【寒假衔接讲义】人教版 初中化学 九年级上册 知识讲义 4.2 水的组成（原卷版+解析版）

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01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养

一、氢气的性质
1.氢气物理性质：氢气是无色、无味的气体， 于水，密度 。（可用 、
收集）
2.氢气的化学性质：可燃性
【易错提醒】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 。
二、探究水的组成及变化
1．实验装置：水电解器。
2．电源种类：直流电。
3．加入少量硫酸或氢氧化钠的目的： 。
4．实验过程
（1）在电解器玻璃管里加满水，接通直流电源，观察并记录电极附近和玻璃管内发生的现象。
【易错提醒】
开始实验时，体积比常小于1:2，原因是：
= 1 \* GB3 ①氧气比氢气更易溶于水，一部分氧气溶解在水中；
= 2 \* GB3 ②氧气的化学性质较活泼，可能与电极反应消耗一部分。实验一段时间后，两者的体积比接近1:2。
（2）切断电源，用 分别在两个玻璃管尖嘴口检验电解反应中产生的气体，观察并记录现象。
【易错提醒】气体判断方法：“正氧负氢，氢二氧一”，谐音记忆为“争养父亲，氢二氧一”
5．文字表达式：
符号表达式：
6．分析与结论：
（1）水在通电后，发生了 反应，生成了 和 ，且体积比约为 。
（2）水是由 组成的；
7．从微观角度分析水的电解：

（1）水通电分解的微观解释：当水分子分解时，生成了 和 ，2个氢原子结合成1个 ，很多 聚集成氢气；2个氧原子结合成1个 ，很多 聚集成氧气。
（2）元素种类分析：化学反应前后原子种类 ，故元素的种类 。
（3）化学变化中，分子可分，原子不可分。化学变化的实质是 。
（4）根据精确的实验测定，每个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的，因此水可以表示为 。
三、物质的简单分类
单质：由 元素组成的 。（分子中只有一种原子）
化合物：由 元素组成的 。（分子中有几种原子）
氧化物：由 元素组成，且 的化合物。
物质的简单分类：
【易错提醒】
（1）单质、化合物前提必须是 。
（2）同种元素组成的物质可能是 ，也可能是 ，如氧气和臭氧的混合物
（3）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；
（4）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。即：含氧化合物包含氧化物。如高锰酸钾KMnO4、氯酸钾KClO3、硫酸铜CuSO4等是含氧化合物，但不是氧化物。
5．物质的分类依据
（1）纯净物和混合物分类依据： 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）
（2）单质和化合物分类依据： 中 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。
（3）氧化物和含氧化合物分类依据：化合物中元素种类是否为 ，且其中一种是 。
【名师点拨】
（1）单质的名称中一般只含有一种元素的名称。如：铜、铁、硫、磷、氦气、氮气等
化合物的名称中大多含两种元素名称。如：二氧化硫、二氧化锰、氯化钾
（2）化合物的名称中很多会出现两种元素的名称。如：二氧化碳是化合物，其名称中有“氧”“碳”两种元素的名称。
（3）名称中出现“化”“酸”等字眼的一般也是化合物。如二氧化碳、五氧化二磷、氯酸钾、高锰酸钾等都是 ，而不是 。
6．各类物质之间的关系：
如图，A为单质、B为化合物、C为氧化物。
（1）属于并列关系有：混合物与纯净物、 与 ；
（2）属于包含关系有：纯净物与 、纯净物与 、 与 。
1．判断题
（1）氢气是密度最小的物质。( )
（2）对水通直流电,生成了氢气和氧气,因此,水是由氢气和氧气组成的。( )
（3）用向下排空气法收集氢气,验纯时没听到声音,说明氢气很纯。( )
（4）氢气具有可燃性,火焰呈蓝色。( )
（5）做氢气可燃性实验时，先检验氢气的纯度，后点燃( )
（6）氢气在空气中燃烧：产生明亮的蓝色火焰，放热。( )
（7）氢气在氧气中燃烧生成水的实验可证明水是由氢元素和氧元素组成的( )
（8）只有电解水实验才能证明水的组成。( )
（9）电解水生成的两种气体分别具有可燃性和助燃性。( )
（10）电解水时，水中可加入少量硫酸钠或氢氧化钠以增强导电性，通过电解水实验可知：水由氢、氧元素组成，由氢、氧原子构成。( )
（11）通过水电解实验可以证明分子可分( )
（12）电解水反应前后，原子种类和数目没有发生改变( )
（13）电解水实验负极得到的气体具有可燃性( )
（14）电解水正极产生的气体，点燃产生淡蓝色火焰( )
（15）电解水时负极连接的电极和正极连接的电极生成气体的体积比为1：2( )
（16）电解水实验，变化中的最小粒子为氢分子和氧分子( )
（17）电解水实验说明水是由氢分子、氧原子构成。( )
（18）水是由氢元素和氧元素组成的单质( )
（19）化合物都是由不同种元素组成的，所以不同种元素组成的物质一定是化合物。( )
（20）由同种元素组成的纯净物是单质，则单质只含有一种元素。( )
（21）氧化物中含有氧元素，但是含有氧元素的化合物不一定是氧化物( )
（22）单质一定只含一种元素，只含一种元素的物质一定是单质。( )
2．纯净的氢气在空气中燃烧时，产生 色火焰，说明氢气具有的化学性质是 。罩在火焰上方干冷的烧杯壁上有 ；反应的符号表达式为 ，反应类型是 。 注意：点燃氢气前，一定要先 。氢气作为理想燃料最大的优点是 。
3．某班同学在实验室完成了氢气在空气中燃烧的实验，以验证水的组成。
(1)点燃氢气前必须检验氢气纯度，如上图1所示，如果发生 声，表明氢气不纯净，发出 声音，表示氢气较纯净。混有空气的氢气，点燃容易发生 。
(2)图2所示实验：
①可以观察到，导管口处氢气安静燃烧产生 色火焰。此过程中， 能转变成了 。
②该反应的文字表达式为 ，反应基本类型是 。
4．水是最常见的物质之一，如图是电解水实验的示意图：
(1)写出该反应的文字表达式 。
(2)检验试管b中气体的方法 。
(3)下列关于电解水的说法中不正确的是 。
A．水分子发生了改变B．氢原子和氧原子没有发生变化
C．水是由氢元素和氧元素组成D．水分子是化学变化中最小的微粒
(4)已知相同条件下氧气在水中的溶解能力大于氢气，则在实验中试管a、b收集到的气体体积比 2：1（填“大于”、“小于”或“等于”）。
5．分类是学习化学的方法之一，将以下物质进行分类，用正确的序号填空：
①食盐水；②水银 ③冰水混合物 ④液氧 ⑤澄清石灰水 ⑥五氧化二磷 ⑦洁净的空气 ⑧高锰酸钾 ⑨二氧化锰。
(1)属于混合物的是 。
(2)属于化合物的是 。
(3)属于单质的是 。
(4)属于氧化物的是 。
►问题一 氢气的性质
【典例1】下列有关氢气的说法不正确的是
A．氢气在空气中燃烧只生成水
B．氢气在空气中燃烧产生淡蓝色火焰
C．氢气是无色、无臭、难溶于水的气体
D．点燃氢气，发出尖锐的爆鸣声，说明氢气较纯
【解题必备】
1．氢气是无色无味的气体、密度比空气小，难溶于水。
2．纯净的氢气在空气中安静地燃烧，产生淡蓝色火焰，放热，在火焰上方罩干冷的烧杯，内壁有水雾，说明氢气燃烧生成水。该实验能证明水是由氢元素和氧元素组成的。
3．不纯的氢气点燃会发生爆炸，故点燃氢气前一定要验纯。其他可燃性气体点燃前也要验纯。
【变式1-1】检验H2的纯度，当听到有爆鸣声，下列操作正确的是
A．用拇指堵住试管一会儿再收集
B．可以做有关氢气的性质实验
C．用原试管继续收集
D．直接用于实验
【变式1-2】某同学进行水的组成及变化的探究，其中操作错误的是
A．AB．BC．CD．D
►问题二 水的电解
【典例2】如图是通电一段时间后电解水的装置示意图。下列说法错误的是（ ）。
A．产生的气体a能使带火星的木条复燃
B．产生气体b的一端电极与电源正极相连
C．水中加入少量Na2SO4可以增强其导电性
D．该实验证明水是由氢、氧两种元素组成的
【解题必备】
1．电解水实验中，向水中加的少量硫酸钠或氢氧化钠（或其他某些物质）目的都是增强水的导电性。
2．电解水产物及体积比：正氧负氢，氢二氧一。
3．检验产物方法：燃着的木条置于玻璃管尖嘴处（正极也可以用带火星的木条）。
4．根据电解水实验得出的直接结论是：水是由氢元素和氧元素组成的。水的化学式是推算出来的，不是实验直接得出的。
【变式2-1】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1:2
B．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
【变式2-2】认真细致地观察和分析实验，有助于获得化学知识并学会科学探究的方法。下列关于如图实验的说法不正确的是

A．点燃氢气前要检验纯度
B．b玻璃管中产生的气体能使带火星的木条复燃
C．通电一段时间后两玻璃管内液面有不同程度的下降，说明两端生成的气体体积不同
D．两个实验都可以证明水由氢、氧元素组成
►问题三 物质的分类
【典例3】下列各组物质按单质、氧化物、混合物的顺序排列的是
A．稀有气体、氧化镁、氢气B．氮气、冰水混合物、牛奶
C．空气、臭氧、果汁D．镁、铁锈、氯化钠
【解题必备】
1.单质的名称中一般只含有一种元素的名称，化合物的名称中大多含两种元素名称，故“某化某”、“几某化几某”、“某酸某”等都是化合物；
2.单质和化合物的前提必须是纯净物；故同种元素组成的物质可能是单质，也可能是混合物；
3.在微观示意图中，一种小球代表一种原子，单个小球表示的物质由原子直接构成，连在一起的小球表示该物质由分子构成，分子之间有间隔，故分子不连在一起。再根据分子种类以及分子中原子种类来判断物质所属类别。
【变式3-1】下图中不同小球代表不同原子，其中能表示化合物的是（ ）。
A． B．
C． D．
【变式3-2】下列医药用品中属于单质的是
A．高锰酸钾B．二氧化氯C．84消毒液D．液氧
1．下列关于氢气的说法错误的是（ ）。
A．在标准状况下，氢气的密度比空气小 B．氢气在空气中燃烧时，产生淡蓝色火焰
C．氢气难溶于水 D．点燃氢气时一定会发生爆炸
2．化学是一门以实验为基础的学科，下列实验操作中，正确的是
A．鼻子闻B．嘴巴吹
C．耳朵听D．眼睛看
3．用电解水实验探究水的元素组成，下列说法不正确的是（ ）。
A．a管和b管中气体体积比约为2：1
B．b管中的气体能使燃着的木条烧得更旺
C．该探究说明水中含有氢分子和氧分子
D．该探究的依据是化学变化前后元素种类不变
4．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
5．如图是电解水的装置示意图，下列说法不正确的是
A．b端是电源的正极
B．c试管收集的气体有可燃性
C．电解水时，在水中加入少量氢氧化钠可以增强水的导电性
D．试管c中收集的气体与试管d中收集的气体的质量比约为
6．下图为水电解的实验装置图和微观示意图，下列叙述正确的是
A．图1中a处的气体可以使带火星的木条复燃
B．图1中水电解的反应类型是复分解反应
C．图1中a与b的分子个数比为2∶1，质量比为1∶8
D．图2中水分解的微观顺序是acb
7．分类是学习和研究化学物质的重要方法，下列物质属于单质的是（ ）。
A．空气B．水蒸气C．氧气D．天然气
8．金刚石、硅、氧气为同一类物质，下列物质中与它们同一类的有
A．水B．氢气C．二氧化碳D．空气
9．分类法是研究化学的方法之一.下列选项中，“O”“●”分别表示不同的原子，其中表示化合物的是
A． B．
C． D．
10．分类是研究物质的常用方法。如图是纯净物、化合物、氧化物之间关系的形象表示，下列物质属于c范围的是
A．干冰B．水银C．金刚石D．食盐水
11．分类是学习化学的方法之一，将以下物质进行分类，用正确的序号填空：
①食盐水 ②水银 ③冰水混合物 ④液氧 ⑤澄清石灰水 ⑥五氧化二磷 ⑦洁净的空气 ⑧高锰酸钾 ⑨二氧化锰。
(1)属于混合物的是 。
(2)属于化合物的是 。
(3)属于单质的是 。
(4)属于氧化物的是 。
12．我们用“电解水”和“氢气在氧气中燃烧”两个探究实验来证明水的组成。
(1)如图1的实验装置，小明同学对水通直流电分解进行了实验探究通电一段时间后，在两个试管中分别收集到两种气体。请回答：
①气体a为______，产生a气体的电极连接电源的______极。
②电解水的微观示意图如图2，请在方框中补全相应微粒的图示______。
③如何检验左侧试管中的气体：______。
④从图中可知a气体的一点物理性质是______。
(2)小红同学对纯净的氢气在空气中燃烧进行了实验探究，请你帮她完成下表：
(3)以氢燃料电池为动力的客车运行过程中，不排放任何有害气体，称为“零排放”汽车。其原因是______（填数字序号）。
①氢气比空气轻 ②氢气有广泛的来源 ③氢气燃烧时放热多 ④氢气燃烧只生成水
1．2024年4月25日，神州十八号载人飞船顺利发射升空。已知我国某型号运载火箭使用了液氢和液氧作为推进剂，下列说法有误的是
A．液氧和液氢均为无色液体
B．氢气是一种高能燃料，液氧是一种重要的助燃剂
C．氢气燃烧放出大量的热，产物无污染
D．氢气在氧气中燃烧比空气中更剧烈是因为氢气在氧气中接触到氧分子的机率更大
2．电解水，反应一段时间后，用燃着的木条检验生成的气体，记录的现象如下表。相关说法错误的是

A．通电前应将玻璃管内空气排尽B．两电极产生气泡的速率不相同
C．正极气体为氧气，负极气体为氢气D．结合气体密度可计算水中氢、氧原子个数比
3．如图是电解水实验的改进装置。反应前注射器活塞均在0刻度处，下列说法不正确的是
A．该实验说明水分子可以再分
B．注射器Ⅰ中气体可以使燃着木条燃烧的更旺
C．实验中减少的水的体积等于生成的气体的体积
D．一段时间后，注射器Ⅰ活塞移动至4mL刻度处，则理论上注射器Ⅱ活塞应移动至8mL刻度处
4．电解水实验中产生气体的体积与时间的关系如图所示。分析正确的是

A．与电源负极相连的电极上产生气体N
B．通电后气体产生的速率相同
C．气体M、N 的质量比为1：2
D．检验M、N 气体可证明水的组成
5．兴趣小组用如图装置研究铁与水蒸气的反应。加热一段时间后，用火柴点燃肥皂液中鼓起的气泡，听到爆鸣声，观察到淡蓝色的火焰。下列说法不正确的是
A．铁与水蒸气反应产生的气体可能为氢气
B．实验开始时，先加热试管的湿棉花处，一段时间后再加热铁粉处
C．实验结束时，先熄灭全部酒精灯，再将导气管移出肥皂液
D．湿棉花中的水受热变为水蒸气的过程中，水分子的间隔变大了
6．同学们在完成“电解水实验”时，发现该反应速率较慢，且产物氢气与氧气的体积比很难达到理论值。为探究电解水时所需NaOH溶液的最佳浓度，在图1所示装置中分别注入质量分数为10%、12%、14%、16%、18%、20%的NaOH溶液，在9V电压下电解3min，产生氢气和氧气的体积如图2所示。下列说法不正确的是
A．管a应与电源的负极相连
B．管b中产生的气体不可做燃料
C．电解质量分数为20%的NaOH溶液所产生的氢气、氧气体积比最接近理论值
D．该实验能推出的结论是水由氢元素与氧元素组成
7．下列物质中，属于单质的是（ ）。
A．NOB．KOHC．Cl2D．H2SO4
8．建立分类观是学习化学的一种方法，下列物质中属于化合物的是
A．镁B．五氧化二磷C．矿泉水D．空气
9．“”和“”表示两种原子，表示单质的微粒模型是
A． B．C．D．
10．下列推理正确的是
A．单质中只含一种元素，因此只含有一种元素的物质一定是单质
B．由两种或两种以上元素组成的纯净物为化合物，则化合物中一定含有不同种元素
C．混合物中含有多种物质，因此混合物中一定含不同种元素
D．氧化物中一定含氧元素，则含氧元素的化合物一定是氧化物
11．下列容器中所盛物质属于单质的是_____，属于化合物的是_____，属于混合物的是_____，属于氧化物的是_____，属于溶液的是_____(填字母)。
12．人类的日常生活和工农业生产离不开水。为探究水的组成及变化，某小组同学设计下图装置进行电解水实验，先在电解器玻璃管里加满水（含少量），再接通直流电源。
已知：水中加入的只起增强导电性作用，本身不参与反应。回答下列问题：
(1)图一中甲、乙两支玻璃管中生成气体的体积比约为 。
(2)切断电源后，用燃着的木条在乙玻璃管尖嘴口检验产生的气体，观察到的现象是 。
(3)电解纯水速率较慢，为探究不同电压和不同浓度溶液对电解水速率的影响，小组同学进行多次实验，测得产生氢气所需时间如图二：
①电解溶质质量分数为的溶液时，改变电压对电解水速率的影响是 。
②上述实验中，电解水速率最快的条件是 。
13．水是生命之源，是“永远值得探究的物质”，人类从未停止过对水的研究。
【提出问题】水是由什么组成的？
【查阅资料】通过点燃氢气和电解水的实验方法均可证明水的组成。
【经典回顾】
（1）1783年，拉瓦锡利用如图1所示装置探究水的组成。
往A杯中滴加少量的水，水通过灼热的铁管时发生汽化，水蒸气与灼热的铁反应，生成一种黑色固体四氧化三铁和“可燃空气”，将气体通过放在冷水中的铜管，在B装置中收集到纯净的“可燃空气”。最终拉瓦锡证明了水的组成。
①将气体通过放在冷水中的铜管，目的是除去 。
②将B装置收集到的“可燃空气”在氧气中点燃，生成了水。“可燃空气”是一种气体单质，其名称为氢气。写出水蒸气与灼热的铁反应的文字表达式 。
（2）1800年，英国化学家尼科尔森通过电解水得到氢气和氧气，后人不断研究和改进该实验。现有某兴趣小组的同学设计了如图2所示实验来探究水的组成。
【实验步骤】
①先用大注射器抽取一定量的硫酸钠溶液，从A中的圆孔注入；
②用两个橡胶帽塞住右边两个出气口，用带针头的小注射器分别在出气口1和2处抽气，液面上升，直至水充满正负两极；
③接通电源，待C中气体体积达到最大刻度时，关闭电源，仔细观察实验装置中的现象；
④分别用带针头的注射器抽取气体并检验。
【交流与反思】
Ⅰ步骤①，在水中加入硫酸钠溶液的作用是 。
II步骤②的目的是 。
III步骤③中的现象：两极上均有气泡出现，B、C两电极上产生的气体体积比约为 ，并且A中液面 （填“上升”或“下降”）。
IV步骤④中检验C中气体的方法是 。
【总结交流】
以上实验都可以得出结论：水是由氢元素和氧元素组成的。1.通过实验认识水的组成。
2.知道单质、化合物的区别及氧化物的含义。
3.了解并体验人类认识水的组成的过程和方法。
重点:
1.通过电解水的实验认识水的组成；
2.准确区分单质、化合物和氧化物。
难点:
从元素的角度认识物质组成及对物质进行分类。
实验操作
实验现象
结论
图示
纯净的氢气安静地燃烧
点燃氢气，在火焰上方罩一个 的小烧杯
产生 色火焰，放热；
氢气具有
烧杯内壁有 产生
氢气燃烧生成水
检验氢气的纯度
用拇指堵住集满氢气的试管口，靠近火焰，移开拇指点火

气体不纯

气体较纯
表达式
文字表达式： ；
符号表达式：
意义
氢气燃烧生成水的实验说明水是由 元素和 元素组成的。
现象
与电源正极相连
与电源负极相连
电极附近
玻璃管内
电极附近
玻璃管内




比较两个玻璃管内现象的差异
一段时间后，
实验内容
检验与电源正极相连的玻璃管内的气体
检验与电源负极相连的玻璃管内的气体
现象


解释


A． 检验氧气
B． 氢气验纯
C． 点燃氢气
D． 熄灭酒精灯
实验步骤
实验现象
实验结论
如图检验氢气的纯度。
①听到______。
说明氢气已纯净。
点燃纯净的氢气。
②发出______火焰。
在火焰上方罩一个干而冷的烧杯
烧杯内壁有水雾出现
说明有水生成。
用手轻轻触摸烧杯。
③______
说明反应中伴随能量变化。
两电极
正极端的玻璃管
负极端的玻璃管
现象
有气泡
体积为，木条燃得更旺
体积为，气体燃烧