备考2023年中考化学教材实验盘点-专题05探究水的组成水的净化(教师版).docx
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1、专题05 探究水的组成 水的净化一、通电分解水(1)实验原理设计原理:通过生成物的元素组成判断反应物的元素组成。反应原理:2H2O2H2O2(用化学方程式表示)。(2)实验装置 甲 乙【注意】水中常加入少量H2SO4 或NaOH或Na2SO4,以增强水的导电性。(3)实验现象通直流电源后,电极表面出现气泡,一段时间后,两个玻璃管(或试管)内液面均下降,甲装置c中液面上升,玻璃管(或试管) a、b 所收集的气体体积比约为2:1。【口诀】正氧负氢、氢二氧一。(4)正、负极产物的检验正极:用带火星的木条检验,若观察到带火星的木条复燃 ,则说明产物是氧气。负极:用燃着的木条检验,若观察到气体燃烧,产生
2、淡蓝色火焰,则说明产物是氢气。(5)实验结论及推论水是由氢元素和氧元素组成的。验证了化学变化中分子可再分而原子不可再分。电解水产生气体的体积和质量的坐标曲线如图所示,通过生成氢气和氧气的体积比约为 21,推出它们的质量比约为18。(6)实验问题分析:电解水时,若氧气与氢气的体积比小于1:2,可能的原因有:氧气在水中的溶解性比氢气稍大;氧气具有氧化性,部分氧气将电极氧化而消耗;正极未完全放入玻璃管中,使氧气泄漏等。如何让电解水实验中氢气与氧气体积比为2:1?a把电解液的温度控制在25以上,减少氧气的溶解度。b让电解液的浓度适当高一点,也可以减少误差。c调节盛氢气、氧气与电解液的管内液面在一个水平
3、高度上有时收集的气体量较少时,当检验氢气时,可能只发出爆鸣声,而看不到蓝色火焰使用氢气时一定要注意安全,点燃氢气前,一定要检验氢气的纯度。(7)从微观认识水的电解过程a.电解水的过程可用图2表示,粒子运动变化的先后顺序是。b.图3表示电解水的微观示意图,该反应中属于单质的是H2、O2,该化学反应的实质是水分子分裂成氢原子和氧原子,氢原子重新组合成氢分子,氧原子重新组合成氧分子。(8)图像:根据事实补全图所示图像。 (9)电解水的不同装置二、过滤1.适用范围:用于难溶性固体与液体的分离。2.实验仪器:铁架台、烧杯、漏斗、玻璃棒;实验用品:滤纸。 3.实验装置图4.操作要点及违反操作可能产生的后果
4、:一贴:滤纸紧贴漏斗内壁,如果滤纸未贴紧(留有气泡),会造成过滤速度慢;二低:滤纸边缘低于漏斗边缘,液面低于滤纸边缘,如果液面高于滤纸边缘,滤液会不经滤纸而流下。三靠:倾倒液体的烧杯口紧靠玻璃棒;玻璃棒下端紧靠三层滤纸的一面,如果玻璃棒靠在一层滤纸这边,可能造成滤纸破损;漏斗下端紧靠烧杯内壁,如果没有紧靠,过滤变慢,同时可能造成液滴飞溅 。5.问题分析玻璃棒在过滤中的作用是引流,过滤过程中不能用玻璃棒搅拌,会造成滤纸破损 。如果过滤后,滤液仍然浑浊,原因可能是滤纸破损、液面高于滤纸边缘、接液烧杯不干净,更换滤纸并清洗仪器,重新过滤,直到滤液澄清为止。过滤后所得的水是混合物,过滤只是除去了水中的
5、难溶性杂质,还有可溶性杂质没有除去。过滤过程中过滤速度太慢,原因可能是:滤纸与漏斗内壁有空隙(滤纸没有紧贴漏斗内壁),则过滤的速度会比较慢;液体没有静置一会就倒入,滤渣堵塞了滤纸上的小孔6.常见错误操作 7.装置改进自动添加液体过滤装置 净化水简易装置如图为电解水的实验装置图,请回答下列问题。 (1)玻璃管b所连接的是电源的 (填“正”或“负”)极。(2)若玻璃管a中产生的气体体积为16mL,则玻璃管b中产生的气体体积约为 mL。(3)切断电源,将燃着的木条放在玻璃管a尖嘴口,打开活塞,观察到的现象是 ,证明玻璃管a中的气体是_ _(填化学式)。(4)电解水过程中发生反应的化学方程式为_ _,
6、该反应属于_(填基本反应类型)。(5)电解水实验的过程中是将 能转化为 能。(6)从微观角度分析,“水蒸发”和“水的电解”两个变化的最本质的区别是 。(7)电解水实验中,为了 ,可向水中加入少量稀硫酸;实验过程中硫酸不发生反应,实验结束后,剩下的溶液与原溶液相比,发生改变的是_ _。A水的质量B溶质的质量C溶液的总质量D溶质的质量分数(8)实验结束后发现产生氧气体积:氢气体积小于,其原因可能是_ _。(9)该实验能产生氢气,但实验室通常不用该方法制取氢气,原因是_。(10)用电解水实验探究水的组成,理论依据是_。【答案】(1)正;(2)8;(3)产生淡蓝色火焰; H2;(4)2H2O2H2O2
7、;分解反应;(5)电;化学;(6)前者水分子没有改变,后者水分子发生改变;(7)增强水的导电性;ACD;(8)氧气在水中的溶解度大于氢气在水中的溶解度;(9)耗能大(答案合理即可);(10)化学反应前后元素种类不变(或质量守恒定律等合理答案)。【解析】(1)水电解中,正极生成氧气,负极生成氢气,氢气体积为氧气体积的2倍,故玻璃管b所连接的是电源的正极;(2)若玻璃管a中产生的气体体积为16mL,该气体是氢气,氢气体积是氧气体积的2倍,则玻璃管b中产生的气体体积约为8mL;(3)a管生成的气体是氢气,氢气有可燃性,氢气燃烧有淡蓝色火焰,氢气的化学式是H2;(4)水在通电的条件下生成氢气和氧气,化
8、学方程式为:2H2O2H2O2 ;该反应的反应物是一种,生成物是两种,则是分解反应;(5)电解水实验的过程中是将电能转化为化学能;(6)水蒸发,水分子间隔增大,水分子不变,发生的是物理变化;水电解,水分子变为氢分子和氧分子,分子改变,发生的是化学变化;(7)纯净的水导电性弱,电解水实验中,为了增强水的导电性,可向水中加入少量稀硫酸;实验过程中硫酸不发生反应,实验结束后,剩下的溶液与原溶液相比,硫酸不变而水减少,故溶液的质量减少,溶质质量分数增大,故选ACD;(8)氧气在水中的溶解度大于氢气在水中的溶解度,故实验结束后发现产生氧气体积:氢气体积小于;(9)水电解要消耗大量的电能,虽然该实验能产生
9、氢气,但实验室通常不用该方法制取氢气;(10)水电解生成氢气和氧气,氢气由氢元素组成,氧气由氧元素组成,化学反应前后元素种类不变,故水电解实验说明了水是氢元素和氧元素组成的。1. 下列关于过滤净化水的说法正确的是( )A为了加快过滤速度,可以在漏斗中用玻璃棒搅拌 B当过滤完成后如果滤液还是浑浊的,不用管它,过段时间后自然澄清 C过滤可以除去天然水中的难溶性和可溶性固体杂质D当过滤时待滤液体高于滤纸边缘会导致滤液浑浊【答案】D【解析】A、过滤液体时,注意“一贴、二低、三靠”的原则,不能在漏斗中用玻璃棒搅拌,以防止损坏滤纸,故选项说法错误。 B、当过滤完成后如果滤液还是浑浊的,应重新进行过滤,故选
10、项说法错误。 C、过滤可以除去天然水中的难溶性杂质,不能除去可溶性固体杂质,故选项说法错误。 D、当过滤时待滤液体高于滤纸边缘,会使得液体中的不溶物进入下面的烧杯,会导致滤液浑浊,故选项说法正确。2. 下列过滤装置及其操作的简图(图中固定装置和混合液、滤液均省略,且玻璃棒末端均已轻靠漏斗内的三层滤纸处),其中正确的是( )【答案】D【解析】过滤液体时,为防止液体外流,要用玻璃棒引流,烧杯嘴要靠玻璃棒的中下部,为加快过滤的速度,防止滤液溅出,漏斗末端的尖嘴 要靠在烧杯的内壁,仔细观察装置图,可以确定本题答案为D图。3. (2021湖南郴州)下列实验操作正确的是A. B. C. H2的放置D. 【
11、答案】B【解析】A、给试管中的固体加热时,为防止冷凝水回流到热的试管底部,试管口应略向下倾斜,图中所示操作错误。B、过滤液体时,要注意“一贴、二低、三靠”的原则,图中所示操作正确。 C、氢气的密度比空气的小,集气瓶应倒放在桌面上,图中所示操作错误。 D、托盘天平的使用要遵循“左物右码”的原则,且氢氧化钠具有腐蚀性,应放在玻璃器皿中称量,图中所示操作错误。4. 关于水通电情况下实验现象描述正确的是A. 通电后,与正极相连的试管中可收集一种可燃性气体。B. 通电后,与负极相连的试管中的气体可使带火星的木条复燃。C. 正极上产生的气体与负极产生的气体的体积比为2:1D. 正极上产生的气体与负极产生的
12、气体的体积比为1:2【答案】D【解析】A、在实验中可看到与正极相连的试管中可收集到一种无色气体,它能使带火星的木条复燃,故A错;B、通电后,与负极相连的试管中可收集一种可燃性气体,故B错误;C、在实验中可看到正极上产生的气体与负极上产生的气体的体积比是1:2,故C错;D、从C的分析中得知D的叙述正确;5. 下图是电解水实验的装置图,下列说法错误的是A. 在水中加入少量氢氧化钠以增强导电性B. 反应一段时间后,a、b玻璃管中产生的气体体积比约为21C. 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
13、组成的【答案】C【解析】A.由于氢氧化钠在水中能解离出自由移动的离子,在水中加入少量氢氧化钠以增强导电,正确;B.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,正确;C.将燃着的木条分别放在两个玻璃管尖嘴口,打开活塞,a管的气体较多是氢气,具有可燃性,气体被点燃,b管的气体较少,是氧气,具有助燃性,使燃着的木条燃的更旺,错误;D.电解水实验得出结论:水是由氢、氧两种元素组成的,正确。6. 小明通过化学方程式知道,电解水时生成氢气和氧气的体积比为2:1,但实验所得数据氢气和氧气的体积比略大于2:1针对这一发现,你认为下列做法不可取的是()A. 大胆提出假设:氧
14、气比氢气易溶于水B. 反复多次实验查找原因C. 查找实验装置是否漏气D. 实验所得数据与理论相差不多,可以认为实验成功【答案】D【解析】A、在水溶性中,氢气是不溶于水,氧气是不易溶于水,说明在相同条件下氧气的溶解能力比氢气强,这样使得氢气和氧气的体积比略大于2:1做法可取B、如果实验结果与预想的结果不一致时,应该反复多次实验查找原因做法可取C、如果装置漏气,会出现与实际情况不一样的结果,应该查找实验装置是否漏气做法可取D、实验所得数据与理论相差不多,可以认为实验成功,这种认识是错误的,是对自然科学不负责任的一种态度做法不可取。7. (2021北京)电解水实验如图,下列说法不正确的是A. 试管1
15、中得到H2B. 水由H2、O2构成C. 水发生了分解反应D. 水由氢、氧元素组成【答案】B【解析】A、由电解水时“正氧负氢、氢二氧一”可知,试管1中得到的气体是电源的负极生成的H2,故A说法正确; B、电解水生成了氢气和氧气,说明了水是由氢、氧元素组成,不能说明水由H2、O2构成,故B说法不正确; C、电解水生成了氢气和氧气,由一种物质生成了两种物质,水发生了分解反应,故C说法正确; D、电解水生成了氢气和氧气,说明了水是由氢、氧元素组成,故D说法正确。8.(2021江苏苏州零模)1800年,英国化学家尼科尔森通过电解水得到了氢气和氧气。某同学利用如图所示装置进行该实验时,发现左、右两侧试管内
16、气体体积比略大于2:1。下列说法不正确的是已知:相同条件下,气体的体积比等于气体的分子个数比;常温常压时,1L水可溶解0.031LO2、0.403L O2。A检验a中气体,用带火星的木条B实验时若向水中加入少量NaOH溶液,则导电性增强C从实验结果可以推测,相同条件下,H2在水中的溶解度比O2的小D若右侧试管内产生少量O3,也会使左右两侧试管内气体体积比略大于2:1【答案】A【详解】A、连接电源负极玻璃管中生成的气体是氢气,氢气具有可燃性,检验氢气应使用燃着的木条,选项错误;B、电解水时,向水中加入少量NaOH溶液,则导电性增强,能够加快水反应的速率,选项正确;C、实验时发现左、右两侧试管内气
17、体体积比略大于2:1,说明氧气在水中的溶解度偏大,剩余的氧气较少,即相同条件下,H2在水中的溶解度比O2的小,选项正确;D、若右侧试管内产生少量O3,使得左侧的气体偏多,也会使左右两侧试管内气体体积比略大于2:1,选项正确,故选A。9. 下图是电解水实验的改进装置,下列有关说法错误的是()A固定住一支注射器,向外拉动另一支注射器活塞,松开手后,活塞能恢复原位,说明装置气密性良好 BU形管中加入的可以是硫酸钠稀溶液 C实验时正、负两极产生气体的体积比约为1:2 D正极产生的气体能燃烧【答案】【解析】A、固定住一支注射器,向外拉动一支注射器活塞,松开手后,活塞能恢复原位,说明装置气密性良好,否则说
18、明气密性不好,故选项说法正确。 B、U形管中加入的可以是硫酸钠稀溶液,以增强水的导电性,故选项说法正确。 C、电解水时,与电源正极相连的试管内产生的气体体积少,与电源负极相连的试管内的气体体积多,实验时正、负两极产生气体的体积 比约为1:2,故选项说法正确。 D、正极产生的气体能支持燃烧,不能燃烧,故选项说法错误。10. 图是电解水的简易装置图,图是电解水生成的气体体积与时间的 关系图。下列说法正确的是( )Aa所连接的是电源的正极 B乙中产生的气体可以燃烧 C实验所得A、B两种气体的质量比是2:1 D该实验可证明水由氢、氧两种元素组成【答案】D【解析】A、由电解水生成的气体体积与时间的关系可
19、知,甲中生成的气体较多是氢气,乙中生成的气体较少是氧气,b应接电源正极,故A错误; B、乙中产生的气体是氧气,不可以燃烧,故B错误; C、根据电解水生成的气体体积与时间的关系可知,A、B的体积比(不是质量比)为2:1,故C错误; D、电解水生成了氢气和氧气,根据质量守恒定律,说明了水是由氢元素和氧元素组成。故D正确。11. (2021江苏淮安市九年级期末)经过半年的学习,同学们对水有了更深刻的认识。根据所学知识,回答下列问题。水的电解宏观现象:按如图所示装置,通电一段时间后,试管A、B中产生气体的体积比约为1:2。水的电解反应的化学方程式是:_,检验A试管产生的气体方法是:_。微观分析:该反应
20、中发生分解的微粒符号是_。【答案】将带火星的木条放在A玻璃管尖嘴处,木条复燃H2O【解析】电解水实验中“正氧负氢,氢二氧一”,与电源正极相连的A玻璃管的气体较小,是氧气,与电源负极相连的B玻璃管的气体较多,是氢气,水的电解反应的化学方程式为2H2O2H2+O2;氧气具有助燃性,检验A玻璃管产生的气体方法是将带火星的木条放在A玻璃管尖嘴处,木条复燃,故填:2H2O2H2+O2;将带火星的木条放在A玻璃管尖嘴处,木条复燃;该反应中,水分子分成氢原子和氧原子,氢原子、氧原子重新组合成新的分子,该反应中发生分解的水分子;12. 同学在做电解水实验时,采用了如图所示的简易装置。请回答下列问题。(1)该化
21、学反应的化学方程式为,属于 反应; (2)此装置中a端表示 极,b端表示 极,两种气体的体积比为 ; (3)在水槽中加入少量硫酸或氢氧化钠的目的是; (4)图中显示表明实验 (填“未开始”“刚开始”或“已经进行了一段时间”);(5)该实验得到的结论是 ; (6)此改进后的电解水实验装置的优点是 ;【答案】(1)2H2O 2H2+O2;分解。 (2)正;负;1:2。 (3)增强水的导电性。 (4)已经进行了一段时间。 (5)水是由氢元素和氧元素组成的; (6)便于检验生成物。【解析】(1)电解水能生成氢气和氧气,属于分解反应。(2)此装置中,a端生成的气体体积小,是氧气,与产生氧气相连的电极是正
22、极,那么b端表示负极。产生的是氢气,氢气与氧气的体积 比为2:1;(3)在水槽中加入少量硫酸或氢氧化钠的目的是增强水的导电性。(4)由图中信息可知,已经生成了一定量的氢气和氧气,说明已经进行了一段时间。(5)电解水生成氢气和氧气,可知:水是由氢元素和氧元素组成的;(6)此改进后的电解水实验装置的优点是便于检验生成物。 13. 王同学准备用电解水实验探究水的元素组成,请你参与他的探究过程。 反应原理:电解水的化学方程式是: 。 实验用品: 药品:蒸馏水、氢氧化钠固体 器材:胶头滴管、药匙、规格为5mL、10mL、50mL的量筒各1只、烧杯、玻璃棒、橡皮塞、大试管、电池组、导线、托盘天平、石墨电
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- 备考 2023 年中 化学 教材 实验 盘点 专题 05 探究 组成 净化 教师版
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