4.2水的组成同步练习（含解析） 人教版化学九年级上册

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4.2水的组成
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题
1．下列有关实验现象的描述正确的是
A．氢气在空气中燃烧，生成水
B．铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体
C．硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰
D．木炭在空气中充分燃烧生成黑色固体
2．科学家发现由C60制取的化合物M有抑制艾滋病毒的作用，下列叙述不正确的是
A．厦大化学家制得了C50，它与C60都是单质
B．某物质含有C50分子和C60分子，该物质是化合物
C．由C60制取化合物M的过程，发生了化学变化
D．C60与金刚石、石墨都属于碳的单质
3．下列变化不能用质量守恒定律解释的是
A．蜡烛燃烧时，越来越短、最后消失 B．铁丝燃烧，其固体质量增加
C．电解水后，水的质量减小 D．湿衣服在阳光下晒干，质量减小
4．用排空气法收集氢气检验纯度，有爆鸣声，接下去的操作是
A．用向上排空气法收集
B．可以做有关氢气性质的实验
C．用拇指堵住管口一会儿，再用向下排空气法收集
D．立即用原试管再收集，再检验纯度
5．某物质经分析只含有一种元素，则该物质是
A．一定是纯净物 B．一定是混合物 C．不可能是化合物 D．可能是氧化物
6．下列是两个关于水的实验，下列说法正确的是
A．试管2中得到的气体能燃烧 B．实验二中水变化前后分子的种类不变
C．实验一中反应前后原子的种类、个数均改变 D．1、2两玻璃管中产生的气体质量之比是2:1
7．下列各组物质，按单质、化合物、混合物顺序排列的是
A．氢气、干冰、冰水共存物 B．空气、硬水、金刚石
C．液态氧、二氧化硫、海水 D．稀有气体、氧气、高锰酸钾
8．如图是电解水实验的改进装置，有关说法正确的是
A．该实验能证明水由氢和氧元素组成
B．左侧注射器收集到的气体能燃烧
C．左右两侧注射器收集到气体体积比为2：1
D．右侧注射器收集到的气体能使带火星的木条复燃
9．利用水电解器电解水一段时间后，下列说法不合理的是
A．正极玻璃管与负极玻璃管内产生的气体质量比约为1：2
B．正极玻璃管内产生的气体使带火星的木条复燃
C．负极玻璃管内产生的气体能被点燃
D．通电时两极均有气泡产生
10．某密闭容器中只有甲、乙、丙三种物质，在一定条件下发生了一个化学反应。容器中甲、乙、丙的质量随丁的质量变化情况如图所示。下列说法错误的是
A．甲属于化合物
B．a的值为16
C．当丁为2g时，容器中乙和甲的质量比为2:3
D．当甲为6g时，容器中丙和丁的总质量为16g
二、非选择题
11．如图实验用来探究水的组成。

(1)电解水时，负极与正极产生气体的体积比是 。
(2)仪器a尖嘴口检验气体的方法是 。
(3)实验得出的结论是水由 组成。
12．水资源的合理利用对我国的经济发展具有重要作用。某校实践小组的同学对构成水的微粒、微粒的模型及水的组成等展开了项目式问题探究。
任务一：探究构成水的微粒
【查阅资料】中国科学家利用扫描隧道显微镜的带电针尖去扫描水，观察到了水分子，但因水分子的高速运动，导致拍摄的照片特别模糊。
【交流讨论】
(1)利用扫描隧道显微镜的带电针尖扫描才能观察到水分子，说明水分子 。
任务二：探究构成水的微粒的模型
【查阅资料】原子的直径约为，氢原子的直径比氧原子的小。
【分析思考】
(2)氢原子和氧原子除大小不同外，最本质的区别是 。
(3)利用不同大小的“”表示不同种类的原子，绘制出水分子的模型： 。
任务三：探究水的组成
【提出问题】水是由哪些元素组成的？
【进行实验】
(4)小组同学设计了如下实验探究水的组成。
实验装置 实验步骤 实验现象 实验结论
①在电解器玻璃管中加满水，接通直流电源 两个电极附近有气泡产生，一段时间后，与电源正极相连的玻璃管内气体和与电源负极相连的玻璃管内气体的体积比为 水由 组成
②切断电源，用燃着的木条分别放在两个玻璃管尖嘴口处，控制活塞，使气体慢慢放出 与电源正极相连的玻璃管尖嘴口处
【反思评价】
(5)步骤①发生的反应的符号表达式为 。
(6)小组同学发现直接电解纯水速率太慢，于是探究了不同电压和不同浓度氢氧化钠溶液对电解水速率的影响。经过多次实验，测得在不同条件下产生氢气所需的时间如下图所示，分析图象，可以得出的结论是 。
【成果分享】通过构建和利用模型认识物质及其变化规律，培养了大家的科学思维，建立了认识物质的宏观视角和微观视角之间的联系。
13．自然界里丰富多彩的物质都是由极其微小的粒子构成的，化学就像一架“显微镜”，带领我们一步步地深入认识和研究物质，使我们学会了“用微观眼光看世界”。
（氢原子、氧原子）
(1)若“ ”表示一个甲烷分子，则“ ”表示 （填写化学符号）。
(2)水通入直流电后可分解，图中是水分解过程中微粒变化的部分示意图，请按它们在化学变化过程中出现的顺序排列 （用图中的字母表示），写出文字表达式 。
14．完成教材“探究”实验，观察并记录实验现象，完成下列填空。
(1)观察并记录两个电极附近和玻璃管内发生的现象。
两电极 玻璃管
现象 正极端的玻璃管中产生气体 负极端的玻璃管中产生气体
比较两玻璃管中现象差异 正极产生的气体与负极产生的气体体积比大约是
(2)用燃着的木条分别检验玻璃管两端产生的气体，观察并记录发生的现象正极端的玻璃管负极端的玻璃管现象。
正极端的玻璃管 负极端的玻璃管
现象
解释
反应文字表达式
基本反应类型
实验结论 氢气是由 组成的，氧气是由 组成的，根据化学反应前后 的种类不变，可推知水是由 两种元素组成的
15．如图是电解水的简易装置和电解水生成气体体积与时间的关系图。
(1)根据图中信息，判断乙中气体是 气（填“A”或“B”）；
(2)b端连接 （“正极”或“负极”），检验甲中气体的方法是 ；
(3)如果该实验中产生氢气的体积是8mL，则理论上生成氧气的体积是 mL；
(4)通过电解水实验，我们认识到水是由 和 组成；
(5)写出电解水的符号表达式： ；
(6)电解水过程中加入氢氧化钠或者硫酸钠的目的是 。
《4.2水的组成》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C B D C C B C A A D
1．C
【详解】A.氢气在空气中燃烧，生成水，是实验结论，不是实验现象，错误；
B.铁丝在空气中不会剧烈燃烧，铁在氧气中剧烈燃烧、火星四射，生成黑色固体，错误；
C.硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，正确；
D.木炭在空气中充分燃烧，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，不能产生黑色的固体，错误；
故选C。
2．B
【解析】略
3．D
【详解】A、蜡烛燃烧时，越来越短、最后消失，是因为蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，属于化学变化，能用质量守恒定律解释，不符合题意；
B、铁丝燃烧，其固体质量增加，是因为铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，属于化学变化，能用质量守恒定律解释，不符合题意；
C、电解水后，水的质量减小，是因为水在通电条件下分解生成氢气和氧气，氢气和氧气是气体会逸散到空气中，属于化学变化，能用质量守恒定律解释，不符合题意；
D、湿衣服在阳光下晒干，质量减小，是因为分子在不断运动，温度越高，分子运动速率越快，该过程中只是水的状态发生了改变，属于物理变化，不能用质量守恒定律解释，符合题意。
故选：D。
4．C
【分析】检验氢气纯度的方法：收集一试管氢气，用拇指堵住试管口，管口向下移近酒精灯火焰，松开拇指点火，如果听到尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯，需要再收集，再检验，直到听到轻微的响声，才表明氢气已经纯净。
【详解】A、氢气的密度小于空气，应用向下排空气法收集，错误；
B、不纯的氢气在加热或点燃时，可能发生爆炸，不纯氢气不可以做有关氢气性质的实验，错误；
C、不纯氢气，用拇指堵住管口一会儿，再用向下排空气法收集，等试管中的氢气的火焰熄灭后再收集氢气检验纯度，以免点燃气体发生装置中的氢气而发生爆炸，正确；
D、不纯氢气，用拇指堵住管口一会儿，再用向下排空气法收集，等试管中的氢气的火焰熄灭后再收集氢气检验纯度，以免点燃气体发生装置中的氢气而发生爆炸，错误。
故选C。
5．C
【详解】A、如果物质由氧气和臭氧组成，只含有一种元素，属于混合物，故A不符合题意；
B、如果物质是氧气，只含有一种元素，属于纯净物，故B不符合题意；
C、化合物中含有不同种元素，则某物质只含有一种元素，不可能是化合物，故C符合题意；
D、氧化物中含有两种元素，则某物质只含有一种元素，不可能是氧化物，故D不符合题意。
故选C。
6．B
【详解】A、试管2中得到的气体体积比较少，是氧气，氧气不能燃烧，故选项说法错误；
B、实验二属于物理变化，水变化前后分子的种类不变，故选项说法正确；
C、由质量守恒定律可知，电解水的反应前后原子的种类、个数均不改变，故选项说法错误；
D、水电解的化学反应方程式为：，玻璃管1为氢气，玻璃管2为氧气，,产生的气体的质量比为2:1，故选项说法正确。
故选：B。
7．C
【分析】单质是由一种元素组成的纯净物；化合物是由两种或两种以上元素组成的纯净物；混合物含有两种或两种以上物质。
【详解】A、氢气（H2）属于单质，干冰（CO2）是固态的二氧化碳，属于化合物；冰水共存物只含有水这一种物质，属于纯净物而不是混合物，A错误；
B、空气含有氮气、氧气等物质，属于混合物；硬水是含有较多可溶性钙镁矿物质盐的水，属于混合物；金刚石是碳单质，属于单质，B错误；
C、液态氧（O2）属于单质，二氧化硫（SO2）属于化合物；海水中含有水、氯化钠、硫酸钠等物质，属于混合物，C正确；
D、稀有气体含有氦气、氖气等气体，属于混合物；氧气（O2）属于单质；高锰酸钾（KMnO4）属于纯净物，D错误。
故选：C。
8．A
【详解】A、电解水生成氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，说明水是由氢元素和氧元素组成的，故正确；
B、在电解水实验中，“正氧负氢”，左侧是正极，与电源正极相连注射器产生的气体是氧气，具有助燃性，故错误；
C、在电解水实验中，“正氧负氢”，生成氢气和氧气的体积比约为2：1，左侧与正极相连，产生的是氧气，右侧与负极相连，产生的是氢气，故左右两侧注射器收集的气体体积比为1：2，故错误；
D、右侧是负极，与电源负极相连注射器产生的气体是氢气，具有可燃烧，不能使带火星的木条复燃，故错误。
故选：A。
9．A
【详解】A、电解水时，正极玻璃管与负极玻璃管内产生的气体体积比约为1：2，而不是质量比，该选项说法不合理；
B、电解水时，正极产生氧气，氧气能使带火星的木条复燃，该选项说法正确；
C、电解水时，负极产生氢气，氢气具有可燃性，则能被点燃，该选项说法正确；
D、电解水时，两极均有气泡产生，该选项说法正确。
故选A。
10．D
【详解】A、图中信息可知，反应前后乙质量不变，反应前甲、丙都是12g，反应后生成8g丁，甲完全反应，生成了一定质量的丙，则甲为反应物，丙和丁为生成物，反应为：甲丙+丁，则甲属于化合物，故A不符合题意；
B、图中信息可知，反应前后乙质量不变，反应前甲、丙都是12g，反应后生成8g丁，甲完全反应，生成了一定质量的丙，则生成丙的质量：12g-8g=4g，a=12+4=16，故B不符合题意；
C、由B选项可知，反应前后乙质量不变，反应过程中，甲和丙、丁的质量变化比是12g:4g:8g=3:1:2，当丁为2g时，消耗甲的质量为3g，此时容器中剩余甲的质量为12g-3g=9g，则容器中乙和甲的质量比为6g:9g=2:3，故C不符合题意；
D、反应过程中，甲和丙、丁的质量变化比是12g:4g:8g=3:1:2，当甲为6g时，丙增加的质量为2g，生成丁的质量为4g，则此时容器中丙和丁的总质量为12g+2g+4g=18g，故D符合题意。
故选D。
11．(1)2∶1
(2)将带火星的木条放在仪器a尖嘴口，木条复燃，说明是氧气
(3)氢元素和氧元素
【详解】（1）电解水时，正极产生氧气、负极产生氢气，氧气与氢气的体积比为1∶2，即负极与正极产生气体的体积比为2∶1。
（2）仪器a与电源正极相连，电解水时正极产生氧气，氧气的检验方法：将带火星的木条放在仪器a尖嘴口，木条复燃，说明是氧气。
（3）化学反应前后，元素种类不变，氢气由氢元素组成、氧气由氧元素组成，所以该实验得出的结论是水由氢元素和氧元素组成。
12．(1)体积小（或很小）
(2)质子数（或核电荷数）不同
(3)
(4) 氧元素和氢元素 木条燃烧得更旺
(5)
(6)电压一定时，水中加入10%的氢氧化钠溶液比加入5%的氢氧化钠溶液电解速率快（或氢氧化钠溶液的浓度一定时，电压越大，电解水的速率越快，合理即可）
【详解】（1）利用扫描隧道显微镜的带电针尖扫描才能观察到水分子，说明水分子体积小（或很小）。
（2）原子最本质的区别是质子数（或核电荷数）不同。
（3）
一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成，氧原子比氢原子大，水分子模型绘制出：。
（4）电解水正极产生氧气，负极产生氢气，氧气和氢气的体积比为1:2；
电解水生成氢气和氧气，可得出水是由氢元素和氧元素组成的结论；
电解水正极产生氧气，可以让木条燃烧的更旺。
（5）步骤①发生的反应为水通电生成氢气和氧气，符号表达式为：。
（6）分析图象，可得到的结论有：电压一定时，水中加入10%的氢氧化钠溶液比加入5%的氢氧化钠溶液电解速率快（或氢氧化钠溶液的浓度一定时，电压越大，电解水的速率越快，合理即可）。
13．(1)C
(2) CAB
【详解】（1）
甲烷由碳、氢两种元素组成，1个甲烷分子由1个碳原子和4个氢原子构成，若“”表示一个甲烷分子，则“ “表示1个碳原子；
（2）水通入直流电后水分子分成氢原子和氧原子，两种原子再以新的方式组合，每两个氢原子结合成一个氢分通电子，每两个氧原子结合成一个氧分子。它化学变化过程中出现的顺序排列CAB，文字表达式为:。
14．(1) 均有无色气泡产生 少 多 1:2
(2) 能使带火星的木条复燃 可以燃烧，产生淡蓝色火焰 氧气具有助燃性 氢气具有可燃性 分解 氢元素 氧元素 元素 氢、氧
【解析】略
15．(1)A
(2) 正极 将带火星的木条伸入试管中，木条复燃，则说明为氧气
(3)4
(4) 氢元素 氧元素
(5)
(6)增强水的导电性
【详解】（1）电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，且生成氧气和氢气的体积比为1：2，由图可知，乙中收集的气体较多，则为氢气，产生的A气体较多，则乙中气体为A气体。
（2）结合前面分析，可知甲中收集的气体为氧气，b端连接的为正极；
氧气具有助燃性，则检验方法为：将带火星的木条伸入试管中，木条复燃，则说明为氧气。
（3）电解水生成的氢气和氧气的体积比为2：1，若产生氢气的体积是8mL，则理论上生成氧气的体积是8mL÷2=4mL。
（4）电解水生成氢气和氧气，氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成，根据反应前后元素种类不变，则水是由氢、氧元素组成。
（5）电解水生成氢气和氧气，反应的符号表达式为：。
（6）纯水导电性很弱，向水中加入氢氧化钠或者硫酸钠，能增强水的导电性。
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