初中化学人教版九年级上册课题3 水的组成课堂检测
展开1、电解水实验
电解水实验如图所示:
(1)实验用品有:水槽、试管、直流电、石墨电极(正极不能用铜等金属或与氧气反应的电极)、12V的直流电源;
(2)实验过程及现象:按照上面的实物图所示,连接好装置,为增强水的导电性,可在水中加入少量稀硫酸或氢氧化钠溶液(一般不加氢氧化钠溶液,容易起泡沫),闭合电路后,会看到试管内的电极上出现气泡,过一段时间,与电源正(氧气),负极(氢气)相连的试管产生的气体体积比约为1:2,(氧气的密度为1.429g/mL,氢气的为0.089g/mL;通过计算可得氧气与氢气的质量比为8:1,氢,氧两种分子和原子个数比都是2:1);可简单概括为:“正氧负氢1:2,质量比为8:1”;(简记:正氧负氢,氢二氧一)
(3)该实验结论或推论有:
a.水由氢、氧两种元素组成;
b.水(分子)中,氢、氧两种元素的原子个数比为2:1,通电后生成氢气、氧气两种气体的分子个数比为2:1、体积比为2:1;
c.水通电生成氢气、氧气,正极产生的是氧气,负极产生的是氢气,该反应的文字方程式为;
d.化学反应前后,原子种类、个数不变,元素种类不变;
e.在化学变化中,分子可分,而原子不可分;
f.化学反应的实质是在化学变化中分子分解成原子,原子重新组合成新的分子(或聚集后直接构成物质);
g.分子是保持物质化学性质的最小粒子;
h.原子是化学变化中的最小粒子;
i.氧气是由氧元素组成;氢气是由氢元素组成;
j.水是由水分子构成的;一个水分子是由二个氢原子和一个氧原子构成;一个氢气分子是由二个氢原子构成;一个氧气分子是由二个氧原子构成;
k.水是纯净物中的化合物中的氧化物,氧气和氢气是纯净物中的单质;
l.该实验中发生的化学反应属于分解反应。
(4)电解水时的误差分析,即氧气、氢气的体积比小于1:2,其原因主要有如下三个:
①氧气、氢气在水中的溶解度不同造成的,由于氧气的溶解度比氢气的稍大些,导致氧气、氢气的体积比小于1:2;
②电极的氧化造成的,当使用金属电极进行实验时,由于氧气的化学性质比较活泼,所以有可能有一部分氧气在电极处与电极发生了反应,使氧气损耗了一部分;导致氧气、氢气的体积比小于1:2;
③电极产生副反应等造成的,如用稀硫酸溶液作电解液,可能会有下列副反应发生:H2SO4=H++HSO4-,在阴极:2H++2e=H2;在阳极:2HSO4--2e=H2S2O8(过二硫酸),H2S2O8+H2O=H2SO4+H2SO5(过一硫酸),H2SO5+H2O=H2O2+H2SO4;生成的过氧化氢在酸性溶液中较稳定,不易放出氧气,从而使生成的氢气增多了,导致氧气、氢气的体积比小于1:2;克服的办法是,在电解液中加入碱比加入酸的误差会小些,或者事先将电解液用氧气饱和,可以消除因溶解度不同而产生的误差,或者电极不能是金属或易与氧气、氢气反应的,等等。
(5)水的电解实验分析
(6)微观理解水的电解
2、水的组成与水的性质和应用
(1)水的组成:水由氢、氧两种元素组成;两元素的质量比为1:8。
(2)水的性质包括物理性质和化学性质两部分:
①物理性质是:纯净的水是无色、无味、无形的透明液体,在101kPa时,水的凝固点是0℃,沸点是100℃,4℃时相对密度最大1g/cm3;水结冰时体积膨胀,所以冰的密度小于水的密度,能浮在水面上,还有,水能够溶解很多种物质,是最常用的溶剂。
②化学性质有:a.在通电的条件下,能够分解成氢气和氧气;b.水能够与二氧化碳等非金属氧化物反应,生成碳酸等相应的酸;c.水能够与氧化钙等金属氧化物反应,生成氢氧化钙等相应的碱;d.水能够与氧气、铁等金属发生反应,使金属锈蚀;e.水与二氧化碳被绿色植物利用,能够进行光合作用,合成有机物(主要是淀粉),该反应的化学方程式为:6CO2+6H2OC6H12O6+6O2;f.水能够跟较活泼金属或碳反应(即氧化性),使氢被还原成氢气;例如,2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑,C+H2O高温¯CO+H2,等等。
(3)水的应用:水的应用是非常的广泛,它是人及一切生物生存所必需的,可以说,没有水就没有生命,水在日常生活中的应用,都比较熟悉,就不多说了;农业上用水在浇灌农作物,使之进行光合作用等;工业上用水作原料、制冷或洗涤等;化学实验中常用水作反应物、制冷、溶解物质、稀释浓溶液、洗涤仪器、灭火或用排水法收集气体等等。
3、从组成上识别氧化物
(1)从组成上识别氧化物:指氧化物的具体辨析,也就是从氧化物的组成特点上,来分析判断一下某物质是不是氧化物;
(2)氧化物是指由两种元素组成的化合物中,其中一种元素是氧元素的物质,氧化物的组成特点是含有两种元素,并且其中一种必须是氧元素(如二氧化硫、五氧化二磷和氧化铜等)。
4、单质和化合物的概念与判别
(1)单质和化合物的概念:①单质是指由同种元素构成的纯净物(如铁、氧气等);
②化合物是指由不同种元素组成的纯净物(如水、二氧化硫等);③它们的相同点是:它们都是纯净物,都是元素的存在状态;不同点是:单质只含有一种元素,化合物含有两种或两种以上元素。
(2)单质和化合物的判别方法或技巧是:
①从宏观角度来说,首先,要看它是不是纯净物,只有当它是纯净物时,它才有可能是单质或化合物,千万不能认为由同种元素组成的物质一定就是单质,也不能认为由不同种元素组成的物质一定是化合物,例如:a.白磷和红磷,虽然都由磷元素组成,但它们不属于一种物质,因此,它们混合后属于混合物,不属于纯净物;更谈不上单质了;b.空气由氧元素、氢元素、碳元素、氮元素和稀有气体元素等不同种元素组成,但是由于它属于混合物,不属于纯净物,更不是化合物。
②在确认它是纯净物的前提下,再看它是由几种元素组成的;由一种元素的是单质;由多种元素的就是化合物;
③从微观角度来说,首先,也要看它是不是纯净物(只含有一种原子或分子);当确认它是纯净物时,再看它其中含有几种原子,含有一种的是单质;含有多种的是化合物。
(3)物质的分类:
【考点1 电解水实验】
【典例1-1】(2023•香洲区校级三模)如图是电解水的实验装置,对于电解水实验有以下描述,正确的是( )
A.电解水产生的氢气与氧气的体积比为1:2
B.电解水实验证明了水中含有氢分子和氧分子
C.电解水的实验现象是:正极产生氧气,负极产生氢气
D.电解水产生的氢气与氧气的质量比是1:8
【典例1-2】(2023•二道区校级模拟)水是一种重要的物质,在实验室和日常生活中有着十分重要的作用。请回答下列问题:
(1)为了除去水中的色素和异味,可以向水中加入 进行吸附。
(2)电解水时,正、负极两端产生的气体体积比约为 。
(3)下列各项操作与水的净化过程有关的是 。(填序号)
A.吸附 B.消毒 C.电解 D.过滤
【典例1-3】(2023•北京)用如图电解水实验研究水的组成。
(1)经检验a管中产生H2,由此得出关于水的组成的推论是 。
(2)用带火星木条检验b管中气体为O2的现象是 。
【变式1-1】(2023春•新泰市期末)2021年12月9日“天宫课堂“直播中宇航员告诉我们,天宫中宇航员所用的氧气来自于电解水。如图所示为电解水的装置,下列有关说法正确的是( )
A.M、N两导管口处收集的气体质量之比是8:1
B.将带火星的木条放在N导管口处,木条会复燃
C.由该实验可知水是由氢气和氧气组成的
D.M导管口处收集的气体点燃前要验纯
【变式1-2】(2023•铁岭模拟)水是宝贵的自然资源。认识水、保护水、节约水是每一个公民应尽的责任和义务。
(1)如图所示的电解水装置中,玻璃管a端连接电源的 极,该实验说明水是由 组成的。
(2)使用硬水会给生活带来许多麻烦,生活中常常采用 的方法来降低水的硬度。净水器中经常使用活性炭净水,主要利用活性炭的性质是 。
(3)节约用水是爱护水资源的一种途径,请写出一种节约用水的具体做法 。
【变式1-3】(2023春•丰城市校级期末)水是生命之源,“珍惜水、节约水、保护水”是每个公民的义务和责任。
(1)如图甲装置进行电解水的实验,b中收集到的气体是 ,该端相连的是电源 级,该实验说明水由 组成。
(2)某同学自制如图乙所示简易净水器,活性炭的主要是起 作用。
(3)赣州地区水资源丰富但分布不均。有些村民用地下水作为生活用水,人们生活中可用 的方法降低水的硬度。
【考点2 水的组成与水的性质和应用】
【典例2-1】(2023•河北)水是生命之源,人类的生产生活都离不开水。下列有关水的认识错误的是( )
A.地球上可利用的淡水资源有限 B.过滤可以除去水中的所有杂质
C.水是由氢元素和氧元素组成的 D.用淘米的水浇花可以节约用水
【典例2-2】(2023•襄州区模拟)水是一切生命生存所必须的物质。
(1)为了人类和社会经济可持续发展,我们必须爱护水资源,下列符合爱护水资源措施的有 。
A.用大水漫灌浇庄稼 B.提倡使用农家肥 C.污水处理达标排放 D.加大水质监控
(2)下面实验操作中体现出水成为溶剂作用的是 。
【变式2-1】(2023•荔湾区校级三模)1783年,拉瓦锡研究水的组成,装置示意图如图,将水加热成蒸气通过灼热的铁管,一段时间后,在出口处收集到一种可燃性气体。实验后称量发现水的质量减少,铁管质量增加,拉瓦锡研究并判断铁转化为氧化物。下列说法错误的是( )
A.实验中收集到的可燃性气体可能是氢气
B.文中提到的科学家用定量的方法研究了空气的成分
C.实验中水蒸气减少的质量等于铁管增加的质量
D.该实验推翻了“水是单一元素物质”的观点
【变式2-2】(2023•安徽模拟)人工造雪机造雪气温须达到0度以下,保持一定的水量、且水温不超过5度才可以造雪。造雪时一定要看好天气和空气的干湿度。下列有关说法正确的是( )
A.水通过造雪机制成雪后,水分子停止了运动
B.用造雪机人工造雪过程属于化学变化
C.人工造雪过程中水分子的体积会变大
D.人造雪中水分子的间隔比液态水的大
【变式2-3】(2022秋•莱西市期中)请沿用科学家认识事物的方式认识“水”。
(1)从分类角度;蒸馏水 (填“是”或“不是”)纯净物。
(2)从微观角度:构成水的微粒是 (填名称)。
(3)从变化角度:水加热蒸发变成水蒸气,从微观角度看不变的是 ,变化的是 。
(4)从性质角度:能保持水化学性质的微粒是 。
(5)从应用角度:日常生活中,水的用途有 (填1种即可)。
(6)从环保角度:提倡节约用水,保护水资源。下列做法中,不合理的是 (填字母序号)。
A.淘米水浇花 B.使用节水龙头
C.废水处理达标后排放 D.实验后的废液直接倒入下水道
【考点3 从组成上识别氧化物】
【典例3-1】(2023•邗江区二模)自然界里多数物质含有氧元素。下列属于氧化物的是( )
A.氧气B.过氧化氢C.氢氧化镁D.硫酸钠
【典例3-2】(2023•遂平县一模)现有①空气中0.94%的稀有气体 ②四氧化三铁 ③人体呼出气体 ④二氧化碳 ⑤液氮 ⑥蒸馏水六种物质。其中属于混合物的是 (填序号,下同);属于氧化物的是 。
【变式3-1】(2023•巨野县二模)下列物质中,前者属于氧化物,后者属于混合物的是( )
A.干冰、水银B.硫酸、石油
C.冰水混合物、生铁D.氮气、矿泉水
【变式3-2】(2022秋•利州区校级月考)现有①二氧化碳 ②液氧 ③铁水 ④高锰酸钾受热后的剩余固体 ⑤二氧化锰 ⑥洁净的空气 ⑦矿泉水 ⑧硬水,其中:(填序号)
(1)属于混合物的是 ;
(2)属于氧化物的是 ;
(3)含有氧分子的是 。
【考点4 单质和化合物的概念与判别】
【典例4-1】(2023春•南岗区校级期中)下列说法错误的是( )
A.同一元素的原子和离子质子数一定相等
B.原子内质子数与中子数不一定相等
C.单质中只含有一种元素,所以只含有一种元素的物质一定是单质
D.化合物由不同种元素组成,所以同种元素组成的物质一定不是化合物
【典例4-2】(2022秋•西峡县期末)填空:
(1)空气中含量最多且用作保护气的是 ;
(2)下列物质:①冰水混合物 ②水银 ③二氧化锰 ④液态氮 ⑤五氧化二磷。用正确序号填空:属于单质的是 ;属于化合物的是 。
【变式4-1】(2023•襄州区模拟)逻辑推理是化学学习的常见思维方法,下列推理错误的是( )
A.分子由原子构成,但分子不一定比原子大
B.单质只含有一种元素,但只含有一种元素的物质不一定是单质
C.化学变化一定产生了新物质,但产生新物质的变化不一定是化学变化
D.分子和原子是不显电性的粒子,但不显电性的粒子不一定是分子和原子
【变式4-2】(2023•杨陵区模拟)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.
【变式4-3】(2023•广饶县校级开学)现有下列物质:①氮气②二氧化碳③食盐水④冰水混合物⑤液氧⑥铁⑦空气。其中属于混合物的是 (填数字序号,下同),属于单质的是 ,属于化合物的是 。
一、选择题。
1.(2023•淮阳区三模)下列有关水的说法正确的是( )
A.过滤可以将硬水转化为软水
B.地下水是取之不尽的淡水资源
C.明矾可以除去水中的色素和异味
D.电解水实验生成氢气和氧气的体积比约为2:1
2.(2023•新抚区模拟)空气和水是人类宝贵的自然资源。下列有关说法正确的是( )
A.空气中稀有气体的体积分数约为0.94%
B.空气污染物有NO2、SO2、CO2等
C.水由氢气和氧气组成
D.水电解得到氢气和氧气的体积比为1:2
3.(2023•望花区模拟)下列有关“水”的叙述中,正确的是( )
A.用肥皂水可以区分硬水和软水
B.水是由氢气和氧气组成
C.明矾可除去水中所有不溶性杂质
D.通过活性炭的吸附可以将海水转为淡水
4.(2022秋•惠城区期末)下列实验指定容器中的水,其解释没有体现水的主要作用的是( )
5.(2023•郁南县校级二模)近期,科学家测试了一种新方法:在高温高压下混合水和热空气,以破坏有毒合成物质。在374℃以上,水和有毒物质浆料达到“超临界”状态,水变成了“游离状态”,生成由单个氢原子和氧原子等组成的松散分子,这些分子会摧毁有毒合成物质。下列关于“游离状态水”的说法正确的是( )
A.“游离状态水”与普通水物理性质相同
B.“游离状态水”与普通水化学性质相同
C.“游离状态水”中含有氧气
D.可以帮助解决有毒合成物质处理
6.(2023春•岱岳区期末)分类和归纳是学习化学的重要方法,下列分类、归纳不正确的是( )
A.二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、臭氧都属于空气污染物
B.木炭、铁丝与氧气发生的化学反应属于氧化反应
C.五氧化二磷、二氧化碳、氧化铜都属于氧化物
D.铜、金刚石、氧气都属于由原子构成的单质
7.(2023•红塔区模拟)分类是学习化学的重要方法。下列物质属于氧化物的是( )
A.O3B.H2CO3C.CO2D.KNO3
8.(2023•宣城模拟)化学概念在逻辑上存在并列、交叉和包含关系,可用如图表示这三种关系,以下关系界定正确的是( )
A.化合物和混合物属于交叉关系
B.物理变化和化学变化属于并列关系
C.氧化反应和化合反应属于包含关系
D.非金属元素和稀有气体元素属于包含关系
9.(2023春•北林区期末)下列物质中,前者属于化合物,后者属于混合物的是( )
A.干冰、酸雨B.乙醇汽油、煤气
C.甲烷、冰水混合物D.氧气、沼气
10.(2023•昂仁县二模)下列各组物质按单质、氧化物、混合物的顺序排列的是( )
A.钢、氧化镁、液氧B.红磷、铁锈、牛奶
C.稀有气体、水、天然气D.金刚石、冰水、石油
二、填空题。
11.(2023•东方二模)水是一种重要的自然资源。
(1)日常生活中,降低水硬度的方法是 。
(2)工业上常用电解水来制取氢气,为了增加水的导电性。可以选择下列物质 。
A.硫酸钠 B.酒精 C.氢氧化钠
(3)水是由 元素组成的,能证明水组成的事实是:
。
12.(2022秋•庄河市期末)位于大连庄河市、普兰店区和营口盖州市交界处的碧流河水库、庄河市仙人洞镇的英那河水库是大连市的两大“水碗”。
(1)自来水厂除去水中不溶性杂质的净水方法是 ,水中含有色素、异味可加入 吸附。
(2)使用溶有较多可溶性钙和镁的化合物的硬水会给生活和生产带来许多麻烦。检验硬水和软水可用 ,生活中通过 可以降低水的硬度。
(3)人类通过对水的生成和分解实验的研究,认识了水是由 两种元素组成的;水的分解反应化学方程式为 。
13.(2022秋•朝阳区期中)物质的分类中有多种分类标准:现有①铁粉;②液氮;③二氧化碳;④空气;⑤河水;⑥二氧化硫;⑦冰水混合物;⑧氮气;⑨加热氯酸钾和二氧化锰的剩余固体,请用序号填空:
(1)属于混合物的是 ;
(2)属于氧化物的是 ;
(3)含有水分子的是 。
14.(2023•即墨区一模)宏观与微观相结合是化学学科的思维特点,请根据要求完成下列问题:
(1)下列是某些粒子的结构示意图:
①A、B、C、D所示的粒子共表示 (填数字)种元素。
②C所示粒子在化学反应中容易 电子(填“失去”或“得到”)。
③若E中X=11时,则该粒子属于 (填“原子”或“阳离子”或“阴离子”)。
(2)图1中“”和“”分别表示不同元素的原子,则表示化合物的是 (填字母,下同),表示由单质形成的混合物的是 。
A. B. C. D.
三、解答题。
15.(2023•宝鸡模拟)2023年中国水周的主题是“强化依法治水,携手共护母亲河”。如图1是兴趣小组设计的简易净化黄河水的装置。
(1)a.小卵石、b.活性炭、c.石英砂这三种材料放置在装置相应的位置可获得较好的净水效果,图1中的①②③依次为 (填字母)。
(2)净水装置中活性炭的作用是 。
(3)黄河是推动氢能产业发展的重要资源,如图2是电解水实验的装置,试管1中收集到的气体是 。
16.(2022秋•峨山县期末)水是生命之源,但人类能利用的淡水约为水的总储量的0.7%。“珍惜水、节约水、保护水”是每个公民的义务和责任。
(1)用如图甲装置进行电解水的实验,a中收集到的气体是 ,b试管连接电源的 极(填“正”或着“负”),在水中加入硫酸钠的目的是 ,该实验说明水是由 组成的,反应的方程式为: 。
(2)某同学自制如图乙所示简易净水器,图中活性炭的作用是 。
(3)我国是淡水资源非常有限的国家,爱护水资源是每个公民的责任和义务,下列行为属于浪费水的是 (填字母编号)。
A.用洗菜水浇花
B.洗手擦香皂时不关上水龙头
C.农业常采用喷灌、滴灌
D.淘米水、煮过面条的水,用来洗碗筷,去油又节水
(4)使用硬水会给生活和生产带来许多麻烦,实验室将硬水转化为软水的方法是: 。
17.(2022秋•香坊区期末)分类是学习化学的重要方法。请将下列物质进行分类(填序号):
①铁 ②氯酸钾 ③自来水 ④冰水混合物
实验装置
实验步骤
实验现象
现象分析
1.接通电源
两电极端均产生气泡,一段时间后,
负极端气体体积约为正极端气体体积2倍
相同条件下,负极产生气体较快较多
2.用燃着的木条
分别检验两极气体
正极端气体让小木条燃烧更旺,
负极端气体能燃烧,产生淡蓝色火焰
正极端气体具有助燃性
负极端气体具有可燃性
实验结论
反应表达式
注意事项
水通电生成氢气和氧气,说明水由氢元素和氧元素组成
文字表达式:
符号表达式:
电源选择直流电;水中加入硫酸钠或氢氧化钠的目的:增强水的导电性
反思交流
气体聚集在玻璃管上端,说明气体具有什么性质?
气体密度小于水,且溶解性不大
实验时正负极端产生的气体体积比小于1:2的原因?
氧气不易溶于水,氢气难溶于水;且氧气可能和金属电极发生反应。
3.本实验得到的气体体积比和质量比图像
氢气氧气的体积比约为2 : 1;质量比约为1 : 8
A
B
C
D
实
验
装
置
硫在氧气中燃烧
测定空气中氧气含量
铁丝在氧气中燃烧
排水法收集氢气
解释
集气瓶中的水:
吸收放出的热量
量筒中的水:通过水体积的变化得出O2体积
集气瓶中的水:冷却溅落熔融物,防止集气瓶炸裂
集气瓶中的水:水先将集气瓶内的空气排净,后便于观察H2何时收集满
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