中考化学重难点易错点复习讲练揭秘电解水实验（含解析）.doc

1 揭秘电解水实验 一、氢气（H2） 物理性质 无色、无味、难溶于水的气体，密度比空气小 化学性质 可燃性 2H2+O2 2H2O（燃烧产生淡蓝色火焰） 检验 点燃氢气时，若发出尖锐的爆 鸣声则表明气体不纯，若声音 很小则表明气体较纯。 说明：氢气燃烧可以验证 水的组成。 注意：可燃性气体点燃之前必须检验其纯度，否则易发生危险。初中阶段主要涉及的可 燃性气体包括氢气、一氧化碳、甲烷。 二、电解水实验 实验现象： 1. 通电后，两电极均生成无色气体 2. V 正极:V 负极=1:2 3. 管 1 中气体可使带火星的木条复燃 正极产生氧气（正氧） 4. 管 2 中气体可燃，火焰呈淡蓝色（如气体量少，可发出爆鸣声） 负极产生氢气（负氢） 实验结论：水是由氢、氧两种元素组成的物质。 5. 水分子分解示意图 注意：电解水的反应条件应写“通电”，而非“电解”。 说明：①电极对应生成的气体可用“正氧负氢”来概括记忆。 ②V(H2):V(O2)=2:1，与水分子中的 H、O 原子个数比相同。 ③参考 H2 的密度为 0.0899 g/L，O2 的密度为 1.429 g/L，可以根据电解水的实验现象 [V(H2):V(O2)=2:1]计算出水分子中 H、O 的原子个数比为 2:1，从而确定水分子的化学式为 H2O。 I. 用拇指堵住集 满氢气的试管口 II. 靠近火焰， 移开拇指点火2 三、物质的分类 物质 混合物 多种物质混合而成 （空气） 纯净物 一种物质组成 （氧气、水等） 单质 同种元素组成的纯净物 （O2、N2 等） 化合物 不同种元素组成的纯净物 （KMnO4、Fe3O4 等） 氧化物：两种元素组成的化合物， 其中一种是氧元素（CO2、H2O 等） 其他化 合物 注意：单质、化合物都是纯净物的下属分类。如果是混合物，则不能说其是单质或化合物。 例题 1 化学概念在逻辑上存在如下图所示关系，对下列概念间的关系说法正确的是 （ ） 包含关系 并列关系 交叉关系 ①纯净物与混合物属于包含关系 ②化合物与氧化物属于包含关系 ③单质与化合物属于交叉关系 ④金属元素与非金属元素属于并列关系 A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ②④ 解析：由图示概念间的逻辑关系可知①纯净物与混合物属于并列关系；②化合物与氧化 物属于包含关系；③单质与化合物属于并列关系；④金属元素与非金属元素属于并列关系； 故正确的为②④，答案选择 D。 答案：D 例题 2 水是宝贵的自然资源，在工农业生产和日常生活中有着极其广泛的运用。请应 用所学知识回答下列问题：3 甲 乙 （1）甲图是电解水的实验装置，在实验过程中 b 管产生的气体是_________；写出水在 通电条件下分解的化学方程式______________________。 （2）当电解水的电解器通电一段时间后，你观察到了（ ） A. 电极上有 气泡产生，两玻璃管内气体的体积比为 2:1 B. 有氢气和氧气生成，且两气体的体积比为 2:1 C. 水是由氢、氧两种元素组成的 D. 每个水分子都由两个氢原子和一个氧原子构成 （3）为除去水中的不溶性杂质，某同学制作了如乙图所示的简易净水器，其中活性炭 的主要作用是_____________________。 解析：水通电分解生成氢气和氧气，反应条件为通电，不能写电解，与正极相连的电极 产生氧气，与负极相连的电极产生氢气，氢气与氧气的体积比为 2:1。B.描述反应现象时不 能出现产物名称；C. 水是由氢、氧两种元素组成的是电解水实验得出的结论；D. 微观构成 无法直接观察到，不属于反应现象。活性炭因具有疏松多孔的结构，可吸附部分可溶性杂质 及一些不溶性杂质，除去颜色和臭味。 答案：（1）O2（或氧气） （2）A （3）吸附部分可溶性杂质及一些不溶性杂质，除去颜色和臭味 点拨：电解水实验易混淆与电源正负极相连的电极上产生的气体，可记为“正氧负氢， 氢二氧一”，其中 2:1 为氢气与氧气的体积比，氢气与氧气的质量比为 1:8，答题时需注意 看清问的是体积比还是 质量比。4 【高频疑点】 从微观角度看物质分类，看模型图判断物质种类 物质 混合物： 多种分子（或多种单一原子） 纯净物： 一种分子（一种单一原子） 单质：一种分子，该分子由 同种原子构成（ 或一种单一 原子） 化合物：一种分子，该分子由 多种原子构成 氧化物：一种分子， 该分子由两种原子构 成， 其中一种为氧原子 其他化 合物 例题 “○”和“●”表示不同的元素，以下图示中表示单质的是（　　） A. B. C. D. 解析：A. 该图示为两种构成不同的分子，为两种物质的分子，则图示物质是混合物， 故错误； B. 该图示由一种分子构成，是一种物质的分子，是纯净物，但 该分子由不同种原子构 成，所以该图所示物质是化合物，故错误； C. 图中分子构成相同，为同种物质的分子，图示物质为纯净物；而每个分子是由同种 原子构成的单质分子，则该图所示物质为单质，故正确； D. 图中为两种构成不同的分子，为两种物质的分子，图示物质为混合物；故 D 不正确。 答案：C 点拨：混合物：多种组合 纯净物：单一组合 化合物：单一组合，多种小球 单质：单一组合、单一小球 氧化物：两种小球、单一组合 （答题时间：30 分钟） 1. 下图是电解水的示意图。关于电解水的下列说法中不正确的是（ ）5 A. 由此实验得出的结论：水是由氢、氧两种元素组成的 B. 理论上若得到 8 mL 的氧气，可同时得到 16 mL 的氢气 C. 理论上若得到 4 g 氢气，可同时得到 32 g 氧气 D. 与电源负极连接的试管内收集到的气体能使带火 星的木条复燃 2. 能确认水是由氧元素和氢元素组成的实验是（ ） A. 氢气在氧气中燃烧生成水 B. 水的蒸发 C. 水的电解 D. 水的净化 3. 下列说法不正确的是（ ） A. 氢气在氧气中燃烧，生成唯一产物——水，该反应也能说明水的组成 B. 检验氢气纯度时，听到尖锐的爆鸣声证明不纯 C. 氢气是无色、无气味、难溶于水的气体，实验室可以用排水法收集氢气 D. 水是由氢气和氧气组成的，属于混合物 *4. 甲、乙、丙是初中化学常见的三种物质，其相互转化关系如图，甲、乙均为液体，且 元素组成相同，丙为气体。下列说法不正确的是（　　） A. 转化①、②、③可通过分解反应实现 B. 转化④可通过化合反应实现 C. 转化③、④中，元素的化合价发生了变化 D. 工业上利用化学变化大量制取丙 5. 水电解的过程可用下列图示表示，微粒运动变化的先后顺序是（ ） A. ①②③④ B. ④①③② C. ①③④② D. ①④③② 6. 下图为某一反应的微观示意图，下列说法错误的是（ ） A. X 是化合物，Z、W 是氧化物 B. X 物质中碳元素的质量分数为 75.0%6 C. 该反应的化学方程式：CH4+O2 点燃 CO2+H2O D. 点燃 X 前，要先检验其纯度，以防止爆炸 7. 下列各组物质按混合物、化合物、单质顺序排列的是（ ） A. 冰水混合物、二氧化碳、氮气 B. 泉水、澄清石灰水、过氧化氢 C. 新鲜的空气、高锰酸钾、液态氧 D. 泥水、矿泉水、氢气 8.用 代表三种不同的原子，下图是某化学反应的微观模拟图，请根据图示回 答下列问题。 （1）上图中粒子构成的物质可能属于氧化物的是________（用 A、B、C、D 填写）； （2）由原子构成的物质是______（用 A、B、C、D 填写）； （3）写出上述微粒图可能吻合的化学式 A. ____________B. _____________C. ___ ___________D. _____________。 10. 下 列物质 A、B、C、D 都是初中化学中的常见物质，它们之间具有如图所示的转化关 系(反应条件、有些反应物或产物已略去)。其中 A 与 B 的组成元素相同，C 可使带火星的木 条复燃，D 是一种无色气体单质。 （1）试写出下列物质的化学式：B 为_________，C 为__________。 （2）写出下列反应的化学方程式：B→D ____________________________ *11. 某同学制作了如图所示的简易电解水装置，进行家庭小实验（注：该装置气密性良 好，且反应一段时间后停止通电，A、B 管内液面 均高于图中 D 线）。请根据要求回答问题： （1）闭合开关后观察到 ①A、B 管 内的现象是________________________________； ②C 管中的现象是________________________，产生此现象的原因是______________。 （ 2 ） A 、 B 管 内 生 成 的 气 体 聚 集 在 上 部 的 原 因 是 __________________________________。 （3）若要检验 A 管内生成的气体，应该用______________________________________。7 *12. 下图（Ⅰ）是电解水的简易装置，（Ⅱ）是电解水生成气体体积与时间的关系图，试 回答下列问题：（甲管生成气体 A、乙管生成气体 B） （1）图中 a、b 两极分别是电源的 极和 极。 （2）气体 B 可以用带火星的木条检验，现象是 ， 说明气体 B 能够 ；气体 A 能够 ，火焰呈淡蓝色，混有一 定量空气的气体 A 遇明火会发生 。 （3）甲、乙两个量筒内汇集的气体体积比约为 。 （ 4 ） 此 实 验 中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为 。 （5）用分子、原子的观点来解释：在电解水的实验过程中，　 分解成______和　 　， 它们再分别重新组合成　　　 和　 　　 。8 1. D 解析：电解水实验正极产生氧气，负极产生氢气，能使带火星木条复燃的是氧气， 由与电源正极相连的试管中产生，故 D 错误。 2. AC 解析：测定物质的组成可以从两个角度设计实验：a.合成该物质；b.分解该物质。 故 选 AC。 3. D 解析：说物质组成用元素，水是由氢、氧元素组成的纯净物，D 中描述错误。 4. D 解析：这是一道框图式的推断题，找到题目的“题眼”，包括特殊的反应、特殊的 现象、特殊的反应条件及常见的三角关系等，此题的信息甲、乙均为液体，且元素组成相同， 丙为气体，可以推断这是个“氧三角”，可以推断出甲为过氧化氢，乙为水，丙为氧气，A. 转化①的方程式：2H2O2 2H2O+ O2↑，转化②、③的方程式：2H2O 2H2↑+ O2 ↑， 都是分解反应，正确，B.转化④的方程式：2H2 + O2 2H2O，是化合反应，正确，C.转化 ③、④的化学反应前后，出现了单质，根据化合价的规律，元素的化合价发生了变化，正确， D.工业上大量制取丙（氧气）是通过分离液态空气，发生的是物理变化，错误，故选 D。 5. D 解析：水电解的微观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。故选 D。 6. C 解析：根据粒子构成模拟图可知，X 为 CH4，Y 为 O2，Z 为 CO2，W 为 H2O；结合图示 可知，该反应的化学方程式为 CH4+ 2O2═CO2+2H2O。 A. 由四种物质的化学式可知，X 是化合物，Z、W 是氧化物，正确； B. X 物质中碳元素的质量分数= ×100%=75.0%，正确； C.该反应的化学方程式为 CH4+2O2 CO2+2H2O，模拟图中有两个水分子选项中未体现， 错误； D. 由于 CH4 具有可燃性，在点燃或加热时，有可能会发生爆炸，故点燃前，要先检验其 纯度，正确。故选 C。 7. C 解析：混合物是由不同种物质组成的，而纯净物是由一种物质组成的；单质是由一 种元素组成的纯净物；化合物则是由不同种元素组成的纯净物。C 中空气是混合物，高锰酸 钾是化合物，氧气是单质。A 中分别为化合物、化合物、单质；B 中分别为混合物、混合物、 化合物；D 中分别为混合物、混合物、单质。故选 C。 8.（1）A、D （2） C （3）A. MgO、CuO 等；B. O2、H2 等；C. Mg、Fe、Cu 等；D. H2O 等 解析：（1）由 A、B、C、D 的微观构成可知，A、D 是由两种不同种原子构成的分子， 如果一种原子是氧原子，则该物质属于氧化物； （2）由物质的微观构成可知，C 物质是由原子直接构成的物质； （3）由化学反应的微观模拟图可知，A 为化合物，且原子个数比为 1:1；B 为双原子 分 子构成的单质；C 为单原子分子构成的单质；D 为化合物，原子个数比为 2:1. 9.（1）H2O O2（2）2H2O 2H2↑+ O2 ↑ 解析：这是一道框图式的推断题，找到题目的“题眼”，包括特殊的物质，特殊的反应、 特殊的现象、特殊的反应条件及常见的三角关系等，此题的“题眼”为其中 A 与 B 的组成元 素相同，C 可使带火星的木条复燃，可以判断 A 是过氧化氢，B 是水，C 是氧气，D 为氢气。 （1）B 物质的化学式为：H2O，C 物质的化学式为：O2 （2）B→D 反应的化学方程式：2H2O 2H2↑+ O2 ↑ 16 129 10.（1）①电极上出现气泡，一段时间后，管 A 和管 B 中所收集的气体体积比约为 1：2. ②液面上升；水通电分解生成的氢气和氧气使 A、B 管内压强增大，把水压入 C 管中，所以 C 管内液面上升； （2）氢气和氧气的密度比水小，且氢气难溶于水，氧气不易溶于水（或氢气和氧气难 溶于水或氢气和氧气不易溶于水）； （3）带火星的木条。 解析：（1）①闭合开关 S 后，电路接通，水被电解产生氢气和氧气，A 管连接电源正 极，故产生氧气，B 管连接负极，故产生氢气。因此观察到的现象是：两电极上均出现气泡， 且一段时间后，管 A 和管 B 中所收集的气体体积比约为 1︰2。②C 管中现象产生的原因为： 装置中水不断被分解而放出氢气和氧气（2H2 2H2↑+O2↑），产生的气体使 A、B 管内压 强增大，进而把管内液体压至中间的 C 管内。因此，C 管中观察到的现象是液面上升。 （2）由于分解出的氢气难溶于水，氧气不易溶于水，且氢气和氧气的密度比水小；加 上重力作用，导致 A、B 管中的气体均聚集于容器上部。 （3）A 管与电源正极相连，产生气体为氧气，氧气能使木条复燃，故检验氧气通常使 用带火星的木条。 11.（1）负；正（2）带火星的木条复燃；支持燃烧；燃烧；爆炸 （3）2:1 （4）2H2O 2H2↑+ O2 ↑ （5）水分子；氢原子；氧原子；氢分子；氧分子 解析：本题考查的是电解水实验和用分子、原子观点解释化学反应的实质。在电解水实 验中，可观察到的现象和结论有：正极的气体体积少，能使带火星的木条复燃，是氧气；负 极的气体体积多，能燃烧，是氢气；而且氢气的体积是氧气的 2 倍。还能进一步推出水由氢 元素和氧元素组成。 （1）根据图象的变化趋势看出在相等的时间内产生的 A 气体比 B 气体多，且体积比为 2:1，因此 A 气体是氢气，甲管接的电极 a 是负极，那么 B 气体就是氧气，b 接的是正极； （2）气体 B 是氧气，具有助燃性，当用带火星的木条检验时，能使带火星木条复燃； 气体 A 是氢气，具有可燃性，所以能燃烧，当混有一定量空气时，有可能发生爆炸； （3）因为氢气的体积是氧气的 2 倍，所以甲、乙两个量筒内汇集的气体体积比约为 2:1； （4）水在通电的条件下生成氢气和氧气，化学方程式为：2H2O 2H2↑+ O2 ↑； （5）在化学变化中分子可分，原子不可分。故水电解过程中，一个水分子分解成两个 氢原子和一个氧原子，氢 原子重新组合成氢分子，氧原子重新结合成氧分子。 通电