新人教版九年级化学上册例题精讲：第4单元课题3水的组成 5页

1 课题 3 水的组成 答案： (1)小 (2)氢气＋氧气 ――→点燃 水 (3)水――→通电 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――→点燃 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。 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――→通电 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。 电解水时，常在水中加入少量稀硫酸或氢氧化钠，这是为什么？ 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 3 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 4 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 5 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