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第四单元 自然界的水 课题3 水的组成1.氢气是无色、无臭、难溶于水的气体,密度比空气的小,能在空气中燃烧,产生淡蓝色火焰。2.电解水的实验:正极产生氧气,负极产生氢气,相同条件下,两种气体的体积之比约为12。文字表达式:水氢气+氧气。结论:水是由氢元素和氧元素组成的。3.单质:由同种元素组成的纯净物。4.化合物:由不同种元素组成的纯净物。5.氧化物:由两种元素组成,其中一种元素是氧元素的化合物。知识点1:氢气的性质1.物理性质:氢气是一种无色、无臭的气体,难溶于水,密度比空气小,是最轻的气体,故名“氢气”。2.化学性质:氢气具有可燃性,在空气中燃烧时放出大量的热,火焰呈淡蓝色,生成水。反应的文字表达式为:氢气+氧气水。氢气与空气或氧气的混合气体遇明火可能发生爆炸,因此,点燃氢气前一定要先验纯(如图所示)。3.验纯:用排水法或向下排空气法收集一试管氢气,用拇指堵住试管口,试管口向下靠近酒精灯火焰,然后移开拇指点火,若发出尖锐的爆鸣声,表明氢气不纯净,若声音很小则表明氢气较纯。【例】纯净的氢气在空气中燃烧,下列现象不符合事实的是()A.产生淡蓝色火焰B.用冷而干燥的烧杯罩在火焰上方,烧杯内壁有水珠生成C.接触烧杯感到发烫D.开始安静地燃烧,时间久了就会发生爆炸答案:D点拨:纯净的氢气在空气中能安静地燃烧,若氢气中混有空气或氧气,点燃时易发生爆炸。知识点2:水的电解实验实验设计实验目的:通过电解水的实验探究水的组成。实验原理:(1)水氢气+氧气。(2)根据氢气是由氢元素组成的,氧气是由氧元素组成的及化学反应前后元素的种类不变,可知水是由氢元素和氧元素组成的。实验用品:水电解器、直流电源、水、氢氧化钠溶液(或硫酸钠溶液)实验步骤:在电解器玻璃管里加满水,并向其中加入少量氢氧化钠溶液(或硫酸钠溶液),接通直流电源。分析论证实验现象:(1)电极上出现气泡,用燃着的木条检验正极端玻璃管中的气体,发现木条燃烧更旺,说明是氧气;负极端玻璃管中的气体能燃烧,火焰呈淡蓝色,说明是氢气。(2)通电一段时间后,正极端玻璃管和负极端玻璃管中所收集气体的体积比约为12。实验分析与结论:(1)水在通电的条件下发生了分解反应,生成了氢气和氧气。反应的文字表达式为:水氢气+氧气。(2)氢气由氢元素组成,氧气由氧元素组成,由此说明水是由氢元素和氧元素组成的。误差分析水通电分解产生的氢气与氧气的体积比约为21,但实验中往往大于21,原因是:氧气在水中的溶解性比氢气稍强;其次是氧气的氧化性很强,部分氧气与电极发生了氧化反应。实验点拨由于水的导电性很弱,产生气体的速率太慢,故实验时在水中加入少量硫酸钠或氢氧化钠溶液,目的是为了增强水的导电性,加快水的电解速率,但不影响实验结果。巧记速记水中通入直流电,正氧负氢会出现,氢二氧一体积比,任何时候都不变。【例】下列关于电解水的叙述中错误的是()A.为增强水的导电性,常在水中加入一定量的氢氧化钠溶液B.在水电解器中加满水,然后接通直流电源C.电解水的实验证明水是由氢、氧两种元素组成的D.与电源正极相连的玻璃管内得到的气体能在空气中燃烧答案:D点拨:电解水时,与电源正极相连的玻璃管内得到的气体是氧气,它不能在空气中燃烧,但可以使带火星的木条复燃。知识点3:单质、化合物、氧化物1.单质和化合物,见下表。单质化合物概念由同种元素组成的纯净物叫做单质由不同种元素组成的纯净物叫做化合物区别由同种元素组成由不同种元素组成举例氧气(O2)、氮气(N2)、铁(Fe)高锰酸钾(KMnO4)、水(H2O)联系(1)都是纯净物;(2)单质化合物易错警示判断一种物质是单质或化合物的前提:必须是纯净物,这点往往容易忽略。因为同种元素组成的物质可能是纯净物,如氧气,也可能是混合物,如氧气(O2)和臭氧(O3)的混合气体。2.氧化物:由两种元素组成的化合物中,其中一种元素是氧元素的叫做氧化物,如二氧化硫(SO2)、水(H2O)、五氧化二磷(P2O5)等。判断一种物质是否是氧化物,除了看是否含有氧元素外,还必须要看该化合物中是否含有两种元素,两个条件都具备了才是氧化物。拓展延伸氧化物与含氧化合物的关系,见下表。氧化物含氧化合物不同点仅由两种元素组成,其中一种是氧元素的化合物含两种或两种以上元素,其中一种是氧元素的化合物相同点都属于化合物,都含有氧元素联系氧化物属于含氧化合物,含氧化合物不一定是氧化物【例】下列物质中属于化合物的是()A.蒸馏水 B.清新的空气 C.纯牛奶 D.加碘食盐答案:A点拨：解答本题的关键是理解化合物的概念。蒸馏水是纯水,不含其他任何物质,属于纯净物,水是由氢元素和氧元素组成的,故蒸馏水又属于化合物;清新的空气中含有氧气、氮气、稀有气体等多种物质,属于混合物;牛奶中含有水、蛋白质等多种物质,属于混合物;加碘食盐中含有碘酸钾和食盐(以后学),属于混合物。故选A。考点1:电解水的实验【例1】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:A、B管内的现象是 ;C管中的现象是,产生此现象的原因是 。(2)若检验A管内生成的气体应该用 。答案:(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12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(或A、B管内气压增大,大于管外大气压,合理即可),把水压入C管中,所以C管内液面上升(2)带火星的木条点拨：(1)电解时在两极都产生气泡,且随着电解的进行,产生的氢气和氧气分别聚集在B管和A管的上端,造成管内压强增大,使C管内液面上升;(2)检验氧气一般用带火星的木条。考点2:物质的简单分类【例2】根据物质组成是否单一,可将物质分为混合物和纯净物,如空气、澄清的石灰水属于,水、五氧化二磷属于。根据纯净物的元素组成是否单一,又可以将纯净物分为单质和化合物。以下物质中:(1)氧气;(2)水;(3)高锰酸钾;(4)二氧化锰;(5)过氧化氢;(6)碳;(7)五氧化二磷;(8)铁。其中属于单质的是(填序号),它们共同的特点是;属于化合物的是(填序号),其共同的特点是;若将(2)(4)(5)(7)归为一类,称作氧化物,则它们组成的共同特点是。答案:混合物;纯净物;(1)(6)(8);都由同种元素组成;(2)(3)(4)(5)(7);都由不同种元素组成;都由两种元素组成,其中一种元素为氧元素点拨：在给物质分类时做到“两抓”,即抓层次,抓要素。所谓抓层次就是先大后小,即先依据“一物多物”分出纯净物和混合物,再在纯净物中根据“一素多素”分出单质和化合物;抓要素就是要理解概念的要素,单质是“一物一素”,化合物是“一物多素”。
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