（八上）1.2水的组成（解析版）（导学案1）

skybamboo

知识点1　水的电解
1．实验仪器和药品
(1)仪器：水电解器、玻璃管、直流电源等。
(2)药品：水(由于纯净水的导电性很弱，实验中常在水中加入少量稀硫酸或氢氧化钠溶液，以__增强水的导电性__，且不影响实验结果)。
2．实验现象


(1)接通直流电时可以观察到：两个电极上出现气泡，正极产生气泡的速率慢，负极产生气泡的速率快，两支玻璃管内液面__均下降__，经过一段时间后，正、负极所产生气体的体积比约为__1∶2__。
(2)用点燃的火柴接近液面下降较多(产生气体较多)的玻璃管尖嘴，慢慢打开活塞，观察到气体能燃烧，且火焰呈淡蓝色，点燃时发出一声轻微的爆鸣声；用带火星的木条接近液面下降较少(产生气体较少)的玻璃管尖嘴，慢慢打开活塞，观察到带火星的木条复燃。
说明　氢气具有可燃性，能够在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰；氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃。这也是检验氢气和氧气常用的方法。
3．实验结论
知识点2　水分子的构成
水的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_。科学实验证明，一个水分子中含有两个__氢原子__和一个__氧原子__，水电解的过程示意图如图所示：




一、单选题
1．用如图所示的装置进行电解水实验，有以下描述：  


①向水中加入少量硫酸，能使水电解产生气体的速度变大
②甲、乙两试管内收集到的气体的体积比约为2：1
③甲试管内产生的气体能燃烧
④乙试管内产生的气体能使带火星的木条复燃，
以上描述中正确的是（　　）
A．①②③④        B．③        C．①②        D．①②③
【答案】A
【解答】①水电解的速度取决于水的导电能力的强弱，而水的导电能力与其中离子的浓度有关，则加入硫酸后，离子浓度增大，水电解生成气体的速度增大，故①正确；②甲试管中气体的体积大于乙试管中气体的体积，则甲为氢气，乙为氧气，二者的体积之比为2：1，故②正确；③甲内为氢气，而氢气可以燃烧，故③正确；④乙试管内为氧气，氧气可以使带火星的木条复燃，故④正确。那么正确的是①②③④。故选A。
2．如图是电解水的过程示意图。分析该图，下列判断错误的是（　　）


A．水在通电条件下生成氢气和氧气
B．水分子中含有更小的粒子
C．氧原子在通电条件下组合为氧分子
D．氢原子在这个过程中没有发生变化
【答案】C
【解答】A.根据图片可知，产物中的氧分子构成氧气，氢分子构成氢气，因此水在通电条件下生成氢气和氧气 ，故A正确不合题意；B.水分子由氢原子和氧原子构成，故B正确不合题意；C.水分子在通电的条件下分解为氧原子和氢原子，每两个氧原子构成一个氧分子，每两个氢原子构成一个氢分子，它们的组合不需要通电，故C错误符合题意；D.反应前后，变化的是分子，不变的是原子，因此氢原子在这个过程中没有发生变化，故D正确不合题意。故选C。
3．在电解水的实验中可以直接观察到的现象是（　　）   
A．水是由氢、氧元素组成
B．有氢气和氧气产生，且体积比为1∶2
C．水由氢气和氧气组成
D．两电极均冒气泡，阴极管内气体与阳极管内气体的体积比约为2∶1
【答案】D
【解答】A、水是由氢、氧两种元素组成的，此说法虽然是正确，但是并直接观察到的现象，A不符合题意。B、有氢气和氧气产生，且体积比为2：1，虽然这种说法是正确，但是却不是直接观察到的现象，B不符合题意。C、水由氢气和氧气组成虽然此说法正确，但不是直接观察到的现象，C不符合题意。D、根据“正氧负氢，氢2氧1”，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，是能直接观察到的现象，D符合题意。故答案为：D
4．电解水过程由如图步骤的模型构成(图中●表示氧原子，〇表示氢原子)，完整表示电解水过程的顺序是(　　)  


A．①②③④        B．②③④①        C．②①④③        D．④①②③
【答案】C
【解答】电解水的过程，其实就是水分子先分解为氢原子和氧原子，然后氢原子结合成氢分子，氧原子结合生成氧分子的过程，则正确表示水的电解过程的顺序为：②①④③。故选C。
5．下列说法中不正确的是（　　）
A．电解水时，阴、阳两极产生气体的体积比为2：1
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．氢气和氧气在点燃的条件下生成水，说明水是由氢和氧组成的
D．水结成冰或变成水蒸气，水的组成没有变
【答案】B
【解答】A.电解水时，阴、阳两极产生气体分别为氢气和氧气，二者的体积比为2：1，故A正确不合题意； B.电解水生成氢气和氧气，说明水是由氢和氧两种元素组成，故B错误符合题意； C.氢气和氧气在点燃的条件下生成水，说明水是由氢和氧组成的，故C正确不合题意； D.水结成冰或变成水蒸气，水分子没有变化，变化的是分子之间的空隙，因此水的组成没有变，故D正确不合题意。 故选B。
6．有关水电解过程微观示意图，下列说法不正确的是 (　　)  


A．氧分子由氧原子构成，氢分子由氢原子构成的
B．这个微观示意图说明了水分子是由氧原子和氢原子构成的
C．这个微观示意图说明了原子是化学变化中的最小粒子
D．该实验证明了水中含有氢气和氧气
【答案】D
【解答】A.根据图片可知，氧分子由氧原子构成；根据图片可知，氢分子由氢原子构成的，故A正确不合题意；B.根据图片可知，水分子是由氧原子和氢原子构成的，故B正确不合题意；C.根据图片可知，反应前后原子只有两种，即氢原子和氧原子，保持不变，故C正确不合题意；D.水电解生成氢气和氧气，因此证明水由氢元素和氧元素组成，故D错误符合题意。故选D。
7．如图是某同学自制的电解水的装置。下列说法正确的是（　　）


A．这个实验证明水是由氢气和氧气组成的
B．A极试管得到的是氧气
C．B极产生的气体能使带火星的木条复燃
D．连接A极的是电源的负极
【答案】B
【解答】A.电解水生成氢气和氧气，说明水由氢元素和氧元素组成，故A错误；B.A试管内气体的体积小于B试管内气体体积，则A内为氧气，B内为氢气，故B正确；C.B内的气体为氢气，不能使带火星的木条复燃，故C错误；D.与正极相连的试管生成氧气，与负极相连的试管生成氢气，则连接A极的正极，故D错误。故选B。
8．下列有关电解水实验的说法正确的是（　　）  
A．电解水实验证明水是由氢氧两种元素组成的
B．负极端产生的气体能使带火星的木条复燃
C．两个电极产生气泡的速率一样
D．正极端产生的气体体积更大
【答案】A
【解答】A.电解水生成氢气和氧气，因此实验证明水是由氢氧两种元素组成的，故A正确； B.负极端产生的气体为氢气，它能够燃烧，但是不能使带火星的木条复燃，故B错误； C.负极生成氢气，正极生成氧气，则负极和正极产生气泡的速率之比为：2：1，故C错误；D.正极端产生的气体为氧气，是生成氢气体积的一半，故D错误。故选A。
9．水是宝贵的资源，我们应当了解水、认识水、用好水．下列关于水的说法中，正确的是（　　）
A．无色透明的自来水大多是纯净物
B．水是最常见的溶剂，广泛用于工农业生产
C．用水可以灭火，是因为水降低了可燃物的着火点
D．电解水时，与电源正负极相连的两个电极上产生的两种气体的质量比是1：2
【答案】B
【解答】A、自来水是混合物，里面可能含有少量的氢离子、氯离子，及可溶性的碳酸氢盐（碳酸氢钙、碳酸氢镁等），尽管自来水无色透明，但不是纯净物，故选项错误；
B、水是应用最广泛的一种溶剂，也是最常见的溶剂，在工农业生产中应用十分广泛，故选项正确；
C、用水可以灭火，是因为水降低了可燃物的温度，可燃物的着火点不变，故选项错误；
D、电解水时，与电源正负极相连的两个电极上产生的两种气体分别是氧气和氢气，它们的质量比是：16：（1×2）=8：1，故选项错误；故答案选：B。
10．水是最常见的物质，下面是同学们对水的认识，你认为正确的是（　　）.  
①水是由氧气和氢气组成的一种物质； ②水是生物生存所需的最基本的物质；
③水通常以固、液、气三态存在；     ④在实验室中，水是不常用的溶剂
A．① ②        B．② ③        C．② ③ ④        D．① ② ③ ④
【答案】B
【解答】①水是由氧元素和氧元素组成的一种物质，不含氢气和氧气，错误；②水是生物生存所需的最基本的物质，正确；③水通常以固、液、气三态存在，正确；④在实验室中，水是最常用的溶剂，错误；故选B。
11．在一定条件下水分子分解的示意图如图（○表示氧原子，●表示氢原子）。下列关于该反应的说法中，错误的是（　　）  


A．水分解后生成氢气和氧气   B．生成氢分子和氧分子的个数比为2：1
C．反应前后原子的个数不变   D．反应前后分子的个数不变
【答案】D
【解答】A：水分解后生成氢气和氧气，说法正确，A错误；B：生成氢分子和氧分子的个数比为2：1，由模型图可知，说法正确，B错误；C：反应前后原子的个数不变，化学变化中原子是最小的微粒，原子的种类和数目都不变化，C说法正确，C错误；D：反应前后分子的个数不变，图中反应前2个水分子，反应后生成了2个氢气分子和1个氧气分子，分子的个数变化了，说法错误，D选项正确。故选D
12．同学们用“电解水”和“氢气燃烧”两个反应探究水的组成，他们依次进行了如下实验。有关描述正确的是(无水CuSO4可以吸收水分，且不与氧气反应)(　　)  


A．无水CuSO4的作用是检验氢气燃烧的产物
B．实验③中若在空气中点燃氢气，一定会发生爆炸
C．实验③中集气瓶内壁上会出现小水滴
D．以上说法都不正确
【答案】C
【解答】A.无水CuSO4的作用对氢气进行干燥，除去其中的水，故A错误；B.实验③中若在空气中点燃氢气，由于氢气比较纯净，其中并没有空气，因此不会发生爆炸，故B错误；C.实验③中，氢气燃烧生成了水，因此在集气瓶内壁上会出现小水滴，故C正确； D.综上所述，故D错误。故选C。
13．用如图所示装置进行电解水实验（其中乙电极连接了电源的正极），反应一段时间后，对有关现象和结论的描述，正确的是（　　）  


A．甲试管中收集到的气体能支持燃烧
B．乙试管中收集到可燃的气体
C．甲、乙两试管中收集到的气体质量比为2∶1
D．甲、乙两试管中收集到的气体体积比为2∶1
【答案】D
【解答】A、 甲试管连接电源负极，收集到的气体为氢气，能燃烧，不符合题意；B、乙试管连接电源正极，收集的是氧气，能支持燃烧，不符合题意；C、甲、乙两试管中收集到的气体质量比为1：8，不符合题意；D、甲、乙两试管中收集到的气体体积比为2∶1 ，符合题意；故答案为：D。
14．构建化学基本观念是学好化学的基础。 下列对化学基本观念的认识不正确的是(　　)  
A．元素观：过氧化氢和水都是由氢元素和氧元素组成的
B．结构观：过氧化氢和水的化学性质不同是因为两者的分子结构不同
C．微粒观：过氧化氢是由氢分子和氧分子构成的
D．转化观：过氧化氢在一定条件下可以转化为水
【答案】C
【解答】A.元素观：过氧化氢和水都是由氢元素和氧元素组成的，故A正确不合题意； B.结构观：过氧化氢和水的化学性质不同是因为两者的分子结构不同，故B正确不合题意； C.微粒观：过氧化氢是由氢原子和氧原子构成的，故C错误符合题意； D.转化观：过氧化氢在二氧化锰的催化作用下下可以转化为水，故D正确不合题意。故选C。
15．用如图所示的装置进行电解水实验，有以下描述：①向水中加少许硫酸，能增强水的导电性；②甲、乙两试管内收集到的气体的质量比约为2：1；③甲试管内产生的气体能燃烧；④该实验说明水是由氢原子和氧原子构成的。以上描述中正确的是(　　)


A．①②③④        B．①③④        C．③④        D．①③
【答案】D
【解答】①水是绝缘体，本身不导电，只能依靠其中的离子导电。向水中加少许硫酸，增大离子的浓度，从而能增强水的导电性，故①正确；②甲试管内气体的体积大于乙试管，则甲为氢气，而乙为氧气，那么甲、乙两试管内收集到的气体的体积比约为2：1，故②错误；③甲试管内产生的氢气能燃烧，故③正确；④该实验说明水是由氢元素和氧元素组成的，故④错误。那么正确的是①③。故选D。
二、填空题
16．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）若甲试管中生成B气体，则B是气，b应接电源的极。
（2）图中的现象表明实验(选填“未开始”“刚开始”或“已进行一段时间”)。
（3）该实验可以说明，水在通直流电的条件下，生成了两种不同的气体，请书写其文字表达式：。
【答案】（1）氧；负
（2）已进行一段时间
（3）<Object: word/embeddings/oleObject1.bin>
【解答】（1）根据图片可知，甲试管中气体的体积小于乙试管，那么甲中的气体B为氧气，乙中的气体为氢气。因为与负极相连的试管生成氧气，所以b应该接电源的负极。（2）根据左图可知，二者的体积已经接近2：1，那么表明实验已经进行一段时间。（3）水在通电的条件下生成氢气和氧气，那么反应的文字表达式为：<Object: word/embeddings/oleObject2.bin>。
17．学习科学以后，我们对水有了更全面的认识。关于“水”回答下列问题：
（1）水是生命之源，人类的生产生活都离不开水。水是常用溶剂，配制下列溶液时，以水为溶剂的是（填序号）。①生理盐水  ②医用碘酒③硫酸铜溶液
（2）写出电解水所发生反应的文字表达式 。所以水是由 组成的。  
（3）将浑浊的河水用简易净水器进行净化，净化后得到的 （填“纯净物”或“混合物”）。  
【答案】（1）①③
（2）水 <Object: word/embeddings/oleObject3.bin> 氢气+氧气；氢元素、氧元素
（3）混合物
【解答】（1）①生理盐水的溶质为氯化钠，溶剂为水；②医用碘酒的溶质为碘，溶剂为酒精；③硫酸铜溶液的溶质为硫酸铜，溶剂为水。故选①③。 （2）水在通直流电的条件下分解，生成氢气和氧气，则反应的文字表达式为： 水 <Object: word/embeddings/oleObject4.bin> 氢气+氧气 ；因此水是由氢元素和氧元素组成。（3）净化后的水中仍然存在大量的矿物质，因此净化后的水为混合物。

18．水是宝贵的资源，兴趣小组同学开展了有关水的研究。


（1）用喷雾加湿器工作时将水变成细小雾滴，并通过风送入房间，从而对空气进行加湿。该过程主要模拟了水循环中的(选填下列各项的序号)。①水汽输送：②蒸发；③降水。   
（2）如图甲中，一根竖直放置的环形管内注满水，内水有一个轻质小球。若在A处加热，则小球将(选填“逆”或“顺”）时针随水运动。   
（3）如图乙是水电解的示意图，通直源电一整时间后，在左侧试管内收集到的气体是
【答案】（1）①
（2）逆
（3）氧气
【解答】（1）通过风的力量将小水珠送入房间，与水循环中的水汽输送环节相似，故选①；（2）根据图甲可知，若在A点加热，A点的水受热后密度减小会上升，而其它地方的水会下降，因此小球将逆时针随水运动；（3）根据乙图可知，左侧试管内收集的气体体积小于右侧试管内收集的气体体积，因此左侧收集的气体是氧气。
19．电解水的实验装置如图所示，据图回答：


（1）电源A端是 (填“正”或“负”)极。
（2）通电一段时间后，甲试管与乙试管中气体体积比为，试管甲中的气体是，验证此气体的方法是。
（3）实验中发现两种气体体积比值和教材中不符，可能的原因是。
【答案】（1）负
（2）2：1；氢气；燃着的木条放入，火焰淡蓝色
（3）氢气和氧气在水中的溶解度不一样
（3）氧气和氢气在水中的溶解度不同，因此看到生成气体的体积比会有变化。
【解答】（1）根据图片可知，乙中气体体积小，为氧气，甲中气体体积大，为氢气；电源A端相连的甲试管生成氢气，因此A为负极； （2）甲试管内为氢气，乙试管内为氧气，那么通电一段时间后，甲试管与乙试管中气体体积比为2：1，试管甲中的气体是氢气，验证此气体的方法是燃着的木条放入，火焰淡蓝色。 （3）实验中发现两种气体体积比值和教材中不符，可能的原因是：氢气和氧气在水中的溶解度不一样。
20．如图是电解水的实验装置，通电后，两电极上都有气体放出。


（1）检验试管 D 中的气体，发现它能能使带火星的木条复燃，说明这种气体是，所以 B 为电源的极。
（2）该反应能得出的结论是
【答案】（1）氧气；正
（2）水是由氢和氧元素组成
【解答】（1）检验试管 D 中的气体，发现它能能使带火星的木条复燃，说明这种气体是氧气。因为与电源正极相连的试管生成氧气，所以 B 为电源的正极。（2）水电解生成氧气和氢气，根据质量守恒定律可知，水是由氢和氧元素组成的。

三、实验探究题
21．如图是水电解实验示意图。


（1）该实验使用的电源应是直流电，A连接电源的极。
（2）做该实验往往在水中加入少量的氢氧化钠和稀硫酸的目的是。
（3）怎样用实验来检验乙试管中产生的气体？答：。
（4）由这个实验可以得出：
①水电解实验，这个变化是什么变化，为什么？答：。
②写出水电解的文字表达式。
（5）试分析实验中得到的氢气和氧气的体积比略大于2∶1的可能原因是。
【答案】（1）负
（2）增加水的导电性
（3）用带火星的木条检验，若木条复燃，则是氧气
（4）是化学变化，因为产生了新的物质；水 <Object: word/embeddings/oleObject5.bin> 氢气+氧气
（5）氧气比氢气更易溶于水
【解答】（1）甲试管内气体的体积大于乙试管，则甲内为氢气，乙内为氧气。因为与负极相连的试管产生氢气，所以A应该为电源的负极。（2）做该实验往往在水中加入少量的氢氧化钠和稀硫酸的目的是增加水的导电性。（3）检验乙试管中氧气的方法：用带火星的木条检验，若木条复燃，则是氧气；（4）①电解水生成氢气和氧气，生成了新物质，为化学变化；②水在通直流电的条件下，生成氢气和氧气，反应的文字表达式为： 水 <Object: word/embeddings/oleObject6.bin> 氢气+氧气 ；（5）实验中得到的氢气和氧气的体积比略大于2∶1的可能原因是：氧气比氢气更易溶于水。
22．小金利用如图所示的装置研究影响电解水速度的因素，他在水中加入少许硫酸溶液以增强其导电性(硫酸本身不会减少)。实验中记录数据如下表：

实验次数	1	2	3	4	5	6	7
蒸馏水体积/毫升	200	200	200	200	200	200	200
加入10mL硫酸的质量分数	0	10%	15%	20%	25%	30%	35%
收集到氢气体积/mL	20	20	20	20	20	20	20
收集到氢气时间/秒	2648	1236	885	423	262	216	205

（1）电解时观察到的现象有：两个电极上都有气泡产生，且正极与负极气体的体积比约为。
（2）用燃着的木条分别置于玻璃管尖嘴口，打开活塞，若观察到，则证明气体为氢气。
（3）本实验通过比较来判断电解水的速度。
（4）通过实验得到的结论是。
【答案】（1）1∶2
（2）气体能被点燃，并产生淡蓝色火焰
（3）产生相同体积的氢气所需的时间
（4）在其它条件相同时，所加的硫酸的质量分数越大，电解水的速度就越快
【解答】（1）电解时观察到的现象有：两个电极上都有气泡产生，且正极与负极气体的体积比，即氧气和氢气的体积之比为1：2； （2）用燃着的木条分别置于玻璃管尖嘴口，打开活塞，若观察到气体能被点燃，并产生淡蓝色火焰，则证明气体为氢气。 （3）本实验通过比较产生相同体积的氢气所需的时间来判断电解水的速度。 （4）根据表格数据可知，加入硫酸的质量分数越大，收集20mL氢气所用的时间越短，那么得到结论：在其它条件相同时，所加的硫酸的质量分数越大，电解水的速度就越快。