课题4.3 水的组成

【基础知识精讲】一、水的物理性质通常情况下，纯净的水是没有颜色、没有气味、没有味道的液体，压强为１０１ＫＰa时，凝固点为０℃，沸点１００℃，在４℃时密度最大，为1g/cm3．水结冰时体积膨胀，冰比水轻．二、水的组成１．电解水的实验现象及气体的验证（１）正、负电极上有气泡放出.（２）正极产生的气体能使燃着的木条燃烧更旺，证明是氧气；负极产生的气体能燃烧，发出淡蓝色火焰，证明是氢气．（３）正极产生的气体与负极产生的气体的体积比为1∶2．２．表达式：水通电氢气+氧气H2O通电H2+O2３．此实验证明（１）从宏观上，水是由氢元素和氧元素组成．从微观上，水是由水分子构成，水分子是由氢原子和氧原子构成的．（２）在化学反应中分子可以分成原子，而原子不能再分．（３）分类：水属于纯净物中的化合物，化合物中的氧化物．【重点难点解析】一、注意水的物理性质的前提条件无色无味液体——通常状况下凝固点０℃，沸点１００℃——压强为１０１千帕密度为1ｇ/cｍ3——４℃正是由于冰的密度比水小，它才浮在水面．若冰的密度大于水，那么冬季结冰时，冰都沉在底部，并且由底向上逐步冻结，那么会给生物造成什么后果呢？所以冰的密度小于水的密度恰好是自然界生态平衡的一个客观条件．二、电解水的实验１．电解水的实验的仪器为水电解器，通直流电而不是交流电．２．被电解的不是纯水，而是向水中加入少量硫酸或氢氧化钠，以增加水的导电性．３．电解水的实质：当水分子分解时，分成了氢原子和氧原子，每两个氢原子结合成一个氢分子，大量的氢分子聚集成氢气；每两个氧原子结合成一个氧分子，大量的氧分子聚集成氧气；此实验进一步证明，在化学反应里，分子可以分成原子，而原子不能再分，原子只是重新组合成新分子．４．电解水的实验证明水是由氧元素、氢元素组成的，至于每个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的是根据更精确的实验测定的，即纯净物的化学式不是凭空臆造的，而是通过精确的实验测定出来的．下面通过一道例题说明推断水的化学式的思路。例1水通电氢气+氧气已知体积比：２∶１已知标况密度：0.0899g/L1.429g/L氢、氧元素质量比：811/429.12/0899.0LLgLLg氢、氧原子个数比：81∶168=12解设水的化学式H2xOx．根据实验测定水式量为１８，可得2x×1+16x=18∴x=１故化学式H2O例２关于水的组成的正确叙述是（）Ａ．水由氢气和氧气组成．Ｂ．水由氢元素和氧元素组成．Ｃ．水是由一个氢分子和一个氧原子构成．Ｄ．水是由两个氢元素和一个氧元素组成．分析水的化学式为H2O，关于水的组成可以从宏观和微观两个角度分析．故B.对D.错．D.错在元素只讲种类不讲个数．水是由水分子构成的，每个水分子是由２个氢原子和１个氧原子构成的，故A.C.均错．解答选B.【难题巧解点拨】例1阿伏加德罗曾经总结出一条定律：在同温同压下，同体积的任何气体都含有相同的分子数，下图是电解水的简易装置（１）电源的Ａ为极，Ｂ为极，事先向水中加入少量ＮａＯＨ的目的是．（２）Ｃ试管中收集到的气体是，用检验；Ｄ试管中收集到的气体是，可用检验；Ｃ、Ｄ中两种气体的分子个数比为.（３）根据上述实验事实可以得出，水是由组成．分析本题为实验推断题，解题的突破口是Ｃ、Ｄ试管中气体的体积，因为Ｄ试管中收集气体的体积大约是Ｃ试管中的２倍，所以Ｄ试管中收集到的气体是H2，Ｃ试管中是O2，由此进行逆向推理，可判断Ａ为正极，Ｂ为负极．由于C、Ｄ试管中两种气体的体积比为1∶2，根据阿伏加德罗定律，相同状况下，气体的体积比等于分子个数比，所以C、D两种气体的分子个数比也为１∶２．解答（１）正、负，增强水的导电性（２）氧气，带火星的木条；氢气，点燃的木条；１∶２（３）氢元素和氧元素例２已知某种化合物Ｒ由氢、氧两种元素组成，对这种化合物进行测定可知：化合物中氢元素的质量分数为５．８８％，相对分子质量为３４，请通过计算写出化合物Ｒ的化学式．分析相对分子质量就是各元素的相对原子质量和原子个数的乘积之和．解答设Ｒ的化学式为HxOy．依题意，两种元素的质量比　　　　　　　　②　　　①34y16x%12.94%88.5%88.51%88.5y16x1由①可知11yx由②可知，x=2，ｙ＝２，故Ｒ化学式Ｈ2O2．【命题趋势分析】近年中考或竞赛中不断涌现的新题型——信息题．题干中内容是课本中没有介绍的新信息，需要迁移课本所学知识进行解题．【典型热点考题】例１在H2O和H2O2（双氧水，又名为过氧化氢）中相同的是（）Ａ.氢元素的质量分数B.相对分子质量Ｃ．元素种类Ｄ．氢氧原子个数分析将水和双氧水的有关项目比较如下：H2OH2O2H%1812×100%3412×100%相对分子质量1834元素种类H、OH、O氢、氧原子个数2+12+2解答选Ｃ例２过氧化氢（Ｈ2O2）可以按下式进行分解：H2O22MnOＨ2Ｏ＋O2，关于它的叙述正确的是（）Ａ．过氧化氢由氢气、氧气组成Ｂ．每个过氧化氢分子由一个氢分子和一个氧分子构成Ｃ．过氧化氢分解过程中，它的分子破裂成原子，氧原子、氢原子不可再分Ｄ．过氧化氢中本来就有氧气分析本题需迁移水的组成、水通电分解等有关知识解题．过氧化氢从宏观上看由氢、氧两种元素组成，从微观上看每个H2O2分子由２个氢原子和２个氧原子构成，过氧化氢是纯净物，只存在Ｈ2O分子，而没有氧气存在，所以Ａ、Ｂ、Ｄ均错．Ｈ2O2在ＭnO2的催化作用下分解．分解过程中，Ｈ2O分子破结成氢原子和氧原子，２个氢原子和１个氧原子结合成１个Ｈ2Ｏ分子，许多H2Ｏ分子聚集成水，２个氧原子相合成１个氧分子，许多O2分子聚集成氧气，所以C.正确．解答选C.【同步达纲练习】一、选择题（６０分）１．下列变化属于化学变化的是（）Ａ.雪花溶化成水B.水蒸发成水蒸气Ｃ．水凝结成冰Ｄ．水通电变成氢气和氧气2.保持水的化学性质的是（）Ａ.氢原子Ｂ．氢元素和氧元素Ｃ．水分子Ｄ．氢分子、氧原子３．能准确描述水的物理性质的是（）Ａ.水不能燃烧B.在１０１千帕下，水在４℃时密度最大Ｃ．水的沸点是１００℃Ｄ．水电解可得到两种气体4.电解水实验证明水是由（）Ａ.氢气、氧气组成Ｂ.一个氢分子，一个氧原子构成Ｃ.氢元素和氧元素组成D．每个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成5．鱼能在水中生存是因为（）Ａ.水的组成中含有氧元素Ｂ．水在常温下为液态Ｃ.水能分解放出氧气Ｄ．水中能溶解一定量的氧气6.常温下，碘与镁化合时速率很慢，若滴入几滴水，则反应剧烈且形成一股美丽的紫色烟，此时水的作用是（）Ａ.反应物Ｂ．氧化剂Ｃ．催化剂Ｄ．还原剂二、填空题（３０分）７.在通常状况下，纯净的水是，在一标准大气压下，水的凝固点为，沸点为，在，水的密度最大为．８．电解水时正极上汇集的气体能，证明是；负极上汇集的气体能，证明是，其体积比为，质量比为．为了增强水的导电性，可加入少量或，这个实验证明水是由组成，同时也验证了分子与原子的主要区别是．９．从原子、分子的观点来分析，水电解的实质是.三、简答题（１０分）１０．冬天露在地上的自来水管要用保温材料裹住,请运用水的物理性质和有关知识加以解释．【素质优化训练】１．在有些关于水的广告中说：“某某水，有点甜．”试问：如果是纯净的水，广告中的说法正确吗？为什么？２．水在４℃时的密度最大，此性质对水中生物的生存非常重要．如果固态水（冰）的密度比液态水大，水中生物将会是什么命运呢？３．有两杯无色透明的液体，一杯是雨水，一杯是纯水，请用实验方法证明，哪一杯是雨水．４．２４．５克ＫＣlO3含有的氧元素与多少克水中含有的氧元素质量相等．【知识验证实验】用如图所示的装置通电分解水，从理论上说，得到的氢气和氧气的体积比为２∶１．事实上，在通电分解的前一段过程中，氢气和氧气的体积比大于２∶１．你能解释这一现象吗？（资料：Ｈ2是无色无味的气体，难溶于水）【知识探究学习】交流与讨论：东北某厂工人曾说，他可以通过化学反应，将水直接变为汽油（主要含Ｃ、Ｈ元素），供汽车使用．通过讨论回答，“水变油”是不是伪科学，并说理由．参考答案：【同步达纲练习】一、１.Ｄ2.Ｃ３.Ｂ４.Ｃ5.Ｄ６.Ｃ二、７.无色无味的液态，０℃，１00℃，４℃，1ｇ/cm3.８.使带火星木条复燃，O2，燃烧，H2，1∶2，8∶1，稀H2SO4,NaＯＨ溶液，氢元素和氧元素，在化学变化中分子可分，原子不能再分。９.水分子破坏变成氢原子和氧原子，氢原子再重新构成氢分子，氧原子构成氧分子１０.夜间自来水管中水一般不流动，冬天气温低，当降至０℃时，水结冰体积膨胀，易把水管胀裂，所以必须给露出在地面上的水管保温【素质优化训练】１.不正确.因为纯净水是无色无味的液体，如果是有点甜的水，就不是纯净的水，如果是纯净的水，就不会有点甜.2.固态水（冰）比液态水密度大，那么冬季结冰时，冰沉在底部，且由底向上逐步冻结，那么水中生物将全部会被冻坏，甚至冻死.3.各取少量分别滴在玻璃片（或蒸发器）上，用酒精灯烘干，水蒸发后，剩有残渣的就是雨水.４.10.8ｇ【知识验证实验】因为O2不易溶于水，而Ｈ2难溶于水，刚开始一段时间，有部分O2溶于水，体积减少，因而比值大于2∶1.【知识探究学习】解答：它是伪科学.因为水的组成元素是氢和氧，而汽油的主要成份是Ｃ和Ｈ，既使是化学变化，也不能凭空产生新的元素。