第2节 水的组成
1．水的电解：
实验装置：在________的玻璃管里________，接通____________，观察现象。
实验现象：两个电极上出现了________，两支玻璃管内液面都________。
气体的比较与检验：
电极
气体的量
检验方法及现象
结论
正极
气体体积是负极的____________
气体能使___________________
正极产生的气体是______
负极
气体体积是正极的______
气体能在空气中________，产生____________火焰
负极产生的气体是__________
实验结论：水在通直流电的条件下，生成了氢气和氧气，可表示为：水氢气＋氧气。
2．水分子的构成：
水电解实验可以说明水分子中含有两种不同的、更小的粒子，这种粒子就是________。水分子是由________和________构成的，因此我们可以说水是由________和________组成的。水的电解产生了新物质，是________变化。
常考1 掌握电解水实验的现象、操作和结论等，知道水的组成
1、（2019春?长安区校级月考）下列关于电解水的叙述中正确的是（ ）
A．电解水的实验证明水是由氢分子、氧分子组成的
B．为增强水的导电性，常在水中加入一定量的硫酸钠或氢氧化钠溶液
C．若a试管气体为5?mL，则b试管气体为10?mL
D．与电源正极相连的玻璃管内得到的气体能在空气中燃烧
2、（2019?常州模拟）有关电解水实验的下列叙述中，错误的是（ ）
A．在水中加少量稀硫酸可增强水的导电性
B．与电源正极相连的一端产生氧气
C．可证明水由氢、氧元素组成
D．正、负极产生的气体质量比是1：2
常考2 能从微观角度解释水分子的构成。
3、（2019春?绵阳月考）下列关于水的组成的说法正确的是（ ）
A．氢气燃烧生成水，可以证明水是由氢元素和氧元素组成的
B．水的电解过程中正负极产生气体的质量比为1：2
C．水是由2个氢原子和1个氧原子构成的
D．可以通过电解水来大量制取氢气
4、在描述水的组成和结构时，可以表述为： ①水是由氢元素和氧元素组成的；?②水是由大量的水分子构成的； ③每1个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的． 分析上述三句话，可以得出结论：物质的宏观组成对应的是 ，物质的微观结构对应的是 ．
1、如图是电解水的微观模型示意图，从中获得信息 错误的是（ ? ）
A. 水电解是化学变化 B. 分子由原子构成 C. 水电解前后原子的种类没有变化 D. 水是由氢气和氧气组成
如图所示的四个图象，能正确反映对应变化关系的是（ ?） ??
A. ①一定量的水，通过电解水的装置电解 B. ②一定量的氢氧化钠溶液中，通入二氧化碳，至正好完全反应 C. ③一定量的稀硫酸中，滴加氢氧化钡溶液至过量 D. ④一瓶浓盐酸和一瓶浓硫酸，在实验室中敞口放置一定时间
下列关于电解水的叙述中错误的是（ ）
A. 在水电解器中加满水，然后接通直流电源 B. 电解水的实验证明水是由氢、氧两种元素组成的 C. 与电源正极相连的玻璃管内得到的气体能在空气中燃烧 D. 为增强水的导电性，常在水中加入一定量的稀硫酸
图是电解水实验的示意图，下列说法符合事实的是( )
A. 图中表示的是氢分子 B. 该反应中最小的微粒是氢、氧原子 C. 该实验说明水里有氢气和氧气 D. 负极与正极产生气体的质量比是 2：1
下列图象能正确反映其对应的实验操作的是( )
A. 将锌片插入盛有一定量稀硫酸的烧杯中 B. 电解水 C. 向一定量的稀盐酸和氯化钙的混合溶液中不断滴入碳酸钠溶液至过量 D. 向盛有一定量氯化钠溶液的烧杯中不断滴入氢氧化钠溶液至过量
按表中要求收集四瓶氢气和空气混合气，并点火实验，结果列于表中．
如何收集混合气[以V（H2）/V（空气）=2：8为例]？
_____________________________________________________________________________.
（2）由点火实验的结果可知，氢气在空气混合气中爆炸范围的上限（氢气体? 积百分比）在______之间．
某学习探究小组用水电解器电解水，测定两管逸出气体的体积，记录如下：
（1）A是电源的___极，检验乙试管中的气体的方法是__________________________________。
（2）装置密闭性良好、读数正确，若在相同条件下氧气在水中溶解能力大于氢气，请分析实验中测得氢气和氧气的体积比会偏_____。（填“小”或“大”）
（ 3）自第 ???????????分钟起，气体就不再溶解，试管A和试管B产生气体的体积比非常接近理论比值。
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。试回答下列问题。 (1)若甲试管生成A气体，则b应该直流电源的_______极。 (2)在两种气体中能点燃的是_______(选填“A”或“B”)气体。 ?(3)把带火星的木条放入B气体中，能看到的现象是_______，说明B气体具有的化学性质是：_______(选填“可燃性”或“助燃性”)。
最新的卫星数据显示，在火星南极冰层之下隐藏着一大片充满液态水的湖泊。厚厚的冰层下面水温低至-74℃但水仍保持着液态，对于这个问题意大利科学家解释是可能是火星岩石中的镁盐、钙盐和钠盐等盐类物质溶解到了水中降低了水的凝固点。盐类物质可以降低液态水的凝固点吗？某研究小组以常见的调料品食盐为溶质进行研究。 【实验步骤】 ①利用食盐、蒸馏水分别配制纯水、淡盐水、浓盐水 ②取三个相同烧杯，加入等量的上述溶液，插入温度计，记下此时温度计的示数。 ③每隔相同时间记录一次温度计的示数，同时观察试管中液体状态的变化，制得纯冰、淡盐冰、浓盐冰。 ④在相同条件下测量三者的温度变化，得到三条温度变化曲线（①纯水；②淡盐水；③浓盐水）。 （1）实验中，淡盐水的凝固点是 ??????????。 （2）分析实验曲线可得出的结论： ??????????。 （3）如果将一个装有冰水混合物的试管放入正在熔化的盐冰水混合物中如下图所示，试管中的冰水混合物中的冰会 ??????????（选填“变多”、“变少”或“不变”）。 ?（4）根据该研究小组的研究结论，请你对火星的液体环境做出合理的猜测 ??????????。
长、宽、高分别是10cm、10cm、5cm的铁块和土壤，放入大烧杯中注水至浸没为止，往铁块烧杯中加3个满量筒和图甲的水，往土壤中加3个满量筒和图乙的水，请回答下列问题。
（1）往装铁块的烧杯中加入水的量为______________，往装土壤的烧杯中加水的量为______________。
（2）同样体积铁块和土壤，为什么加入的水量不同？__________________________。
（3）土壤中空气体积分数大约为________。
（4）在适宜植物生长的土壤中，空气占土壤的体积分数大约在____________________之间。
第2节 水的组成
1．水的电解：
实验装置：在__水电解器__的玻璃管里__注满水__，接通__直流电__，观察现象。
实验现象：两个电极上出现了__气泡__，两支玻璃管内液面都__下降__。
气体的比较与检验：
电极
气体的量
检验方法及现象
结论
正极
气体体积是负极的__一半__
气体能使__带火星的木条复燃__
正极产生的气体是__氧气__
负极
气体体积是正极的__两倍__
气体能在空气中__燃烧__，产生__淡蓝色__火焰
负极产生的气体是__氢气__
实验结论：水在通直流电的条件下，生成了氢气和氧气，可表示为：水氢气＋氧气。
2．水分子的构成：
水电解实验可以说明水分子中含有两种不同的、更小的粒子，这种粒子就是__原子__。水分子是由__氢原子__和__氧原子__构成的，因此我们可以说水是由__氢__和__氧__组成的。水的电解产生了新物质，是__化学__变化。
常考1 掌握电解水实验的现象、操作和结论等，知道水的组成
1、（2019春?长安区校级月考）下列关于电解水的叙述中正确的是（ ）
A．电解水的实验证明水是由氢分子、氧分子组成的
B．为增强水的导电性，常在水中加入一定量的硫酸钠或氢氧化钠溶液
C．若a试管气体为5?mL，则b试管气体为10?mL
D．与电源正极相连的玻璃管内得到的气体能在空气中燃烧
【解答】解：A、电解水的实验证明水是由氢元素、氧元素组成的，故此选项错误。 B、由于硫酸钠或氢氧化钠在水中能解离出自由移动的离子，为增强水的导电性，常在水中加入一定量的硫酸钠或氢氧化钠溶液，故此选项正确。 C、由电解水的装置可知，a试管气体是电源的负极产生的气体，是氢气，则b试管气体的为氧气，若a试管气体为5?mL，则b试管气体为2.5?mL，故此选项错误。 D、与电源正极相连的玻璃管内得到的气体是氧气，不具有可燃性，不能能在空气中燃烧，故此选项错误。 故选：B。
2、（2019?常州模拟）有关电解水实验的下列叙述中，错误的是（ ）
A．在水中加少量稀硫酸可增强水的导电性
B．与电源正极相连的一端产生氧气
C．可证明水由氢、氧元素组成
D．正、负极产生的气体质量比是1：2
【解答】解：A、由于稀硫酸在水中能解离出自由移动的离子，所以水中加少量稀硫酸可增强水的导电性，叙述正确； B、电解水时与电源正极相连的一端产生氧气，叙述正确； C、电解水生成了氢气和氧气，可证明水由氢、氧元素组成，叙述正确； D、正、负极产生的气体体积比是1：2、质量比是8：1，叙述错误。 故选：D。
常考2 能从微观角度解释水分子的构成。
3、（2019春?绵阳月考）下列关于水的组成的说法正确的是（ ）
A．氢气燃烧生成水，可以证明水是由氢元素和氧元素组成的
B．水的电解过程中正负极产生气体的质量比为1：2
C．水是由2个氢原子和1个氧原子构成的
D．可以通过电解水来大量制取氢气
【解答】解：A、氢气在氧气中燃烧生成水，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、氧两种元素组成的，故选项说法正确。 B、电解水时，负极生成氢气、正极生成氧气，正负极产生的气体体积比为1：2，故选项说法错误。 C、水是由水分子构成的，1个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的，故选项说法错误。 D、通过电解水可以制取氢气，但制取大量的氢气需要耗费大量的电能，成本很大，故选项说法错误。 故选：A。
4、在描述水的组成和结构时，可以表述为： ①水是由氢元素和氧元素组成的；?②水是由大量的水分子构成的； ③每1个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的． 分析上述三句话，可以得出结论：物质的宏观组成对应的是 ，物质的微观结构对应的是 ．
【解答】解：根据宏观上看：物质是由元素组成的；从微观上看：物质是有分子或原子构成的；元素只讲种类，不讲数量；因此可得：描述物质宏观组成的是：①水是由氢元素和氧元素组成的；描述物质微观结构的是：②水是由大量的水分子构成的；③每1个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的；故填：①； ②③．
1、如图是电解水的微观模型示意图，从中获得信息 错误的是（ ? ）
A. 水电解是化学变化 B. 分子由原子构成 C. 水电解前后原子的种类没有变化 D. 水是由氢气和氧气组成
【答案】D
【解析】
A.由图示可知水电解后，水分子变成了氢分子和氧分子，即生成了新的物质，所以水电解是化学变化，故A正确，但不符合题意； B.由图示可知水分子分解成氢原子和氧原子，氢原子和氧原子又重新组合成新的分子，即氢分子和氧分子，所以说分子由原子构成，故B正确，但不符合题意； C.由图示可知化学变化是分子的分开原子进行重新组合的过程，故在化学反应前后，原子的种类不变，故C正确，但不符合题意； D.分子由原子构成，分子中不可能含有其它的分子，且水是纯净物不可能含有氢分子与氧分子，故D错误，但符合题意。 故选D。
如图所示的四个图象，能正确反映对应变化关系的是（ ?） ??
A. ①一定量的水，通过电解水的装置电解 B. ②一定量的氢氧化钠溶液中，通入二氧化碳，至正好完全反应 C. ③一定量的稀硫酸中，滴加氢氧化钡溶液至过量 D. ④一瓶浓盐酸和一瓶浓硫酸，在实验室中敞口放置一定时间
【答案】D
【解析】此题主要考查学生分析问题和解决问题的能力。难度较大。
A.电解水时生成的氢气和氧气的体积比是2：1，图中是质量比，故A不正确；
B.?一定量的氢氧化钠溶液中，通入二氧化碳，反应生成碳酸钠和水，所以水的质量先会上升，然后不变。故B错误；
C.一定量的稀硫酸中，滴加氢氧化钡溶液至过量。沉淀的质量会先增加，然后不变，故C错误；
D.?一瓶浓盐酸和一瓶浓硫酸，在实验室中敞口放置一定时间后，浓硫酸因为吸水导致质量增大，溶质质量分数减小；浓盐酸因为挥发，导致质量减小，溶质的质量分减小。故D正确。
故选D。
解答此题的关键，是能看懂图像的含义并熟知每个反应。
下列关于电解水的叙述中错误的是（ ）
A. 在水电解器中加满水，然后接通直流电源 B. 电解水的实验证明水是由氢、氧两种元素组成的 C. 与电源正极相连的玻璃管内得到的气体能在空气中燃烧 D. 为增强水的导电性，常在水中加入一定量的稀硫酸
【答案】C
【解析】 A.在水电解器中加满水是为了减少误差，电解水必须用直流电源，故A正确，不符合题意； B.电解水的实验中，在与电源正负极相连的玻璃管内分别得到的气体是氧气和氢气，证明水是由氢、氧两种元素组成的，故B正确，不符合题意； C.与电源正极相连的玻璃管内得到的气体是氧气，具有助燃性，不具有可燃性，故C错误，符合题意； D.电解水时在水中加入一定量的稀硫酸或氢氧化钠溶液，就是为了增强水的导电性，故D正确，不符合题意。 故选C。
图是电解水实验的示意图，下列说法符合事实的是( )
A. 图中表示的是氢分子 B. 该反应中最小的微粒是氢、氧原子 C. 该实验说明水里有氢气和氧气 D. 负极与正极产生气体的质量比是 2：1
【答案】B
【解析】
A.图中的数目较少，表示的是O2，故A错误； B.原子是化学变化中的最小粒子，反应中最小的微粒是氢、氧原子，故B正确； C.该实验说明水里有氢元素、氧元素，不能说明水里含有氢气和氧气，故C错误； D.正极与负极产生气体的体积比是1：2，质量比不是1：2，故D错误。 故选B。
下列图象能正确反映其对应的实验操作的是( )
A. 将锌片插入盛有一定量稀硫酸的烧杯中 B. 电解水 C. 向一定量的稀盐酸和氯化钙的混合溶液中不断滴入碳酸钠溶液至过量 D. 向盛有一定量氯化钠溶液的烧杯中不断滴入氢氧化钠溶液至过量
【答案】C
【解析】 A.将锌片插入盛有一定量稀硫酸的烧杯中，溶液的质量将先不断增加，当反应完成后不再改变。故A图像错误； B.电解水时生成氢气和氧气的质量比是1：8。故图像B错误； C.向一定量的稀盐酸和氯化钙的混合溶液中不断滴入碳酸钠溶液，碳酸钠先与盐酸反应，不产生沉淀，反应完后再与氯化钙反应产生沉淀。故图像C正确； D.向盛有一定量氯化钠溶液的烧杯中不断滴入氢氧化钠溶液至过量，由于氯化钠溶液呈中性，所以开始时pH=7，而图中一开始的pH<7。故D图像错误。 故选C。
按表中要求收集四瓶氢气和空气混合气，并点火实验，结果列于表中．
如何收集混合气[以V（H2）/V（空气）=2：8为例]？
_____________________________________________________________________________.
（2）由点火实验的结果可知，氢气在空气混合气中爆炸范围的上限（氢气体? 积百分比）在______之间．
【答案】（1）集气瓶中盛20%（其容积）的水，盖上玻璃片，倒置放入水槽中．移去玻璃片，用排水集气法收集H2至满，在水下盖上玻璃片，从水中取出倒置放在桌面上 （2）60%-80%
【解析】
（1）要收集氢气，则使用排水法收集，混有空气则不能装满水，以V（H2）：V（空气）=2：8?为例，集气瓶中盛20%（其容积）的水，则含有80%的空气，盖上玻璃片，倒置放入水槽中．移去玻璃片，用排水集气法收集H2至满，在水下盖上玻璃片，从水中取出倒置放在桌面上；
（2）据表格可知氢气达到80%时不爆炸，氢气达到60%时可爆炸，所以氢气的爆炸上限在60%～80%之间。
故答案为：（1）集气瓶中盛20%（其容积）的水，盖上玻璃片，倒置放入水槽中．移去玻璃片，用排水集气法收集H2至满，在水下盖上玻璃片，从水中取出倒置放在桌面上；（2）60%-80%。
某学习探究小组用水电解器电解水，测定两管逸出气体的体积，记录如下：
（1）A是电源的___极，检验乙试管中的气体的方法是__________________________________。
（2）装置密闭性良好、读数正确，若在相同条件下氧气在水中溶解能力大于氢气，请分析实验中测得氢气和氧气的体积比会偏_____。（填“小”或“大”）
（ 3）自第 ???????????分钟起，气体就不再溶解，试管A和试管B产生气体的体积比非常接近理论比值。
【答案】（1）负；用带火星的木条检验，若木条复燃，证明是氧气（2）大（3）4
【解析】 （1）在电解水时，正极生成氧气气，负极生成氢气，生成氢气与氧气的体积比为：2:1，故A是电源的负极；检验乙试管中的气体的方法是：用带火星的木条检验，若木条复燃，证明是氧气； （2）因为氢气和氧气在水中的溶解性不同，氧气的溶解性稍强一些，故开始阶段产生的少量H2和O2溶解在水中且未达到饱和，因此两管气体的体积比不符合理论比值，故实验中测得的结果偏大； （3）从实验记录来看，从第4分钟后溶液就达到饱和，气体不再溶解，管（A）和管（B）产生气体的体积比就非常接近理论比值了，原因是氢气和氧气在水中溶解都达到饱和。 ?故答案为：（1）负；用带火星的木条检验，若木条复燃，证明是氧气； （2）大； （3）4。
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。试回答下列问题。 (1)若甲试管生成A气体，则b应该直流电源的_______极。 (2)在两种气体中能点燃的是_______(选填“A”或“B”)气体。 ?(3)把带火星的木条放入B气体中，能看到的现象是_______，说明B气体具有的化学性质是：_______(选填“可燃性”或“助燃性”)。
【答案】（1）负或-；（2）A；（3）木条复燃或木条燃烧；助燃性
【解析】 （1）由电解水的装置可知，甲试管内收集的气体是氢气，则b应该直流电源的负极； （2）在两种气体中能点燃的是氢气，故是A气体； （3）由上述分析可知，气体B是氧气，用带火星的火柴检验，产生的现象是：能使带火星的木条复燃，说明气体具有助燃性，则该气体为氧气。 故答案为（1）负；（2）A；（3）木条复燃或木条燃烧；助燃性
最新的卫星数据显示，在火星南极冰层之下隐藏着一大片充满液态水的湖泊。厚厚的冰层下面水温低至-74℃但水仍保持着液态，对于这个问题意大利科学家解释是可能是火星岩石中的镁盐、钙盐和钠盐等盐类物质溶解到了水中降低了水的凝固点。盐类物质可以降低液态水的凝固点吗？某研究小组以常见的调料品食盐为溶质进行研究。 【实验步骤】 ①利用食盐、蒸馏水分别配制纯水、淡盐水、浓盐水 ②取三个相同烧杯，加入等量的上述溶液，插入温度计，记下此时温度计的示数。 ③每隔相同时间记录一次温度计的示数，同时观察试管中液体状态的变化，制得纯冰、淡盐冰、浓盐冰。 ④在相同条件下测量三者的温度变化，得到三条温度变化曲线（①纯水；②淡盐水；③浓盐水）。 （1）实验中，淡盐水的凝固点是 ??????????。 （2）分析实验曲线可得出的结论： ??????????。 （3）如果将一个装有冰水混合物的试管放入正在熔化的盐冰水混合物中如下图所示，试管中的冰水混合物中的冰会 ??????????（选填“变多”、“变少”或“不变”）。 ?（4）根据该研究小组的研究结论，请你对火星的液体环境做出合理的猜测 ??????????。
【答案】（1）-5℃； （2）盐溶液可以降低水的凝固点，盐溶液浓度越高，凝固点越低；（3）变多；（4）火星液体盐溶液浓度可能很高
【解析】 （1）从图象可知：淡盐水温度保持不变的时是-5℃，故淡盐水的凝固点是-5℃；（2）由图可知，①纯水；②淡盐水；③浓盐水凝固点越来越低，故而盐溶液可以降低水的凝固点，盐溶液浓度越高，凝固点越低； （3）冰水混合物的温度是0℃，而盐冰水混合物的温度在零下，所以冰水混合物会向盐冰水混合物放热，冰水混合物中的水会达到凝固结冰的条件，故冰水混合物中的冰会变多； （4）根据该研究小组的研究结论，火星南极厚厚的冰层下面水温低至-74℃但水仍保持着液态，说明凝固点很低，而盐浓度越高，凝固点越低，可以得出火星液体盐溶液浓度可能很高。 故答案为：（1）-5℃；（2）盐溶液可以降低水的凝固点，盐溶液浓度越高，凝固点越低；（3）变多；（4）火星液体盐溶液浓度可能很高。
长、宽、高分别是10cm、10cm、5cm的铁块和土壤，放入大烧杯中注水至浸没为止，往铁块烧杯中加3个满量筒和图甲的水，往土壤中加3个满量筒和图乙的水，请回答下列问题。
（1）往装铁块的烧杯中加入水的量为______________，往装土壤的烧杯中加水的量为______________。
（2）同样体积铁块和土壤，为什么加入的水量不同？__________________________。
（3）土壤中空气体积分数大约为________。
（4）在适宜植物生长的土壤中，空气占土壤的体积分数大约在____________________之间。
【答案】（1）650 mL? 750 mL?（2）土壤中有空气?（3）20%?（4）15%～35%
【解析】
（1）由图可知，量筒的量程为200mL，分度值为10mL，图甲中量筒内水的体积为50mL，图乙中量筒内水的体积为150mL，因往放铁块烧杯中加了3个满量筒和图甲所示的水，往放土壤烧杯中加了3个满量筒和图乙所示的水，所以，倒入放铁块烧杯中和放土壤烧杯中的水分别为：V铁水=3×200mL+50mL=650mL，V土水=3×200mL+150mL=750mL。
（2）同样体积铁块和土壤，加入的水量不同，因为土壤中有空气。
（3）土壤的体积：V土=10cm×10cm×5cm=500cm3，因土壤中有空气，空气的体积等于土壤中烧杯比铁块中烧杯多加的水，所以，空气的体积：V空=V土水-V铁水=750mL-650mL=100mL=100cm3，则土壤中空气体积分数为100cm/3500cm3×100%=20%。
（４）在适宜植物生长的土壤中，空气占土壤的体积分数大约在15%～35%之间。
