類型一 驗證水的組成的方法
1.(2023山東淄博博山期中)關于如圖所示的電解水實驗,下列說法不正確的是( )
A.試管1中的氣體能燃燒
B.試管2連接電池的正極
C.試管1和試管2中的氣體的體積比為2∶1
D.實驗證明水是由氫氣和氧氣組成的
2.如圖所示,圖1是電解水的裝置,圖2是甲、乙試管中收集到的氣體體積與時間的關系圖。若甲試管中生成氣體N,下列說法不正確的是( )
圖1 圖2
A.a應接電源正極
B.氣體M能使帶火星的木條復燃
C.實驗時水中加入氫氧化鈉的目的是增強水的導電性
D.反應至8 s時產生的H2和O2的體積比是2∶1
3.(2023山東東營期中)觀察以下兩幅圖片,回答以下問題:
(1)電解水時,有氫氣生成的電極接電源的 (填“正”或“負”)極;要驗證試管2中產生的氣體可用 檢驗。
(2)待電解水的實驗結束時,理論上試管1生成的氣體與試管2生成的氣體的體積比為 ;某同學用碳棒作電極進行電解水實驗,得到的試管1與試管2生成氣體的體積比大于理論值,對產生此現象原因的猜想不合理的是 (填字母)。
A.部分氧氣溶于水
B.部分氧氣與碳棒反應
C.部分氧氣被碳棒吸附
D.部分氧氣與氫氣反應重新生成了水
(3)請寫出裝置B中發(fā)生反應的文字表達式: ;從能量轉化角度分析,電解水時 能量(填“吸收”或“放出”)。
(4)從宏觀的角度來看,加熱水和電解水的本質區(qū)別是 。
4.【學科素養(yǎng)·科學探究與實踐】
(2022山東新泰期末節(jié)選)某化學興趣小組在實驗室里用如圖所示的電解器進行水的探究。(電解器的氣密性良好)
【提出問題】為什么水分子中氫、氧原子個數比為2∶1?
【探究課題】假設水的化學式為HxOy,測定x∶y的值。
【實驗探究】
(1)電解水11 min后趕出水中溶解的氣體,同時測定實驗過程中a、b管中氣體在標準狀況下的體積,相關數據記錄在表中:
(2)確定b管中氣體成分。實驗如下:
【實驗分析】
(3)寫出電解水時反應的符號表達式: 。
(4)分析上表中的數據可知:電解開始階段a管收集到的氣體與b管收集到的氣體的體積比明顯偏大,可能的原因是 。
【探究結論】查閱資料可知:在標準狀況下,氫氣的密度是0.089 g/L,氧氣的密度是1.429 g/L。利用有關數據及假設的水的化學式,列出x與y的關系式:x16y=0.1 L×0.089 g/L0.05 L×1.429 g/L,求解可得出x∶y的值約為2∶1。
類型二 從微觀視角認識物理變化與化學變化
5.氫氣在氧氣中燃燒生成水,下列說法錯誤的是( )
A.該反應中,原子種類沒有發(fā)生改變
B.氫氣、氧氣和水都是由原子構成的
C.該反應中,分子種類發(fā)生了改變
D.該反應能說明水是由氫元素和氧元素組成的
6.【跨學科·物理】提起壓在容器中水面上方的活塞,容器中的水發(fā)生汽化,如圖所示。下列選項中,最能表示水汽化后相同空間內粒子分布的是( )
A B C D
7.“宏觀—微觀—符號”是化學學科特有的思維方式。如圖是水通電反應進行一段時間后的狀態(tài)。水通電分解實驗前后,沒有發(fā)生變化的是( )
A.分子種類 B.原子種類
C.水分子的能量 D.水分子的數目
8.【新獨家原創(chuàng)】化學變化的本質是原子的重新組合,并且在該過程中伴隨著能量的變化。如圖是水電解過程示意圖。
(1)從能量轉化角度分析,該反應是將 能轉化為 能;此反應的文字表達式為 ;此反應屬于 反應(填基本反應類型)。
(2)下列說法正確的是 (填字母)。
A.在化學變化中,分子可以再分,原子不能再分
B.水是由氫氣和氧氣組成的
C.分子是構成物質的一種基本微粒
D.生成氧氣中的氧分子與空氣中的氧分子相同
答案全解全析
1.D 水是由氫元素和氧元素組成的純凈物。
2.B 相同時間內,產生氣體N的體積較小,則氣體N是氧氣,a連接的是電源正極,A正確;氣體M為氫氣,氫氣具有可燃性,不具有助燃性,不能使帶火星的木條復燃,B錯誤;實驗時水中加入氫氧化鈉的目的是增強水的導電性,C正確;反應至8 s時產生的氫氣和氧氣的體積比是10 mL∶5 mL=2∶1,D正確。
3.(1)負 帶火星的木條 (2)2∶1 D
(3)水 氫氣+氧氣 吸收 (4)是否有新物質生成
解析 (1)根據“正氧負氫”可知,有氫氣生成的電極接電源的負極;試管2與電源正極相連,產生的是氧氣,可用帶火星的木條檢驗。(2)根據“正氧負氫,氫二氧一”可知,理論上生成氫氣和氧氣的體積比為2∶1。(3)水在通電的條件下生成氫氣和氧氣;從能量轉化角度分析,電解水時吸收能量。(4)加熱水,只是水的狀態(tài)發(fā)生了改變,無新物質生成,屬于物理變化;電解水生成了氫氣和氧氣,有新物質生成,屬于化學變化。
4.(2)帶火星的木條復燃 b管中的氣體為氧氣
(3)H2O H2+O2
(4)氧氣在水中的溶解能力大于氫氣(合理即可)
解析 (2)根據“正氧負氫,氫二氧一”可知,b管氣體體積較小,為氧氣,氧氣能使帶火星的木條復燃。(3)水在通電條件下生成氫氣和氧氣。(4)分析題表中的數據可知:電解開始階段a管收集到的氣體與b管收集到的氣體的體積比明顯偏大,趕出水中溶解的氣體后比值變?yōu)?∶1,說明氧氣在水中的溶解能力大于氫氣。
5.B 氫氣、氧氣和水都是由分子構成的。
6.C 水汽化后水分子之間的間隔變大,水分子本身未變,則相同空間內的分子數目減少,故選C。
7.B 水在通電條件下,水分子分裂為氫原子和氧原子,2個氫原子、2個氧原子分別重新結合成氫分子、氧分子,分子種類發(fā)生變化,原子種類沒有發(fā)生變化;水通電分解的過程中,水分子的能量和數目發(fā)生改變。
8.(1)電 化學 水 氫氣+氧氣 分解 (2)ACD
解析 (1)從能量轉化角度分析,電解水是將電能轉化為化學能;水在通電的條件下生成了氫氣和氧氣;此反應符合“一變多”的特點,屬于分解反應。(2)在化學變化中分子可以再分,原子不能再分;水是純凈物,不可能含有氫氣和氧氣;分子是構成物質的基本微粒之一。
時間/min(或操作)
2
4
6
9
11
趕出水中溶解
的氣體
a管中氣體體積/mL
12
29
49
79
99
100
b管中氣體體積/mL
4
11
21
36
46
50
實驗操作
實驗現象
結論
取帶火星的木條,放在b管尖嘴處,打開b管活塞


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