4.2 水的组成
知识点 1 水的物理性质
1.下列关于水的叙述中,不正确的是 ( )
A.纯净的水是没有颜色、没有气味、没有味道的液体
B.在101.3 kPa时,水的沸点是100 ℃
C.4 ℃时,水的密度最大,为1 g/cm3
D.市场上卖的“纯净水”是纯净物
知识点 2 水的电解
2.在电解水的实验中,无法直接观察到的现象是 ( )
图4-2-1
A.两极都有气泡产生
B.一段时间后a管和b管内收集的气体体积比约为2:1
C.与负极相连的玻璃管内收集到的气体是氢气
D.球形容器内的液面会上升
3.下列关于水的电解实验的描述错误的是 ( )
A.在水中加入少量硫酸,能增强导电性 B.该实验中电能转化为化学能
C.实验所用电源为直流电源 D.生成的氢气和氧气的质量比是2:1
4.如2所示是电解水的实验装置。通电一段时间后,在a、b两个玻璃管中分别收集到气体A和气体B。请回答:
图4-2-2
(1)打开a玻璃管上方的活塞,在尖嘴处点燃,A气体可以 ,产生 火焰,A气体是 。
(2)打开b玻璃管上方的活塞,在尖嘴处放一根带火星的木条,观察到 ,B气体是 。通电一段时间后,产生的B气体和A气体的体积比为 。
(3)该实验中发生反应的文字表达式为 ,由此可知,水是由 组成的。
知识点 3 从微观角度认识水的电解
5.从下列电解水的微观示意图中获得的信息错误的是 ( )
图4-2-3
A.分子在化学变化中可以再分
B.氢原子和氧原子是该变化中的最小微粒
C.水是由氢气和氧气组成的
D.每个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成
6.水是一种重要的物质,在日常生活和实验室中有着不可替代的作用。请按要求回答下列问题。
(1)从组成角度看:水是由 组成的。世界上形形色色的物质都是由一百余种元素经过不同组合而形成的。
(2)从微粒角度看:水是由 构成的。在同温同压下,等体积的不同气体含有相同数目的分子,水电解生成氢气(H2)和氧气(O2)的体积比是2:1,所以生成氢分子和氧分子的个数比是 ,水分子分解得到氢原子和氧原子的个数比是 ,水的化学式为 。
(3)从变化角度看:水通电分解生成未来最理想的能源——氢气。写出该反应的文字表达式:
。
7.下列关于电解水实验的说法中,正确的是 ( )
A.实验证明水是由氢气和氧气组成的
B.电解水时在电源正极产生氧气
C.水中氢、氧元素的质量比为2∶1
D.水分子是由氢分子和氧原子构成的
8.1800年,人类电解水获得成功。某同学利用图4-2-4所示装置进行该实验时,发现左、右两侧试管内气体体积比略大于2∶1,下列说法错误的是(已知:①相同条件下,气体的体积比等于气体的分子个数比;②常温常压时,1 L水可溶解0.031 L 氧气、0.57 L臭氧) ( )
图4-2-4
A.水在通电时能发生化合反应
B.实验中若加入少量氢氧化钠溶液,则水的导电性增强
C.从实验结果可以推测,相同条件下,氢气在水中的溶解能力比氧气弱
D.若右侧试管内产生少量臭氧,也会使左右两侧试管内气体体积比略大于2∶1
9.小明通过电解水的实验,得知生成氢气和氧气的体积比为2∶1。但实验所得氢气和氧气的体积比略大于2∶1。针对这一发现,你认为下列做法不可取的是 ( )
A.大胆提出假设:氧气比氢气易溶于水
B.多次实验查找原因
C.查找实验装置是否漏气
D.实验所得数据与理论相差不多,可以认为实验成功
10.图4-2-5是电解水的实验过程。
图4-2-5
(1)气体a为 。
(2)通电时发生反应的文字表达式为 。
(3)通电后中间球形容器内液面上升的原因是 。
(4)电解水的过程可用图4-2-6表示,微粒运动变化的先后顺序是 (填序号)。该过程中,不发生变化的微粒是 。
图4-2-6
(5)已知同温同压下,气体的体积比等于气体的分子个数比,该实验中能够说明水的化学式为“H2O”的实验现象是 。
11.如7是电解水的简易装置,试回答下列问题。
图4-2-7
(1)试在图①中标出电源的正负极。
(2)电解一段时间后,甲、乙两试管内水位均 ,但 试管内水位下降得快。
(3)在电解水的实验中,将两极产生气体的体积与时间的关系绘制成如图图②所示的坐标图,由图②看出,A气体是 ,B气体是 ,你的判断依据是 。
考|题|展|示
12.[2020·营口] 下列关于电解水实验的描述,正确的是 ( )
A.正极产生的气体是氢气
B.该实验能证明水中含有氢、氧元素
C.生成氧气、氢气的体积比约为2:1
D.电解过程中水分子没有发生改变
13.[2020·昆明节选] 实验室可通过电解水制得氢气和氧气。电解时需要接通 (填“交流”或“直流”)电源,有氢气生成的电极接电源的 (填“正”或“负”)极。待反应结束时,理论上生成氢气和氧气的体积比为 。
答案
1.D 市场上卖的纯净水不是蒸馏水,而是一种可以直接饮用的干净的水,往往会加入一些对人体有益的物质,不是纯净物。
2.C 实验中能观察到两极有气体生成,生成什么气体需要实验验证才能得知。
3.D 电解水生成的氢气和氧气的体积比是2:1。
4.(1)燃烧 淡蓝色 氢气
(2)带火星的木条复燃 氧气 1:2
(3)水氢气+氧气 氢元素和氧元素
5.C 反应前为水分子,反应后为氢分子、氧分子,所以分子在化学变化中可以再分;变化过程中,氢原子和氧原子没有变化,氢原子和氧原子是该变化中的最小粒子;水是由氢元素和氧元素组成的,不是由氢气和氧气组成的;由微观示意图可知,每个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成。
6.(1)氢元素和氧元素
(2)水分子 2:1 2:1 H2O
(3)水氢气+氧气
7.B 电解水生成氢气和氧气,氢气是由氢元素组成的,氧气是由氧元素组成的,该实验证明了水是由氢元素和氧元素组成的;电解水时,与电源正极相连的管中生成的气体是氧气;水的化学式为H2O,可知氢、氧元素的质量比为(1×2)∶16=1∶8;分子是由原子构成的,所以水分子中不可能含有氢分子。
8.A 水通电生成氢气和氧气,一种物质生成两种物质,属于分解反应,不是化合反应;左侧试管中的气体是氢气,右侧试管中的气体是氧气,从左、右两侧试管内气体体积比略大于2∶1可以确定,相同条件下,氢气在水中的溶解能力比氧气弱;从②常温常压时,1 L水可溶解0.031 L 氧气、0.57 L 臭氧,可知臭氧的溶解性比氧气大,若右侧试管内产生少量臭氧,也会使左、右两侧试管内气体体积比略大于2∶1。
9.D
10.(1)氢气
(2)水氢气+氧气
(3)水电解后产生气体,两玻璃管内气压逐渐增大,将水压入中间球形容器内
(4)④③①② 氢原子和氧原子
(5)电解水时,负极产生的气体(氢气)与正极产生的气体(氧气)的体积比约为2∶1
11.(1)左:- 右:+
(2)下降 甲
(3)氢气 氧气 相同时间内产生的A气体体积约为B气体体积的2倍
12.B 电解水实验中,正极产生的是氧气,负极产生的是氢气,产生氢气与氧气的体积比约为2:1;电解水实验证明水中含有氢、氧元素;电解过程中水分解产生氢气和氧气,水分子发生改变。
13.直流 负 2:1
电解水实验使用的是直流电源,有氢气生成的电极连接电源负极,有氧气生成的电极连接电源正极;反应结束后,理论上生成的氢气和氧气的体积比为2:1。