水是由哪些元素組成的？
水分子是由哪些原子構(gòu)成的？
怎樣研究水的組成和構(gòu)成呢？
氫是宇宙間含量最豐富的元素。氫氣在氧氣中容易燃燒，釋放出熱量并生成水。由于氫氧結(jié)合不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳、二氧化硫、煙塵等普通化石燃料所產(chǎn)生的污染物，故氫氣被視為未來(lái)的理想清潔能源。
1、氫氣的物理性質(zhì) 氫氣是一種無(wú)色、無(wú)臭、難溶于水的氣體，密度比空氣小。 【思考】實(shí)驗(yàn)室如何收集一瓶氫氣？ 由于氫氣難溶于水，可用排水法收集； 由于氫氣的密度比空氣小，可用向下排空氣法收集。
2、氫氣的燃燒實(shí)驗(yàn)
（1）實(shí)驗(yàn)儀器、藥品：尖嘴導(dǎo)管、小燒杯、酒精燈、氫氣、火柴。 （2）實(shí)驗(yàn)操作：在尖嘴導(dǎo)管口點(diǎn)燃?xì)錃?，在火焰上方罩一個(gè)冷而干燥的小燒杯。 （3）現(xiàn)象：純凈的氫氣在空氣中安靜地燃燒，產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，燒杯內(nèi)壁上有水珠，觸摸燒杯感到發(fā)燙。
（4）結(jié)論：氫氣和空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)生成了水，并放出熱量。
（6）注意：使用氫氣過(guò)程中要注意安全，點(diǎn)燃?xì)錃馇耙獧z查氫氣的純度，否則會(huì)有爆炸的危險(xiǎn)。
（5）原理（反應(yīng)的文字表達(dá)式）：
檢驗(yàn)氫氣純度的方法：收集一小試管的氫氣，用大拇指堵住試管口，口朝下接近酒精燈，松開(kāi)大拇指，迅速將試管口湊到火焰上。若聽(tīng)到尖銳的爆鳴聲，說(shuō)明氫氣不純；聽(tīng)到輕微的“噗”的聲響，說(shuō)明氫氣純凈。
（1）優(yōu)點(diǎn)：①熱值高；②用水作原料，來(lái)源廣；③燃燒后只生成水，無(wú)污染。（2）現(xiàn)在未能普及使用的原因是：①儲(chǔ)存、運(yùn)輸過(guò)程中的安全問(wèn)題；②廉價(jià)制取技術(shù)有待進(jìn)一步研究。
1、通電后直流電源的兩個(gè)電極上都產(chǎn)生氣泡；2、電源正極相連的玻璃管內(nèi)氣體與負(fù)極相連的玻璃管內(nèi)氣體的體積比大約是1：2；3、體積較小的氣體能使帶火星的木條復(fù)燃；4、體積較大的氣體能被點(diǎn)燃，并產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰。
體積較小的氣體能使帶火星的木條復(fù)燃，這種氣體是氧氣；體積較大的氣體能被點(diǎn)燃，并產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，這種氣體是氫氣。
電源正極生成氧氣，電源負(fù)極生成氫氣，氧氣和氫氣的體積比為1：2。
簡(jiǎn)記為：正氧負(fù)氫、一氧二氫
（1）由于純水導(dǎo)電能力很弱，為了增強(qiáng)水的導(dǎo)電性，加快電解水的速率，常在水中加入少量的硫酸鈉溶液或氫氧化鈉溶液。
（2）誤差分析：理論上正負(fù)兩極產(chǎn)生的氣體體積比是1：2，而實(shí)驗(yàn)中一般小于1：2，原因是： ①氧氣在水中的溶解度比氫氣略大； ②氧氣有時(shí)會(huì)與電極反應(yīng)，消耗掉一部分。
【獲得結(jié)論】 在化學(xué)反應(yīng)中，分子分成原子，原子不能再分，只能重新組合成新物質(zhì)的分子。 在這個(gè)變化中原子的種類(lèi)、數(shù)目都沒(méi)有變化。 因此水是由氫元素和氧元素組成的。
三、物質(zhì)的分類(lèi)1、單質(zhì)和化合物
鐵是由 組成的
銅是由 組成的
液態(tài)氧是由 組成的
液態(tài)氧、鐵、銅都是由_______元素組成的________，屬于_______。
水是由 和 組成的
硫酸銅是由 、 和 組成的
水、硫酸銅都是由_________元素組成的________，屬于_______。
【思考】右圖所示容器中的物質(zhì)屬于單質(zhì)嗎？
該容器中含有氧氣分子和臭氧分子，也就是說(shuō)存在兩種物質(zhì)，因此不是單質(zhì)，應(yīng)屬于混合物。
【辨析】單質(zhì)是由一種元素組成的物質(zhì)， 則由一種元素組成的物質(zhì)一定是單質(zhì) 。
一種元素可以組成多種不同的單質(zhì)，如氧元素可以組成氧氣和臭氧，氧氣、臭氧均屬于氧元素組成的單質(zhì)，當(dāng)把氧氣和臭氧混合，仍是由氧一種元素組成的，卻屬于混合物，而不是單質(zhì)。
（1）氧化物的概念：由兩種元素組成，其中一種是氧元素的化合物。
氧化鎂（MgO）、二氧化碳（CO2）、二氧化硫（SO2）、四氧化三鐵（Fe3O4）、五氧化二磷（P2O5）均屬于氧化物。
氧化物是化合物的一類(lèi)，概念中包含兩個(gè)要點(diǎn)： ①由兩種元素組成； ②其中一種元素是氧元素。
【練習(xí)】請(qǐng)對(duì)下列物質(zhì)進(jìn)行分類(lèi)。A.氧氣（O2）；B.氮?dú)夂脱鯕獾幕旌蠚猓籆.氧化鈣（CaO）；D.氯酸鉀（KClO3）；E.三氧化二鐵（Fe2O3）；F.氯化鈉（NaCl）；G.硫酸（H2SO4）；H.水（H2O）屬于化合物的是________________________；屬于含氧化合物的是___________________；屬于氧化物的是______________。
C、D、E、F、G、H
【思考】化合物、含氧化合物、氧化物三個(gè)概念的關(guān)系是什么？
1、水是由氫元素和氧元素組成的。 2、單質(zhì)是由同種元素組成的純凈物。 3、化合物是由不同種元素組成的純凈物。 4、由兩種元素組成的化合物中，其中一種元素是氧元素的叫作氧化物。
1、關(guān)于電解水實(shí)驗(yàn)的敘述錯(cuò)誤的是（　　） A、試管a中的氣體是H2 B、試管b中的氣體能使帶火星的木條復(fù)燃C、產(chǎn)生的H2和O2的質(zhì)量比為2：1 D、電解水屬于分解反應(yīng)
【方法點(diǎn)撥】巧記：”正氧負(fù)氫、一氧二氫”。 【解析】電解水實(shí)驗(yàn)中，正極產(chǎn)生氧氣，負(fù)極產(chǎn)生氫氣，如圖所示，試管a中的氣體是H2，試管b中的氣體是O2，故A正確；試管b中的氣體是O2，能使帶火星的木條復(fù)燃，故B正確；產(chǎn)生的H2和O2的體積比為2：1，質(zhì)量比為1：8，故C不正確；電解水生成氫氣和氧氣，屬于“一變多”的反應(yīng)，屬于分解反應(yīng)，故D正確。
2、如圖，科學(xué)家提出一種最經(jīng)濟(jì)、最理想的獲得氫能源的循環(huán)體系。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（　　）
【方法點(diǎn)撥】氫能源具有來(lái)源廣、放熱多、燃燒產(chǎn)物為水無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)。 【解析】該循環(huán)體系中水通過(guò)光分解催化劑和光照的條件分解成氫氣和氧氣，氫氣和氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)又生成水同時(shí)轉(zhuǎn)化成電能?，F(xiàn)在氫能源作為人類(lèi)理想中的能源，大量使用還需解決合適的光照條件下分解水的催化劑、運(yùn)輸和儲(chǔ)存問(wèn)題。A選項(xiàng)中反應(yīng)條件錯(cuò)誤，故A錯(cuò)誤。
A、在此循環(huán)中發(fā)生了反應(yīng)：水 氫氣+氧氣 B、燃料電池能夠使化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為電能 C、該氫能源的循環(huán)體系能夠?qū)崿F(xiàn)太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能 D、目前化學(xué)家急需解決的問(wèn)題是尋找合適的光照條件下分解水的催化劑
3、下列各物質(zhì)按照單質(zhì)、氧化物、混合物的順序排列的是（　　）A、冰、干冰、食醋 B、氮?dú)?、氧氣、空氣C、水銀、水、大理石 D、金剛石、高錳酸鉀、食鹽水
【方法點(diǎn)撥】單質(zhì)是由一種元素組成的純凈物；氧化物是由兩種元素組成，其中一種是氧元素的化合物；混合物是由兩種或兩種以上物質(zhì)組成的。 【解析】A、冰（H2O）是由氫、氧兩種元素組成的，屬于氧化物，故A錯(cuò)誤；B、氧氣是由氧元素組成的單質(zhì)，故B錯(cuò)誤；C、水銀（Hg）是由汞元素組成的單質(zhì)，水是由氫、氧兩元素組成的氧化物，大理石是由碳酸鈣以及其他雜質(zhì)組成的混合物，故C正確；D、高錳酸鉀是含氧元素的化合物，由三種元素組成，不是氧化物，故D錯(cuò)誤。

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課題2 水的組成

版本： 人教版（2024）

年級(jí)： 九年級(jí)上冊(cè)（2024）

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