科粤版初中化学九年级上学期第四章 生命之源——水 单元精练卷
一、单选题
1．取一定质量的CaCO3高温灼烧一定时间，测得反应后剩余固体质量为8.8g，其中钙元素质量分数为50%，则反应放出CO2的质量为（ ）
A．1.1 g B．2.2 g C．3.3 g D．4.4 g
【答案】B
【知识点】化学式的相关计算；质量守恒定律及其应用
【解析】【解答】 CaCO3高温灼烧一定时间，测得反应后剩余固体质量为8.8g，其中钙元素质量分数为50%， 则钙元素质量为8.8g×50%＝4.4g，反应前后固体中钙元素质量不变，则碳酸钙质量为，由质量守恒定律可知，反应后固体减少质量即为碳酸钙分解产生二氧化碳质量，则反应放出二氧化碳质量为11g-8.8g=2.2g，
故选：B。
【分析】根据反应前后元素质量不变，元素质量=物质质量×元素质量分数，以及质量守恒定律分析。
2．把一定质量的a、b、c、d四种物质放入一密闭容器中，在一定条件下反应一段时间后，测得反应后各物质的质量如下，下列说法中正确的是（ ）
物质 a b c d
反应前的质量(g) 6.4 3.2 2.8 4.0
反应后的质量(g) 5.2 X 2.8 7.6
A．a和d是反应物 B．c一定是催化剂
C．X＝2.4g D．该反应是化合反应
【答案】D
【知识点】催化剂的特点与催化作用；化合反应及其应用；质量守恒定律及其应用
【解析】【解答】A、a反应后质量减少，为反应物，d反应后质量增加，为生成物，不符合题意；
B、c反应前后质量不变，可能是催化剂，也可能是杂质，不符合题意；
C、由反应前后物质质量总和不变可知，X=6.4+3.2+4.0-5.2-7.6=0.8，不符合题意；
D、由各物质反应前后质量变化，反应后质量增加的为生成物，反应后质量减少的物质为反应物，则该反应为a+bd，属于化合反应，符合题意；
故选：D。
【分析】A、根据反应后质量减少的物质为反应物，反应后质量增加的物质为生成物分析；
B、根据反应前后质量不变的物质可能是催化剂分析；
C、根据反应前后物质质量总和不变分析；
D、根据“多变一”的反应为化合反应分析。
3．我国淡水资源紧缺，所以在生产和生活中应该（ ）
A．减少饮用水的使用
B．将用过的废水、污水直接排放到江河中重复使用
C．既要预防和消除对水源的污染，又要节约用水
D．不需要开发水资源，因为水的自净能力很强
【答案】C
【知识点】保护水资源
【解析】【解答】A、生产生活中不能减少饮用水的使用，不符合题意；
B、将用过的废水、污水直接排放到江河中重复使用会造成水体污染，不符合题意；
C、既要预防和消除对水源的污染，又要节约用水，以保护水资源，符合题意；
D、水的自净能力很强，但超过自净能力就会造成水体污染，不符合题意；
故选：C。
【分析】根据水资源的现状和污染原因，从节约用水和防止水体污染两方面保护水资源分析。
4．（2019九上·重庆期中）下列实验事实不能作为相应观点的证据是（ ）
选项 实验事实 观点
A 水银温度计中的液柱热胀冷缩 微粒受热变大遇冷变小
B 水电解可得氢气和氧气 分子是可分的
C 少量白糖加入水中，不久“消失” 微粒是不断运动的
D 氢气与氯气反应前后气体质量不变 化学反应前后质量守恒
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【知识点】分子的定义与分子的特性；化学反应的实质
【解析】【解答】A、水银温度计中的液柱热胀冷缩，是因为构成汞的原子的间隔 受热变大遇冷变小，选项符合题意；
B、水由水分子构成，氢气由氢分子构成，氧气由氧分子构成，水电解可得氢气和氧气，分子是可分的，选项不符合题意；
C、少量白糖加入水中，不久“消失”，是因为微粒是不断运动的，通过运动而相互混合而溶解，选项不符合题意；
D、氢气与氯气反应前后气体质量不变，说明化学反应前后质量守恒，选项不符合题意。
故答案为：A。
【分析】A、根据原子的性质分析；
B、根据分子的性质分析；
C、根据分子的性质分析；
D、根据质量守恒定律分析。
5．去冬今春，我省各地市持续严重干旱，造成人、畜饮水困难。水是生命之源，应该爱护水资源。下列净化水的方法中发生了化学反应的是（）
A．通过蒸馏来净化水 B．通过过滤来净化水
C．用活性炭来净化水 D．用明矾来净化水
【答案】D
【知识点】水的净化
【解析】【分析】本题考查物理变化和化学变化的差别．物理变化和化学变化的根本区别在于是否有新物质生成．如果有新物质生成，则属于化学变化；反之，则是物理变化．
【解答】A、通过蒸馏来净化水的过程中没有新物质生成，属于物理变化．
B、通过过滤来净化水的过程中没有新物质生成，属于化学变化．
C、用活性炭来净化水的过程中没有新物质生成，属于物理变化．
D、用明矾来净化水的过程中有新物质生成，属于化学变化．
故选D．
【点评】解答本题要分析变化过程中是否有新物质生成，如果有新物质生成就属于化学变化
6．化学学科核心素养是学生通过化学课程学习形成的关键能力和必备品格。请你选出下列说法中正确的是（ ）
A．宏观辨识与微观探析：化学反应前后物质的质量守恒，是因为反应前后分子的种类、数目和质量都不变
B．科学探究与创新意识：探究氧化铜是否为过氧化氢分解的催化剂，向过氧化氢溶液中加入氧化铜，观察加入前后产生气泡速率变化
C．证据推理与模型认知：酒精灯火焰上罩一个冷而干燥的烧杯，内壁有水雾，可推测酒精中一定含有氢元素
D．变化观念与平衡思想：蜡烛在空气中燃烧质量变小，因此该反应不遵循质量守恒定律
【答案】C
【知识点】催化剂的特点与催化作用；质量守恒定律及其应用
【解析】【解答】A、化学反应前后物质的质量守恒，是因为反应前后原子的种类、数目和质量都不变，不符合题意；
B、探究氧化铜是否为过氧化氢分解的催化剂，除向过氧化氢溶液中加入氧化铜，观察加入前后产生气泡速率变化之外，还需测定氧化铜反应前后质量和化学性质是否改变，不符合题意；
C、化学反应前后元素种类不变，酒精灯火焰上罩一个冷而干燥的烧杯，内壁有水雾，可推测酒精中一定含有氢元素，符合题意；
D、蜡烛在空气中燃烧质量变小，是由于蜡烛燃烧生成二氧化碳气体和水蒸气，该反应遵循质量守恒定律，不符合题意；
故选：C。
【分析】A、根据化学反应前后分子种类发生改变，原子种类、数目不变分析；
B、根据催化剂“一变两不变”的特点分析；
C、根据化学反应前后元素种类不变分析；
D、根据化学变化都遵循质量守恒定律分析。
7．3月22日是“世界水日”，下列关于水的说法正确的是（ ）
A．生活中用肥皂水鉴别硬水和软水，利用活性炭的吸附性来降低水的硬度
B．自然界水的循环过程中实现了水的自身净化
C．自来水厂净水的过程有静置沉淀、过滤、吸附、蒸馏
D．从电解水得到H2和O2可知水是由氢原子和氧原子直接构成的
【答案】B
【知识点】水的净化；硬水与软水；分子、原子、离子、元素与物质之间的关系
【解析】【解答】A、生活中用肥皂水鉴别硬水和软水，利用加热煮沸的方法降低水的硬度，活性炭不能降低水的硬度，不符合题意；
B、自然界水的循环过程中实现了水的自身净化，符合题意；
C、自来水厂净水的过程有静置沉淀、过滤、吸附和消毒，不需蒸馏操作，不符合题意；
D、水是由水分子构成的，水分子由氢原子和氧原子构成，不符合题意；
故选：B。
【分析】A、根据硬水和软水鉴别及转化方法分析；
B、根据自然界中水循环实现水净化分析；
C、根据自来水净水过程不需蒸馏操作分析；
D、根据水和水分子的构成分析。
8．为了防止大气和水污染，还我碧水蓝天，下列措施中不可行的是（ ）
A．抑制水中所有动植物的生长
B．改变燃料的组成和结构，减少工业烟尘和各种有害气体的排放
C．禁止排放未经处理的工业废水和生活污水
D．推广使用无污染能源
【答案】A
【知识点】空气的污染与防治
【解析】【解答】A、抑制水中所有动植物的生长会破坏生态平衡，符合题意；
B、改变燃料的组成和结构，减少工业烟尘和各种有害气体的排放，减少空气污染，不符合题意；
C、禁止排放未经处理的工业废水和生活污水可保护水资源，不符合题意；
D、推广使用无污染能源，可减少化石燃料的使用，减少空气污染，不符合题意；
故选：A。
【分析】根据空气、水体污染的原因分析，由污染原因确定各做法是否有利于环境保护。
9．（2019九上·云县期末）下列符号意义的表述，正确的是（ ）
A．2O--2个氧元素 B．2O2--2个氧分子
C．H2--2个氢原子 D．Mg2+--镁元素的化合价为+2价
【答案】B
【知识点】化学符号及其周围数字的意义
【解析】【解答】A、2O表示2个氧原子，选项不符合题意；
B、2O2表示2个氧分子，选项符合题意；
C、H2表示1个氢分子，2个氢原子表示为2H，选项不符合题意；
D、Mg2+表示一个镁离子，选项不符合题意，
故答案为：B。
【分析】A、理解元素是宏观概念；
B、一个分子用化学式表示，多个分子写出系数形式；
C、理解一个原子用元素符号表示；
D、化合价需要写在元素符号的正上方，先写符号，再写数字。
10．如图所示：2个甲分子反应生成1个乙分子和3个丙分子，则下列判断不正确的是（ ）
A．反应中原子的种类不发生改变 B．该反应属于分解反应
C．乙物质属于单质 D．1个丙分子中含有3个A原子
【答案】D
【知识点】分解反应及其应用；微粒观点及模型图的应用；质量守恒定律及其应用
【解析】【解答】A、化学反应中原子的种类不发生改变，不符合题意；
B、该反应为一种物质生成两种物质，属于分解反应，不符合题意；
C、乙物质由同种元素组成，属于单质，不符合题意；
D、由反应前后原子种类和个数不变可知， 1个丙分子中含有2个A原子，符合题意；
故选：D。
【分析】A、根据化学反应前后原子种类和个数不变分析；
B、根据“一变多”的反应为分解反应分析；
C、根据由同种元素组成的物质为单质分析；
D、根据化学反应前后原子种类和个数不变分析。
二、填空题
11．我们一起了解国际空间站内的“空气”
（1）站内空气要与地球上的空气组成基本一致，其中O2与N2的体积比的为____（填字母选项）。
A．1：3 B．4：1 C．1：5 D．1：4
（2）站内O2的来源。
①O2主要来源是电解水，该反应的文字（或化学符号）表达式是 。
②备用O2由分解高氯酸锂（LiClO4）获得，高氯酸锂中锂元素的化合价为＋1价，则氯元素的化合价为 价。从物质的分类讲，高氯酸 （填“是”或“不是”）氧化物。
【答案】（1）D
（2）H2OH2+O2/；+7；不是
【知识点】空气的组成；有关元素化合价的计算；文字表达式；从组成上识别氧化物
【解析】【解答】（1） 站内空气要与地球上的空气组成基本一致，空气中氧气与氮气体积比为1：4，则站内空气中O2与N2的体积比的也为1：4，故选：D。
（2） ①O2主要来源是电解水，水通电分解生成氢气和氧气，该反应的表达式是、H2OH2+O2；
②高氯酸锂中锂元素的化合价为＋1价，氧元素为－2价，设氯元素的化合价为x，由化合物中元素化合价代数和为0可知，（+1）+x+(-2)×4=0，x＝+7， 氧化物由氧元素和另一种元素组成，高氯酸由氢元素、氯元素和氧元素组成，不是氧化物。
【分析】（1）根据空气的组成分析；
（2）根据水通电分解生成氢气和氧气，化合物中元素化合价代数和为0及氧化物是由两种元素组成，其中一种为氧元素的化合物分析。
12．（1）溴元素在元素周期表中的信息与溴原子结构示意图如图1、2所示，则m= ，n= 。溴元素属于 (填金属或非金属)元素，在元素周期表中位于第 周期，相对原子质量为 。写出与溴元素化学性质相似的一种元素的元素符号 ，溴化钠的化学式为 。
（2）用“”表示氮原子，“”表示氧原子。已知：同温同压下，气体的体积比等于其分子个数比。若空气中其它成分忽略不计，图3可表示空气微观模型的是 (填字母序号)。
（3）水是人类重要的资源。
①目前可供人类使用的淡水资源紧缺。因此，我们要节约用水，提高用水效率。请你写出一条节约用水的措施 。
②硬水给生活和生产带来很多麻烦，生活中常用 的方法降低水的硬度，除去硬水中过多的Ca2+和 (填离子符号)就可以得到软水；检验一份自来水样是硬水还是软水的方法是向水样中加入 来鉴别。
【答案】（1）35；7；非金属；4；79.9；Cl；NaBr
（2）C
（3）淘米水洗菜或洗衣服的水拖地等；煮沸；Mg2+；肥皂水
【知识点】空气的组成；硬水与软水；保护水资源；原子结构示意图与离子结构示意图；元素周期表的特点及其应用
【解析】【解答】（1）元素周期表一格信息中左上角的数字表示原子序数，原子中质子数＝原子序数＝电子数，则m＝35，n=7。溴元素名称带“氵”属于非金属元素， 溴原子核外电子层数为4，在元素周期表中位于第4周期，相对原子质量为79.90。溴原子最外层电子层电子数为7，与氯原子（元素符号为Cl）最外层电子数相同，化学性质相似，溴元素化合价为－1价，钠元素为+1价，溴化钠化学式为 NaBr。
（2）用“”表示氮原子，“”表示氧原子。已知：同温同压下，气体的体积比等于其分子个数比。若空气中其它成分忽略不计，则空气中氮分子与氧分子个数比约为4：1，图3可表示空气微观模型的是C。
（3）①淘米水洗菜或洗衣服的水拖地或使用节水龙头等都是节约用水的措施；
②生活中可用煮沸的方法降低水的硬度，硬水是含有过多 Ca2+ 和 Mg2+ 的水，硬水软化即减少水中的这两种离子，检验 一份自来水样是硬水还是软水的方法是向水样中加入肥皂水来鉴别。
【分析】（1）根据元素周期表一格中的信息，原子中质子数＝原子序数＝电子数，元素化学性质由最外层电子数决定，元素周期数与原子核外电子层数相同，化合物的元素化合价代数和为0分析；
（2）根据空气中氮气与氧气体积比为4：1分析；
（3）根据一水多用等节水方法，煮沸可降低水的硬度，硬水的含义，以及利用肥皂水鉴别硬水和软水分析。
13．央视栏日《典籍里的中国》展现了中国智慧，其中跨越历史的对话更发人深省，明古照今。
（1）航天——两千年前屈原的《天问》启迪了中国人对宇宙的想象和追问，2021年天问一号成功着陆，祝融号行驶巡视在火星表面，它的动力来源于蝴蝶翅膀的太阳翼电池。将 能转化为 能。
（2）净水——明代宋应星在《天工开物》中记载了明矾净水的方法，明矾中钾离子的符号是 ；如今使用高铁酸钾（K2FeO4）不仅能净水，还能消毒，其中涉及的反应为4K2FeO4+10X=4Fe（OH）3↓+ 8KOH+3O2↑，则X的化学式为 。
（3）出行——《徐霞客游记》作者郦道元毕生夙愿便是“追溯长江之源”，实现“朝碧海面容苍梧”，但明朝末年从南昌到北京约需半年时间，如今乘坐高铁几小时便可到达，制造高铁使用的铝合金中的铝由 （选填“分子”、“原子”或“离子”）构成。
【答案】（1）太阳；电
（2）K+；H2O
（3）原子
【知识点】分子、原子、离子、元素与物质之间的关系；质量守恒定律及其应用
【解析】【解答】（1）祝融号行驶巡视在火星表面，它的动力来源于蝴蝶翅膀的太阳翼电池，该电池将太阳 能转化为电能。
（2）钾离子的符号是K+；所给反应方程式中，反应前原子种类和个数为：钾8、铁4、氧16，反应后为：钾8、铁4、氧26、氢20，由反应前后原子种类和个数不变可知，10X中含有10个氧原子20个氢原子，则X化学式为H2O。
（3）铝属于金属，由原子构成。
【分析】（1）根据太阳能电池是将太阳能转化为电能分析；
（2）根据离子符号的书写原则，化学反应前后原子种类和个数不变分析；
（3）根据金属由原子构成分析。
14．“水循环”和“碳循环”是自然界存在的两大重要循环。结合你所学到的化学知识回答下面有关问题。
（1）①从微观的角度看，水分子是由 构成的。
②从宏观的角度看，二氧化碳是由 组成的。
③从分子、原子及元素的角度看，地球表面的“水循环”主要是由 的运动引起的，自然界“碳循环”中的“碳”是指 。
（2）水在自然环境中不易分解，但在通电的条件下可以分解，写出该反应的化学方程式 ，在下图所示的装置中，当电源接通一段时间后，甲管中气体的体积与乙管中气体的体积之比为 。
【答案】（1）氢原子和氧原子；碳元素和氧元素；水分子；碳元素
（2）；1：2
【知识点】自然界中的物质循环；电解水实验；分子、原子、离子、元素与物质之间的关系
【解析】【解答】（1）①从微观的角度看，水分子是由氢原子和氧原子构成；
②从宏观的角度看，二氧化碳是由碳元素和氧元素组成的；
③从分子、原子及元素的角度看，地球表面的“水循环”主要是是水的物态变化，由水分子的运动引起的，自然界“碳循环”中的“碳”是指碳元素。
（2）水通电分解生成氢气和氧气，化学方程式为 。甲试管连接电源正极，产生气体为氧气，乙中产生气体为氢气，甲管与乙管体积比为1：2。
【分析】（1）根据分子由原子构成，物质由元素组成，自然界中水循环是水的物态变化，碳循环指的是碳元素分析；
（2）根据水通电分解生成氢气和氧气，电解水时“正氧负氢，氧一氢二”分析。
三、实验题
15．由电解水的实验中可知（装置如图）：
（1）产生的气体a与电源的 连接，是 ，该气体能 ，可用 检验该气体。
（2）产生的气体b与电源的 连接，是 ，该气体具有的性质是 ，检验该气体所涉及反应的文字表达式为 。
（3）气体a与气体b的体积比为 。电解水的文字表达式为 。
（4）水的电解实验证明了水是由 组成的。
【答案】（1）正极；氧气/O2；使带火星的木条复燃；带火星的木条
（2）负极；氢气/H2；可燃性；
（3）1：2；
（4）氢、氧元素
【知识点】氧气的检验和验满；电解水实验；水的组成；文字表达式
【解析】【解答】（1）a管中气体体积小于b管，则a管产生气体为氧气，与电源正极连接，该气体能使带火星木条复燃，利用带火星木条检验。
（2） 产生的气体b为氢气，与电源的负极连接，该气体具有可燃性，氢气与氧气点燃条件下反应生成水，表达式为 。
（3） 气体a（氧气）与气体b（氢气）的体积比为1：2，电解水是水通电分解生成氢气和氧气，文字表达式为 。
（4）水通电分解生成氢气和氧气，由反应前后元素种类不变可知，水由氢、氧元素组成。
【分析】根据电解水“正氧负氢，氧一氢二”，氧气和氢气的性质，以及水由氢、氧元素组成分析。
四、科学探究题
16．请你参与下列探究：
【问题情境】某化学实验小组同学将铁粉投入硫酸铜溶液中，发现生成红色固体物质的同时有较多的气泡放出。这一现象激发起同学们的探究欲望，生成的是什么气体？
【提出猜想】从物质组成元素的角度，放出的气体可能是SO2、O2、H2。
【查阅资料】SO2易溶于水，它能与NaOH反应，生成Na2SO3。
【方案设计】依据上述猜想，实验小组同学分别设计了如下方案：
（1）甲同学认为是O2，则检验方法是 。
（2）乙同学认为是SO2，则只需将放出的气体通入盛有NaOH溶液的洗气瓶中，称量通气前后洗气瓶的质量。写出SO2与NaOH反应的化学方程式： 。
（3）实验小组同学合作设计了如图1组合实验方案，排除和验证猜想的气体。
如果放出的是O2和H2，你认为方案中的安全隐患是 。丙同学认为：为确保安全，实验前应先收集一试管气体，用拇指 ，若不发出 ，方可采用上面的装置进行实验。
（4）【实验探究】经丙同学确认安全后，小组同学首先对装置A进行称量，再将收集到的气体从a通入，过一会儿点燃B处酒精灯；一段时间后，发现表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色；停止通气，再次称量装置A，发现质量无增减。结论：铁粉与硫酸铜溶液反应时，产生的气体是 。
（5）【思维拓展】
由上述实验可以推出，硫酸铜溶液中可能含有 。
（6）不通过称量，如何判断SO2与NaOH溶液发生了反应呢？有一同学设计了图2所示的装置进行实验，发现试管内液面上升，就得出SO2与NaOH溶液发生反应的结论。其他同学认为这一方案不严谨，理由是 。要得到科学严谨的结论，仍利用该装置，补做的实验是 。
【答案】（1）用带火星的木条伸入收集的气体中，观察木条是否复燃
（2）SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
（3）实验时在B处易发生爆炸事故；堵住试管口，试管口向下，慢慢靠近酒精灯火焰，松手；尖锐的爆鸣声
（4）H2
（5）H2SO4或H+或酸性物质
（6）SO2溶于水，也能使液面上升；将图2中NaOH溶液换成等体积的水做对比实验
【知识点】氧气的检验和验满；金属的化学性质；碱的化学性质；氢气、一氧化碳、甲烷等可燃气体的验纯
【解析】【解答】（1）氧气检验方法是用带火星的木条伸入收集的气体中，观察木条是否复燃 。
（2）SO2与NaOH反应生成亚硫酸钠和水，化学方程式为SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O。
（3）氢气和氧气混合受热易发生爆炸，若放出的是氧气和氢气，实验时在B处易发生爆炸事故。要确保安全需对氢气进行验纯，验纯方法是先收集一试管气体，用拇指堵住试管口，试管口向下，慢慢靠近酒精灯火焰，松手，若不发出尖锐的爆鸣声，证明氢气纯净，方可采用上面的装置进行实验。
（4）氢气具有还原性，能使氧化铜变成铜，由收集气体从a通入时氧化铜的现象可知，铁与硫酸铜反应产生气体是氢气。
（5）金属与酸反应产生氢气，由实验可知，硫酸铜溶液中可能含有H2SO4或H+或酸性物质。
（6）SO2溶于水，也能使液面上升，所以通过试管内液面上升，不能得出SO2与NaOH溶液发生反应的结论，要得出结论，还需补充对比实验排除水的干扰，即将图2中NaOH溶液换成等体积的水做对比实验。
【分析】（1）根据氧气利用带火星木条检验分析；
（2）根据 SO2与NaOH反应生成亚硫酸钠和水分析；
（3）根据氢气不纯受热易发生爆炸，加热或点燃前需验纯以及验纯的方法和现象分析；
（4）根据氢气的还原性分析；
（5）根据金属与酸性物质反应产生氢气分析；
（6）根据二氧化硫的溶解性及对比实验的设计要求分析。
五、计算题
17．硝酸是一种重要的酸，可用于生产化肥、染料和炸药。工业上利用氮的氧化物、氧气与水反应制备硝酸。
（1）某常见氮的氧化物中N、O两种元素的质量比为7：16，则该化合物的化学式为 。
（2）将该氮的氧化物23.0g与足量的氧气缓慢通入一定量水中（NO2+O2+H2O→HNO3），得到60.0g硝酸溶液的溶质质量分数为 。
【答案】（1）NO2
（2）52.5%
【知识点】溶质的质量分数及相关计算；化学式的相关计算
【解析】【解答】（1）设氮的氧化物的化学式为NxOy，则14x：16y=7：16，x：y=1：2，则该化合物的化学式为NO2 。
（2）由氮元素质量守恒可知，23.0克氮的氧化物反应后生成硝酸质量为，60.0g硝酸溶液溶液的溶质质量分数为 。
【分析】（1）根据元素质量比为相对原子质量×原子个数之比，由题中所给元素质量比计算出原子个数比，从而确定化学式分析；
（2）根据反应前后元素种类质量不变，元素质量=物质质量×元素质量分数，溶质质量分数＝溶质质量/溶液质量分析。
六、综合应用题
18．（2020九上·安阳期中）化学是以实验为基础的科学。
（1）如图，近年比较流行的“自热火锅”给人们生活带来方便。“自热火锅”主要由食物和发热包(主要成分为生石灰、焙烧硅藻土、活性炭、铁粉、碳酸钠等)组成。生石灰和水反应是一个 (填“放热”或“吸热”)反应，该反应的化学方程式为 。
（2）下图是实验室常用的气体制取装置。
①氢气难溶于水，密度比空气小。实验室用锌粒和稀硫酸反应制取氢气时应选用的一套实验装置为 (填字母代号)。
②用高锰酸钾制氧气时，若用E装置收集，实验结束后应先将导管移出水面，其原因是 。
③可用F装置采用排空气法收集氧气并验满，请将F装置内的导管补画完整 。
④实验室用C装置收集二氧化碳的原因是什么？ 写出用澄清石灰水检验二氧化碳的化学方程式 。
（3）加热30.9g氯酸钾(KClO3)和二氧化锰固体混合物制氧气，同时生成氯化钾。完全反应后，得到21.3g固体物质。请计算原固体混合物中氯酸钾的质量 。
【答案】（1）放热；CaO+H2O=Ca(OH)2
（2）BD或BE；防止水槽里的水倒流炸裂试管；；二氧化碳的密度比空气大；CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
（3）解：由题意可知生成氧气的质量为30.9g-21.3g＝9.6g， 设原混合物中氯酸钾的质量为x x=24.5g 答：原混合物中氯酸钾的质量为24.5g。
【知识点】化学实验方案设计与评价；气体制取装置的探究
【解析】【解答】（1）生石灰和水反应放出大量的热生成氢氧化钙，CaO+H2O=Ca(OH)2；
（2）①氢气难溶于水，密度比空气小。实验室用锌粒和稀硫酸反应制取氢气时应选用固液不加热型发生装置，排水集气法收集装置或者向下排空气法收集装置，因此选用的一套装置为BD或BE；
②用高锰酸钾制氧气时，若用E排水法装置收集，实验结束后应先将导管移出水面，其原因是防止水槽中的水倒流使试管炸裂。
③氧气的密度比空气密度大，应该用向上排空气法收集，用万用瓶收集氧气气体从长管进，并将带火星的木条置于短管口进行验满，若带火星的木条复燃，说明氧气已经收集满，因此用F装置采用排空气法收集氧气并验满，F装置内的导管应该补画为 ；
④实验室用C装置向上排空气法收集二氧化碳的原因是二氧化碳的密度比空气密度大，用澄清石灰水检验二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为 。
（3）见答案。
【分析】（1）根据氧化钙和水反应生成氢氧化钙分析
（2）根据反应物的状态和反应条件确定发生装置，根据气体的密度和水溶性确定收集装置，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水
（3）根据氧气的质量结合反应的方程式计算氯酸钾的质量分析
1 / 1科粤版初中化学九年级上学期第四章 生命之源——水 单元精练卷
一、单选题
1．取一定质量的CaCO3高温灼烧一定时间，测得反应后剩余固体质量为8.8g，其中钙元素质量分数为50%，则反应放出CO2的质量为（ ）
A．1.1 g B．2.2 g C．3.3 g D．4.4 g
2．把一定质量的a、b、c、d四种物质放入一密闭容器中，在一定条件下反应一段时间后，测得反应后各物质的质量如下，下列说法中正确的是（ ）
物质 a b c d
反应前的质量(g) 6.4 3.2 2.8 4.0
反应后的质量(g) 5.2 X 2.8 7.6
A．a和d是反应物 B．c一定是催化剂
C．X＝2.4g D．该反应是化合反应
3．我国淡水资源紧缺，所以在生产和生活中应该（ ）
A．减少饮用水的使用
B．将用过的废水、污水直接排放到江河中重复使用
C．既要预防和消除对水源的污染，又要节约用水
D．不需要开发水资源，因为水的自净能力很强
4．（2019九上·重庆期中）下列实验事实不能作为相应观点的证据是（ ）
选项 实验事实 观点
A 水银温度计中的液柱热胀冷缩 微粒受热变大遇冷变小
B 水电解可得氢气和氧气 分子是可分的
C 少量白糖加入水中，不久“消失” 微粒是不断运动的
D 氢气与氯气反应前后气体质量不变 化学反应前后质量守恒
A．A B．B C．C D．D
5．去冬今春，我省各地市持续严重干旱，造成人、畜饮水困难。水是生命之源，应该爱护水资源。下列净化水的方法中发生了化学反应的是（）
A．通过蒸馏来净化水 B．通过过滤来净化水
C．用活性炭来净化水 D．用明矾来净化水
6．化学学科核心素养是学生通过化学课程学习形成的关键能力和必备品格。请你选出下列说法中正确的是（ ）
A．宏观辨识与微观探析：化学反应前后物质的质量守恒，是因为反应前后分子的种类、数目和质量都不变
B．科学探究与创新意识：探究氧化铜是否为过氧化氢分解的催化剂，向过氧化氢溶液中加入氧化铜，观察加入前后产生气泡速率变化
C．证据推理与模型认知：酒精灯火焰上罩一个冷而干燥的烧杯，内壁有水雾，可推测酒精中一定含有氢元素
D．变化观念与平衡思想：蜡烛在空气中燃烧质量变小，因此该反应不遵循质量守恒定律
7．3月22日是“世界水日”，下列关于水的说法正确的是（ ）
A．生活中用肥皂水鉴别硬水和软水，利用活性炭的吸附性来降低水的硬度
B．自然界水的循环过程中实现了水的自身净化
C．自来水厂净水的过程有静置沉淀、过滤、吸附、蒸馏
D．从电解水得到H2和O2可知水是由氢原子和氧原子直接构成的
8．为了防止大气和水污染，还我碧水蓝天，下列措施中不可行的是（ ）
A．抑制水中所有动植物的生长
B．改变燃料的组成和结构，减少工业烟尘和各种有害气体的排放
C．禁止排放未经处理的工业废水和生活污水
D．推广使用无污染能源
9．（2019九上·云县期末）下列符号意义的表述，正确的是（ ）
A．2O--2个氧元素 B．2O2--2个氧分子
C．H2--2个氢原子 D．Mg2+--镁元素的化合价为+2价
10．如图所示：2个甲分子反应生成1个乙分子和3个丙分子，则下列判断不正确的是（ ）
A．反应中原子的种类不发生改变 B．该反应属于分解反应
C．乙物质属于单质 D．1个丙分子中含有3个A原子
二、填空题
11．我们一起了解国际空间站内的“空气”
（1）站内空气要与地球上的空气组成基本一致，其中O2与N2的体积比的为____（填字母选项）。
A．1：3 B．4：1 C．1：5 D．1：4
（2）站内O2的来源。
①O2主要来源是电解水，该反应的文字（或化学符号）表达式是 。
②备用O2由分解高氯酸锂（LiClO4）获得，高氯酸锂中锂元素的化合价为＋1价，则氯元素的化合价为 价。从物质的分类讲，高氯酸 （填“是”或“不是”）氧化物。
12．（1）溴元素在元素周期表中的信息与溴原子结构示意图如图1、2所示，则m= ，n= 。溴元素属于 (填金属或非金属)元素，在元素周期表中位于第 周期，相对原子质量为 。写出与溴元素化学性质相似的一种元素的元素符号 ，溴化钠的化学式为 。
（2）用“”表示氮原子，“”表示氧原子。已知：同温同压下，气体的体积比等于其分子个数比。若空气中其它成分忽略不计，图3可表示空气微观模型的是 (填字母序号)。
（3）水是人类重要的资源。
①目前可供人类使用的淡水资源紧缺。因此，我们要节约用水，提高用水效率。请你写出一条节约用水的措施 。
②硬水给生活和生产带来很多麻烦，生活中常用 的方法降低水的硬度，除去硬水中过多的Ca2+和 (填离子符号)就可以得到软水；检验一份自来水样是硬水还是软水的方法是向水样中加入 来鉴别。
13．央视栏日《典籍里的中国》展现了中国智慧，其中跨越历史的对话更发人深省，明古照今。
（1）航天——两千年前屈原的《天问》启迪了中国人对宇宙的想象和追问，2021年天问一号成功着陆，祝融号行驶巡视在火星表面，它的动力来源于蝴蝶翅膀的太阳翼电池。将 能转化为 能。
（2）净水——明代宋应星在《天工开物》中记载了明矾净水的方法，明矾中钾离子的符号是 ；如今使用高铁酸钾（K2FeO4）不仅能净水，还能消毒，其中涉及的反应为4K2FeO4+10X=4Fe（OH）3↓+ 8KOH+3O2↑，则X的化学式为 。
（3）出行——《徐霞客游记》作者郦道元毕生夙愿便是“追溯长江之源”，实现“朝碧海面容苍梧”，但明朝末年从南昌到北京约需半年时间，如今乘坐高铁几小时便可到达，制造高铁使用的铝合金中的铝由 （选填“分子”、“原子”或“离子”）构成。
14．“水循环”和“碳循环”是自然界存在的两大重要循环。结合你所学到的化学知识回答下面有关问题。
（1）①从微观的角度看，水分子是由 构成的。
②从宏观的角度看，二氧化碳是由 组成的。
③从分子、原子及元素的角度看，地球表面的“水循环”主要是由 的运动引起的，自然界“碳循环”中的“碳”是指 。
（2）水在自然环境中不易分解，但在通电的条件下可以分解，写出该反应的化学方程式 ，在下图所示的装置中，当电源接通一段时间后，甲管中气体的体积与乙管中气体的体积之比为 。
三、实验题
15．由电解水的实验中可知（装置如图）：
（1）产生的气体a与电源的 连接，是 ，该气体能 ，可用 检验该气体。
（2）产生的气体b与电源的 连接，是 ，该气体具有的性质是 ，检验该气体所涉及反应的文字表达式为 。
（3）气体a与气体b的体积比为 。电解水的文字表达式为 。
（4）水的电解实验证明了水是由 组成的。
四、科学探究题
16．请你参与下列探究：
【问题情境】某化学实验小组同学将铁粉投入硫酸铜溶液中，发现生成红色固体物质的同时有较多的气泡放出。这一现象激发起同学们的探究欲望，生成的是什么气体？
【提出猜想】从物质组成元素的角度，放出的气体可能是SO2、O2、H2。
【查阅资料】SO2易溶于水，它能与NaOH反应，生成Na2SO3。
【方案设计】依据上述猜想，实验小组同学分别设计了如下方案：
（1）甲同学认为是O2，则检验方法是 。
（2）乙同学认为是SO2，则只需将放出的气体通入盛有NaOH溶液的洗气瓶中，称量通气前后洗气瓶的质量。写出SO2与NaOH反应的化学方程式： 。
（3）实验小组同学合作设计了如图1组合实验方案，排除和验证猜想的气体。
如果放出的是O2和H2，你认为方案中的安全隐患是 。丙同学认为：为确保安全，实验前应先收集一试管气体，用拇指 ，若不发出 ，方可采用上面的装置进行实验。
（4）【实验探究】经丙同学确认安全后，小组同学首先对装置A进行称量，再将收集到的气体从a通入，过一会儿点燃B处酒精灯；一段时间后，发现表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色；停止通气，再次称量装置A，发现质量无增减。结论：铁粉与硫酸铜溶液反应时，产生的气体是 。
（5）【思维拓展】
由上述实验可以推出，硫酸铜溶液中可能含有 。
（6）不通过称量，如何判断SO2与NaOH溶液发生了反应呢？有一同学设计了图2所示的装置进行实验，发现试管内液面上升，就得出SO2与NaOH溶液发生反应的结论。其他同学认为这一方案不严谨，理由是 。要得到科学严谨的结论，仍利用该装置，补做的实验是 。
五、计算题
17．硝酸是一种重要的酸，可用于生产化肥、染料和炸药。工业上利用氮的氧化物、氧气与水反应制备硝酸。
（1）某常见氮的氧化物中N、O两种元素的质量比为7：16，则该化合物的化学式为 。
（2）将该氮的氧化物23.0g与足量的氧气缓慢通入一定量水中（NO2+O2+H2O→HNO3），得到60.0g硝酸溶液的溶质质量分数为 。
六、综合应用题
18．（2020九上·安阳期中）化学是以实验为基础的科学。
（1）如图，近年比较流行的“自热火锅”给人们生活带来方便。“自热火锅”主要由食物和发热包(主要成分为生石灰、焙烧硅藻土、活性炭、铁粉、碳酸钠等)组成。生石灰和水反应是一个 (填“放热”或“吸热”)反应，该反应的化学方程式为 。
（2）下图是实验室常用的气体制取装置。
①氢气难溶于水，密度比空气小。实验室用锌粒和稀硫酸反应制取氢气时应选用的一套实验装置为 (填字母代号)。
②用高锰酸钾制氧气时，若用E装置收集，实验结束后应先将导管移出水面，其原因是 。
③可用F装置采用排空气法收集氧气并验满，请将F装置内的导管补画完整 。
④实验室用C装置收集二氧化碳的原因是什么？ 写出用澄清石灰水检验二氧化碳的化学方程式 。
（3）加热30.9g氯酸钾(KClO3)和二氧化锰固体混合物制氧气，同时生成氯化钾。完全反应后，得到21.3g固体物质。请计算原固体混合物中氯酸钾的质量 。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】化学式的相关计算；质量守恒定律及其应用
【解析】【解答】 CaCO3高温灼烧一定时间，测得反应后剩余固体质量为8.8g，其中钙元素质量分数为50%， 则钙元素质量为8.8g×50%＝4.4g，反应前后固体中钙元素质量不变，则碳酸钙质量为，由质量守恒定律可知，反应后固体减少质量即为碳酸钙分解产生二氧化碳质量，则反应放出二氧化碳质量为11g-8.8g=2.2g，
故选：B。
【分析】根据反应前后元素质量不变，元素质量=物质质量×元素质量分数，以及质量守恒定律分析。
2．【答案】D
【知识点】催化剂的特点与催化作用；化合反应及其应用；质量守恒定律及其应用
【解析】【解答】A、a反应后质量减少，为反应物，d反应后质量增加，为生成物，不符合题意；
B、c反应前后质量不变，可能是催化剂，也可能是杂质，不符合题意；
C、由反应前后物质质量总和不变可知，X=6.4+3.2+4.0-5.2-7.6=0.8，不符合题意；
D、由各物质反应前后质量变化，反应后质量增加的为生成物，反应后质量减少的物质为反应物，则该反应为a+bd，属于化合反应，符合题意；
故选：D。
【分析】A、根据反应后质量减少的物质为反应物，反应后质量增加的物质为生成物分析；
B、根据反应前后质量不变的物质可能是催化剂分析；
C、根据反应前后物质质量总和不变分析；
D、根据“多变一”的反应为化合反应分析。
3．【答案】C
【知识点】保护水资源
【解析】【解答】A、生产生活中不能减少饮用水的使用，不符合题意；
B、将用过的废水、污水直接排放到江河中重复使用会造成水体污染，不符合题意；
C、既要预防和消除对水源的污染，又要节约用水，以保护水资源，符合题意；
D、水的自净能力很强，但超过自净能力就会造成水体污染，不符合题意；
故选：C。
【分析】根据水资源的现状和污染原因，从节约用水和防止水体污染两方面保护水资源分析。
4．【答案】A
【知识点】分子的定义与分子的特性；化学反应的实质
【解析】【解答】A、水银温度计中的液柱热胀冷缩，是因为构成汞的原子的间隔 受热变大遇冷变小，选项符合题意；
B、水由水分子构成，氢气由氢分子构成，氧气由氧分子构成，水电解可得氢气和氧气，分子是可分的，选项不符合题意；
C、少量白糖加入水中，不久“消失”，是因为微粒是不断运动的，通过运动而相互混合而溶解，选项不符合题意；
D、氢气与氯气反应前后气体质量不变，说明化学反应前后质量守恒，选项不符合题意。
故答案为：A。
【分析】A、根据原子的性质分析；
B、根据分子的性质分析；
C、根据分子的性质分析；
D、根据质量守恒定律分析。
5．【答案】D
【知识点】水的净化
【解析】【分析】本题考查物理变化和化学变化的差别．物理变化和化学变化的根本区别在于是否有新物质生成．如果有新物质生成，则属于化学变化；反之，则是物理变化．
【解答】A、通过蒸馏来净化水的过程中没有新物质生成，属于物理变化．
B、通过过滤来净化水的过程中没有新物质生成，属于化学变化．
C、用活性炭来净化水的过程中没有新物质生成，属于物理变化．
D、用明矾来净化水的过程中有新物质生成，属于化学变化．
故选D．
【点评】解答本题要分析变化过程中是否有新物质生成，如果有新物质生成就属于化学变化
6．【答案】C
【知识点】催化剂的特点与催化作用；质量守恒定律及其应用
【解析】【解答】A、化学反应前后物质的质量守恒，是因为反应前后原子的种类、数目和质量都不变，不符合题意；
B、探究氧化铜是否为过氧化氢分解的催化剂，除向过氧化氢溶液中加入氧化铜，观察加入前后产生气泡速率变化之外，还需测定氧化铜反应前后质量和化学性质是否改变，不符合题意；
C、化学反应前后元素种类不变，酒精灯火焰上罩一个冷而干燥的烧杯，内壁有水雾，可推测酒精中一定含有氢元素，符合题意；
D、蜡烛在空气中燃烧质量变小，是由于蜡烛燃烧生成二氧化碳气体和水蒸气，该反应遵循质量守恒定律，不符合题意；
故选：C。
【分析】A、根据化学反应前后分子种类发生改变，原子种类、数目不变分析；
B、根据催化剂“一变两不变”的特点分析；
C、根据化学反应前后元素种类不变分析；
D、根据化学变化都遵循质量守恒定律分析。
7．【答案】B
【知识点】水的净化；硬水与软水；分子、原子、离子、元素与物质之间的关系
【解析】【解答】A、生活中用肥皂水鉴别硬水和软水，利用加热煮沸的方法降低水的硬度，活性炭不能降低水的硬度，不符合题意；
B、自然界水的循环过程中实现了水的自身净化，符合题意；
C、自来水厂净水的过程有静置沉淀、过滤、吸附和消毒，不需蒸馏操作，不符合题意；
D、水是由水分子构成的，水分子由氢原子和氧原子构成，不符合题意；
故选：B。
【分析】A、根据硬水和软水鉴别及转化方法分析；
B、根据自然界中水循环实现水净化分析；
C、根据自来水净水过程不需蒸馏操作分析；
D、根据水和水分子的构成分析。
8．【答案】A
【知识点】空气的污染与防治
【解析】【解答】A、抑制水中所有动植物的生长会破坏生态平衡，符合题意；
B、改变燃料的组成和结构，减少工业烟尘和各种有害气体的排放，减少空气污染，不符合题意；
C、禁止排放未经处理的工业废水和生活污水可保护水资源，不符合题意；
D、推广使用无污染能源，可减少化石燃料的使用，减少空气污染，不符合题意；
故选：A。
【分析】根据空气、水体污染的原因分析，由污染原因确定各做法是否有利于环境保护。
9．【答案】B
【知识点】化学符号及其周围数字的意义
【解析】【解答】A、2O表示2个氧原子，选项不符合题意；
B、2O2表示2个氧分子，选项符合题意；
C、H2表示1个氢分子，2个氢原子表示为2H，选项不符合题意；
D、Mg2+表示一个镁离子，选项不符合题意，
故答案为：B。
【分析】A、理解元素是宏观概念；
B、一个分子用化学式表示，多个分子写出系数形式；
C、理解一个原子用元素符号表示；
D、化合价需要写在元素符号的正上方，先写符号，再写数字。
10．【答案】D
【知识点】分解反应及其应用；微粒观点及模型图的应用；质量守恒定律及其应用
【解析】【解答】A、化学反应中原子的种类不发生改变，不符合题意；
B、该反应为一种物质生成两种物质，属于分解反应，不符合题意；
C、乙物质由同种元素组成，属于单质，不符合题意；
D、由反应前后原子种类和个数不变可知， 1个丙分子中含有2个A原子，符合题意；
故选：D。
【分析】A、根据化学反应前后原子种类和个数不变分析；
B、根据“一变多”的反应为分解反应分析；
C、根据由同种元素组成的物质为单质分析；
D、根据化学反应前后原子种类和个数不变分析。
11．【答案】（1）D
（2）H2OH2+O2/；+7；不是
【知识点】空气的组成；有关元素化合价的计算；文字表达式；从组成上识别氧化物
【解析】【解答】（1） 站内空气要与地球上的空气组成基本一致，空气中氧气与氮气体积比为1：4，则站内空气中O2与N2的体积比的也为1：4，故选：D。
（2） ①O2主要来源是电解水，水通电分解生成氢气和氧气，该反应的表达式是、H2OH2+O2；
②高氯酸锂中锂元素的化合价为＋1价，氧元素为－2价，设氯元素的化合价为x，由化合物中元素化合价代数和为0可知，（+1）+x+(-2)×4=0，x＝+7， 氧化物由氧元素和另一种元素组成，高氯酸由氢元素、氯元素和氧元素组成，不是氧化物。
【分析】（1）根据空气的组成分析；
（2）根据水通电分解生成氢气和氧气，化合物中元素化合价代数和为0及氧化物是由两种元素组成，其中一种为氧元素的化合物分析。
12．【答案】（1）35；7；非金属；4；79.9；Cl；NaBr
（2）C
（3）淘米水洗菜或洗衣服的水拖地等；煮沸；Mg2+；肥皂水
【知识点】空气的组成；硬水与软水；保护水资源；原子结构示意图与离子结构示意图；元素周期表的特点及其应用
【解析】【解答】（1）元素周期表一格信息中左上角的数字表示原子序数，原子中质子数＝原子序数＝电子数，则m＝35，n=7。溴元素名称带“氵”属于非金属元素， 溴原子核外电子层数为4，在元素周期表中位于第4周期，相对原子质量为79.90。溴原子最外层电子层电子数为7，与氯原子（元素符号为Cl）最外层电子数相同，化学性质相似，溴元素化合价为－1价，钠元素为+1价，溴化钠化学式为 NaBr。
（2）用“”表示氮原子，“”表示氧原子。已知：同温同压下，气体的体积比等于其分子个数比。若空气中其它成分忽略不计，则空气中氮分子与氧分子个数比约为4：1，图3可表示空气微观模型的是C。
（3）①淘米水洗菜或洗衣服的水拖地或使用节水龙头等都是节约用水的措施；
②生活中可用煮沸的方法降低水的硬度，硬水是含有过多 Ca2+ 和 Mg2+ 的水，硬水软化即减少水中的这两种离子，检验 一份自来水样是硬水还是软水的方法是向水样中加入肥皂水来鉴别。
【分析】（1）根据元素周期表一格中的信息，原子中质子数＝原子序数＝电子数，元素化学性质由最外层电子数决定，元素周期数与原子核外电子层数相同，化合物的元素化合价代数和为0分析；
（2）根据空气中氮气与氧气体积比为4：1分析；
（3）根据一水多用等节水方法，煮沸可降低水的硬度，硬水的含义，以及利用肥皂水鉴别硬水和软水分析。
13．【答案】（1）太阳；电
（2）K+；H2O
（3）原子
【知识点】分子、原子、离子、元素与物质之间的关系；质量守恒定律及其应用
【解析】【解答】（1）祝融号行驶巡视在火星表面，它的动力来源于蝴蝶翅膀的太阳翼电池，该电池将太阳 能转化为电能。
（2）钾离子的符号是K+；所给反应方程式中，反应前原子种类和个数为：钾8、铁4、氧16，反应后为：钾8、铁4、氧26、氢20，由反应前后原子种类和个数不变可知，10X中含有10个氧原子20个氢原子，则X化学式为H2O。
（3）铝属于金属，由原子构成。
【分析】（1）根据太阳能电池是将太阳能转化为电能分析；
（2）根据离子符号的书写原则，化学反应前后原子种类和个数不变分析；
（3）根据金属由原子构成分析。
14．【答案】（1）氢原子和氧原子；碳元素和氧元素；水分子；碳元素
（2）；1：2
【知识点】自然界中的物质循环；电解水实验；分子、原子、离子、元素与物质之间的关系
【解析】【解答】（1）①从微观的角度看，水分子是由氢原子和氧原子构成；
②从宏观的角度看，二氧化碳是由碳元素和氧元素组成的；
③从分子、原子及元素的角度看，地球表面的“水循环”主要是是水的物态变化，由水分子的运动引起的，自然界“碳循环”中的“碳”是指碳元素。
（2）水通电分解生成氢气和氧气，化学方程式为 。甲试管连接电源正极，产生气体为氧气，乙中产生气体为氢气，甲管与乙管体积比为1：2。
【分析】（1）根据分子由原子构成，物质由元素组成，自然界中水循环是水的物态变化，碳循环指的是碳元素分析；
（2）根据水通电分解生成氢气和氧气，电解水时“正氧负氢，氧一氢二”分析。
15．【答案】（1）正极；氧气/O2；使带火星的木条复燃；带火星的木条
（2）负极；氢气/H2；可燃性；
（3）1：2；
（4）氢、氧元素
【知识点】氧气的检验和验满；电解水实验；水的组成；文字表达式
【解析】【解答】（1）a管中气体体积小于b管，则a管产生气体为氧气，与电源正极连接，该气体能使带火星木条复燃，利用带火星木条检验。
（2） 产生的气体b为氢气，与电源的负极连接，该气体具有可燃性，氢气与氧气点燃条件下反应生成水，表达式为 。
（3） 气体a（氧气）与气体b（氢气）的体积比为1：2，电解水是水通电分解生成氢气和氧气，文字表达式为 。
（4）水通电分解生成氢气和氧气，由反应前后元素种类不变可知，水由氢、氧元素组成。
【分析】根据电解水“正氧负氢，氧一氢二”，氧气和氢气的性质，以及水由氢、氧元素组成分析。
16．【答案】（1）用带火星的木条伸入收集的气体中，观察木条是否复燃
（2）SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
（3）实验时在B处易发生爆炸事故；堵住试管口，试管口向下，慢慢靠近酒精灯火焰，松手；尖锐的爆鸣声
（4）H2
（5）H2SO4或H+或酸性物质
（6）SO2溶于水，也能使液面上升；将图2中NaOH溶液换成等体积的水做对比实验
【知识点】氧气的检验和验满；金属的化学性质；碱的化学性质；氢气、一氧化碳、甲烷等可燃气体的验纯
【解析】【解答】（1）氧气检验方法是用带火星的木条伸入收集的气体中，观察木条是否复燃 。
（2）SO2与NaOH反应生成亚硫酸钠和水，化学方程式为SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O。
（3）氢气和氧气混合受热易发生爆炸，若放出的是氧气和氢气，实验时在B处易发生爆炸事故。要确保安全需对氢气进行验纯，验纯方法是先收集一试管气体，用拇指堵住试管口，试管口向下，慢慢靠近酒精灯火焰，松手，若不发出尖锐的爆鸣声，证明氢气纯净，方可采用上面的装置进行实验。
（4）氢气具有还原性，能使氧化铜变成铜，由收集气体从a通入时氧化铜的现象可知，铁与硫酸铜反应产生气体是氢气。
（5）金属与酸反应产生氢气，由实验可知，硫酸铜溶液中可能含有H2SO4或H+或酸性物质。
（6）SO2溶于水，也能使液面上升，所以通过试管内液面上升，不能得出SO2与NaOH溶液发生反应的结论，要得出结论，还需补充对比实验排除水的干扰，即将图2中NaOH溶液换成等体积的水做对比实验。
【分析】（1）根据氧气利用带火星木条检验分析；
（2）根据 SO2与NaOH反应生成亚硫酸钠和水分析；
（3）根据氢气不纯受热易发生爆炸，加热或点燃前需验纯以及验纯的方法和现象分析；
（4）根据氢气的还原性分析；
（5）根据金属与酸性物质反应产生氢气分析；
（6）根据二氧化硫的溶解性及对比实验的设计要求分析。
17．【答案】（1）NO2
（2）52.5%
【知识点】溶质的质量分数及相关计算；化学式的相关计算
【解析】【解答】（1）设氮的氧化物的化学式为NxOy，则14x：16y=7：16，x：y=1：2，则该化合物的化学式为NO2 。
（2）由氮元素质量守恒可知，23.0克氮的氧化物反应后生成硝酸质量为，60.0g硝酸溶液溶液的溶质质量分数为 。
【分析】（1）根据元素质量比为相对原子质量×原子个数之比，由题中所给元素质量比计算出原子个数比，从而确定化学式分析；
（2）根据反应前后元素种类质量不变，元素质量=物质质量×元素质量分数，溶质质量分数＝溶质质量/溶液质量分析。
18．【答案】（1）放热；CaO+H2O=Ca(OH)2
（2）BD或BE；防止水槽里的水倒流炸裂试管；；二氧化碳的密度比空气大；CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
（3）解：由题意可知生成氧气的质量为30.9g-21.3g＝9.6g， 设原混合物中氯酸钾的质量为x x=24.5g 答：原混合物中氯酸钾的质量为24.5g。
【知识点】化学实验方案设计与评价；气体制取装置的探究
【解析】【解答】（1）生石灰和水反应放出大量的热生成氢氧化钙，CaO+H2O=Ca(OH)2；
（2）①氢气难溶于水，密度比空气小。实验室用锌粒和稀硫酸反应制取氢气时应选用固液不加热型发生装置，排水集气法收集装置或者向下排空气法收集装置，因此选用的一套装置为BD或BE；
②用高锰酸钾制氧气时，若用E排水法装置收集，实验结束后应先将导管移出水面，其原因是防止水槽中的水倒流使试管炸裂。
③氧气的密度比空气密度大，应该用向上排空气法收集，用万用瓶收集氧气气体从长管进，并将带火星的木条置于短管口进行验满，若带火星的木条复燃，说明氧气已经收集满，因此用F装置采用排空气法收集氧气并验满，F装置内的导管应该补画为 ；
④实验室用C装置向上排空气法收集二氧化碳的原因是二氧化碳的密度比空气密度大，用澄清石灰水检验二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为 。
（3）见答案。
【分析】（1）根据氧化钙和水反应生成氢氧化钙分析
（2）根据反应物的状态和反应条件确定发生装置，根据气体的密度和水溶性确定收集装置，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水
（3）根据氧气的质量结合反应的方程式计算氯酸钾的质量分析
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