人教版九年级上册课题3 水的组成精品课堂检测

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1．了解氢气的物理性质与化学性质，掌握可燃性气体验纯的方法；
2．通过氢气的燃烧和水的通电分解实验，认识水的组成；
3．了解单质和化合物，能从组成上识别氧化物，并会区分单质和化合物；
一、氢气的性质
1.物理性质：无色、无臭，难溶于水，密度比空气小
密度最小的气体（氢气与其它气体的显著区别之处）；（可用排水法或向下排空气法收集）
2.化学性质：可燃性（用途：高能燃料；焊接和切割金属）
（1）混有一定量的空气或氧气的氢气遇明火会发生爆炸，因此点燃前必须验纯
（2）检验氢气纯度的方法是：收集一小试管氢气，用拇指堵住试管口，移近酒精灯火焰，移开拇指点火。如果听到尖锐的爆鸣声，说明氢气不纯；如果声音很小，就说明氢气较纯。
二、氢气燃烧实验
1.实验步骤：在尖嘴导管处点燃纯净的氢气，观察火焰颜色，在火焰上方罩一干冷的烧杯
点燃
2.实验现象：纯净的氢气在空气中安静地燃烧，发出淡蓝色火焰，放出热量，罩在火焰上方的烧杯内壁有水珠产生
点燃
3.文字表达式：氢气 + 氧气 水
符号表达式： H2 + O2 H2O
三、水的组成
1.电解水的实验
（1）实验装置：水电解器；
（2）电源种类：直流电；
（3）加入少量硫酸钠或氢氧化钠的目的：增强水的导电性
（4）实验现象：两电极均产生气泡，负极产生气体速度较快，一段时间后，正、负极玻璃管内气体体积比为1:2
（5）气体检验：在正极端玻璃管口置一根带火星的木条，木条复燃，证明是O2；
在负极端玻璃管口置一根燃着的木条，气体燃烧，发出淡蓝色的火焰，证明是H2。
通电
判断方法：“正氧负氢，氢二氧一”，谐音记忆为“争养父亲，氢二氧一”
通电
（6）文字表达式：水 氢气↑ + 氧气↑
通电
符号表达式： H2O H2 ↑ + O2↑
（7）实验结论： = 1 \* GB3 ①水是由氢、氧元素组成的；
= 2 \* GB3 ②化学变化中，分子可分，原子不可分
2.水的物理性质：无色无味的液体、4℃时密度最大，为1g/cm
四、化合物、氧化物、单质
1.化合物：由不同种元素组成的纯净物（微观上看，分子中有多种原子）
例：四氧化三铁Fe3O4、二氧化碳CO2、高锰酸钾KMnO4、氯酸钾KClO3、氯化钠NaCl、氯化钾KCl
2.氧化物：由两种元素组成，其中一种元素为氧元素的化合物
例：二氧化硫SO2、水H2O、二氧化碳CO2、四氧化三铁Fe3O4、二氧化锰MnO2等
注意：
= 1 \* GB3 ①一种化合物由两种元素组成且含氧元素就是氧化物。如二氧化碳CO2、四氧化三铁Fe3O4；
= 2 \* GB3 ②若化合物由两种以上元素组成，即使含有氧元素也不是氧化物。如高锰酸钾KMnO4、氯酸钾KClO3、硫酸铜CuSO4
3.单质：由同种元素组成的纯净物（微观上看，分子中只有一种原子）
例：氢气H2、氧气O2、红磷P、镁Mg、铁Fe等
4.物质的分类依据
（1）纯净物和混合物分类依据：物质种类是否为一种（是否有化学式），微观上是否含不同的分子（由分子构成的物质）或不同的原子（由原子构成的物质）
注意：物质是否为纯净物不能根据表面字眼“纯”“混”“洁净”来判断，如“纯盐酸”是混合物，盐酸是氯化氢气体的水溶液，其中含氯化氢和水两种物质；“冰水混合物”中只有水一种物质，是纯净物；“洁净的空气”指未被污染的空气，还是混合物。
（2）单质和化合物分类依据：纯净物中元素种类是否为一种（注意前提条件：纯净物），微观上，分子中是否含不同的原子。
注意：同种元素组成的物质可能是单质，也可能是混合物，如氧气和臭氧的混合物就只含有一种元素。
考点1. 氢气的性质及燃烧实验
例1. （2023·河南信阳·校考三模）2022年北京冬奥会火炬“飞扬”首次用氢气作燃料。
(1)写出氢气燃烧的化学方程式______。
(2)氢气被认为是最理想的清洁、高能燃料的原因________。
【答案】(1)
(2)燃烧产物是水，无污染（热值高等）
【详解】（1）氢气燃烧生成水，化学方程式为：；
（2）氢气燃烧的产物是水，无污染、热值高等。
【变式1-1】（2023·湖南长沙·校考二模）氢能源汽车在2022年北京冬奥会上华丽亮相，氢能源汽车是未来汽车工业可持续发展的重要方向。下列说法正确的是
A．氢元素属于金属元素B．氢气不能燃烧
C．氢气由氢元素构成D．点燃氢气前要检验其纯度
【答案】D
【详解】A、氢元素的名称带有气字头，属于非金属元素，选项错误；
B、氢气具有可燃性，能够燃烧，选项错误；
C、氢气由氢元素组成，由氢分子构成，选项错误；
D、点燃氢气前要检验其纯度，防止点燃不纯的氢气发生爆炸，选项正确，故选D。
【变式1-2】（2023·河南驻马店·统考一模）下列物质在空气中燃烧能发出淡蓝色火焰的是
A．木炭B．红磷C．氢气D．镁条
【答案】C
【详解】A. 木炭在空气中燃烧产生红光，此选项错误；
B. 红磷在空气中燃烧产生大量白烟，此选项错误；
C. 氢气在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，此选项正确；
D. 镁条在空气中燃烧产生耀眼白光，此选项错误；
故选C。
【变式1-3】（2022秋·山东济宁·统考期中）下图所示是氢气在空气中燃烧的微观表示：
(1)根据图示反映出保持物质化学性质的微粒是______，在反应前后不变的微粒是______。
(2)纯净的氢气在空气中的安静的燃烧，产生______色的火焰，若点燃与氧气的混合气体就有可能引起爆炸，因此点燃氢气前一定要______。
【答案】(1) 分子 原子
(2) 淡蓝 验纯
【详解】（1）由图可知，氧气、氢气、水均是由分子构成；
且反应前后，分子分成原子，原子又重新组合成新的分子，则在反应前后不变的微粒为原子。
（2）氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰；
氢气不纯时点燃可能会发生爆炸，则点燃前一定要验纯。
例2.（2022秋·江苏射阳·统考期中）用排空气法收集氢气检验纯度，有爆鸣声，接下去的操作是
A．用向上排空气法收集
B．可以做有关氢气性质的实验
C．用拇指堵住管口一会儿，再用向下排空气法收集
D．立即用原试管再收集，再检验纯度
【答案】C
【分析】检验氢气纯度的方法：收集一试管氢气，用拇指堵住试管口，管口向下移近酒精灯火焰，松开拇指点火，如果听到尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯，需要再收集，再检验，直到听到轻微的响声，才表明氢气已经纯净。
【详解】A、氢气的密度小于空气，应用向下排空气法收集，错误；
B、不纯的氢气在加热或点燃时，可能发生爆炸，不纯氢气不可以做有关氢气性质的实验，错误；
C、不纯氢气，用拇指堵住管口一会儿，再用向下排空气法收集，等试管中的氢气的火焰熄灭后再收集氢气检验纯度，以免点燃气体发生装置中的氢气而发生爆炸，正确；
D、不纯氢气，用拇指堵住管口一会儿，再用向下排空气法收集，等试管中的氢气的火焰熄灭后再收集氢气检验纯度，以免点燃气体发生装置中的氢气而发生爆炸，错误。
故选C。
【变式2-1】（2022秋·江苏盐城·阶段性测试）回答下列和氢气有关的问题。
(1)电解水实验中，可以用______检验负极产生的气体为氢气。
(2)如图是氢气验纯实验，请用文字描述实验操作过程：______。
【答案】(1)燃着的木条
(2)用排水法收集一试管氢气后，用大拇指堵住试管口，将试管口向下移近酒精灯火焰，移开拇指，如果听到尖锐的爆鸣声，则表示氢气不纯，需要继续收集，如果听到噗的一声，声音比较小，则表示氢气比较纯净
【详解】（1）电解水实验中，一般用燃着的木条检验负极产生的气体，发现气体能燃烧，且火焰呈淡蓝色，则证明负极产生的为氢气；
（2）氢气验纯的操作过程：用排水法收集一试管氢气后，用大拇指堵住试管口，将试管口向下移近酒精灯火焰，移开拇指，如果听到尖锐的爆鸣声，则表示氢气不纯，需要继续收集，如果听到噗的一声，声音比较小，则表示氢气比较纯净。
【变式2-2】（2023秋·海南海口·联考期末）“纯洁的冰雪，激情的盛会”，第24届北京冬奥会精彩落幕。北京冬奥会使用的火炬名为“飞扬”，“飞扬”火炬燃烧所使用的能源为氢燃料，充分体现“绿色”办奥运理念。请回答下列问题：
(1)请写出氢气燃烧的化学方程式：________________。
(2)采用氢气作为燃料的主要优点有（写一点）：________________。
【答案】(1)
(2)无污染（合理即可）
【详解】（1）氢气燃烧生成水，反应的化学方程式为。
（2）氢气燃烧产物只有水，且放出热量高，则优点为热值高、无污染等。
【变式2-3】（2022·黑龙江齐齐哈尔·统考期末）某商场开业庆典时，店外挂的氢气球因人群拥挤而被挤破，遇上点燃的香烟，引起爆炸，并引发邻近一串氢气球爆炸。迅速掠过的火苗烧焦了一些顾客的头发，并轻度灼伤多人的皮肤。请回答：
(1)以上事实说明氢气具有什么化学性质？____。
(2)某兴趣小组在进行探究时，试验用稀有气体氦气作为大型探空气球的填充气，请简要说明原因____。
【答案】(1)可燃性
(2)①氦气密度比空气小；②氦气化学性质不活泼
【详解】（1）以上事实说明氢气能燃烧，具有可燃性，故填：可燃性。
（2）稀有气体氦气作为大型探空气球的填充气，原因氦气是密度比空气小，化学性质不活泼，故填：①氦气密度比空气小；②氦气化学性质不活泼。
考点2. 水的电解
例3.（2023·江苏宿迁·统考三模）氢气吸入疗法是新冠肺炎治疗手段之一、患者通过吸入氢气和氧气的混合气体来辅助治疗肺部炎症，这种混合气体可以通过水电解(装置如图)得到。下列说法正确的是

A．甲管与乙管中产生气体的质量比为2∶1
B．电解水实验说明水是由氢原子和氧原子构成
C．电解水的化学方程式为
D．使用氢气吸入疗法时，治疗区域内应严禁烟火
【答案】D
【详解】A、电解水时，与正极相连的试管中产生的是氧气，与负极相连的试管中产生的是氢气，且产生的氢气和氧气的体积比为2:1，2份水通电分解生成2份氢气和1份氧气，故产生氢气和氧气的质量比为，其中甲管中产生气体较多是氢气，故甲管与乙管中产生气体的质量比为1:8，不符合题意；
B、水是由水分子构成的，而水分子由氢原子和氧原子构成的，不符合题意；
C、水通电分解生成氢气和氧气，化学方程式为，不符合题意；
D、氢气属于易燃易爆气体，故使用氢气吸入疗法时，治疗区域内应严禁烟火，符合题意；
故选D。
【变式3-1】（2023·四川成都·统考二模）有关如图实验的说法不正确的是

A．点燃氢气前检验纯度B．两个实验均可证明水的组成
C．干冷烧杯内壁无明显变化D．a管气体能使带火星木条复燃
【答案】C
【详解】A、氢气是可燃性气体，点燃氢气前检验纯度，故A正确；
B、氢气和氧气点燃条件下反应生成水，水通电生成氢气和氧气，依据反应前后元素的种类不变，两个实验均可证明水是由氢元素、氧元素组成，故B正确；
C、氢气燃烧生成水，干冷烧杯内壁有水雾出现，故C错误；
D、电解水，“正氧负氢”，a管与正极相连，产生的是氧气，能使带火星木条复燃，故D正确。
故选C。
【变式3-2】（2023·广西贵港·统考二模）用如图所示装置进行电解水实验，下列说法错误的是

A．M、N两导管口处收集的气体体积之比约为1:2
B．水中可加入少量硫酸钠或氢氧化钠以增强导电性
C．将带火星的木条放在M导管口处，木条会复燃
D．将N处收集的气体靠近火焰，若发出很小的声音，说明气体不纯
【答案】D
【详解】A、电解水实验中“正氧负氢，氢二氧一”，M与电源正极相连收集到的气体是氧气，N与电源负极相连收集到的气体是氢气，则M、N两导管口处收集的气体体积之比约为1:2，故选项说法正确；
B、水的导电性较弱，水中可加入少量硫酸钠或氢氧化钠以增强导电性，故选项说法正确；
C、由A分析可知，M导管口收集到的气体是氧气，氧气具有助燃性，将带火星的木条放在M导管口处，木条会复燃，故选项说法正确；
D、由A分析可知，N导管口收集到的气体是氢气，将N处收集的气体靠近火焰，若发出很小的声音，说明气体较纯，故选项说法不正确。
故选D。
【变式3-3】（2022秋·山东青岛·统考期中）认真细致地观察和分析实验，有助于获得化学知识并学会科学探究的方法。下列关于如图实验的说法不正确的是

A．点燃氢气前要检验纯度
B．b玻璃管中产生的气体能使带火星的木条复燃
C．通电一段时间后两玻璃管内液面有不同程度的下降，说明两端生成的气体体积不同
D．两个实验都可以证明水由氢、氧元素组成
【答案】B
【详解】A、氢气具有可燃性，点燃前要验纯，目的是防止气体不纯产生爆炸，A表述正确；
B、电解水实验中，负极产生氢气，b与负极相联，收集到的是氢气，氢气不能使带火星的木条复燃，B表述错误；
C、通电一段时间后，两玻璃管内液面下降，说明有气体生成，液面下降程度不同，说明生成的气体体积不同，C表述正确；
D、电解水生成氢气、氧气，氢气燃烧（与氧气反应）生成水，两个实验都可以证明水由氢、氧元素组成，D表述正确。
故选B。
考点3. 单质、化合物、氧化物
例4.（2022秋·陕西商洛·九年级统考期末）下列医药用品中属于单质的是
A．高锰酸钾B．二氧化氯C．84消毒液D．液氧
【答案】D
【详解】A、高锰酸钾 是由钾、锰和氧元素组成的纯净物，属于化合物，不属于单质，不符合题意；
B、二氧化氯是由氯和氧元素组成的纯净物，属于化合物，不属于单质，不符合题意；
C、84消毒液是一种以次氯酸钠为主要成分的含氯消毒剂，是由多种物质组成，属于混合物，不符合题意；
D、液氧是由同种元素组成的纯净物，属于单质，符合题意。
故选D。
【变式4-1】（2023·云南昆明·云大附中校考三模）建立分类观是学习化学的一种方法，下列物质中属于化合物的是
A．镁B．五氧化二磷C．矿泉水D．空气
【答案】B
【分析】化合物是由两种或两种以上不同元素组成的纯净物。
【详解】A、镁是由镁元素组成的纯净物，属于单质，故A错误；
B、五氧化二磷是由P、O元素组成的纯净物，属于化合物，故B正确；
C、矿泉水中含有水和矿物质，属于混合物，故C错误；
D、空气是由氮气、氧气等混合而成，属于混合物，故D错误。
故选B。
【变式4-2】（2023·海南·联考期中）下列各组物质按单质、氧化物、混合物的顺序排列的是
A．稀有气体、氧化镁、氢气B．氮气、冰水混合物、牛奶
C．空气、臭氧、果汁D．镁、铁锈、氯化钠
【答案】B
【详解】A、稀有气体是由氦、氖、氩等多种物质组成的，属于混合物；氧化镁是由氧元素和镁元素两种元素组成的化合物，属于氧化物；氢气是只由氢元素组成的纯净物，属于单质；故不符合题意；
B、氮气是只由氮元素组成的纯净物，属于单质；冰水混合物只由水这一种物质组成，是由氧元素和氢元素两种元素组成的化合物，属于氧化物；牛奶是由水、蛋白质等多种物质组成的，属于混合物；故符合题意；
C、空气是由氧气、氮气等多种物质组成的，属于混合物；臭氧是只由氧元素组成的纯净物，属于单质；果汁是由维生素、矿物质、糖等多种物质组成的，属于混合物；故不符合题意；
D、镁是只由镁元素组成的纯净物，属于单质；铁锈的主要成分是氧化铁，还含有杂质等多种物质，属于混合物；氯化钠是由氯元素和钠元素组成的纯净物，属于化合物；故不符合题意。
故选B。
例5．（2023·天津滨海新·统考一模）分类法是研究化学的方法之一.下列选项中，“O”“●”分别表示不同的原子，其中表示化合物的是
A． B．
C． D．
【答案】D
【详解】A、图中有三个分子，其中有二个分子构成与另外一个分子的构成不同，为两种物质的分子，则所示物质为混合物，故A不符合题；
B、图中有四个相同的原子，所示物质不是化合物是单质，故B不符合题意；
C、图中所示的三个分子中含有两种不同的分子，是两类物质的分子，所以该物质是混合物，故C不符合题意；
D、图中三个分子构成相同，为同种物质的分子，所示物质为纯净物，每个分子是由不同种原子所构成，是化合物的分子，故D符合题意。
故选D。
【变式5-1】（2023·陕西渭南·统考二模）小球“”和“”分别表示不同的原子，下列微观示意图表示化合物的是
A． B． C． D．
【答案】D
【详解】A、图示中含有两种分子，宏观上代表两种物质，属于混合物；
B、图示中含有一种分子，宏观上代表一种物质，属于纯净物，且该分子由同种原子构成，属于单质；
C、图示中含有两种分子，属于混合物；
D、图示中含有一种分子，宏观上代表一种物质，属于纯净物，且该分子由不同种原子构成，属于化合物。
综上所述：选择D。
【变式5-2】（2023·上海宝山·统考二模）“”和“”表示两种原子，表示单质的微粒模型是
A． B．C．D．
【答案】D
【详解】A、图中有两种不同的原子，表示由两种单质组成的混合物，A错误；
B、图中有一种由不同原子构成的分子，表示化合物，B错误；
C、图中有两种由同种原子构成的分子，表示由两种单质组成的混合物，C错误；
D、图中有一种由同种原子构成的分子，表示单质，D正确。
故选D。
1.（2022秋·江苏宿迁·阶段测试）下列关于氢气的说法错误的是
A．用氢气填充探空气球，主要利用了氢气的化学性质稳定
B．氢气具有可燃性，可以作燃料
C．氢气在空气中燃烧火焰呈淡蓝色
D．实验室可采用排水法收集氢气
【答案】A
【详解】A、用氢气填充探空气球，主要利用了氢气密度最小这一物理性质。A错。
B、氢气具有可燃性，氢气燃烧只生成水 ，环保。可以作燃料。B正确。
C、氢气在空气中与空气中的氧气在点燃条件下燃烧生成水 ，火焰呈淡蓝色。C正确。
D、氢气难溶于水，实验室可采用排水法收集氢气。D正确。
综上所述：选择A。
2.（2022·广东·统考一模）液氮可做制冷剂，它属于
A．纯净物B．混合物C．氧化物D．化合物
【答案】A
【详解】A、液氮是液态氮气，由氮气一种物质组成，属于纯净物，符合题意；
B、混合物是由两种及两种以上物质混合而成，液氮属于纯净物，不符合题意；
C、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，液氮是由氮元素组成的纯净物，属于单质，不符合题意；
D、化合物是由不同种元素组成的纯净物，液氮属于单质，不符合题意。
故选A。
3．（2023·山东菏泽·统考二模）如图所示为水通电实验装置，下列说法正确的是

A．a管与电源的正极相连
B．b管中的气体燃烧发出淡蓝色火焰
C．该实验说明水由氢元素和氧元素组成
D．a、b两管中产生的气体体积之比约1∶2
【答案】C
【详解】A. 电解水时，正氧负氢，氢二氧一，所以a管与电源的负极相连，此选项错误；
B. b管中的气体是氧气，氧气不能燃烧，此选项错误；
C. 根据化学反应前后元素的种类不变，该实验说明水由氢元素和氧元素组成，此选项正确；
D. a、b两管中产生的气体体积之比约2∶1，此选项错误。
故选C。
4．（2023·广西南宁·校考三模）下列物质属于氧化物的是
A．B．C．D．
【答案】B
【分析】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。
【详解】A、O2是由氧元素组成的纯净物，属于单质，故A不正确；
B、H2O是由氧元素和氢元素组成的，属于氧化物，故B正确；
C、HNO3是由氢元素、氮元素和氧元素组成的纯净物，属于化合物，故C不正确；
D、KMnO4是由氧元素、锰元素和钾元素组成的纯净物，属于化合物，故D不正确。
故选B。
5．（2023·云南昆明·统考二模）氢气燃烧和电解水是研究水的组成的两个重要实验。下列说法错误的是

A．烧杯内壁出现无色液滴
B．玻璃管b端连接电源的正极
C．两个实验的能量转化形式不同
D．两个实验均可说明水由氢元素和氧元素组成
【答案】B
【详解】A.氢气燃烧产生淡蓝色火焰，放出热量，烧杯内壁出现无色液滴，故选项说法正确，不符合题意；
B.电解水时，根据“正氧少，负氢多”的原则，玻璃管b端产生的气体多为氢气，与电源负极连接，故选项说法错误，符合题意；
C.氢气燃烧将化学能转化为热能，电解水将电能转化为化学能，两个实验的能量转化形式不同，故选项说法正确，不符合题意；
D.氢气燃烧，从燃烧的产物中只有水可以得出水是由氢元素和氧元素组成的；同样的水在电解时，从产物中只有H2和O2也可以得出水是由氢元素和氧元素组成的，所以，氢气燃烧实验和电解水实验都可证明水是由氢元素和氧元素组成，故选项说法正确，不符合题意；
故选B。
6．（2023·山东聊城·统考三模）下列图中的“”和“”分别表示不同元素的原子，其中表示化合物的是
A． B． C． D．
【答案】B
【详解】A、图示中物质只含由2个形成的双原子分子，属于单质；
B、图示中物质只含由1个和2个形成的分子，属于化合物；
C、图示中物质只含由2个形成的双原子分子，属于单质；
D、图示中物质含2种不同的分子，属于混合物；
故选B
【点睛】本题的关键在于深刻理解化合物的概念。本题主要考查的是从微观角度理解物质的分类。
7．（2023·河南安阳·统考一模）如图所示是教材中的两个实验，下列有关说法错误的是
A．实验甲点燃氢气之前要检验其纯度
B．实验乙a、b两管上方生成气体的体积比约为2：1
C．两个实验中发生的反应都是化合反应
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，混有一定量的空气，遇到明火，容易发生爆炸，故点燃氢气之前要检验其纯度，不符合题意；
B、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，试管a与负极相连，产生的是氢气，试管b与正极相连，产生的是氧气，故实验乙a、b两管上方生成气体的体积比约为2：1，不符合题意；
C、实验甲中氢气燃烧生成水，该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，实验乙中水在通电的条件下反应生成氢气和氧气，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，符合题意；
D、实验甲中氢气燃烧生成水，实验乙中水在通电的条件下反应生成氢气和氧气，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，这两个实验均可证明水是由氢元素和氧元素组成，不符合题意。
故选C。
8．（2023·四川成都·统考中考真题）电解水，反应一段时间后，用燃着的木条检验生成的气体，记录的现象如下表。相关说法错误的是

A．通电前应将玻璃管内空气排尽B．两电极产生气泡的速率不相同
C．正极气体为氧气，负极气体为氢气D．结合气体密度可计算水中氢、氧原子个数比
【答案】D
【详解】A、为了实验准确，通电前应将玻璃管内空气排尽，故选项正确；
B、正、负极均能观察到由无色气泡产生，负极产生的是氢气，体积更多，速率更快；正极产生的是氧气，体积更少，速率更慢；故选项正确；
C、电解水实验中，与正极相连的试管产生的是氧气，与负极相连的试管产生的是氢气，故选项正确；
D、正负极收集的气体体积比5.15mL：10.38mL1：2，结合气体密度可计算气体的质量，但是不知道H、O原子的实际质量，不能计算出氢、氧原子个数比，故选项错误；
故选：D。
9．（2019秋·山东烟台·八年级统考期中）我们用“电解水”和“氢气在氧气中燃烧”两个探究实验来证明水的组成。
(1)如图1的实验装置，小明同学对水通直流电分解进行了实验探究通电一段时间后，在两个试管中分别收集到两种气体。请回答：
①气体a为______，产生a气体的电极连接电源的______极。
②电解水的微观示意图如图2，请在方框中补全相应微粒的图示______。
③如何检验左侧试管中的气体：______。
④从图中可知a气体的一点物理性质是______。
(2)小红同学对纯净的氢气在空气中燃烧进行了实验探究，请你帮她完成下表：
(3)以氢燃料电池为动力的客车运行过程中，不排放任何有害气体，称为“零排放”汽车。其原因是______（填数字序号）。
①氢气比空气轻 ②氢气有广泛的来源 ③氢气燃烧时放热多 ④氢气燃烧只生成水
【答案】(1) 氢气/H2 负 将试管取出倒转，用带火星的木条迅速放到试管口，若带火星的木条复燃，说明该气体是氧气 难溶于水或密度比水小
(2) “噗”的一声或很小的响声 淡蓝色的 烧杯发烫
(3)④
【分析】(1)①电解水实验，负极连接的试管产生的是氢气，正极连接的试管产生的气体是氧气，且气体的体积比为：2:1，所以气体a为氢气（或H2），产生a气体的电极连接电源的负极，故填：氢气（或H2），负。
②电解水的微观示意图如图2，化学变化的实质是分子分裂成原子，原子重新组合成新的分子，所以方框中补全相应微粒的图示为： ，故填：
③左侧试管中的气体是氧气，检验氧气的方法是：将试管取出倒转，用带火星的木条迅速放到试管口，若带火星的木条复燃，说明该气体是氧气。故填：将试管取出倒转，用带火星的木条迅速放到试管口，若带火星的木条复燃，说明该气体是氧气。
④从图中可知a气体的一点物理性质是难溶于水或密度比水小，故填：难溶于水或密度比水小。
(2)检验氢气的纯度，听到“噗”的一声或很小的响声，说明氢气已纯净；点燃纯净的氢气，发出淡蓝色的火焰；用手轻轻触摸烧杯，烧杯发烫，说明反应中伴随能量变化。故填：“噗”的一声或很小的响声；淡蓝色的；烧杯发烫。
(3)以氢燃料电池为动力的客车运行过程中，不排放任何有害气体，称为“零排放”汽车。其原因是氢气燃烧只生成水一种物质，不排放任何有害气体，故填： ④。
10．（2022秋·山东济南·八年级校考期中）2020年12月17日，探月工程嫦娥五号返回器携带月球土壤在内蒙境内成功着陆探月工程“绕、落、回”三步走规划如期完成。
(1)嫦娥五号使用的燃料是液氢，助燃剂是液氧。氢气燃烧的文字表达式为______；该反应属于基本反应类型中的______反应。
(2)氢气液化与氢气燃烧的本质区别是______。（从微观角度解释）
(3)化学变化不但有新物质生成，还伴随着能量的变化。氢气燃烧的能量转化是______。
(4)分离液态空气是制取氧气的重要途径，如图是工业上制氧气的流程图：
①氮气的沸点-196℃，氧气的沸点-183℃，在蒸发的过程中______（填“氮气”或“氧气”）先被蒸发出来。
②从微粒的角度分析，引起物质状态改变的原因是______。
(5)下图是氢气燃烧的微观示意图。下列说法正确的是______（填序号）。
A．反应前后分子种类一定发生改变
B．氢元素的化合价在反应后升高
C．反应前后共涉及三种分子，一种化合物
D．从上图可知化学反应的本质是分子破裂，原子重新组合
(6)专家指出，解封后的月球土壤需要在高纯氮气的环境中保存。用高纯氮气保存月球土壤，说明氮气的化学性质______（填“活泼”或“稳定”）。
(7)月球上的3He（3表示相对原子质量）蕴藏量巨大，地球上的氦元素主要以4He形式存在，从原子的构成微粒来看，3He、4He两种原子的______数目不同，化学性质______。
【答案】(1) 化合
(2)氢气液化是氢分子之间的间隔变小，而氢气燃烧是氢分子分解成氢原子，氢原子再重新结合
(3)化学能转化为热量
(4) 氮气 分子之间间隔的改变
(5)ABCD
(6)稳定
(7) 中子 相似
【详解】（1）氢气和氧气点燃生成水，文字表达式是：；该反应是多种物质反应生成一种物质属于化合反应；
（2）氢气液化是物理变化，氢气燃烧是化学变化，微观本质区别是：氢气液化是氢分子之间的间隔变小，而氢气燃烧是氢分子分解成氢原子，氢原子再重新结合。
（3）氢气燃烧是化学变化反应时放出热量，故填：化学能转化为热量
（4）①氮气的沸点低因此先被蒸发出来；
②从微粒的角度分析，引起物质状态改变的原因是分子之间间隔的改变
（5）A、如图所示，反应前是氢分子、氧分子，反应后是水分子，因此分子种类一定发生改变，选项正确；
B、如图所示，氢元素的化合价反应前由于氢气是单质，氢元素化合价为0价，反应后水中氢元素化合价为+1价，因此升高，选项正确；
C、如图所示，反应前后共涉及氢分子、氧分子和水分子三种分子，氢气和氧气是单质，水是化合物，选项正确；
D、如图所示，从上图可知化学反应的本质是分子破裂，原子重新组合，选项正确；
故选：ABCD；
（6）高纯氮气保存月球土壤，说明氮气的化学性质稳定，不溶于与月壤反应，故填：稳定
（7）根据相对原子质量≈质子数+中子数判断3He、4He的中子数关系，根据两种原子的电子层结构判断二者的化学性质．试题解析：3He、4He中的3和4分别是它们的相对原子质量，相对原子质量≈质子数+中子数，氦的原子序数为2，质子数也为2，所以中子数分别为：3-2=1和4-2=2，不相同，由于原子中质子数=核外电子数，所以二者的电子层结构相同，则化学性质相似．故答案为：中子；相似；
1．（2022秋·江苏如皋·阶段测试）如图是电解水和氢气燃烧两个实验，有关说法正确的是
A．点燃氢气前不检验纯度，一定会发生爆炸B．a、b两管收集到气体质量比为1：2
C．b管气体能使带火星木条复燃D．两个实验均可证明水的组成
【答案】D
【详解】A、氢气不纯（混有空气或氧气）遇火可能发生爆炸，只有达到爆炸极限才能发生爆炸，故选项说法错误；
B、a、b两管收集到气体体积比为1：2，故选项说法错误；
C、b管气体是氢气，能够燃烧但是不能使带火星木条复燃，故选项说法错误；
D、水电解实验能够说明水是由氢元素和氧元素组成的，氢气燃烧生成水也能说明水是由氢元素和氧元素组成的，正确；
故选D。
2．（2023·海南省直辖县级单位·统考二模）“○”和“●”表示不同元素的原子，以下图示表示单质的是
A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】A、表示由不同种分子构成，所以表示混合物，故A错误；
B、表示由同种分子构成，且一个分子中含有两种不同的原子，表示化合物，故B错误；
C、表示由同种原子构成的分子，表示单质，故C正确；
D、表示由不同种分子构成，所以表示混合物，故D错误。
故选C。
3.（2023·云南临沧·统考模拟预测）我国古代将炉甘石(ZnCO3) 、赤铜(Cu2O)和木炭粉(C) 混合后加热到约800℃，得到一种外观形似金子的锌和铜的合金(含Zn和Cu)。上述反应中 所涉及到的物质中，属于氧化物的是
A．CB．Cu2OC．ZnCO3D．铜锌合金
【答案】B
【详解】A、碳是由碳元素组成的纯净物，属于单质，不符合题意；
B、Cu2O是由Cu、O元素组成的化合物，属于氧化物，符合题意；
C、碳酸锌是由Zn、C、O三种元素组成的化合物，不属于氧化物，不符合题意；
D、铜锌合金由铜、锌混合而成，属于混合物，不符合题意。
故选B。
4．（2022秋·北京·联考期中）兴趣小组用如图装置研究铁与水蒸气的反应。加热一段时间后，用火柴点燃肥皂液中鼓起的气泡，听到爆鸣声，观察到淡蓝色的火焰。下列说法不正确的是
A．铁与水蒸气反应产生的气体可能为氢气
B．实验开始时，先加热试管的湿棉花处，一段时间后再加热铁粉处
C．实验结束时，先熄灭全部酒精灯，再将导气管移出肥皂液
D．湿棉花中的水受热变为水蒸气的过程中，水分子的间隔变大了
【答案】C
【详解】A、铁与水蒸气反应产生的气体能燃烧，且淡蓝色的火焰，所以铁与水蒸气反应产生的气体可能为氢气，选项A正确；
B、实验开始时，先加热试管的湿棉花处，让湿棉花处的水变成水蒸气，一段时间后再加热铁粉处，让铁与水蒸气充分反应，选项B正确；
C、实验结束时，应该先将导气管移出肥皂液，后熄灭全部酒精灯，防止肥皂液倒吸进入试管，使试管炸裂，选项C错误；
D、湿棉花中的水受热变为水蒸气的过程中，水分子的间隔变大了，选项D正确。
故选：C。
5．（2023·山东聊城·统考二模）下列各组物质中，前者属于混合物，后者既是空气的主要成分又属于单质的是
A．冰水混合物 氮气B．石油 氧气
C．大理石 二氧化碳D．二氧化碳 氢气
【答案】B
【详解】A、冰水混合物中只有水，水是由不同种元素组成的纯净物，属于化合物；氮气是由一种元素组成的纯净物，属于单质，不符合题意；
B、石油中含有多种烷烃，属于混合物；氧气是空气的主要成分，由一种元素组成的纯净物，属于单质，符合题意；
C、大理石的主要成分是碳酸钙，还含有一些其它物质，属于混合物；二氧化碳是由不同元素组成的纯净物，属于化合物，不属于单质，不符合题意；
D、二氧化碳是由不同种元素组成的纯净物，属于化合物；氢气不是空气成分，是由一种元素组成的纯净物，属于单质，不符合题意。
故选B。
6．（2021·广西贺州·校考一模）下列容器中所盛物质属于单质的是_____，属于化合物的是_____，属于混合物的是_____，属于氧化物的是_____，属于溶液的是_____(填字母)。
【答案】 A D BCE D E
【详解】氧气和液氧属于同种物质，属于单质。冰和水是一种物质，属于化合物。氧气和臭氧、一氧化碳和二氧化碳、过氧化氢和水都是由两种物质组成的，属于混合物。水和冰是由氧元素和氢元素组成的，属于氧化物。过氧化氢和水形成溶液。
7．（2023·河南商丘·统考模拟预测）1800年，英国化学家尼科尔森通过电解水得到氢气和氧气．同学们也在实践中传承科学家勇于探索的科学精神，用如图所示装置进行电解水的实验探究．

写出电解水的化学方程式________________，实验结束时，若注射器I中气体体积为，则注射器Ⅱ中气体体积为________mL．
【答案】 8
【详解】电解水能够生成氢气和氧气，化学方程式为：；
根据“正氧负氢，氧一氢二“注射器Ⅰ与电源的正极相连产生的氧气，注射器Ⅱ与电源的负极相连产生的氢气，产生的氢气和氧气的体积比为2：1，故注射器I中气体体积为，则注射器Ⅱ中气体体积为8 mL，故填：；8。
8．（2022·贵州六盘水·统考模拟预测）现有以下物质：①冰水混合物；②洁净的空气；③氯化钠；④镁条；⑤二氧化碳；⑥汗水；⑦五氧化二磷；⑧稀有气体；⑨液氧，其中属于混合物的有______（填序号、下同），属于氧化物的有______，属于单质有________。
【答案】 ②⑥⑧ ①⑤⑦ ④⑨/⑨④
【详解】①中的冰水混合物，只含水分子，属于纯净物中的氧化物；
②中的洁净空气。包含氮气、氧气等物质，属于混合物；
③中的氯化钠，属于纯净物中的盐；
④中的镁条，只含镁原子，属于纯净物中的单质；
⑤中的二氧化碳，由二氧化碳分子构成，属于纯净物中的氧化物；
⑥中的汗水，含有水和其他盐类，属于混合物；
⑦中的五氧化二磷，由五氧化二磷分子构成，属于纯净物中的氧化物；
⑧中的稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙、氡等物质，属于混合物；
⑨中的液氧中只含有氧气分子，属于纯净物中的单质；
故混合物有②⑥⑧；氧化物有①⑤⑦；单质有④⑨。
9．（2022秋·广东广州·联考期末）H2被视为未来理想的清洁能源，科学家对氢的研究从未停歇。

(1)2020年5月，Nature期刊报道了一种新型催化剂用于光催化分解水，结果表明，水分解生成的两种气体的体积与时间的关系如图1所示，其中表示氢气的是_______（填“a”或“b”）。该反应的符号表达式为_______。该反应的基本反应类型是：_______。
(2)2020年5月，科学家在Science期刊上首次报道了原子与分子的“最简单”反应存在两种路径，并用先进技术手段拍下了该反应的影像资料，其中一种路径的简化示意图如图2所示。

此“最简单”反应中， 表示H原子， 表示D原子。D原子核中有__个质子，此反应中涉及的元素种类有_______种。该反应可表示为：H +__→ H2 +__。
【答案】(1) a 分解反应
(2) 一/1 一/1 HD/DH D
【详解】（1）水分解生成氢气和氧气的体积比约为2:1，由水分解生成的两种气体的体积与时间的关系图可知：生成a、b两种气体的体积比=2:1，故其中表示氢气的是a，表示氧气的是b；
水在光和催化剂的条件下反应生成氢气和氧气，该反应的符号表达式：；
该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应；
（2）由D原子的结构示意图可知，D原子核中有1个质子，因为质子带正电，中子不带电；
元素是质子数相同的一类原子的总称，此反应中涉及的原子质子数均是1，故元素种类有1种；
由图可知，该反应可表示为：H+HD→H2+D。
10．（2023·福建福州·福建省福州延安中学校考模拟预测）氢气被看作是理想的能源。氢气的制取和储存是氢能源利用领域的研究热点。

(1)电解水可以制取氢气，电解水的装置如图1所示，图中a管内的气体是______(填名称)，若a管内气体体积是10mL，则b管内气体体积是______mL。
(2)用电解水的方法制取氢气成本太高，科学家正致力于研究在催化剂和光照条件下分解水制氢气。写出该反应的化学方程式_______，反应中催化剂的质量和_______没有改变。
(3)水热分解可得氢气，高温下水分解体系中微粒含量与温度的关系如图2所示，当温度低于2000°C时，体系内微粒含量没有改变的原因是_______，已知图中曲线A、B对应的微粒是原子，写出微粒A的化学符号_______。
(4)氢能源汽车相比燃油汽车的突出优点是_______。
【答案】(1) 氢气 5
(2)
化学性质
(3) 低于2000℃时H2O不会分解 H
(4)对环境污染小
【详解】（1）水电解正极产生氧气，负极产生氢气，且氢气与氧气的体积比为2∶1，分析图1可知，图中a管内的气体是氢气，若a管内气体体积是10mL,则b管内气体体积是5mL。
（2）依据题意可知，在催化剂和光照条件下分解水生成氢气和氧气，则化学反应方程式为；催化剂特点是能改变其它反应速率，化学反应前后的质量和化学性质都不变，则反应中催化剂的质量和化学性质都没改变。
（3）分析图像可知，温度高于2000℃水才开始分解，当温度低于2000℃时，体系内微粒含量没有改变的原因是没有达到水的分解温度，水不会分解；水分子中氢原子与氧原子的个数比为2∶1，则图中曲线A对应的是H、B对应的是O。
（4）氢气燃烧的产物是水，故氢能源汽车相比燃油汽车的突出优点是对环境污染小等。
两电极
正极端的玻璃管
负极端的玻璃管
现象
有气泡
体积为，木条燃得更旺
体积为，气体燃烧
实验步骤
实验现象
实验结论
如图检验氢气的纯度。
①听到______。
说明氢气已纯净。
点燃纯净的氢气。
②发出______火焰。
在火焰上方罩一个干而冷的烧杯
烧杯内壁有水雾出现
说明有水生成。
用手轻轻触摸烧杯。
③______
说明反应中伴随能量变化。