人教版九上化学 4.3水的组成 导学案

第四单元　 自然界的水
课题3　水的组成
一 氢气
1．物理性质
通常情况下，氢气是一种__无__色、__无__臭的气体，__难__溶于水，密度比空气的__小__。
[提示] 氢气最显著的特点：密度最小。
2．化学性质：可燃性
表达式：氢气＋氧气__水__
H2 ＋ O2 __H2O__
[注意] 加热或点燃氢气之前，必须先__验纯__。
3．氢气纯度的检验
先收集一试管氢气，用拇指堵住试管口，靠近酒精灯火焰，然后移开拇指点火，如果发出尖锐的__爆鸣声__，表明氢气不纯；如果__声音很小__，则表明氢气较纯。
图4－3－1
二 电解水的实验
1．电解水的实验装置(如图4－3－1所示)
2．表达式：
水　__氢气__＋__氧气__
H2O__H2__＋__O2__
　负极　　　正极
体积比　　 　2 　∶ 　1
3．检验
正极：在玻璃管尖嘴口放一根燃着的木条，木条燃烧得更旺，该气体是__氧气__。
负极：在玻璃管尖嘴口放置一根燃着的木条，气体燃烧，发出__淡蓝色__火焰，该气体是氢气。
4．结论：水是由__氢__、__氧__两种元素组成的。
[提示] (1)为了增强水的导电性，可在水中加入少量硫酸钠或氢氧化钠溶液。
(2)电解水所用的电源为直流电源。
(3)在相同条件下，氧气在水中的溶解性大于氢气在水中的溶解性，又因为电极反应可能会消耗部分氧气，故在实验中氢气和氧气的实际体积比会大于2∶1。
三 化合物、氧化物、单质
1．化合物：组成中含有__不同种__元素的纯净物。例如：水、高锰酸钾等。
2．氧化物：由__两种__元素组成的化合物，其中一种元素是__氧__元素。例如：二氧化硫、氧化铁等。
3．单质：由__同种__元素组成的纯净物。例如：氢气、氧气、氮气等。
[注意] 单质、化合物的前提必须是纯净物，即划分单质、化合物的标准是纯净物所含元素种类。
类型一　水的组成
例1　
图4－3－2
通过分析实验结果推断物质的组成，是认识物质的一种方法。研究水的组成就是利用了这种方法。电解水的实验结果如图4－3－2所示。
(1)根据实验中只生成氢气和氧气，确定了水是由__________________组成的。得出此结论的依据是__________________________________________。
(2)已知相同状况下，相同体积的任何气体含有相同数目的分子。通过生成氢气和氧气的体积比为2∶1，推求出水分子构成中____________________为2∶1，经进一步科学确认，得出水的化学式为H2O。
(3)写出此实验中发生反应的文字或符号表达式：________________________________________________________________________。
[答案] (1)氢元素和氧元素　化学变化过程中元素种类不变　(2)氢原子与氧原子的个数比
(3)水氢气＋氧气(或H2OH2＋O2)
[方法点拨] 虽然水通电分解产生氢气和氧气，但是不能认为水是由氢气和氧气组成的。
类型二　单质和化合物
例2　齐齐哈尔中考图4－3－3所示的微观示意图中“○”和“●”分别表示氢原子和氧原子，则有关说法正确的是(　　)
图4－3－3
A．①和②均为混合物
B．只有③是单质
C．①②④是氧化物
D．④在一定条件下可分解成②和⑤
[解析] D　由图示可知①由两种分子构成，属于混合物；②由一种分子构成，属于纯净物，由该分子构成的物质由氢元素和氧元素组成，属于氧化物；③由一种分子构成，属于纯净物，由该分子构成的物质是氢气，属于单质；④由一种分子构成，属于纯净物，该物质由氢元素和氧元素组成，属于氧化物；⑤由一种分子构成，属于纯净物，由一种元素组成，属于单质。④是过氧化氢，分解能生成水和氧气，②是水，⑤是氧气，故D说法正确。
[方法点拨] 分子、原子都很小，属于抽象的微观概念。利用图示法就可以使抽象变具体，使微观变宏观，使难懂变易懂。做此类型题时要认真读题，对图中各个符号的含义要看明白，将图示与所考查的内容联系起来进行判断。
知识点?　水的组成
1．关于电解水的实验现象，描述正确的是(　　)
A．正极产生一种可燃性气体
B．负极产生的气体体积是正极的2倍
C．负极产生的气体可使带火星的木条复燃
D．两极产生的气体都比空气轻
[解析] B　电解水时正极产生氧气，负极产生氢气。
2．下列说法正确的是(　　)
A．氢气和氧气反应生成水，说明水是由氢、氧两种元素组成的
B．电解水生成氢气和氧气，说明水是由氢气和氧气组成的
C．自然界中的天然水和氢气燃烧生成的水都是纯净物
D．水和过氧化氢的组成元素一样，所以化学性质也一样
[解析] A　电解水生成氢气和氧气，说明水是由氢、氧两种元素组成的，B错误；自然界的水中溶有杂质，属于混合物，C错误；水和过氧化氢的分子构成不同，化学性质也不同，D错误。
知识点?　单质和化合物
3．下列四种物质中，属于化合物的是(　　)
A．生铁
B．冰水混合物
C．食盐溶液
D．液氧
[解析] B　冰水混合物实际就是水，是由两种元素组成的纯净物，属于化合物。
4．下列各组物质中，前者属于混合物、后者属于单质的是(　　)
A．蒸馏水　氮气
B．石油　氧气
C．大理石　空气
D．二氧化碳　氢气
[解析] B　石油、大理石和空气由多种物质组成，属于混合物。蒸馏水、氮气、氧气、二氧化碳和氢气由一种物质组成，属于纯净物。其中，蒸馏水和二氧化碳分别由两种元素组成，属于化合物；氮气、氧气和氢气分别由一种元素组成，属于单质。
一、选择题
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．下列关于电解水实验的叙述错误的是(　　)
A．正极产生的气体能使带火星的木条复燃
B．电解水属于分解反应
C．电解时产生的氢气和氧气的质量比为2∶1
D．电解水实验证明水是由氢、氧两种元素组成的
[解析] C　电解水的过程中正极产生的是氧气，能使带火星的木条复燃，负极产生的是氢气，氢气和氧气的体积比是2∶1，而不是质量比。根据化学反应前后元素的种类不变的原理，从生成物元素的种类推测反应物水是由氢元素和氧元素组成的。
2．根据物质的组成，小明将部分物质分为甲、乙两类(如下表所示)，下列分类结果判断正确的是(　　)
类型
物质
甲
氯化钠、水
乙
氧气、铜
A.甲为化合物，乙为单质
B．甲为单质，乙为化合物
C．甲为氧化物，乙为金属
D．甲为金属，乙为氧化物
[解析] A　氯化钠和水都是化合物，水是氧化物，而氯化钠不是；氧气和铜都是单质，铜是金属单质，氧气是非金属单质，故A正确。
3.图4－3－4是水的电解实验。该实验的主要目的是(　　)
图4－3－4
A．观察水分解的现象
B．研究水分解产物的性质
C．探究水分解的条件
D．验证水由氧元素和氢元素组成
[答案] D
4．电解一定量的水，当某一电极上产生5 mL气体时，另一电极产生的气体体积可能是(　　)
A．2.5 mL或5 mL
B．5 mL或10 mL
C．10 mL或15 mL
D．10 mL或2.5 mL
[答案] D
5．下列说法错误的是(　　)
A．检验氢气纯度时，听到尖锐的爆鸣声证明氢气不纯
B．氢气是一种无色、无臭且难溶于水的气体，实验室可用排水法收集氢气
C．氢气的密度比空气的小，不能用向上排空气法收集氢气
D．水是由氢气和氧气组成的，属于混合物
[答案] D
二、填空题
6．氢气在空气中燃烧，可以观察到发出________色火焰，并放出________，在火焰上罩一个干冷的烧杯，可以看到有__________生成，反应的文字表达式为________________________________________________________________________。
[答案] 淡蓝　热量　水雾　氢气＋氧气水
7．现有下列物质：
①水银　　　　②氧化镁　　　　③液态氧
④自来水 ⑤冰水共存物 ⑥高锰酸钾
其中属于单质的是________________________________________________________________________；属于氧化物的是
________；属于化合物的是________；属于混合物的是________。(以上均填序号)
[答案] ①③　②⑤　②⑤⑥　④
图4－3－5
8．图4－3－5是某同学自己设计的电解水装置：用大塑料瓶截去瓶底，留瓶口一段约8～10 cm，瓶口配一橡胶塞由里向外塞紧。A、B两极是用镀铬曲别针伸直做成的，由橡胶塞露头处连接导线。试回答：
(1)其所用电源为__________电源，由图可知A端为________极。
(2)与A端相连接的试管中得到的气体是________________________________________________________________________，
可用________________来检验。
(3)该实验得出有关水的组成的结论是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[答案] (1)直流　正　(2)氧气　带火星的木条
(3)水是由氢元素和氧元素组成的
[解析] 本题是一道电解水的综合题，它既涉及电解水电源的选择、电极的确定，还涉及气体的确定和检验。解题时首先应分析图中信息(A端产生气体体积少)，得出A端连接的试管中得到的是氧气的结论后(正氧负氢，氢二氧一)方能正确解答本题。
1．邵阳中考在电解水的实验中可以直接观察到的现象是(　　)
图4－3－6
A．水是由氢、氧元素组成的
B．有氢气和氧气产生，且体积比为2∶1
C．每个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的
D．两电极均冒气泡，a管内气体与b管内气体的体积比约为2∶1
[解析] D　A、B、C说法均正确，但都不是直接可以观察到的现象，故不符合题意。
2．益阳改编图4－3－7中“”和“”分别表示不同元素的原子，其中有可能是氧化物的为(　　)
图4－3－7
[答案] A