1、1揭秘电解水实验一、氢气（H 2）物理性质 无色、无味、难溶于水的气体，密度比空气小化学性质 可燃性 2H2+O2 2H2O（燃烧产生淡蓝色火焰）检验I. 用 拇 指 堵 住 集满 氢 气 的 试 管 口 I. 靠 近 火 焰 ，移 开 拇 指 点 火 点燃氢气时，若发出尖锐的爆鸣声则表明气体不纯，若声音很小则表明气体较纯。说明：氢气燃烧可以验证 水的组成。注意：可燃性气体点燃之前必须检验其纯度，否则易发生危险。初中阶段主要涉及的可燃性气体包括氢气、一氧化碳、甲烷。二、电解水实验实验现象：1. 通电后，两电极均生成无色气体2. V 正极 :V 负极 =1:23. 管 1 中气体可使带火星的木条
2、复燃 正极产生氧气（正氧）4. 管 2 中气体可燃，火焰呈淡蓝色（如气体量少，可发出爆鸣声）负极产生氢气（负氢）实验结论：水是由氢、氧两种元素组成的物质。5. 水分子分解示意图注意：电解水的反应条件应写“通电”，而非“电解”。说明：电极对应生成的气体可用“正氧负氢”来概括记忆。V(H 2):V(O2)=2:1，与水分子中的 H、O 原子个数比相同。参考 H2的密度为 0.0899 g/L，O 2的密度为 1.429 g/L，可以根据电解水的实验现象V(H2):V(O2)=2:1计算出水分子中 H、O 的原子个数比为 2:1，从而确定水分子的化学式为H2O。2三、物质的分类物质混合物多种物质混合
3、而成（空气）纯净物一种物质组成（氧气、水等）单质同种元素组成的纯净物（O 2、N 2等）化合物不同种元素组成的纯净物（KMnO 4、Fe 3O4等）氧化物：两种元素组成的化合物，其中一种是氧元素（CO 2、H 2O 等） 其他化 合物注意：单质、化合物都是纯净物的下属分类。如果是混合物，则不能说其是单质或化合物。例题 1 化学概念在逻辑上存在如下图所示关系，对下列概念间的关系说法正确的是（ ）包含关系 并列关系 交叉关系纯净物与混合物属于包含关系 化合物与氧化物属于包含关系单质与化合物属于交叉关系 金属元素与非金属元素属于并列关系A. B. C. D. 解析：由图示概念间的逻辑关系可知纯净物与
4、混合物属于并列关系；化合物与氧化物属于包含关系；单质与化合物属于并列关系；金属元素与非金属元素属于并列关系；故正确的为，答案选择 D。答案：D例题 2 水是宝贵的自然资源，在工农业生产和日常生活中有着极其广泛的运用。请应用所学知识回答下列问题：3甲 乙（1）甲图是电解水的实验装置，在实验过程中 b 管产生的气体是_；写出水在通电条件下分解的化学方程式_。（2）当电解水的电解器通电一段时间后，你观察到了（ ）A. 电极上有 气泡产生，两玻璃管内气体的体积比为 2:1B. 有氢气和氧气生成，且两气体的体积比为 2:1C. 水是由氢、氧两种元素组成的D. 每个水分子都由两个氢原子和一个氧原子构成（3
5、）为除去水中的不溶性杂质，某同学制作了如乙图所示的简易净水器，其中活性炭的主要作用是_。解析：水通电分解生成氢气和氧气，反应条件为通电，不能写电解，与正极相连的电极产生氧气，与负极相连的电极产生氢气，氢气与氧气的体积比为 2:1。B. 描述反应现象时不能出现产物名称；C. 水是由氢、氧两种元素组成的是电解水实验得出的结论；D. 微观构成无法直接观察到，不属于反应现象。活性炭因具有疏松多孔的结构，可吸附部分可溶性杂质及一些不溶性杂质，除去颜色和臭味。答案：（1）O 2（或氧气）（2）A（3）吸附部分可溶性杂质及一些不溶性杂质，除去颜色和臭味点拨：电解水实验易混淆与电源正负极相连的电极上产生的气体
6、，可记为“正氧负氢，氢二氧一” ，其中 2:1 为氢气与氧气的体积比，氢气与氧气的质量比为 1:8，答题时需注意看清问的是体积比还是 质量比。4【高频疑点】从微观角度看物质分类，看模型图判断物质种类物质混合物：多种分子（或多种单一原子）纯净物：一种分子（一种单一原子）单质：一种分子，该分子由同种原子构成（ 或一种单一原子）化合物：一种分子，该分子由多种原子构成氧化物：一种分子，该分子由两种原子构成，其中一种为氧原子其他化合物例题 “”和“”表示不同的元素，以下图示中表示单质的是（ ）A. B. C. D. 解析：A. 该图示为两种构成不同的分子，为两种物质的分子，则图示物质是混合物，故错误；B
7、. 该图示由一种分子构成，是一种物质的分子，是纯净物，但 该分子由不同种原子构成，所以该图所示物质是化合物，故错误；C. 图中分子构成相同，为同种物质的分子，图示物质为纯净物；而每个分子是由同种原子构成的单质分子，则该图所示物质为单质，故正确；D. 图中为两种构成不同的分子，为两种物质的分子，图示物质为混合物；故 D 不正确。答案：C点拨：混合物：多种组合纯净物：单一组合化合物：单一组合，多种小球单质：单一组合、单一小球氧化物：两种小球、单一组合（答题时间：30 分钟）1. 下图是电解水的示意图。关于电解水的下列说法中不正确的是（ ）5A. 由此实验得出的结论：水是由氢、氧两种元素组成的B.
8、理论上若得到 8 mL 的氧气，可同时得到 16 mL 的氢气C. 理论上若得到 4 g 氢气，可同时得到 32 g 氧气D. 与电源负极连接的试管内收集到的气体能使带火 星的木条复燃2. 能确认水是由氧元素和氢元素组成的实验是（ ）A. 氢气在氧气中燃烧生成水 B. 水的蒸发C. 水的电解 D. 水的净化3. 下列说法不正确的是（ ）A. 氢气在氧气中燃烧，生成唯一产物水，该反应也能说明水的组成B. 检验氢气纯度时，听到尖锐的爆鸣声证明不纯C. 氢气是无色、无气味、难溶于水的气体，实验室可以用排水法收集氢气D. 水是由氢气和氧气组成的，属于混合物*4. 甲、乙、丙是初中化学常见的三种物质，其
9、相互转化关系如图，甲、乙均为液体，且元素组成相同，丙为气体。下列说法不正确的是（ ）A. 转化、可通过分解反应实现B. 转化可通过化合反应实现C. 转化、中，元素的化合价发生了变化D. 工业上利用化学变化大量制取丙5. 水电解的过程可用下列图示表示，微粒运动变化的先后顺序是（ ）A. B. C. D. 6. 下图为某一反应的微观示意图，下列说法错误的是（ ）A. X 是化合物，Z、W 是氧化物B. X 物质中碳元素的质量分数为 75.0%6C. 该反应的化学方程式：CH 4+O2 点燃 CO2+H2OD. 点燃 X 前，要先检验其纯度，以防止爆炸7. 下列各组物质按混合物、化合物、单质顺序排列
10、的是（ ）A. 冰水混合物、二氧化碳、氮气 B. 泉水、澄清石灰水、过氧化氢C. 新鲜的空气、高锰酸钾、液态氧 D. 泥水、矿泉水、氢气8. 用 代表三种不同的原子，下图是某化学反应的微观模拟图，请根据图示回答下列问题。（1）上图中粒子构成的物质可能属于氧化物的是_（用 A、B、C、D 填写） ；（2）由原子构成的物质是_（用 A、B、C、D 填写） ；（3）写出上述微粒图可能吻合的化学式 A. _B. _C. _D. _。10. 下 列物质 A、B、C、D 都是初中化学中的常见物质，它们之间具有如图所示的转化关系(反应条件、有些反应物或产物已略去)。其中 A 与 B 的组成元素相同，C 可使
11、带火星的木条复燃，D 是一种无色气体单质。（1）试写出下列物质的化学式：B 为_，C 为_。（2）写出下列反应的化学方程式：BD _*11. 某同学制作了如图所示的简易电解水装置，进行家庭小实验（注：该装置气密性良好，且反应一段时间后停止通电，A、B 管内液面 均高于图中 D 线） 。请根据要求回答问题：（1）闭合开关后观察到A、B 管 内的现象是_；C 管中的现象是_，产生此现象的原因是_。（2）A、B 管内生成的气体聚集在上部的原因是7_。（3）若要检验 A 管内生成的气体，应该用_。*12. 下图（）是电解水的简易装置， （）是电解水生成气体体积与时间的关系图，试回答下列问题：（甲管生成
12、气体 A、乙管生成气体 B）（1）图中 a、b 两极分别是电源的 极和 极。（2）气体 B 可以用带火星的木条检验，现象是 ，说明气体 B 能够 ；气体 A 能够 ，火焰呈淡蓝色，混有一定量空气的气体 A 遇明火会发生 。（3）甲、乙两个量筒内汇集的气体体积比约为 。（4）此实验中发生反应的化学方程式为 。（5）用分子、原子的观点来解释：在电解水的实验过程中， 分解成_和 ，它们再分别重新组合成 和 。81. D 解析：电解水实验正极产生氧气，负极产生氢气，能使带火星木条复燃的是氧气，由与电源正极相连的试管中产生，故 D 错误。2. AC 解析：测定物质的组成可以从两个角度设计实验：a.合成该
13、物质；b.分解该物质。故 选 AC。3. D 解析：说物质组成用元素，水是由氢、氧元素组成的纯净物，D 中描述错误。4. D 解析：这是一道框图式的推断题，找到题目的“题眼” ，包括特殊的反应、特殊的现象、特殊的反应条件及常见的三角关系等，此题的信息甲、乙均为液体，且元素组成相同，丙为气体，可以推断这是个“氧三角” ，可以推断出甲为过氧化氢，乙为水，丙为氧气，A.转化的方程式：2H 2O2 2H2O+ O2，转化、的方程式：2H 2O 2H2+ O2 ，都是分解反应，正确，B.转化的方程式：2H 2 + O2 2H2O，是化合反应，正确，C.转化、的化学反应前后，出现了单质，根据化合价的规律，
14、元素的化合价发生了变化，正确，D.工业上大量制取丙（氧气）是通过分离液态空气，发生的是物理变化，错误，故选 D。5. D 解析：水电解的微观实质是水分子分裂成氢原子和氧原子，氢原子重新组合成氢分子，氧原子重新组合成氧分子。故选 D。6. C 解 析 ：根据粒子构成模拟图可知，X 为 CH4，Y 为 O2，Z 为 CO2，W 为 H2O；结合图示可知，该反应的化学方程式为 CH4+ 2O2CO 2+2H2O。A. 由四种物质的化学式可知，X 是化合物，Z、W 是氧化物，正确；B. X 物质中碳元素的质量分数= 100%=75.0%，正确；16C. 该反应的化学方程式为 CH4+ 2O2 CO2+
15、2H2O，模拟图中有两个水分子选项中未体现，错误；D. 由于 CH4具有可燃性，在点燃或加热时，有可能会发生爆炸，故点 燃 前 ， 要 先 检 验其 纯 度 ， 正确。故选 C。7. C 解析：混合物是由不同种物质组成的，而纯净物是由一种物质组成的；单质是由一种元素组成的纯净物；化合物则是由不同种元素组成的纯净物。C 中空气是混合物，高锰酸钾是化合物，氧气是单质。A 中分别为化合物、化合物、单质；B 中分别为混合物、混合物、化合物；D 中分别为混合物、混合物、单质。故选 C。8.（1）A、D （2） C （3）A. MgO、CuO 等；B. O2、H 2等；C. Mg、Fe、Cu 等；D. H
16、2O 等解析：（1）由 A、B、C、D 的微观构成可知，A、D 是由两种不同种原子构成的分子，如果一种原子是氧原子，则该物质属于氧化物；（2）由物质的微观构成可知，C 物质是由原子直接构成的物质；（3）由化学反应的微观模拟图可知，A 为化合物，且原子个数比为 1:1；B 为双原子分子构成的单质；C 为单原子分子构成的单质；D 为化合物，原子个数比为 2:1.9.（1）H 2O O2（2）2H 2O 2H2+ O 2 解析：这是一道框图式的推断题，找到题目的“题眼” ，包括特殊的物质，特殊的反应、特殊的现象、特殊的反应条件及常见的三角关系等，此题的“题眼”为其中 A 与 B 的组成元素相同，C
17、可使带火星的木条复燃，可以判断 A 是过氧化氢，B 是水，C 是氧气，D 为氢气。（1）B 物质的化学式为：H 2O，C 物质的化学式为：O 29（2）BD 反应的化学方程式：2H 2O 2H2+ O 2 10.（1）电极上出现气泡，一段时间后，管 A 和管 B 中所收集的气体体积比约为 1：2. 液面上升；水通电分解生成的氢气和氧气使 A、B 管内压强增大，把水压入 C 管中，所以C 管内液面上升；（2）氢气和氧气的密度比水小，且氢气难溶于水，氧气不易溶于水（或氢气和氧气难溶于水或氢气和氧气不易溶于水） ；（3）带火星的木条。解析：（1）闭合开关 S 后，电路接通，水被电解产生氢气和氧气，A
18、 管连接电源正极，故产生氧气，B 管连接负极，故产生氢气。因此观察到的现象是：两电极上均出现气泡，且一段时间后，管 A 和管 B 中所收集的气体体积比约为 12。C 管中现象产生的原因为：装置中水不断被分解而放出氢气和氧气（2H 2 2H2+O 2），产生的气体使通 电A、B 管内压强增大，进而把管内液体压至中间的 C 管内。因此，C 管中观察到的现象是液面上升。（2）由于分解出的氢气难溶于水，氧气不易溶于水，且氢气和氧气的密度比水小；加上重力作用，导致 A、B 管中的气体均聚集于容器上部。（3）A 管与电源正极相连，产生气体为氧气，氧气能使木条复燃，故检验氧气通常使用带火星的木条。11.（1
19、）负；正（2）带火星的木条复燃；支持燃烧；燃烧；爆炸（3）2:1 （4）2H 2O 2H2+ O 2 （5）水分子；氢原子；氧原子；氢分子；氧分子解析：本题考查的是电解水实验和用分子、原子观点解释化学反应的实质。在电解水实验中，可观察到的现象和结论有：正极的气体体积少，能使带火星的木条复燃，是氧气；负极的气体体积多，能燃烧，是氢气；而且氢气的体积是氧气的 2 倍。还能进一步推出水由氢元素和氧元素组成。（1）根据图象的变化趋势看出在相等的时间内产生的 A 气体比 B 气体多，且体积比为2:1，因此 A 气体是氢气，甲管接的电极 a 是负极，那么 B 气体就是氧气，b 接的是正极；（2）气体 B 是氧气，具有助燃性，当用带火星的木条检验时，能使带火星木条复燃；气体 A 是氢气，具有可燃性，所以能燃烧，当混有一定量空气时，有可能发生爆炸；（3）因为氢气的体积是氧气的 2 倍，所以甲、乙两个量筒内汇集的气体体积比约为2:1；（4）水在通电的条件下生成氢气和氧气，化学方程式为：2H 2O 2H2+ O 2 ；（5）在化学变化中分子可分，原子不可分。故水电解过程中，一个水分子分解成两个氢原子和一个氧原子，氢 原子重新组合成氢分子，氧原子重新结合成氧分子。
