课题三 《水的组成》 同步测试（答案详解）

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课题三 《水的组成》 同步测试
一、单选题
1.关于氢气的性质与用途对应关系错误的是（ ）
A. 可燃性——高能燃料 B. 还原性——冶炼金属
C. 密度小——填充气球 D. 稳定性——作保护气
2.下列物质中属于氧化物的是（ ）
A. 洁净的空气 B. 氧化镁 C. 液态氧 D. 氯酸钾
3.下列物质中只存在游离态氧元素的是（ ）
A. 液氧 B. 空气 C. 双氧水 D. 自来水
4.下图是分子的示意图，图中“●”和“○”分别表示质子数不同的原子，其中能表示化合物的是（ ）
A. B. C. D.
5.关于电解水实验，下列说法正确的是（ ）
A. 从现象上判断：电源正极能产生氢气
B. 从变化上分类：该变化属于化合反应
C. 从宏观上辨识：水由氢气和氧气组成
D. 从微观上分析：变化中水分子被分解
6.分类可以使人们有序研究物质，以下分类正确的是（ ）
A. 含氧化合物:氧气、高锰酸钾，五氧化二磷
B. 单质:氧气，氢气、液氮
C. 混合物:冰水混合物、铁水、食盐水
D. 氧化物:二氧化碳、氯酸钾、水
7.经试验测定，某物质中只含有一种元素，则该物质不可能是（ ）
A. 化合物 B. 混合物 C. 单质 D. 纯净物
8.下列有关电解水实验(如图)的叙述中，错误的是( )
A. 试管甲中的气体可以燃烧
B. 该实验证明水是由氢元素和氧元素组成
C. 正极与负极产生的气体的质量比是1：8
D. 正极与负极产生的气体的体积比是1：2
9.下列关于“不一定”的说法中错误的是（ ）
A. 含氧化合物不一定是氧化物
B. 由同种元素组成的纯净物不一定是单质
C. 纯净物不一定由同种分子构成
D. 能分解出氧气的化合物不一定是氧化物
10.如图表示的是纯净物、单质、化合物、含氧化合物、氧化物之间的包含与不包含关系，若整个大圆代表纯净物，则在下列选项中，能正确指出①、②、③、④所属物质类别的是（ ）
A. ②为含氧化合物、④为氧化物
B. ①为单质、③为氧化物
C. ④为单质、③为化合物
D. ②为化合物、④为氧化物
11.分类是化学中的一个重要思想，下列有关物质的分类说法正确的是（ ）
A. 氧化物都含有氧元素，所以含有氧元素的化合物是氧化物
B. 化合物中含有多种元素，所以含有多种元素的是化合物
C. 单质由同种元素组成，所以由同种元素组成的纯净物一定是单质
D. 化合物是由不同种元素组成的纯净物，但由不同种元素组成的纯净物不一定是化合物
12.如图所示的四个图象，能正确反映对应变化关系的是( )
A. ①将水通电一段时间
B. ②向一定量的二氧化锰中加入过氧化氢溶液
C. ③加热一定量的高锰酸钾固体
D. ④两份完全相同的氯酸钾在有无催化剂条件下生成氧气
二、填空题
13.在A．氮气 B．自来水 C．氧化镁 D．空气 E．过氧化氢 F．氯酸钾 G．铜 H．二氧化硫 I．冰水混合物中（填序号）
（1）属于纯净物的是________；
（2）属于单质的是 ________；
（3）属于化合物的是________；
（4）属于氧化物的是________；
（5）属于混合物的是________。
14.下图是表示气体分子的示意图，图中“●”和“○”分别表示两种不同质子数的原子，其中表示混合物的是________和________（填序号，下同），可能表示氧化物的是________，表示单质的是________。
15.如图为电解水的实验。请回答下列问题：
（1）实验中观察到的现象是________。
（2）试管甲收集的气体是________。
（3）在完成电解水实验时，发现正极产生了10mL气体，则负极产生的气体体积是________。
（4）通过对试管甲、试管乙气体的检验，可知电解水的产物，据此可得出实验结论是________。
（5）写出电解水发生反应的文字表达式________。
16.如图是电解水的简易装置，试回答下列问题
（1）图①中甲连接电源________极，对应图②中________气体(填“A”或“B”)。
（2）用________法收集氢气和氧气，这是根据气体________的性质。检验乙管中气体常用的方法是________。
（3）电解一段时间后，甲、乙两管均有气泡产生，其中________管水位下降得快，其原因是________。
（4）在电解水的实验中，将两极产生的气体的体积与时间的关系绘制成图②所示的平面直角坐标系，回答：①由图②看出，A气体是________，B气体是________。②0～4min A、B气体的体积比为________。
三、推断题
17.下图中A～E是初中化学常见的物质，已知A和E都有可燃性，C是能使澄清石灰水变浑浊的气体，D是实验室常见的一种液体。请分析回答：
（1）写出物质的化学式：C________；D________；E________。
（2）反应②的符号表达式为________。
（3）根据图示可推出A中一定含有________元素和________元素，可能含有________元素。
四、实验探究题
18.绿色能源需求日益增长，氢能源备受关注。
（1）探究一 实验室电解水
写出电解水反应的文字表达式________。
（2）如图所示，接通电源，可以观察到两电极有气泡产生，一段时间后，理论上正负电极上产生的气体体积比________。
（3）该实验说明了________(填一点即可)。
（4）探究二 不同电解液和电极材料对水电解产生气体体积的影响
实验时，发现反应速率慢，且V（H2）和V（O2）比并不等于理论值。导致这一结果的因素可能有：________（多选）。
A 氧气的密度比氢气大
B 氧气在水中的溶解性比氢气强
C 部分氧气与电极发生反应而被消耗
（5）［查阅资料］纯净水导电能力差，加入电解液能增强导电性，但不同的电解液和电极材料对产生气体的体积有影响。
［设计并实验］兴趣小组对不同电解液和电极材料进行探究，结果如下：
电解液（浓度0.2kg/L） 不同电极材料产生的V（H2）：V（O2）
碳棒 铜棒 保险丝 电阻丝 铁丝
氢氧化钠溶液 6.9：1.09 7.7：3.35 6.9：2.95 7.3：3.4 6.51：3.2
稀硫酸 6.9：1.10 阳极产生的氧气很少 7.6：1.95 7.5：3.45 铁丝溶解
［结论］由上表实验信息可得：
稀硫酸(H2SO4)做电解液时，铁丝不能做电极：铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，请写出该反应的文字表达式________。
（6）电解水选择最佳的电解液和电极材料分别为________和________。
答案解析
一、单选题
1.【答案】 D
【解析】A. 氢气具有可燃性，燃烧时放出大量的热，可做高能燃料，选项不符合题意；
B.氢气具有还原性，能夺取金属氧化物中的氧，所以氢气可用于冶炼金属，选项不符合题意；
C. 氢气的密度比空气小，可填充气球，选项不符合题意；
D. 氢气不具有稳定性，具有可燃性和还原性，极易发生化学变化，不能作保护气，选项符合题意，
故答案为：D。
【分析】根据氢气的性质确定其用途，再逐项分析所给对应关系是否正确分析。
2.【答案】 B
【解析】A、洁净的空气中含有氮气、氧气等物质，是混合物；
B、氧化镁是由镁元素和氧元素组成的化合物，是氧化物；
C、液态氧是由氧元素组成的纯净物，是单质；
D、氯酸钾中含有三种元素，不是氧化物。
故答案为：B。
【分析】氧化物的概念可简记为：两元素、氧元素、化合物。
3.【答案】 A
【解析】A、氧气是由氧元素组成的，符合题意；
B、空气是由氮气、氧气等气体组成的，即含有氮元素、氧元素等，不符合题意；
C、双氧水是由氢元素和氧元素组成的，不符合题意；
D、自来水属混合物，含有氢元素、氧元素等，不符合题意。
故答案为：A。
【分析】元素有化合态和游离态两种。元素以游离态存在即是以单质形式存在，化合态即是化合物。所以游离态氧元素是指以氧单质形式存在的物质。
4.【答案】 C
【解析】A、图中只含有一种分子，且由同种原子构成，属于纯净物中的单质，选项A不符合题意；
B、图中只含有一种分子，且由同种原子构成，属于纯净物中的单质，选项B不符合题意；
C、图中只含有一种分子，且由不同的原子构成，属于纯净物中的化合物，选项C符合题意；
D、图中含有两种不同的分子，属于混合物，选项D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据所给物质的分子种类及构成分子的原子种类分析，结合化合物定义判断。
5.【答案】 D
【解析】A、和负极相通的玻璃管内生成的气体较多是氢气，可以燃烧，从现象上判断:负极产生的是氢气，不符合题意；
B、从变化上分类：该变化符合“一变多”，属于分解反应，不符合题意；
C、从宏观上辨识：水由氢元素和氧元素组成，不符合题意；
D、从微观上分析：变化中水分子被分解氢分子和氧分子，符合题意；
故答案为：D。
【分析】根据电解水的实验现象和结论进行分析
6.【答案】 B
【解析】A、氧气属于含氧的单质，高锰酸钾、五氧化二磷属于含氧化合物，A不符合题意；
B、氧气、氢气、液氮都是只由一种元素组成的纯净物，属于单质，B符合题意；
C、冰水混合物只由水一种物质组成，属于纯净物，铁水是液态铁，由一种物质组成，属于纯净物，食盐水是食盐的水溶液，由多种物质组成，属于混合物，C不符合题意；
D、二氧化碳和水均是由两种元素组成的化合物，其中一种元素是氧元素，属于氧化物，氯酸钾由三种元素组成的化合物，不属于氧化物，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】本题考查单质和化合物、纯净物和混合物、氧化物和含氧化合物的区分。只由一种物质组成的物质叫做纯净物，由两种或两种以上物质组成的物质叫做混合物；只由一种元素组成的纯净物叫做单质，由两种或两种以上元素组成的纯净物叫做化合物；含有氧元素的化合物叫做含氧化合物，只由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物叫做氧化物。解题时，从物质的组成种类及元素组成入手，结合相关概念进行分析判断。
7.【答案】 A
【解析】A、化合物是指由不同元素组成的纯净物，至少有两种元素，所以只含有一种元素一定不是化合物，A符合题意；
B、混合物指由多种物质组成的物质，只含有一种元素可能属于混合物，如氧气和臭氧组成混合物，B不符合题意；
C、单质是由同种元素组成的纯净物，只含有一种元素可能属于单质，例如氧气，C不符合题意；
D、纯净物是指由一种物质组成的物质，可以由一种元素组成的物质，也可以由多种元素组成的物质，只含有一种元素，可能属于纯净物，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据同一种元素可以形成不同的单质分析
8.【答案】 C
【解析】A、试管a所得的气体体积大于试管b内气体，根据水电解时电解出氢气体积约为氧气体积的2倍，可判断甲试管内气体是氢气；A不符合题意；
B、水的通电条件下分解生成氢气和氧气，此变化为化学变化，所得到的氢气、氧气是水分解而形成的新的物质，该实验证明水是由氢元素和氧元素组成；B不符合题意；
C、正极与负极产生的气体分别是氧气与氢气，其质量比是8：1；C符合题意；
D、试管甲中为氢气、试管乙中为氧气，根据水电解时电解出氢气体积约为氧气体积的2倍，可判断试管甲与试管乙中产生的气体体积比约为2：1；D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据电解水，正极产生氧气，负极产生成氢气，体积比为1:2，质量比为8:1，实验得出水是由氢氧元素组成的分析。
9.【答案】 B
【解析】A、氧化物是由两种元素组成，其中一种元素为氧元素的化合物，含氧化合物不一定是氧化物，如碳酸钙含氧元素，但是由Ca、C、O三种元素组成，不属于氧化物，不符合题意；
B、单质是由同种元素组成的纯净物，故由同种元素组成的纯净物一定是单质，符合题意；
C、由同种物质组成的，属于纯净物，纯净物可以由分子、原子、离子构成，如铁由铁原子组成，不符合题意；
D、能分解出氧气的化合物不一定是氧化物，如高锰酸钾受热分解为氧气，但是高锰酸钾由K、Mn、O三种元素组成，不属于氧化物，不符合题意。
故答案为：B。
【分析】由两种或两种以上的物质混合而成的叫做混合物；
只由一种物质组成，是纯净物；
化合物：由不同种元素组成的纯净物；
单质：由同种元素组成的纯净物；
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。
10.【答案】 D
【解析】纯净物包括单质和化合物，化合物包含氧化合物，含氧化合物包含氧化物。由图示关系可知，整个大圆圈代表纯净物，①、②为并列关系，①为单质，②为化合物；③、④为包含关系，③为含氧化合物，④为氧化物。
故答案为：D。
【分析】混合物是由两种及两种以上纯物质(元素或化合物)没有经化学变化而组成的物质。
纯净物：有一种物质组成的物质；
单质：有一种元素组成的一种纯净物 ；
化合物：有多种元素组成的一种纯净物；
氧化物是由两种元素组成的化合物，其中一种元素是氧元素。
11.【答案】 C
【解析】A. 由两种元素组成的化合物，其中一种元素是氧元素的是氧化物，因此氧化物都含有氧元素，但不是含有氧元素的化合物就是氧化物，故A不符合题意；
B. 由多种元素组成的纯净物是化合物，因此化合物中含有多种元素，但不能说含有多种元素的就是化合物，也可能是混合物，故B不符合题意；
C. 单质由同种元素组成，由同种元素组成的纯净物一定是单质，故C符合题意；
D. 化合物是由不同种元素组成的纯净物，但由不同种元素组成的纯净物一定是化合物，故D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】A、根据氧化物的概念进行分析。
B、根据化合物的概念进行分析。
C、根据单质的概念进行分析。
D、根据化合物的概念进行分析。
12.【答案】 D
【解析】A、①将水通电一段时间，生成氢气与氧气的体积比为2:1，此选项不符合题意；
B、②向一定量的二氧化锰中加入过氧化氢溶液，其中二氧化锰作催化剂，反应前后质量不变，此选项不符合题意；
C、③加热一定量的高锰酸钾，生成锰酸钾、二氧化锰、氧气，随着反应的进行，固体质量逐渐减少，但不能减少为零，此选项不符合题意；
D、④催化剂只是改变了化学反应速率，不影响生成物的质量，所以两份完全相同的氯酸钾在有无催化剂条件下生成氧气的质量相等，有催化剂的反应速率快，此选项符合题意。
故答案为：D。
【分析】A、根据电解水生成氢气和氧气分析
B、根据过氧化氢在二氧化锰的催化下生成氢气和氧气分析
C、根据高猛酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气分析
D、根据催化剂的概念分析
二、填空题
13.【答案】 （1）ACEFGHI（2）AG（3）CEFHI（4）CEHI（5）BD
【解析】A、氮气是由同种物质组成，属于纯净物；氮气是由氮元素组成的纯净物，属于单质；
B、自来水是由水、可溶性杂质等混合而成，属于混合物；
C、氧化镁是由同种物质组成，属于纯净物，氧化镁是由Mg、O两种元素组成的纯净物，属于化合物，氧化镁是由Mg、O两种元素组成，且其中一种元素是氧元素的化合物，属于氧化物；
D、空气是由氮气、氧气等混合而成，属于混合物；
E、过氧化氢是由同种物质组成，属于纯净物，过氧化氢是由H、O两种元素组成的纯净物，属于化合物；过氧化氢是由H、O两种元素组成，且其中一种元素是氧元素的化合物，属于氧化物；
F、氯酸钾是由同种物质组成，属于纯净物，氯酸钾是由K、Cl、O三种元素组成的纯净物，属于化合物；
G、铜是由同种物质组成，属于纯净物；铜是由铜元素组成的纯净物，属于单质；
H、二氧化硫是由同种物质组成，属于纯净物；二氧化硫是由S、O两种元素组成的纯净物，属于化合物，二氧化硫是由S、O两种元素组成，且其中一种元素是氧元素的化合物，属于氧化物；
I、冰是固态的水，冰水混合物是由同种物质组成，属于纯净物；冰水混合物是由H、O两种元素组成的纯净物，属于化合物，冰水混合物是由H、O两种元素组成，且其中一种元素是氧元素的化合物，属于氧化物。（1）属于纯净物的是ACEFGHI；（2）属于单质的是AG；（3）属于化合物的是CEFHI；（4）属于氧化物的是CEHI；（5）属于混合物的是BD。
【分析】混合物是由两种及两种以上纯物质(元素或化合物)没有经化学变化而组成的物质。
纯净物：有一种物质组成的物质；
单质：有一种元素组成的一种纯净物 ；
化合物：有多种元素组成的一种纯净物；
氧化物是由两种元素组成的化合物，其中一种元素是氧元素。
14.【答案】 B；D；A；C
【解析】A. 该物质由同种分子构成，属于纯净物；且该分子由两种原子构成，可能表示氧化物；
B. 该物质由两种分子构成，属于混合物；
C. 该物质由同种分子构成，且该分子由同种原子构成，属于单质；
D. 该物质由两种分子构成，属于混合物。
故表示混合物的是B和D；
可能表示氧化物的是A；
表示单质的是C。
【分析】混合物是由两种及两种以上纯物质(元素或化合物)没有经化学变化而组成的物质。
纯净物：有一种物质组成的物质；
单质：有一种元素组成的一种纯净物 ；
化合物：有多种元素组成的一种纯净物；
氧化物是由两种元素组成的化合物，其中一种元素是氧元素。
15.【答案】
（1）两试管内均有气泡产生
（2）氧气
（3）20mL
（4）水是由氢元素和氧元素组成的
（5）水 氢气+氧气
【解析】（1）实验中观察到的现象是两试管内均有气泡产生；
（2）电解水时，与电源正极相连的试管内产生的气体体积少，是氧气。与电源负极相连的试管内的气体体积多，是氢气。两者的体积之比大约是1：2。故试管甲收集的气体是氧气；
（3）电解水时，与电源正极相连的试管内产生的气体体积少，与电源负极相连的试管内的气体体积多，且两者的体积之比大约是1：2。发现正极产生了10mL气体，则负极产生的气体体积是20 mL；
（4）通过对试管甲、试管乙气体的检验，可知电解水的产物为氢气和氧气，电解水生成氢气和氧气，氢气和氧气分别是由氢元素和氧元素组成的，说明水是由氢元素和氧元素组成的。
（5）电解水生成氢气和氧气，反应的文字表达式为水 氢气+氧气。
【分析】 电解水时，与电源负极相连的试管内产生氢气，电源正极相连的试管内产生氧气，且两者的体积之比大约是2：1。熟记口诀：氢二氧一，阳氧阴氢。
化学反应一定遵循质量守恒定律。
16.【答案】 （1）负；A
（2）排水；不溶于水或不易溶于水；将带火星的木条伸到试管中，木条复燃，证明是氧气
（3）甲；甲中产生的气体的速度快于乙中产生气体的速度，两者体积比为2：1(合理即可)
（4）氢气；氧气；2：1
【解析】(1) 电解水时正极生成的是氧气，负极生成的是氢气，氢气是氧气体积的2倍；图①中甲连接电源负极，对应图②中气体A(氢气)。(2) 选择收集装置需考虑气体的密度，是否与空气的成分反应，气体在水中的溶解性。用排水法收集氢气和氧气，这是根据气体难溶于水的性质。乙管中气体是氧气，检验氧气常用的方法是将带火星的木条伸到试管中，木条复燃，证明是氧气；(3)电解一段时间后，甲、乙两管均有气泡产生，产生压强，在压强的作用下，管内的水下降，其中甲管水位下降得快，其原因是甲中产生的气体的速度快于乙中产生气体的速度，两者体积比为2：1；(4)①由图②看出，A气体是B的体积的2倍，A气体是氢气，B气体是氧气。②0～4min A、B气体的体积比为2:1。
故答案为：负；A；排水；不溶于水或不易溶于水；甲；甲中产生的气体的速度快于乙中产生气体的速度，两者体积比为2：1(合理即可)；氢气；氧气；2:1 。
【分析】本题主要考查水的电解实验。负氧正氢，水电解氢气和氧气体积比2:1；质量比1:8。
三、推断题
17.【答案】 （1）CO2；H2O；H2
（2）水氢气+氧气
（3）碳（C）；氢（H）；氧（O）
【解析】C是能使澄清石灰水变浑浊的气体，那么C是二氧化碳；D是实验室常见的一种液体，它在通电的条件下能分解，故D是水；A具有可燃性，B足量时燃烧生成二氧化碳和水，故B是氧气，那么E是氢气；根据质量守恒定律化学反应前后元素的种类不变，故A可能只含有碳元素和氢元素，也可能还含有氧元素，故A可能是甲烷或酒精。把推断的物质代入，推断正确。
（1）物质的化学式：C是CO2；D是H2O；E是H2。
（2）反应②的符号表达式为水氢气+氧气
（3）根据图示可推出A中一定含有、碳（C）元素和氢（H）元素，可能含有氧（O）元素。
【分析】根据题中有特征的物质首先推出，结合推出的物质和题中的转化关系推导剩余的物质，最后将推出的各种物质代入转化关系中进行验证，经过验证，推导正确，最后解答各个小题。
四、实验探究题
18.【答案】
（1）水氢气+氧气
（2）1：2
（3）水是由氢元素和氧元素组成
（4）BC
（5）
（6）氢氧化钠溶液；铁丝
【解析】（1）电解水生成氢气和氧气，反应的文字表达式为：水氢气+氧气。
（2）如图所示，接通电源，可以观察到两电极有气泡产生，一段时间后，理论上正负极上产生的气体体积比是1：2。
（3）该实验中电解水生成氢气和氧气，由质量守恒定律可知，水是由氢元素和氧元素组成。
（4）实验时，发现反应速率慢，且V（ ）和V（ ）比并不等于理论值，导致这一结果的因素可能有氧气在水中的溶解性比氢气强，部分氧气与电极发生反应而被消耗；
故填：BC。
（5）铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，该反应的文字表达式为： 。
（6）电解液是氢氧化钠溶液，电极材料是铁丝时，负极和正极产生的气体体积比最接近2：1，因此电解水选择最佳的电解液和电极材料组合分别为氢氧化钠溶液和铁丝。
【分析】
（1）根据电解水生成氢气和氧气，写出文字表达式。
（2）电解水时，与电源负极相连的试管内产生氢气，电源正极相连的试管内产生氧气，且两者的体积之比大约是2：1。
（3）根据质量守恒定律可知，反应前后元素的种类不变，进行分析。
（4）根据氢气、氧气在水中的溶解性，进行分析。
（5）根据铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，写出文字表达式 。
（6）根据表格中的数据，进行分析。
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