第3节 自然界中的水
第1课时 水的组成
知识点 1 水的性质
1.下列说法中正确的是 ( )
A.纯水是碧蓝色的
B.水的凝固点是0 ℃,沸点是100 ℃
C.在101 kPa时,4 ℃的水密度最大
D.水在煮沸后就分解成氢气和氧气
知识点 2 电解水实验证明水的组成
2.水在通电条件下可发生分解反应,如图示。
(1)接通直流电源,一段时间后,将一根带火星的木条平放在b管尖嘴处,打开活塞,可以观察到 ,则这种气体是 ;打开a管活塞,在玻璃管尖嘴处点燃气体,可以观察到 ,则这种气体是 。
(2)a管与b管中气体的体积比约为 。
(3)该反应的文字表达式为 。
3.下列关于电解水实验的说法不正确的是 ( )
A.证明水是由氢元素和氧元素组成的
B.正、负极产生气体的质量比为1∶2
C.在水中加入少量氢氧化钠以增强导电性
D.电解水生成氢气和氧气是分解反应
知识点 3 氢气燃烧实验证明水的组成
4.氢气的燃烧实验(如图
(1)点燃纯净的氢气,氢气在空气中安静地燃烧,产生 色火焰,放出热量。
(2)在火焰上方罩一个干冷的小烧杯,烧杯内壁凝结有 。
(3)该反应的文字表达式为 。
(4)该实验与电解水实验都可以说明,水是由 和 组成的。
5.下列有关氢气的说法不正确的是 ( )
A.氢气是密度最大的气体
B.氢气是一种绿色能源,因为其燃烧只生成水,没有其他物质生成
C.不纯的氢气点燃时易发生爆炸,所以点燃氢气之前要检验其纯度
D.液态氢燃烧放出的热量比等体积的气态氢燃烧放出的热量多
6.水冷却后,除了会凝固成冰晶体外,还会形成玻璃态。它是由液态水急速冷却到-108 ℃时形成的,玻璃态的水与普通液态水的密度相同。下列说法正确的是 ( )
A.水由液态变为玻璃态,体积减小 B.水由液态变为玻璃态,体积膨胀
C.水由液态变为玻璃态是物理变化 D.水由液态变为玻璃态是化学变化
7.电解水实验如图示。下列说法正确的是 ( )
A.试管2中得到氢气
B.产生氢气与氧气的体积比约为1∶2
C.该实验说明水是由氢气和氧气组成的
D.可用带火星的木条检验生成的氧气
8.下列关于电解水实验的说法中正确的是 ( )
A.从现象上判断:正极产生的是氢气
B.从变化上分类: 该变化属于物理变化
C.从宏观上分析:水是由氢气和氧气组成的
D.从能量上分析:该反应能量转化形式为电能转化为化学能
9.[2020·安徽] 理论上电解水得到氧气和氢气的体积比为1∶2,某同学用碳棒作电极进行电解水实验,得到氧气和氢气的体积比小于1∶2,对产生此现象原因的猜想不合理的是( )
A.部分氧气溶于水
B.部分氧气与碳棒反应
C.部分氧气被碳棒吸附
D.部分氧气与氢气反应重新生成了水
10.Ⅰ是电解水的简易装置,图Ⅱ为电解水生成气体的体积与时间的关系图,试回答下列问题。
(1)若甲管生成气体A,则b应接电源 极。
(2)气体B用带火星的木条检验,带火星的木条复燃,说明气体具有的性质是 。
(3)4 min后,甲、乙管内排出水的体积比为 。
11.某同学制作了如图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,管A、B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,管C中的现象是 ,产生此现象的原因是水通电分解生成的氢气和氧气使管A、B内压强 。
(2)管A、B内生成的气体聚集在上部的原因是
。
(3)检验管A内生成的气体通常用 。
12.如图一个验证水的组成的装置。A、B是两个连通并带有刻度的玻璃管(上端是带活塞的尖嘴管),C为连接在A、B中间的球形容器,A、B下端是与直流电源相连的两个电极。在向此装置倒入水前活塞均为关闭状态。按下列实验步骤填空。
(1)向装置倒入水的操作是先将活塞 ,然后将水从 倒入装置中,当水位高度到达 时,将 。
(2)接通电源后观察到A、B管内的现象是 ;反应的文字表达式为 ,属于 反应。
(3)该实验证明水是由 组成的。
13.[2020·广东] H2被视为未来理想的清洁能源,科学家对H2的研究从未停歇。
(1)H2是清洁能源的原因是 。
(2)2020年5月,《Nature》期刊报道了一种新型催化剂用于光催化分解水,结果表明,水分解生成的两种气体的体积与时间的关系如图示,其中表示氢气的是 (填“a”或“b”)。
14.[2020·营口改编] 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元素和氧元素
C.生成氧气、氢气的体积比约为2∶1 D.电解过程中释放出电能
15.[2020·成都] 有关如图示实验的说法正确的是 ( )
A.点燃氢气前不用检验纯度 B.干冷烧杯内壁无明显变化
C.b管气体能使带火星木条复燃 D.两个实验均可证明水的组成
答案
1.C
2.(1)木条复燃 氧气 气体燃烧,产生淡蓝色火焰 氢气
(2)2∶1 (3)水氢气+氧气
3.B
4.(1)淡蓝 (2)小水珠
(3)氢气+氧气水 (4)氧元素 氢元素
5.A 在相同条件下(同温同压),氢气是密度最小的气体;氢气与氧气反应只生成水,没有其他物质生成,所以是一种绿色能源;可燃性气体或粉尘在有限空间内剧烈燃烧,产生的热量使气体体积迅速膨胀,就可能发生爆炸,氢气的体积分数在4%~74.2%范围内,点燃时就会发生爆炸,所以点燃氢气之前要检验其纯度;等体积液态氢的质量远大于等体积的气态氢,燃烧放出的热量也多得多,大大抵消了液态氢汽化所消耗的能量。
6.C 水由液态变为玻璃态的过程中没有新物质生成,是物理变化。
7.D 电解水时负极得到的氢气与正极得到的氧气的体积比约为2∶1,故试管1中为氢气,试管2中为氧气;水是纯净物,由氢元素和氧元素组成,不是由氢气和氧气混合而成的;检验氧气是利用氧气的助燃性,能使带火星的木条复燃。
8.D 描述实验现象时,不能出现生成物的名称,生成物是什么是根据现象、物质性质综合分析后推断出来的;电解水生成氢气和氧气,有新物质生成,属于化学变化;水是化合物,是由氢元素和氧元素组成的,氢气和氧气组成的是混合物。
9.D 氧气比氢气更容易溶于水,可能是部分氧气溶于水导致氧气和氢气的体积比小于1∶2,也可能是部分氧气与碳棒反应导致氧气和氢气的体积比小于1∶2,还有可能是部分氧气被碳棒吸附导致氧气和氢气的体积比小于1∶2;如图果氧气与氢气反应重新生成了水,对生成氧气与氢气的体积比没有影响。
10.(1)正
(2)支持燃烧
(3)2∶1
11.(1)液面上升 增大
(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
(3)带火星的木条
(1)闭合开关,给装置通电,两电极上都产生气泡,一段时间后管A(与正极相连,产生氧气)和管B(与负极相连,产生氢气)中所收集的气体体积比约为1∶2;而水通电分解生成的氢气和氧气使管A、B内压强增大,将液体压入管C,故管C中液面上升。(2)管A、B内生成的氧气和氢气密度都比水小,且氢气难溶于水,氧气不易溶于水,所以气体会聚集在上部。(3)管A内生成的是氧气,要检验氧气通常用带火星的木条,若木条复燃,则说明是氧气。
12.(1)打开 C 活塞位置 活塞关闭
(2)电极上出现气泡,一段时间后,A、B两管中所收集的气体体积比约为1∶2
水氢气+氧气 分解
(3)氢元素和氧元素
13.(1)氢气燃烧的产物只有水,清洁无污染(合理即可)
(2)a
14.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元素和氧元素;电解过程中能量变化是电能转化为化学能。
15.D