水的组成- 2023-2024学年九年级化学上册同步精品讲义+分层作业（人教版）（解析版）.docx

4.3 水的组成1．了解氢气的物理性质与化学性质，掌握可燃性气体验纯的方法；2．通过氢气的燃烧和水的通电分解实验，认识水的组成；3．了解单质和化合物，能从组成上识别氧化物，并会区分单质和化合物；一、氢气的性质1.物理性质：无色、无臭，难溶于水，密度比空气小密度最小的气体（氢气与其它气体的显著区别之处）；（可用排水法或向下排空气法收集）2.化学性质：可燃性（用途：高能燃料；焊接和切割金属）（1）混有一定量的空气或氧气的氢气遇明火会发生爆炸，因此点燃前必须验纯（2）检验氢气纯度的方法是：收集一小试管氢气，用拇指堵住试管口，移近酒精灯火焰，移开拇指点火如果听到尖锐的爆鸣声，说明氢气不纯；如果声音很小，就说明氢气较纯二、氢气燃烧实验1.实验步骤：在尖嘴导管处点燃纯净的氢气，观察火焰颜色，在火焰上方罩一干冷的烧杯点燃2.实验现象：纯净的氢气在空气中安静地燃烧，发出淡蓝色火焰，放出热量，罩在火焰上方的烧杯内壁有水珠产生点燃3.文字表达式：氢气 + 氧气 水符号表达式： H2 + O2 H2O 三、水的组成1.电解水的实验（1）实验装置：水电解器； （2）电源种类：直流电；（3）加入少量硫酸钠或氢氧化钠的目的：增强水的导电性（4）实验现象：两电极均产生气泡，负极产生气体速度较快，一段时间后，正、负极玻璃管内气体体积比为1:2（5）气体检验：在正极端玻璃管口置一根带火星的木条，木条复燃，证明是O2；在负极端玻璃管口置一根燃着的木条，气体燃烧，发出淡蓝色的火焰，证明是H2。

通电判断方法：“正氧负氢，氢二氧一”，谐音记忆为“争养父亲，氢二氧一”通电（6）文字表达式：水 氢气↑ + 氧气↑通电符号表达式： H2O H2 ↑ + O2↑（7）实验结论：①水是由氢、氧元素组成的；②化学变化中，分子可分，原子不可分2.水的物理性质：无色无味的液体、4℃时密度最大，为1g/cm四、化合物、氧化物、单质1.化合物：由不同种元素组成的纯净物（微观上看，分子中有多种原子）例：四氧化三铁Fe3O4、二氧化碳CO2、高锰酸钾KMnO4、氯酸钾KClO3、氯化钠NaCl、氯化钾KCl2.氧化物：由两种元素组成，其中一种元素为氧元素的化合物 例：二氧化硫SO2、水H2O、二氧化碳CO2、四氧化三铁Fe3O4、二氧化锰MnO2等 注意：①一种化合物由两种元素组成且含氧元素就是氧化物如二氧化碳CO2、四氧化三铁Fe3O4；②若化合物由两种以上元素组成，即使含有氧元素也不是氧化物如高锰酸钾KMnO4、氯酸钾KClO3、硫酸铜CuSO43.单质：由同种元素组成的纯净物（微观上看，分子中只有一种原子）例：氢气H2、氧气O2、红磷P、镁Mg、铁Fe等4.物质的分类依据（1）纯净物和混合物分类依据：物质种类是否为一种（是否有化学式），微观上是否含不同的分子（由分子构成的物质）或不同的原子（由原子构成的物质）注意：物质是否为纯净物不能根据表面字眼“纯”“混”“洁净”来判断，如“纯盐酸”是混合物，盐酸是氯化氢气体的水溶液，其中含氯化氢和水两种物质；“冰水混合物”中只有水一种物质，是纯净物；“洁净的空气”指未被污染的空气，还是混合物。

2）单质和化合物分类依据：纯净物中元素种类是否为一种（注意前提条件：纯净物），微观上，分子中是否含不同的原子注意：同种元素组成的物质可能是单质，也可能是混合物，如氧气和臭氧的混合物就只含有一种元素考点1. 氢气的性质及燃烧实验 例1. （2023·河南信阳·校考三模）2022年北京冬奥会火炬“飞扬”首次用氢气作燃料1)写出氢气燃烧的化学方程式______2)氢气被认为是最理想的清洁、高能燃料的原因________答案】(1)(2)燃烧产物是水，无污染（热值高等）【详解】（1）氢气燃烧生成水，化学方程式为：；（2）氢气燃烧的产物是水，无污染、热值高等变式1-1】（2023·湖南长沙·校考二模）氢能源汽车在2022年北京冬奥会上华丽亮相，氢能源汽车是未来汽车工业可持续发展的重要方向下列说法正确的是A．氢元素属于金属元素 B．氢气不能燃烧C．氢气由氢元素构成 D．点燃氢气前要检验其纯度【答案】D【详解】A、氢元素的名称带有气字头，属于非金属元素，选项错误；B、氢气具有可燃性，能够燃烧，选项错误；C、氢气由氢元素组成，由氢分子构成，选项错误；D、点燃氢气前要检验其纯度，防止点燃不纯的氢气发生爆炸，选项正确，故选D。

变式1-2】（2023·河南驻马店·统考一模）下列物质在空气中燃烧能发出淡蓝色火焰的是A．木炭 B．红磷 C．氢气 D．镁条【答案】C【详解】A. 木炭在空气中燃烧产生红光，此选项错误；B. 红磷在空气中燃烧产生大量白烟，此选项错误；C. 氢气在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，此选项正确；D. 镁条在空气中燃烧产生耀眼白光，此选项错误；故选C变式1-3】（2022秋·山东济宁·统考期中）下图所示是氢气在空气中燃烧的微观表示：(1)根据图示反映出保持物质化学性质的微粒是______，在反应前后不变的微粒是______2)纯净的氢气在空气中的安静的燃烧，产生______色的火焰，若点燃与氧气的混合气体就有可能引起爆炸，因此点燃氢气前一定要______答案】(1) 分子 原子(2) 淡蓝 验纯【详解】（1）由图可知，氧气、氢气、水均是由分子构成；且反应前后，分子分成原子，原子又重新组合成新的分子，则在反应前后不变的微粒为原子2）氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰；氢气不纯时点燃可能会发生爆炸，则点燃前一定要验纯例2.（2022秋·江苏射阳·统考期中）用排空气法收集氢气检验纯度，有爆鸣声，接下去的操作是A．用向上排空气法收集B．可以做有关氢气性质的实验C．用拇指堵住管口一会儿，再用向下排空气法收集D．立即用原试管再收集，再检验纯度【答案】C【分析】检验氢气纯度的方法：收集一试管氢气，用拇指堵住试管口，管口向下移近酒精灯火焰，松开拇指点火，如果听到尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯，需要再收集，再检验，直到听到轻微的响声，才表明氢气已经纯净。

详解】A、氢气的密度小于空气，应用向下排空气法收集，错误；B、不纯的氢气在加热或点燃时，可能发生爆炸，不纯氢气不可以做有关氢气性质的实验，错误；C、不纯氢气，用拇指堵住管口一会儿，再用向下排空气法收集，等试管中的氢气的火焰熄灭后再收集氢气检验纯度，以免点燃气体发生装置中的氢气而发生爆炸，正确；D、不纯氢气，用拇指堵住管口一会儿，再用向下排空气法收集，等试管中的氢气的火焰熄灭后再收集氢气检验纯度，以免点燃气体发生装置中的氢气而发生爆炸，错误变式2-1】（2022秋·江苏盐城·阶段性测试）回答下列和氢气有关的问题1)电解水实验中，可以用______检验负极产生的气体为氢气2)如图是氢气验纯实验，请用文字描述实验操作过程：______答案】(1)燃着的木条(2)用排水法收集一试管氢气后，用大拇指堵住试管口，将试管口向下移近酒精灯火焰，移开拇指，如果听到尖锐的爆鸣声，则表示氢气不纯，需要继续收集，如果听到噗的一声，声音比较小，则表示氢气比较纯净【详解】（1）电解水实验中，一般用燃着的木条检验负极产生的气体，发现气体能燃烧，且火焰呈淡蓝色，则证明负极产生的为氢气；（2）氢气验纯的操作过程：用排水法收集一试管氢气后，用大拇指堵住试管口，将试管口向下移近酒精灯火焰，移开拇指，如果听到尖锐的爆鸣声，则表示氢气不纯，需要继续收集，如果听到噗的一声，声音比较小，则表示氢气比较纯净。

变式2-2】（2023秋·海南海口·联考期末）“纯洁的冰雪，激情的盛会”，第24届北京冬奥会精彩落幕北京冬奥会使用的火炬名为“飞扬”，“飞扬”火炬燃烧所使用的能源为氢燃料，充分体现“绿色”办奥运理念请回答下列问题：(1)请写出氢气燃烧的化学方程式：________________2)采用氢气作为燃料的主要优点有（写一点）：________________答案】(1)(2)无污染（合理即可）【详解】（1）氢气燃烧生成水，反应的化学方程式为2）氢气燃烧产物只有水，且放出热量高，则优点为热值高、无污染等变式2-3】（2022·黑龙江齐齐哈尔·统考期末）某商场开业庆典时，店外挂的氢气球因人群拥挤而被挤破，遇上点燃的香烟，引起爆炸，并引发邻近一串氢气球爆炸迅速掠过的火苗烧焦了一些顾客的头发，并轻度灼伤多人的皮肤请回答：(1)以上事实说明氢气具有什么化学性质？____2)某兴趣小组在进行探究时，试验用稀有气体氦气作为大型探空气球的填充气，请简要说明原因____答案】(1)可燃性(2)①氦气密度比空气小；②氦气化学性质不活泼【详解】（1）以上事实说明氢气能燃烧，具有可燃性，故填：可燃性2）稀有气体氦气作为大型探空气球的填充气，原因氦气是密度比空气小，化学性质不活泼，故填：①氦气密度比空气小；②氦气化学性质不活泼。

考点2. 水的电解 例3.（2023·江苏宿迁·统考三模）氢气吸入疗法是新冠肺炎治疗手段之一、患者通过吸入氢气和氧气的混合气体来辅助治疗肺部炎症，这种混合气体可以通过水电解(装置如图)得到下列说法正确的是  A．甲管与乙管中产生气体的质量比为2∶1B．电解水实验说明水是由氢原子和氧原子构成C．电解水的化学方程式为D．使用氢气吸入疗法时，治疗区域内应严禁烟火【答案】D【详解】A、电解水时，与正极相连的试管中产生的是氧气，与负极相连的试管中产生的是氢气，且产生的氢气和氧气的体积比为2:1，2份水通电分解生成2份氢气和1份氧气，故产生氢气和氧气的质量比为，其中甲管中产生气体较多是氢气，故甲管与乙管中产生气体的质量比为1:8，不符合题意；B、水是由水分子构成的，而水分子由氢原子和氧原子构成的，不符合题意；C、水通电分解生成氢气和氧气，化学方程式为，不符合题意；D、氢气属于易燃易爆气体，故使用氢气吸入疗法时，治疗区域内应严禁烟火，符合题意；故选D变式3-1】（2023·四川成都·统考二模）有关如图实验的说法不正确的是  A．点燃氢气前检验纯度 B．两个实验均可证明水的组成C．干冷烧杯内壁无明显变化 D．a管气体能使带火星木条复燃【答案】C【详解】A、氢气是可燃性气体，点燃氢气前检验纯度，故A正确；B、氢气和氧气点燃条件下反应生成水，水通电生成氢气和氧气，依据反应前后元素的种类不变，两个实验均可证明水是由氢元素、氧元素组成，故B正确；C、氢气燃烧生成水，干冷烧杯内壁有水雾出现，故C错误；D、电解水，“正氧负氢”，a管与正极相连，产生的是氧气，能使带火星木条复燃，故D正确。

故选C变式3-2】（2023·广西贵港·统考二模）用如图所示装置进行电解水实验，下列说法错误的是  A．M、N两导管口处收集的气体体积之比约为1:2B．水中可加入少量硫酸钠或氢氧化钠以增强导电性C．将带火星的木条放在M导管口处，木条会复燃D．将N处收集的气体靠近火焰，若发出很小的声音，说明气体不纯【答案】D【详解】A、电解水实验中“正氧负氢，氢二氧一”，M与电源正极相连收集到的气体是氧气，N与电源负极相连收集到的气体是氢气，则M、N两导管口处收集的气体体积之比约为1:2，故选项说。