资料简介
1
揭秘电解水实验
一、氢气(H2)
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
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=1:2
3. 管 1 中气体可使带火星的木条复燃 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:①电极对应生成的气体可用“正氧负氢”来概括记忆。
②V(H2):V(O2)=2:1,与水分子中的 H、O 原子个数比相同。
③参考 H2 的密度为 0.0899 g/L,O2 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。
I. 用拇指堵住集
满氢气的试管口
II. 靠近火焰,
移开拇指点火2
三、物质的分类
物质
混合物
多种物质混合而成
(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
(O2、N2 等)
化合物
不同种元素组成的纯净物
(KMnO4、Fe3O4 等)
氧化物:两种元素组成的化合物,
其中一种是氧元素(CO2、H2O 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
①纯净物与混合物属于包含关系 ②化合物与氧化物属于包含关系
③单质与化合物属于交叉关系 ④金属元素与非金属元素属于并列关系
A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ②④
解析:由图示概念间的逻辑关系可知①纯净物与混合物属于并列关系;②化合物与氧化
物属于包含关系;③单质与化合物属于并列关系;④金属元素与非金属元素属于并列关系;
故正确的为②④,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 2:1
B. 有氢气和氧气生成,且两气体的体积比为 2:1
C. 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)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)O2(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,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. 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( )5
A. 由此实验得出的结论:水是由氢、氧两种元素组成的
B. 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①、②、③可通过分解反应实现
B. 转化④可通过化合反应实现
C. 转化③、④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. ①②③④ B. ④①③② C. ①③④② D. ①④③②
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%6
C. 该反应的化学方程式:CH4+O2 点燃 CO2+H2O
D. 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:B→D ____________________________
*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
①A、B 管 内的现象是________________________________;
②C 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
__________________________________。
(3)若要检验 A 管内生成的气体,应该用______________________________________。7
*12. 下图(Ⅰ)是电解水的简易装置,(Ⅱ)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 。8
1. 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①的方程式:2H2O2 2H2O+ O2↑,转化②、③的方程式:2H2O 2H2↑+ O2 ↑,
都是分解反应,正确,B.转化④的方程式:2H2 + O2 2H2O,是化合反应,正确,C.转化
③、④的化学反应前后,出现了单质,根据化合价的规律,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+ 2O2═CO2+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;
C.该反应的化学方程式为 CH4+2O2 CO2+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、H2 等;C. Mg、Fe、Cu 等;D. H2O
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)H2O O2(2)2H2O 2H2↑+ O2 ↑
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 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:H2O,C 物质的化学式为:O2
(2)B→D 反应的化学方程式:2H2O 2H2↑+ O2 ↑
16
129
10.(1)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.
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)①闭合开关 S 后,电路接通,水被电解产生氢气和氧气,A 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 1︰2。②C 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(2H2 2H2↑+O2↑),产生的气体使 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)负;正(2)带火星的木条复燃;支持燃烧;燃烧;爆炸
(3)2:1 (4)2H2O 2H2↑+ O2 ↑
(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:2H2O 2H2↑+ O2 ↑;
(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。
通电
查看更多