______，B气体是_______，你的判断依据是_________。(4)0-4min及4-8minA、B气体的体积比分别约为________、________。