初中化学九上(精讲)第4单元 课题3水的组成

课题3　水的组成

答案：

(1)小　(2)氢气＋氧气水　(3)水氢气＋氧气　(4)1∶2　(5)使带火星的木条复燃　(6)氢、氧两种元素　(7)同种元素　(8)纯净　(9)不同种元素　(10)纯净

1．氢气的性质

(1)氢气的物理性质

氢气是无色、无臭、难溶于水的气体，密度比空气的小。

实验室如何收集氢气啊？

由于氢气难溶于水，可以用排水法，也可以根据其密度小的性质，采用向下排空气法。

(2)氢气的化学性质——可燃性

①氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰。

②氢气与一定量的空气或氧气混合遇明火时可能会发生爆炸。

上述两种情况均可用同一文字表达式表示：氢气＋氧气水。

(3)检验氢气纯度的方法

如图所示，收集一试管氢气，用拇指堵住试管口并向下靠近火焰，移开拇指，若发出尖锐爆鸣声，表明氢气不纯，若声音很小则表示氢气较纯。

谈重点  点燃氢气前为什么要先验纯

如果氢气不纯，遇明火可能会发生爆炸，所以点燃氢气前，一定要检验氢气的纯度，在使用氢气时，一定要特别注意安全。

【例1】航天所用燃料之一为液氢，下列说法中属于H2的化学性质的是(　　)

A．液氢燃烧

B．氢气的密度比空气的小

C．氢气具有可燃性

D．燃烧产生淡蓝色火焰

解析：化学性质是物质在化学变化中表现出来的性质，可燃性属于物质的化学性质。

答案：C

2．电解水实验

(1)实验装置(略)

(2)实验现象

①两电极上均有气泡产生。

②正极端的玻璃管与负极端的玻璃管内气体体积比约为1∶2。

(3)气体验证

①正极端的玻璃管中的气体能使带火星的木条复燃，证明是氧气。

②负极端的玻璃管中的气体被点燃火焰呈淡蓝色，证明是氢气。

(4)实验结论

水在直流电的作用下，分解产生了氢气和氧气，文字表达式为：

水氢气＋氧气

(H2O)　(H2)　(O2)

(5)电解水时的注意事项

①与电池负极相连的电极产生氢气，与电池正极相连的电极产生氧气，可记为“正氧负氢，氢二氧一”。

②电解水时通的是直流电，而不是交流电。

③理论上水分解产生的氢气与氧气的体积比为2∶1，但由于氧气比氢气在水中溶解的量多，所以实验开始一段时间氢气的体积往往大于氧气体积的2倍。

④水通电分解产生氢气和氧气，但不能认为水是由氢气和氧气组成的。

水的导电性很弱，加入少量稀硫酸或氢氧化钠，可增强水的导电性啊！

【例2—1】如图所示为通电分解水的简易装置。试完成下列问题：

(1)与A量筒中的电极相连接的是电池的________极，B量筒中收集的气体是________。

(2)如果用VA和VB分别表示A量筒和B量筒中收集的气体的体积，则VA∶VB约等于________∶________。

(3)该实验能证明的结论是：

①________________________________________________________________________；

②________________________________________________________________________。

解析：水通电分解，与电源正极相连的试管得到O2，与电源负极相连的试管得到H2，体积比大约为1∶2。

答案：(1)负　氧气

(2)2　1

(3)①水是由氢、氧两种元素组成的　②水中氢、氧两种元素的原子个数比是2∶1(其他合理答案也可)

(6)水分解的微观解释

①每个水分子(H2O)是由2个氢原子和1个氧原子构成的。

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，如图。

水分子分解示意图

谈重点  水分解的微观解释　水通电分解属于化学变化。变化中，水分子变成了氢分子和氧分子，分子发生了改变，但构成水的氢原子和氧原子没变，只是发生了重新组合。

【例2—2】水电解的过程可用下列图示表示，微粒运动变化的先后顺序是(　　)

A．①②③④     B．④①③②

C．①②④③     D．①④③②

解析：水电解的微观过程是：水是由水分子构成的，在电流的作用下，水分子分解为氧原子和氢原子，氧原子向正极运动，氢原子向负极运动，氧原子和氢原子分别在正极和负极两两结合，生成氧分子和氢分子，进而放出氧气和氢气，A正确。

答案：A

3．单质和化合物

(1)单质

由同种元素组成的纯净物叫做单质，如氢气(H2)、氧气(O2)、氮气(N2)都是单质。

辨误区  只含一种元素的物质一定是单质吗　只含一种元素的物质不一定是单质。因为该物质不一定是纯净物。例如，氧元素可以组成氧气和臭氧，但氧气和臭氧的混合气体却不是单质。

(2)化合物

组成中含有不同种元素的纯净物叫做化合物。如二氧化碳(CO2)、高锰酸钾(KMnO4)都是化合物。

辨误区  含不同种元素的物质一定是化合物吗　含两种或两种以上元素的物质并不一定是化合物。因为它不一定是纯净物，例如，空气由多种元素组成，但属于混合物。

(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的叫做氧化物。如水(H2O)、二氧化碳(CO2)都是氧化物。

辨误区  含氧元素的化合物一定是氧化物吗　含氧元素的化合物不一定是氧化物。氧化物的组成元素必须为两种且一种是氧元素。例如，氯酸钾(KClO3)虽然含氧元素，但不是氧化物，因为它由三种元素组成。

【例3】下列物质中属于化合物的是(　　)

A．二氧化硫     B．空气

C．磷           D．加碘食盐

解析：二氧化硫由一种物质组成，是纯净物，二氧化硫又是由不同种元素组成，所以属于化合物，故A项正确；空气、加碘食盐都是由不同的物质组成，属于混合物，故B、D错误；磷属于单质，故C错误。

答案：A

4．单质、化合物、氧化物之间的关系

(1)单质与化合物的关系

都是纯净物，单质含同种元素，化合物含不同种元素。一种纯净物如果不是单质，则一定是化合物。

(2)化合物与含氧化合物、氧化物的关系(如图)：

(3)化合物与混合物的关系

化合物是含不同元素的纯净物，与混合物是两个不同的概念。

(4)判断单质、化合物、氧化物的依据是物质的组成元素，而不是物质的名称。

【例4】(综合题)下列分别盛有不同物质的容器中(如图)，所盛物质属于单质的是________，化合物的是________，纯净物的是________，混合物的是________，氧化物的是________。(均填容器下的代号)

解析：氧气和液氧属于同一种物质，且是由同种元素组成的纯净物，故A中的物质属于单质；氧气和臭氧、二氧化碳和一氧化碳、过氧化氢和水虽然分别都是由相同的元素组成的，但属于两种不同的物质，故B、C、E中的物质都属于混合物；冰和水是两种不同状态的同种物质，是由两种不同的元素组成的化合物，且其中一种是氧元素，故D中物质属于化合物，也属于氧化物。

答案：A　D　A、D　B、C、E　D

5．物质的分类

【例5】(综合应用题)将下列物质按要求分类(填序号)：

①空气　②氧气　③水蒸气　④高锰酸钾　⑤铁粉　⑥氮气　⑦海水　⑧冰水共存物　⑨过氧化氢和水　⑩二氧化硫

(1)属于混合物的是________。

(2)属于化合物的是________。

(3)属于单质的是________。

解析：由两种或多种物质混合而成的物质叫混合物，因此①⑦⑨为混合物；含有不同种元素的纯净物叫做化合物，因此③④⑧⑩为化合物；由同种元素组成的纯净物叫做单质，因此②⑤⑥为单质。

答案：(1)①⑦⑨　(2)③④⑧⑩　(3)②⑤⑥

6．水的电解实验的创新应用题

电解水时，应通直流电。电源正极处得到的气体能支持燃烧，是氧气；电源负极处得到的气体能燃烧，是氢气。且氧气与氢气的体积比约为1∶2，简单记为“正氧负氢，氢二氧一”。要熟记这一实验事实，有很多题目通过多种形式来考查我们对水电解实验的现象掌握情况。

另外题目有时告知我们H2与O2的体积比不是2∶1或大于2∶1，此时要考虑到H2、O2在水中不同的溶解能力(O2比H2更易溶于水)，或者装置漏气等情况。

【例6】(创新题)如图所示，图1是电解水的简易装置；图2是电解水生成气体的体积随时间的关系图，试回答下列问题：(甲试管生成气体A，乙试管生成气体B)

(1)图中a、b两极分别是电源的哪一极：

a是________极；b是________极。

(2)气体B可以用点燃的木条检验，现象是____________________，说明气体B有________(性质)。

(3)3 min时，甲、乙两个试管内收集的气体的体积比约为______。

解析：要学会从图像中获取信息，并把信息转化为解答问题的已知条件。从图像上可以看出，同一时间内产生A气体的体积大约是B气体的两倍，因此A为氢气，B为氧气，据此为条件，后面的问题便可迎刃而解。

答案：(1)负　正　(2)燃着的木条燃烧更剧烈　助燃性　(3)2∶1