八年级上册第1章 水和水的溶液第2节 水的组成教学设计

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1．水的电解
(1)定义：水通直流电生成氢气和氧气的过程。
(2)实验装置：简易装置如下图。
注意：①水的电解实验中所用的电是直流电(普通干电池发出的电)，水电解后变成氢气和氧气，有新物质生成，属于化学变化。
②为增强水的导电性，可在水中加入少量稀硫酸或氢氧化钠溶液。
(3)现象及结论：
(4)文字表达式：水eq \(――→,\s\up7(通直流电))氢气＋氧气
水的电解是化学变化。两支玻璃管内液面下降的体积比(即产生的两种气体的体积比)V氧气∶V氢气＝1∶2。
注意：理论上，产生的氢气与氧气的体积比为2∶1，但是由于氧气微溶于水，氢气难溶于水，因此实验中氢气与氧气的体积比常大于2∶1 。
2．水分子的构成
(1)实验证明，物质可以由分子构成，分子由更小的微粒原子构成。
(2)水是由水分子构成的，一个水分子中含有两个氢原子和一个氧原子(或水分子是由氢原子和氧原子构成的)，一个氢分子由两个氢原子构成，一个氧分子由两个氧原子构成。水分子由氢原子和氧原子构成，因此我们可以说水是由氢和氧组成的。
注意：从微观角度来讲，水分子是由氢原子和氧原子构成。从宏观角度来讲，水是由氢和氧组成。
1．电解水的有关问题
(1)电解水通的是直流电。
(2)常在水中加入少量稀硫酸或氢氧化钠溶液，目的是增强水的导电性。
(3)实验中收集的氢气的体积往往大于氧气体积的2倍的原因：a.氧气在水中的溶解能力大于氢气；b.氧气的氧化性强，与电极发生反应。
(4)判断试管中气体是何种气体时，既可根据与试管相连的正负极判断，也可根据试管中气体的多少判断。电解水实验产生氢气的体积大于氧气的体积。即氢气端(负极)液面低，氧气端(正极)液面高。
2．从微观角度分析，水在通电情况下是如何分解产生氢气和氧气的？
水在通电时，水分子会分解为氢原子和氧原子，氢原子和氧原子会重新组合：两个氢原子结合成一个氢分子，大量氢分子聚集成氢气；两个氧原子结合成一个氧分子，大量氧分子聚集成氧气。由此也可以说明在化学反应中分子可以再分，原子不可再分。
3.水的物理性质
【例1】 (温州中考)如图所示，是水分子的分解示意图，有关该图的说法错误的是( )
A.水分子中氢和氧的原子个数比为2：1 B.水在电解过程中产生氢气和氧气
C.水是由氢元素和氧元素组成的 D.水分子是由1个氢分子和1个氧原子构成的
【答案】D
【解析】水在通电条件下，1个水分子首先分解为2个氢原子和1个氧原子，2个氢原子结合为1个氢分子，同样2个氧原子结合为1个氧分子，大量的氢分子聚集成氢气，大量的氧分子聚集成氧气，故A、B、C正确。1个水分子中含有2个氢原子和1个氧原子，故D说法不正确。
【方法归纳】(1)如图所示为水电解的微观描述，水分子通电后变成了氢分子和氧分子，故可以知道水电解产生氢气和氧气。水分子中存在着氢原子和氧原子，故水是由氢和氧组成的。同时，从图中可以看出氢分子和氧分子的个数比约为2∶1，故电解水实验中水位下降较多的一端是氢气，另一端是氧气。
(2)氢气和氧气的检验依据：氢气点燃后产生淡蓝色火焰，氧气能使带火星的木条复燃。
(3)氢气和氧气在水中的溶解能力不同。氢气难溶于水，而氧气不易溶于水，反应前期会有部分氧气溶解在水中，从而导致产生的氢气与氧气的体积比大于2∶1，当水中溶解的氧气达到饱和后，氧气就不再溶于水，故后期产生的氢气与氧气的体积比约为2∶1。
1.电解水的实验中可直接观察到的现象是 (C)
A.水由氢和氧组成
B.有氧气和氧气产生，且二者的体积比约为2：1
C.两电极管中均产生气泡
D.一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成
【答案】C
【解析】水是由氢和氧组成的，是通过电解水的实验得出的结论；有氢气和氧气产生，是通过电解水的实验得出的结论；通电后，在电极上均有气泡产生，此现象能直接观察到；每个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成，是通过电解水的实验得出的结论。
2.能反映水的化学性质的变化是 (C)
A.水蒸发 B.水沸腾
C.水分解 D.水结冰
【答案】C
【解析】水的化学性质必须要通过化学变化才能表现出来，只有C项属于化学变化。
3.如图是水分子的分解示意图.有关该图，下列说法不正确的是 (D)
A.水分子中氢和氧的原子个数比为2：1
B.水在电解过程中产生氢气和氧气
C.水是由氢和氧组成的
D.水分子是由一个氧分子和一个氧分子构成的
【答案】D
【解析】水在通电条件下，一个水分子首先分解为两个氢原子和一个氧原子，两个氢原子再结合为一个氢分子，同样两个氧原子结合为一个氧分子，大量的氢分子聚集成氢气，大量的氧分子聚集成氧气，故A、B、C正确。一个水分子中含有两个氢原子和一个氧原子，故D说法不正确。
4.下列关丁水的组成的叙述正确的是 ( B )
A.水是由氧气和氧气组成的
B.水是由氢和氧组成的
C.水是由氢分子和氧分子组成的
D.水分子是由氧分子和氧分子构成的
【答案】B
【解析】水通电分解生成氢气和氧气，水不是由氢气和氧气简单地混在一起的，A不正确；水是由氢和氧组成的，B正确，C不正确；水是由水分子构成的，氢气是由氫分子构成的，氧气是由氧分子构成的，D不正确。
5.在做电解水的实验时，常在水中加少量硫酸或氧氧化钠，其目的是( A)
A.增强水的导电性
B.增加氧气的生成量
C.增加氢气的生成量
D.以上说法均不正确
【答案】A
【解析】水的导电性能较差，电解时效率较低，加入少量硫酸或氢氧化钠可增强水的导电性。
6.某中学化学课外兴趣小组的同学利用家里的塑料盆、输液瓶、铜导线、废旧电池的碳棒、家用停电宝等做了一个电解水的简易装置。实验后送交一份实验报告给老师，上而写明观察到的现象和结论。其中，不能通过该实验说明的结论是( D )
A.与电源正极相连的输液瓶中的气体能使带火星的木条复燃
B.与电源负极相连的输液瓶中的气体不能使带火星的木条复燃
C.水在通电条件下有新物质生成
D.水只有在通电的情况下才能发生分解
【答案】D
【解析】电解水时，正极产生氧气，氧气能使带火星的木条复燃，所以A说法正确；负极产生氢气，氢气不能使带火星的木条复燃，所以B说法正确；电解水生成氢气和氧气，水、氢气、氧气是不同的物质，所以C说法正确；分解水的方法有很多，如微生物分解法、高温分解法等，所以D说法不正确。
7.理论上，电解水时生成氢气和氧气的体积比是2：1，但实验所得数据氧气和氧气的体积比略大于2：1。针对这一发现，你认为下列做法中不可取的是 ( B )
A.反复实验查找原因
B.实验所得数据与理论值差不多，可以认为实验已经成功
C.大胆提出假设：氧气比氢气易溶于水
D.检查实验装置是否漏气
【答案】B
【解析】实验时要本着科学、严谨的态度，不能抱有随意、差不多都行的态度。
8.如图是水电解过程示意图，下列有关说法正确的是( D )
A. 水电解属于物理变化
B. 水分子是由氢分子和氧分子构成的
C. 水是由原子直接构成的
D. 水分子是由氢原子和氧原子构成的
【答案】D
【解析】水电解属于化学变化，水分子是由氢原子和氧原子构成的，水是由水分子构成的，水分子是由氢原子和氧原子构成的。
9.如图表示电解水的简易装置。请回答下列问题：

(1)与甲试管中的电极相连的是电源 (填“正”或“负”)极；检验甲试管中气体的方法是
。
(2)甲试管和乙试管中的气体的体积比约等于 。
(3)电解水反应的文字表达式为 ，反应类型是 。
(4)该实验能说明的结论是 。
【答案】(1)负 点燃气体，观察是否产片淡蓝色火焰(2)2：1 (3) 分解反应(4) 水是由氢、氧两种元素组成的
【解析】电解水实验中与负极相连的试管内产生氢气，可用点燃的方法检验氢气；与正极相连的试管内产生氧气；氢气与氧气的体积比约为2：1。实验证明水是由氢、氧两种元素组成的。
10.如图是简易电解水装置。
(1)通电一段时间后，A、B两管水位均下降，其中 (填“A”或“B”)管水位下降快，其原因是 。
(2)如果B管产生10毫升气体，理论上A管得到的气体应为 毫升。
(3)检验B管气体 (填序号)。
①带火星的木条 ②点燃的木条
【答案】(1)B 相同时间内，负极产生的气体多(2)5 (3)②
【解析】电解水时，通直流电，与电源的正极相联的产生的是氧气，与电源的负极相联的产生的氢气，氢气与氧气的体积比为2：1．
1.电解水得到ag氢气、bg氧气，如果ag氢气的体积为4L，则bg氧气的体积为 (A)
A.2L B.4L C.8L D.16L
【答案】A
【解析】电解水实验中，产生的氢气和氧气的体积比是2：1。
2.充氧气球时易发生爆炸事故是因为 (B)
A. 氢气很轻
B. 氢气易爆炸
C.氢气能使带火星的木条复燃
D.制氢气球的橡皮易燃烧
【答案】B
【解析】氢气与空气在一定比例下混合，点燃时就会发生爆炸。
3.水是生活中常见的物质，下列对于水的认识正确的是 (B)
A.水由氢原子和氧原子构成
B.水由氧和氧组成
C.水中含有氧分子
D.水中氢、氧的质量比为2：1
【答案】B
【解析】水是由氢和氧组成的。
4.如图所示，在电解水的实验中可以直接观察到的现象是 (D)
A.水由氢、氧组成
B.有氢气和氧气产生，且体积比为2：1
C.每个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成
D.两电极均冒气泡，a管内气体与b管内气体的体积此约为2：1
【答案】D
【解析】A.水由氢、氧两种元素组成，但不是直接观察到的现象；B.不能直接区分氢气和氧气，也就不能确定两者的体积比；C.每个水分子是由两个氫原子和一个氧原子构成的，说法正确但不是直接观察到的现象。
5.区别盛有空气和氧气的两瓶气体的方法是 (C)
A.比较气体的颜色 B.闻气体的气味
C.伸入带火星的木条 D.点燃后看是否能燃烧
【解析】与空气相比，氧气能使带火星的木条复燃。
【答案】C
6.如图是电解水实验的装置图。下列说法错误的是 (C)
A.在水中加如少量氢氧化钠以增加导电性
B.反应一段时间后，a、b玻璃管中产生的气体体积比约为2：1
C.将燃着的木条分别放在两个玻璃管尖嘴口，打开活塞，a管的气体使燃着的木条燃得更旺，b管的气体被点燃
D.由电解水实验得出结论：水是由氢、氧两种元素组成的
【答案】C
【解析】由于氢氧化钠在水中能解离出自由移动的离子，故在水中加入少量氢氧化钠可以增强导电性，故A说法正确；由电解水的实验装置可知，反应一段时间后，a、b玻璃管中产生的气体体积比约为2：1，故B说法正确；a管中的气体是氢气，氢气具有可燃性，b管中的气体是氧气，氧气具有助燃性，故a管中的气体可被点燃，b管中的气体使燃着的木条燃得更旺，故C说法错误；由电解水实验可得出结论：水是由氢、氧两种元素组成的，故D说法正确。故选C。
7.如图是电解水的两种装置，回答下列问题：
(1)装置乙比装置甲有一个明显的优点，这个优点是 。
(2)图中现象表明，实验 (填“未开始”或“已经进行了一段时间”)。
(3)检验C玻璃管内的气体的方法是 。
(4)点燃D玻璃管内的气体前应先 。
(5)装置甲比装置乙有一个明显优点，这个优点是 。
【答案】(1)便于检验两极产生的气体，使实验的现象更明显.
(2)已经进行了一段时间 (3)用带火星的木条检验，若复燃，则为氧气
(4)检验气体的纯度(或验纯) (5)装置简便
【解析】(1)在电解水时，需要检验生成的气体，乙装置在检验产生的气体时更简便、快捷，现象更明显。(2)通过图示可以看出，玻璃管中已收集了部分气体，显然反应已进行了一段时间。(3)C玻璃管内的气体是氧气，应用带火星的木条进行检验。(4)D玻璃管内的气体是氢气，具有可燃性，可燃性的气体在点燃前都要检验其纯度。
8.如图是一个电解水的装置，其中A中产生的是 ，电解水实验证明水是由 组成的。
【答案】氢气 氢元素 氧元素
【解析】电解水时产生的氢气和氧气的体积比约为2：1，故A中产生的气体是氢气；水电解后产生氢气和氧气，说明水是由氢元素和氧元素组成的。
9.如图所示，图甲是水电解实验装置，图乙是老师针对图甲实验设计的创新装置。
图乙的创新实验操作步骤如下：先将装置固定在铁架台上，向其中注入250 g的氢氧化钠溶液做电解液，用注射器将电解液注满移液管并倒立在装置的两极，连接好导线，开启直流电源，约4 min，产生一定量的气体时，关闭电源，随即检验两极产生的气体。请你结合图示和操作步骤，回答问题。
(1)图乙中与电源正极相连接的移液管中收集到的气体是 ，检验此气体的方法是 。
(2)你认为图乙的创新实验相对图甲来说，所具备的优点组合是____(填字母)。
①实验时，手不用直接接触有腐蚀性的电解液
②使用注射针头作电极，两极距离近，反应快
③两极气体的检验非常方便
④所用实验器材都是用生活中常见的物品改制而成的
A．①②③ B．①③④ C．②③④ D．①②③④
【答案】(1) 氧气 将带火星的木条移到与电源正极相连的移液管的尖嘴口上方，将气体放出，木条复燃，证明是氧气 (2)B
【解析】(1)图2中与电源正极相连接的移液管中收集到的气体是氧气，检验此气体的方法是：用带火星的木条移到与电源正极相连接的移液管的尖嘴口上方，木条复燃，证明是氧气．
(2)①实验时，手不用直接接触有腐蚀性的电解液，该选项说法正确；②使用注射针头作电极，反应速率与两极距离远近无关，与电压和氢氧化钠溶液的浓度有关，该选项说法不正确；③非常方便两极气体的检验，该选项说法正确；④所用实验器材都是用家里常见的物品改制而成，该选项说法正确．
电极
气体的量
检验方法及现象
结论
正极
气体体积是负极的1/2
将带火星的木条伸入，木条复燃
正极产生的气体是氧气
负极
气体体积是正极的2倍
气体能在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰
负极产生的气体是氢气
颜色
无色
气味
无味
状态
常温、常压下呈液态
沸点
标准大气压下为100 ℃
凝固点
标准大气压下为0 ℃
水的异常现象
4 ℃时密度最大， 0～4 ℃时，水热缩冷胀。结冰后体积膨胀，冰浮在水面上