第三节 水分子的变化
第1课时 水的分解
1.水的分解
(1)实验现象:
两个电极都产生气体,两端玻璃管内液面下降,负极产生的气体和正极产生的气体体积比大约为 。
(2)气体检验:
正极产生的气体能让带火星的木条 ,为 ;负极产生的气体能被 ,产生淡蓝色火焰,为 。
(3)结论:
①水通电生成 和 ;
②水是由氢元素和氧元素组成的。
(4)反应的文字表达式: 。
特别提醒 (1) 水的分解中,生成氢气和氧气的体积比为2∶1,不是质量比。
(2)为了增强水的导电性,可预先在水中加入少量的稀硫酸或氢氧化钠溶液。
2.分解反应
概念:由 物质生成 其他物质的反应。(特点:一变多)
导·思
电解过程中氢气的体积往往大于氧气体积的2倍,你认为可能的原因是什么
易错辨析 判断下列说法是否正确。
(1)水电解产生气体属于物理变化 ( )
(2)水的电解证明化学反应中,分子、原子是可分的 ( )
(3)玻璃破碎属于分解反应 ( )
考点水的分解
【典例】(2022·日照中考)用如图所示装置电解水,下列说法错误的是 ( )
A.M、N两导管口处收集的气体体积之比是2∶1
B.水中可加入少量硫酸钠或氢氧化钠以增强导电性
C.将带火星的木条放在M导管口处,木条会复燃
D.N处收集的气体,靠近火焰,若发出尖锐的爆鸣声,则说明不纯
借题发挥
如图是水在通电条件下分解的微观过程示意图。
(1)在该化学变化中,不发生改变的微粒是 (填化学符号)。
(2)下列说法错误的是 (填标号)。
A.在化学反应前后,分子和原子的个数都不变
B.在化学变化中,分子和原子都可再分
C.从图中可知水中含有氢气和氧气
(3)该反应的符号表达式为 。
误区警示
1.水的电解实验中,牢记“正氧负氢,氢二氧一”的口诀。即正极产生氧气,负极产生氢气;氢气和氧气的体积比为2∶1。
2.水的电解能证明水由氢元素、氧元素组成,不是由氢气和氧气组成。
A层 基础练
1.下列能确认水是由氧元素和氢元素组成的实验是 ( )
A.水的蒸馏 B.水的蒸发
C.水的电解 D.水的净化
2.下列变化能证明分子可以再分的是 ( )
A.冰融化 B.切西瓜
C.碘升华 D.电解水
3.(2022·菏泽定陶期中)如图是电解水的简易实验装置,下列有关叙述错误的是 ( )
A.正、负极产生气体的体积比约为1∶2
B.水中加入少量硫酸钠是为了增强水的导电性
C.该实验说明水由氢气和氧气组成
D.验证正极上的气体,用带火星的木条,木条复燃
4.(2023·烟台期末)下列反应中,属于分解反应的是 ( )
A.酒精+氧气二氧化碳+水
B.红磷+氧气五氧化二磷
C.氧化汞汞+氧气
D.乙炔+氧气二氧化碳+水
5.(2023·淄博期中)我国航天员王亚平等在“天宫授课”中介绍了中国空间站通过电解水获得氧气的情况。该反应的微观示意图和装置模拟图如图所示,下列叙述错误的是 ( )
A.反应前后分子种类、数量不变
B.原子是化学变化中的最小粒子
C.甲试管内产生的是氢气
D.该反应的微观实质是原子的重新组合
6.(2022·福建中考)水是生命之源。通常所说的水为H2O,而更广义的水还包括矿物中的氢氧基团(OH)、其他形式的氢(H),它们在高温下才以水分子的形式释放出来。A~C是氢、氧原子及其构成微粒的示意图。
(1)一定条件下由A生成C的化学方程式为 。
A→B→C的变化过程中,不变的是 。
(2)参照上图微粒表示方法,画出“氢氧基团(OH)和氢(H)结合成水分子”的微观示意图: 。
B层 能力练
7.四位同学做了水的电解实验,并绘制出如图所示实验图像,下列说法正确的是( )
A.甲说:点燃负极不纯的气体M会有爆鸣声
B.乙说:产生的M、N两种气体体积比为1∶2
C.丙说:纵坐标可以表示M、N两种气体的质量
D.丁说:电解水时,可以选用交流电源进行电解
8.(2023·烟台期末)神舟十三号航天员在轨驻留6个月,所以中国空间站中水是无比珍贵的,所有生活用的废水,需要进行加工再生循环利用,多余的废水会被收集起来,进入污水净化系统,净化后再进行蒸馏,然后进行电解制氧,从而实现水的循环使用。请回答下列有关问题:
(1)如图1是实验室模拟太空制氧的实验装置
①装置如图1所示。装置的b管中产生的气体是 ,检验该气体的方法是 ,
水通电发生反应的文字表达式为 ,该反应属于的基本反应类型为 。
②如图2是某同学的改进实验,你认为该装置的优势是 。
(2)如图3为水电解的微观示意图:
①该过程中不变的微粒是 ,一定改变的微粒是 。
②此实验证明的结论是 。
C层 拓展练
9.(2022·青岛中考节选)“追梦”学习小组走进实验室,探究“水在直流电作用下的变化”。请回答下列问题。
Ⅰ.在水电解器的玻璃管中注满水,接通直流电源。一段时间后,发现两电极都有气泡产生,左右两侧玻璃管中的液面有不同程度的下降。
(1)a管中产生的气体和b管中产生的气体的体积比约为 。将带火星的木条放在a玻璃管口,打开活塞,观察到 ,说明a管中产生的气体为氧气。
(2)由上述实验可以得出:化学变化不但生成新物质,还会伴随着能量的转化。在电解水的过程中,电能主要转化为 能。
(3)写出电解水的符号表达式 。
Ⅱ、实验过程中同学们发现电解纯水速率较慢。查阅资料获知,调节电压或在水中加入少量氢氧化钠都会改变电解速率。于是他进行了多次实验,将实验数据取平均值,记录如下。(保持其他条件不变,每次实验收集10 mL氧气)
反应时间 电压
6 V 9 V 12 V
氢氧化钠溶液浓度 5% 26分26秒 12分14秒 7分30秒
10% 17分8秒 9分26秒 6分22秒
(4)该实验的目的是 。
(5)分析上表数据可得出的结论是 (写一条即可)。第三节 水分子的变化
第1课时 水的分解
1.水的分解
(1)实验现象:
两个电极都产生气体,两端玻璃管内液面下降,负极产生的气体和正极产生的气体体积比大约为 2∶1 。
(2)气体检验:
正极产生的气体能让带火星的木条 复燃 ,为 氧气 ;负极产生的气体能被 点燃 ,产生淡蓝色火焰,为 氢气 。
(3)结论:
①水通电生成 氢气 和 氧气 ;
②水是由氢元素和氧元素组成的。
(4)反应的文字表达式: 水氢气+氧气 。
特别提醒 (1) 水的分解中,生成氢气和氧气的体积比为2∶1,不是质量比。
(2)为了增强水的导电性,可预先在水中加入少量的稀硫酸或氢氧化钠溶液。
2.分解反应
概念:由 一种 物质生成 两种或两种以上 其他物质的反应。(特点:一变多)
导·思
电解过程中氢气的体积往往大于氧气体积的2倍,你认为可能的原因是什么
由于氧气在水中的溶解能力比氢气大且在电解过程中部分氧气与电极发生反应,消耗了氧气,所以氢气的体积往往大于氧气体积的2倍。
易错辨析 判断下列说法是否正确。
(1)水电解产生气体属于物理变化 ( × )
(2)水的电解证明化学反应中,分子、原子是可分的 ( × )
(3)玻璃破碎属于分解反应 ( × )
考点水的分解
【典例】(2022·日照中考)用如图所示装置电解水,下列说法错误的是 (A)
A.M、N两导管口处收集的气体体积之比是2∶1
B.水中可加入少量硫酸钠或氢氧化钠以增强导电性
C.将带火星的木条放在M导管口处,木条会复燃
D.N处收集的气体,靠近火焰,若发出尖锐的爆鸣声,则说明不纯
借题发挥
如图是水在通电条件下分解的微观过程示意图。
(1)在该化学变化中,不发生改变的微粒是 H、O (填化学符号)。
(2)下列说法错误的是 ABC (填标号)。
A.在化学反应前后,分子和原子的个数都不变
B.在化学变化中,分子和原子都可再分
C.从图中可知水中含有氢气和氧气
(3)该反应的符号表达式为 H2OH2+O2 。
误区警示
1.水的电解实验中,牢记“正氧负氢,氢二氧一”的口诀。即正极产生氧气,负极产生氢气;氢气和氧气的体积比为2∶1。
2.水的电解能证明水由氢元素、氧元素组成,不是由氢气和氧气组成。
A层 基础练
1.下列能确认水是由氧元素和氢元素组成的实验是 (C)
A.水的蒸馏 B.水的蒸发
C.水的电解 D.水的净化
2.下列变化能证明分子可以再分的是 (D)
A.冰融化 B.切西瓜
C.碘升华 D.电解水
3.(2022·菏泽定陶期中)如图是电解水的简易实验装置,下列有关叙述错误的是 (C)
A.正、负极产生气体的体积比约为1∶2
B.水中加入少量硫酸钠是为了增强水的导电性
C.该实验说明水由氢气和氧气组成
D.验证正极上的气体,用带火星的木条,木条复燃
4.(2023·烟台期末)下列反应中,属于分解反应的是 (C)
A.酒精+氧气二氧化碳+水
B.红磷+氧气五氧化二磷
C.氧化汞汞+氧气
D.乙炔+氧气二氧化碳+水
5.(2023·淄博期中)我国航天员王亚平等在“天宫授课”中介绍了中国空间站通过电解水获得氧气的情况。该反应的微观示意图和装置模拟图如图所示,下列叙述错误的是 (A)
A.反应前后分子种类、数量不变
B.原子是化学变化中的最小粒子
C.甲试管内产生的是氢气
D.该反应的微观实质是原子的重新组合
6.(2022·福建中考)水是生命之源。通常所说的水为H2O,而更广义的水还包括矿物中的氢氧基团(OH)、其他形式的氢(H),它们在高温下才以水分子的形式释放出来。A~C是氢、氧原子及其构成微粒的示意图。
(1)一定条件下由A生成C的化学方程式为 2H2+O22H2O 。
A→B→C的变化过程中,不变的是 氢原子和氧原子(或H、O) 。
(2)参照上图微粒表示方法,画出“氢氧基团(OH)和氢(H)结合成水分子”的微观示意图: 。
B层 能力练
7.四位同学做了水的电解实验,并绘制出如图所示实验图像,下列说法正确的是(A)
A.甲说:点燃负极不纯的气体M会有爆鸣声
B.乙说:产生的M、N两种气体体积比为1∶2
C.丙说:纵坐标可以表示M、N两种气体的质量
D.丁说:电解水时,可以选用交流电源进行电解
8.(2023·烟台期末)神舟十三号航天员在轨驻留6个月,所以中国空间站中水是无比珍贵的,所有生活用的废水,需要进行加工再生循环利用,多余的废水会被收集起来,进入污水净化系统,净化后再进行蒸馏,然后进行电解制氧,从而实现水的循环使用。请回答下列有关问题:
(1)如图1是实验室模拟太空制氧的实验装置
①装置如图1所示。装置的b管中产生的气体是 氧气 ,检验该气体的方法是 用带火星的木条伸入试管内,若复燃则为氧气 ,
水通电发生反应的文字表达式为 水氢气+氧气 ,该反应属于的基本反应类型为 分解反应 。
②如图2是某同学的改进实验,你认为该装置的优势是 方便读出气体的体积 。
(2)如图3为水电解的微观示意图:
①该过程中不变的微粒是 氢原子和氧原子 ,一定改变的微粒是 水分子 。
②此实验证明的结论是 水由氢元素和氧元素组成 。
C层 拓展练
9.(2022·青岛中考节选)“追梦”学习小组走进实验室,探究“水在直流电作用下的变化”。请回答下列问题。
Ⅰ.在水电解器的玻璃管中注满水,接通直流电源。一段时间后,发现两电极都有气泡产生,左右两侧玻璃管中的液面有不同程度的下降。
(1)a管中产生的气体和b管中产生的气体的体积比约为 1∶2 。将带火星的木条放在a玻璃管口,打开活塞,观察到 带火星的木条复燃 ,说明a管中产生的气体为氧气。
(2)由上述实验可以得出:化学变化不但生成新物质,还会伴随着能量的转化。在电解水的过程中,电能主要转化为 化学 能。
(3)写出电解水的符号表达式 H2OH2+O2 。
Ⅱ、实验过程中同学们发现电解纯水速率较慢。查阅资料获知,调节电压或在水中加入少量氢氧化钠都会改变电解速率。于是他进行了多次实验,将实验数据取平均值,记录如下。(保持其他条件不变,每次实验收集10 mL氧气)
反应时间 电压
6 V 9 V 12 V
氢氧化钠溶液浓度 5% 26分26秒 12分14秒 7分30秒
10% 17分8秒 9分26秒 6分22秒
(4)该实验的目的是 探究电压和氢氧化钠浓度对电解水速率的影响 。
(5)分析上表数据可得出的结论是 电压一定时,氢氧化钠浓度越大,电解速率越快(或氢氧化钠浓度一定时,电压越大,电解速率越快) (写一条即可)。
