2020（通用版）中考化学重难点易错点复习讲练揭秘电解水实验（含解析） 9页

揭秘电解水实验 一、氢气（H2）‎ 物理性质 无色、无味、难溶于水的气体，密度比空气小 化学性质 可燃性2H2+O22H2O（燃烧产生淡蓝色火焰）‎ 检验 ‎ ‎ 点燃氢气时，若发出尖锐的爆鸣声则表明气体不纯，若声音很小则表明气体较纯。‎ 说明：氢气燃烧可以验证水的组成。‎ 注意：可燃性气体点燃之前必须检验其纯度，否则易发生危险。初中阶段主要涉及的可燃性气体包括氢气、一氧化碳、甲烷。‎ 二、电解水实验 实验现象：‎ ‎1. 通电后，两电极均生成无色气体 ‎2. V正极:V负极=1:2‎ ‎3. 管1中气体可使带火星的木条复燃正极产生氧气（正氧）‎ ‎4. 管2中气体可燃，火焰呈淡蓝色（如气体量少，可发出爆鸣声）‎ · 负极产生氢气（负氢）‎ 实验结论：水是由氢、氧两种元素组成的物质。‎ ‎5. 水分子分解示意图 注意：电解水的反应条件应写“通电”，而非“电解”。‎ 说明：①电极对应生成的气体可用“正氧负氢”来概括记忆。‎ ‎②V(H2):V(O2)=2:1，与水分子中的H、O原子个数比相同。‎ ‎③参考H2的密度为‎0.0899 g/L，O2的密度为‎1.429 g/L，可以根据电解水的实验现象[V(H2):V(O2)=2:1]计算出水分子中H、O的原子个数比为2:1，从而确定水分子的化学式为H2O。‎ 9‎ 三、物质的分类 物质 混合物 多种物质混合而成 ‎（空气）‎ 纯净物 一种物质组成 ‎（氧气、水等）‎ 单质 同种元素组成的纯净物 ‎（O2、N2等）‎ 化合物 不同种元素组成的纯净物 ‎（KMnO4、Fe3O4等）‎ 氧化物：两种元素组成的化合物，其中一种是氧元素（CO2、H2O等）‎ 其他化合物 注意：单质、化合物都是纯净物的下属分类。如果是混合物，则不能说其是单质或化合物。‎ 例题1 化学概念在逻辑上存在如下图所示关系，对下列概念间的关系说法正确的是（ ）‎ 包含关系 并列关系 交叉关系 ‎①纯净物与混合物属于包含关系 ②化合物与氧化物属于包含关系 ‎③单质与化合物属于交叉关系 ④金属元素与非金属元素属于并列关系 A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ②④‎ 解析：由图示概念间的逻辑关系可知①纯净物与混合物属于并列关系；②化合物与氧化物属于包含关系；③单质与化合物属于并列关系；④金属元素与非金属元素属于并列关系；故正确的为②④，答案选择D。‎ 答案：D 例题2 水是宝贵的自然资源，在工农业生产和日常生活中有着极其广泛的运用。请应用所学知识回答下列问题：‎ 9‎ 甲 乙 ‎（1）甲图是电解水的实验装置，在实验过程中b管产生的气体是_________；写出水在通电条件下分解的化学方程式______________________。‎ ‎（2）当电解水的电解器通电一段时间后，你观察到了（ ）‎ A. 电极上有气泡产生，两玻璃管内气体的体积比为2:1‎ B. 有氢气和氧气生成，且两气体的体积比为2:1‎ C. 水是由氢、氧两种元素组成的 D. 每个水分子都由两个氢原子和一个氧原子构成 ‎（3）为除去水中的不溶性杂质，某同学制作了如乙图所示的简易净水器，其中活性炭的主要作用是_____________________。‎ 解析：水通电分解生成氢气和氧气，反应条件为通电，不能写电解，与正极相连的电极产生氧气，与负极相连的电极产生氢气，氢气与氧气的体积比为2:1。B. 描述反应现象时不能出现产物名称；C. 水是由氢、氧两种元素组成的是电解水实验得出的结论；D. 微观构成无法直接观察到，不属于反应现象。活性炭因具有疏松多孔的结构，可吸附部分可溶性杂质及一些不溶性杂质，除去颜色和臭味。‎ 答案：（1）O2（或氧气）‎ ‎（2）A ‎（3）吸附部分可溶性杂质及一些不溶性杂质，除去颜色和臭味 点拨：电解水实验易混淆与电源正负极相连的电极上产生的气体，可记为“正氧负氢，氢二氧一”，其中2:1为氢气与氧气的体积比，氢气与氧气的质量比为1:8，答题时需注意看清问的是体积比还是质量比。‎ 9‎ ‎【高频疑点】‎ 从微观角度看物质分类，看模型图判断物质种类 物质 混合物：‎ 多种分子（或多种单一原子）‎ 纯净物：‎ 一种分子（一种单一原子）‎ 单质：一种分子，该分子由同种原子构成（或一种单一原子）‎ 化合物：一种分子，该分子由多种原子构成 氧化物：一种分子，该分子由两种原子构成，‎ 其中一种为氧原子 其他化合物 例题 “○”和“●”表示不同的元素，以下图示中表示单质的是（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ 解析：A. 该图示为两种构成不同的分子，为两种物质的分子，则图示物质是混合物，故错误；‎ B. 该图示由一种分子构成，是一种物质的分子，是纯净物，但该分子由不同种原子构成，所以该图所示物质是化合物，故错误；‎ C. 图中分子构成相同，为同种物质的分子，图示物质为纯净物；而每个分子是由同种原子构成的单质分子，则该图所示物质为单质，故正确；‎ D. 图中为两种构成不同的分子，为两种物质的分子，图示物质为混合物；故D不正确。‎ 答案：C 点拨：混合物：多种组合 纯净物：单一组合 化合物：单一组合，多种小球 单质：单一组合、单一小球 氧化物：两种小球、单一组合 ‎（答题时间：30分钟）‎ ‎1. 下图是电解水的示意图。关于电解水的下列说法中不正确的是（ ）‎ 9‎ A. 由此实验得出的结论：水是由氢、氧两种元素组成的 B. 理论上若得到8 mL的氧气，可同时得到16 mL的氢气 C. 理论上若得到‎4 g氢气，可同时得到‎32 g氧气 D. 与电源负极连接的试管内收集到的气体能使带火星的木条复燃 ‎2. 能确认水是由氧元素和氢元素组成的实验是（ ）‎ A. 氢气在氧气中燃烧生成水 B. 水的蒸发 C. 水的电解 D. 水的净化 ‎3. 下列说法不正确的是（ ）‎ A. 氢气在氧气中燃烧，生成唯一产物——水，该反应也能说明水的组成 B. 检验氢气纯度时，听到尖锐的爆鸣声证明不纯 C. 氢气是无色、无气味、难溶于水的气体，实验室可以用排水法收集氢气 D. 水是由氢气和氧气组成的，属于混合物 ‎*4. 甲、乙、丙是初中化学常见的三种物质，其相互转化关系如图，甲、乙均为液体，且元素组成相同，丙为气体。下列说法不正确的是（　　）‎ A. 转化①、②、③可通过分解反应实现 B. 转化④可通过化合反应实现 C. 转化③、④中，元素的化合价发生了变化 D. 工业上利用化学变化大量制取丙 ‎5. 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. ①③④② D. ①④③②‎ ‎6. 下图为某一反应的微观示意图，下列说法错误的是（ ）‎ A. X是化合物，Z、W是氧化物 B. X物质中碳元素的质量分数为75.0%‎ 9‎ C. 该反应的化学方程式：CH4+O2点燃CO2+H2O D. 点燃X前，要先检验其纯度，以防止爆炸 ‎7. 下列各组物质按混合物、化合物、单质顺序排列的是（ ）‎ A. 冰水混合物、二氧化碳、氮气 B. 泉水、澄清石灰水、过氧化氢 C. 新鲜的空气、高锰酸钾、液态氧 D. 泥水、矿泉水、氢气 ‎8. 用代表三种不同的原子，下图是某化学反应的微观模拟图，请根据图示回答下列问题。‎ ‎（1）上图中粒子构成的物质可能属于氧化物的是________（用A、B、C、D填写）；‎ ‎（2）由原子构成的物质是______（用A、B、C、D填写）；‎ ‎（3）写出上述微粒图可能吻合的化学式A. ____________B. _____________C. ______________D. _____________。‎ ‎10. 下列物质A、B、C、D都是初中化学中的常见物质，它们之间具有如图所示的转化关系(反应条件、有些反应物或产物已略去)。其中A与B的组成元素相同，C可使带火星的木条复燃，D是一种无色气体单质。‎ ‎（1）试写出下列物质的化学式：B为_________，C为__________。‎ ‎（2）写出下列反应的化学方程式：B→D ____________________________‎ ‎*11. 某同学制作了如图所示的简易电解水装置，进行家庭小实验（注：该装置气密性良好，且反应一段时间后停止通电，A、B管内液面均高于图中D线）。请根据要求回答问题：‎ ‎（1）闭合开关后观察到 ‎①A、B管内的现象是________________________________；‎ ‎②C管中的现象是________________________，产生此现象的原因是______________。‎ ‎（2）A、B管内生成的气体聚集在上部的原因是__________________________________。‎ ‎（3）若要检验A管内生成的气体，应该用______________________________________。‎ 9‎ ‎*12. 下图（Ⅰ）是电解水的简易装置，（Ⅱ）是电解水生成气体体积与时间的关系图，试回答下列问题：（甲管生成气体A、乙管生成气体B）‎ ‎（1）图中a、b两极分别是电源的      极和      极。‎ ‎（2）气体B可以用带火星的木条检验，现象是       ，说明气体B能够 ；气体A能够        ，火焰呈淡蓝色，混有一定量空气的气体A遇明火会发生        。‎ ‎（3）甲、乙两个量筒内汇集的气体体积比约为         。‎ ‎（4）此实验中发生反应的化学方程式为                   。‎ ‎（5）用分子、原子的观点来解释：在电解水的实验过程中，　  分解成______和　 　，它们再分别重新组合成　　　 和　 　　 。‎ 9‎ ‎1. D 解析：电解水实验正极产生氧气，负极产生氢气，能使带火星木条复燃的是氧气，由与电源正极相连的试管中产生，故D错误。‎ ‎2. AC 解析：测定物质的组成可以从两个角度设计实验：a.合成该物质；b.分解该物质。故选AC。‎ ‎3. D 解析：说物质组成用元素，水是由氢、氧元素组成的纯净物，D中描述错误。‎ ‎4. D 解析：这是一道框图式的推断题，找到题目的“题眼”，包括特殊的反应、特殊的现象、特殊的反应条件及常见的三角关系等，此题的信息甲、乙均为液体，且元素组成相同，丙为气体，可以推断这是个“氧三角”，可以推断出甲为过氧化氢，乙为水，丙为氧气，A.转化①的方程式：2H2O22H2O+ O2↑，转化②、③的方程式：2H2O2H2↑+ O2 ↑，都是分解反应，正确，B.转化④的方程式：2H2 + O22H2O，是化合反应，正确，C.转化③、④的化学反应前后，出现了单质，根据化合价的规律，元素的化合价发生了变化，正确，D.工业上大量制取丙（氧气）是通过分离液态空气，发生的是物理变化，错误，故选D。‎ ‎5. D 解析：水电解的微观实质是水分子分裂成氢原子和氧原子，氢原子重新组合成氢分子，氧原子重新组合成氧分子。故选D。‎ ‎6. C 解析：根据粒子构成模拟图可知，X为CH4，Y为O2，Z为CO2，W为H2O；结合图示可知，该反应的化学方程式为CH4+ 2O2═CO2+2H2O。‎ A. 由四种物质的化学式可知，X是化合物，Z、W是氧化物，正确；‎ B. X物质中碳元素的质量分数=×100%=75.0%，正确；‎ C. 该反应的化学方程式为CH4+ 2O2CO2+2H2O，模拟图中有两个水分子选项中未体现，错误；‎ D. 由于CH4具有可燃性，在点燃或加热时，有可能会发生爆炸，故点燃前，要先检验其纯度，正确。故选C。‎ ‎7. C 解析：混合物是由不同种物质组成的，而纯净物是由一种物质组成的；单质是由一种元素组成的纯净物；化合物则是由不同种元素组成的纯净物。C中空气是混合物，高锰酸钾是化合物，氧气是单质。A中分别为化合物、化合物、单质；B中分别为混合物、混合物、化合物；D中分别为混合物、混合物、单质。故选C。‎ ‎8.（1）A、D （2） C （3）A. MgO、CuO等；B. O2、H2等；C. Mg、Fe、Cu等；D. H2O等 解析：（1）由A、B、C、D的微观构成可知，A、D是由两种不同种原子构成的分子，如果一种原子是氧原子，则该物质属于氧化物；‎ ‎（2）由物质的微观构成可知，C物质是由原子直接构成的物质；‎ ‎（3）由化学反应的微观模拟图可知，A为化合物，且原子个数比为1:1；B为双原子分子构成的单质；C为单原子分子构成的单质；D为化合物，原子个数比为2:1.‎ ‎9.（1）H2O O2（2）2H2O2H2↑+ O2 ↑‎ 解析：这是一道框图式的推断题，找到题目的“题眼”，包括特殊的物质，特殊的反应、特殊的现象、特殊的反应条件及常见的三角关系等，此题的“题眼”为其中A与B的组成元素相同，C可使带火星的木条复燃，可以判断A是过氧化氢，B是水，C是氧气，D为氢气。‎ ‎（1）B物质的化学式为：H2O，C物质的化学式为：O2‎ ‎（2）B→D反应的化学方程式：2H2O2H2↑+ O2 ↑‎ 9‎ ‎10.（1）①电极上出现气泡，一段时间后，管A和管B中所收集的气体体积比约为1：2. ‎ ‎②液面上升；水通电分解生成的氢气和氧气使A、B管内压强增大，把水压入C管中，所以C管内液面上升；‎ ‎（2）氢气和氧气的密度比水小，且氢气难溶于水，氧气不易溶于水（或氢气和氧气难溶于水或氢气和氧气不易溶于水）；‎ ‎（3）带火星的木条。‎ 解析：（1）①闭合开关S后，电路接通，水被电解产生氢气和氧气，A管连接电源正极，故产生氧气，B管连接负极，故产生氢气。因此观察到的现象是：两电极上均出现气泡，且一段时间后，管A和管B中所收集的气体体积比约为1︰2。②C管中现象产生的原因为：装置中水不断被分解而放出氢气和氧气（2H22H2↑+O2↑），产生的气体使A、B管内压强增大，进而把管内液体压至中间的C管内。因此，C管中观察到的现象是液面上升。‎ ‎（2）由于分解出的氢气难溶于水，氧气不易溶于水，且氢气和氧气的密度比水小；加上重力作用，导致A、B管中的气体均聚集于容器上部。‎ ‎（3）A管与电源正极相连，产生气体为氧气，氧气能使木条复燃，故检验氧气通常使用带火星的木条。‎ ‎11.（1）负；正（2）带火星的木条复燃；支持燃烧；燃烧；爆炸 ‎（3）2:1 （4）2H2O2H2↑+ O2 ↑‎ ‎（5）水分子；氢原子；氧原子；氢分子；氧分子 解析：本题考查的是电解水实验和用分子、原子观点解释化学反应的实质。在电解水实验中，可观察到的现象和结论有：正极的气体体积少，能使带火星的木条复燃，是氧气；负极的气体体积多，能燃烧，是氢气；而且氢气的体积是氧气的2倍。还能进一步推出水由氢元素和氧元素组成。‎ ‎（1）根据图象的变化趋势看出在相等的时间内产生的A气体比B气体多，且体积比为2:1，因此A气体是氢气，甲管接的电极a是负极，那么B气体就是氧气，b接的是正极；‎ ‎（2）气体B是氧气，具有助燃性，当用带火星的木条检验时，能使带火星木条复燃；气体A是氢气，具有可燃性，所以能燃烧，当混有一定量空气时，有可能发生爆炸；‎ ‎（3）因为氢气的体积是氧气的2倍，所以甲、乙两个量筒内汇集的气体体积比约为2:1；‎ ‎（4）水在通电的条件下生成氢气和氧气，化学方程式为：2H2O2H2↑+ O2 ↑；‎ ‎（5）在化学变化中分子可分，原子不可分。故水电解过程中，一个水分子分解成两个氢原子和一个氧原子，氢原子重新组合成氢分子，氧原子重新结合成氧分子。‎ 9‎