2.2 水分子的变化
一、单选题
1.下列物质的用途主要由其化学性质决定的是( )
A.用氢气填充探空气球 B.用金属铜做导线
C.发热病人用酒精擦身体降温 D.用氢气作燃料
2.物质的性质决定物质的用途。下列物质的用途中,利用化学性质的是
A.甲烷用作燃料 B.氢气用于填充探空气球
C.干冰用作制冷剂 D.铜可铸成铜器
3.分析推理是化学学习过程中的常用方法,下列推理正确的是( )
A.物质和氧气发生的反应是氧化反应,所以发生氧化反应一定有氧气参加
B.分子、原子可以构成物质,所以物质一定是由分子、原子构成的
C.阳离子带正电,所以带正电的粒子一定是阳离子
D.化合物是含有不同元素的纯净物,所以含有不同种元素的纯净物一定是化合物
4.物质的性质决定其用途,下列物质的用途只是利用其物理性质的是
A.氧气用于支持燃烧 B.铜丝用来做导线
C.氢气用来作燃料 D.二氧化碳用来作气体肥料
5.下列物质的性质中,属于化学性质的是( )
A.颜色 B.密度 C.稳定性 D.沸点
6.下列关于水的说法中不正确的是
A.水是一种常用的溶剂
B.海水、湖水是混合物,蒸馏水是纯净物
C.农业生产中不合理施用农药、化肥会对水体造成污染
D.电解水生成了氢气和氧气,因此,水是由氢气和氧气组成的
7.属于分解反应的是
A.
B.
C.
D.
8.水是生命之源,下列关于水的认识正确的是
A.生活中常用活性炭来降低水的硬度
B.电解水时通电后两个电极上都有气泡产生,其中正极产生气泡速度更快
C.明矾可以除去水中的色素和异味
D.电解水时加入少量氢氧化钠或者硫酸,作用是增强导电性
9.下列物质的用途体现物质化学性质的是
A.金刚石的硬度大——刻划玻璃
B.氢气密度小——填充探空气球
C.干冰有制冷作用——人工降雨
D.一氧化碳具有还原性——冶炼金属
10.2023年3月22日是第三十一届“世界水日”。下列有关水的说法正确的是
A.澄清、洁净的矿泉水是纯水
B.电解水实验中正极与负极得到的气体体积比约为2:1
C.活性炭可以吸附水中的所有可溶性杂质
D.可以用肥皂水区分硬水和软水
11.下列有关变化或性质的选项判断正确的是
A.汽油容易挥发(化学性质) B.铁水铸成锅(化学变化)
C.干冰升华(物理变化) D.铁能在潮湿的空气中生锈(物理性质)
12.用直流电电解a克水,在负极产生2.24mL气体,则在正极上产生气体的体积为( )
A.1.12mL B.4.48mL C.2.24mL D.无法确定
13.电解水实验装置如图所示,下列说法正确的是 ( )
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1∶2
C.反应的化学方程式为H2O=H2↑+O2↑
D.与玻璃管a相连的是电源的正极
14.下列物质的用途主要由物理性质决定的是
A.镁粉用于制作照明弹 B.钨用于制作白炽灯丝
C.二氧化碳用来灭火 D.氮气用作焊接金属时的保护气
二、填空题
15.二氧化碳是我们熟悉的气体之一,是绿色植物进行光合作用的原料之一,小明同学查阅到的有关二氧化碳气体的资料如下:
①二氧化碳是一种没有颜色、没有气味的气体,密度比空气大;②二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊;③点燃镁条,镁条在二氧化碳中燃烧;④冒黑烟、发光、生成白色固体,⑤生成了氧化镁和碳;⑥二氧化碳可用于灭火、作制冷剂等.
以上叙述中: 是物理性质; 是化学性质; 是化学变化; 是用途。
16.化学和生活紧密相关。用你所学知识回答下列问题。
(1)电解水的实验证明了水是由 组成的。写出水电解的文字表达式(或符号表达式) 。
(2)可用 来检验水是硬水还是软水;生活中常用 的方法软化硬水。
17.水是人类宝贵的自然资源,与人类的生产、生活密切相关。请回答下列问题:
(1)电解水可以证明水的组成,请写出电解水的文字表达式: ;
(2)要区分硬水和软水,可以加入 ;日常生活中要降低自来水的硬度,同时对其进行消毒杀菌,多采用 的方法;
(3)净化水的常用方法有:①消毒杀菌;②过滤;③蒸馏;④活性炭吸附;⑤加明矾吸附沉降;水厂把浑浊的河水净化成生活中的自来水,所选用的净化方法按净化过程排序是 (填序号)。
三、实验题
18.电解水实验如图所示。
(1)b管产生的气体是 ;x是电源的 极(填“正”或“负”)。
(2)a管和b管产生气体的体积比 。
四、计算题
19.电解水的实验事实是负极与正极分别产生体积比为2:1的氢气和氧气.查阅资料获知:氢气的密度是0.0899g/L,氧气的密度 1.429g/L,请计算水中氢氧元素的质量比 (请写出计算过程).
20.通电分解一定质量的水,共收集到36mL气体,请完成下列问题:
(1)与正、负极相连的试管中,分别收集到的气体是___________和___________。
(2)与正、负极相连的试管中,各收集到多少mL气体?
(3)假设一个成年人每分钟吸入空气15L,如果一个成年人每天(24小时)呼吸所消耗的氧气通过电解水获得,则同时会得到氢气多少L?(氧气约占空气体积的1/5)
五、综合应用题
21.经过半学期的学习,同学们对水有了更深刻的认识,请回答下列问题。
Ⅰ.水的组成
(一)在水电解器的玻璃管中注满水,接通直流电源。一段时间后。发现两电极都有气泡产生,左右两侧玻璃管中的液面有不同程度的下降。
(1)a管中产生的气体和b管中产生的气体的体积比约为 。
(2)由上述实验可以得出:
①水是由 组成的。下列还能确认水的组成的实验是 (填序号)。
A.氢气在空气中燃烧 B.水的蒸发
②化学变化不但生成新物质,还会伴随着能量的转化。在电解水的过程中,主要是 能转化为 能。
③写出电解水的化学方程式 。
(二)实验过程中、同学们发现电解纯水速率较慢。查阅资料获知。调节电压或在水中加入少量氢氧化钠都会改变电解速率。于是他进行了多次实验,将实验数据取平均值。记录如下。
(保持其它条件不变,每次实验收集10mL氧气)
电压 反应时间 氢氧化钠 溶液浓度 6V 9V 12V
5% 26分26秒 12分14秒 7分30秒
10% 17分8秒 9分26秒 6分22秒
(3)该实验的目的是探究氢氧化钠溶液浓度和 对电解水速率的影响。
(4)分析上表数据可得出的结论是 (写一条即可)。
Ⅱ.水的净化:
小丹同学收集到一瓶浑浊的河水,利用如下流程来净化水,最终制成蒸馏水。
回答下列问题:
(5)静置时,为了使悬浮颗粒物快速沉降,常加入的物质是 。
(6)操作①是过滤,其中用到的玻璃仪器有,烧杯、 、玻璃棒,玻璃棒的作用是 ;实验过程中发现该操作比预期的时间长得多,可能的原因是 过滤须考虑过滤器材质孔径大小。某微粒的直径为10μm,下列能把该微粒“筛”出来的是 (填字母)。
A.孔径20μm过滤网 B.孔径10μm过滤网 C.孔径6μm过滤网
(7)操作②常加入活性炭除去色素和异味、这是利用了活性炭具有良好的 性。
(8)小丹同学取少量液体D于试管中,加入少量肥皂水,振荡,发现有少量泡沫且有较多白色垢状物产生,说明液体D是 (填“硬水”或“软水”),硬水软化常会形成水垢,家庭中可用 除去水垢。
Ⅲ.珍惜水资源
(9)节约用水是每个公民的义务,下列用水方式应该提倡的是 (填字母)。
A.用漱口杯接水刷牙
B.不间断地边流水边洗衣服
C.用淘米水、洗菜水浇花
D.用喷灌、滴灌的方法代替漫灌浇灌农田
()
参考答案:
1.D
【分析】物质不需要发生化学变化就可以表现出来的性质叫做物理性质,包括颜色、状态、气味;硬度、密度、沸点、熔点、溶解性、挥发性、金属导电性、导热性、延展性、吸附性等;
物质在化学变化中表现出来的性质叫做化学性质,包括可燃性、还原性、氧化性、腐蚀性、酸碱性、稳定性、活动性、毒性等。
【详解】A、用氢气充气球,是利用其密度比空气的小的性质,属于物理性质,不符合题意;
B、金属铜做导线,是利用了铜的导电性,属于物理性质,不符合题意;
C、用酒精擦身体,酒精蒸发时会吸热,属于酒精的物理性质,不符合题意;
D、氢气作燃料,是氢气燃烧时能放热,属于氢气的化学性质,符合题意。
故选D。
2.A
【分析】化学性质是在化学变化中体现出来的性质,例如可燃性、助燃性、氧化性等;物理性质是不需要发生化学变化就能体现出来的性质,例如色态味、熔沸点、密度、溶解性、挥发性等;
【详解】A、甲烷用作燃料利用了甲烷的可燃性,化学性质,正确;
B、氢气用于填充探空气球利用了氢气的密度小的性质,物理性质,错误;
C、干冰用作制冷剂,利于了干冰升华吸热温度降低,物理性质,错误;
D、铜可铸成铜器只是物质形状的变化,物理性质,错误。
故选A。
3.D
【详解】A、物质和氧气发生的反应是氧化反应,但发生氧化反应不一定有氧气参加,含氧化合物也可以,选项错误;B、分子、原子可以构成物质,但物质不一定是由分子、原子构成的,也可由离子构成,选项错误;C、阳离子带正电,但带正电的粒子不一定是阳离子,如质子,选项错误;D、化合物是含有不同元素的纯净物,所以含有不同种元素的纯净物一定是化合物,选项正确。故选D。
4.B
【详解】A. 氧气用于支持燃烧利用了氧气的助燃性,助燃性属于氧气的化学性质,选项错误;B. 铜丝用来做导线利用了铜的导电性,导电性属于物质的物理性质,选项正确;C. 氢气用来作燃料利用了氢气的可燃性,可燃性属于物质的化学性质,选项错误;D. 二氧化碳用来作气体肥料利用了二氧化碳能与水发生光合作用,利用了物质的化学性质,选项错误,故选B。
5.C
【详解】A、颜色属于物理性质,错误;B、密度属于物理性质,错误;C、稳定性属于化学性质,正确;D、沸点属于物理性质,错误。故选C。
点睛:物质在化学变化中表现出来的性质叫化学性质,如可燃性、助燃性、氧化性、还原性、稳定性等;物质不需要发生化学变化就表现出来的性质,叫物理性质;物理性质经常表现为:颜色、状态、气味、密度、硬度、熔点、沸点、导电性、导热性、溶解性、挥发性等。
6.D
【详解】A、水是一种常用的溶剂,故选项说法正确;
B海水、湖水含有可溶性以及难溶性的杂质,属于混合物,蒸馏水是纯净物,故正确;
C、农业生产中不合理施用农药、化肥,会对水体造成污染,故选项说法正确;
D、电解水生成氢气和氧气,氢气和氧气分别是由氢元素和氧元素组成的,说明水是由氢元素和氧元素组成的,故选项说法错误。
故选:D。
7.B
【详解】A、该反应符合“多变一”的形式,符合化合反应的特征,属于化合反应,故选项错误。
B、该反应符合“一变多”的形式,符合分解反应的特征,属于分解反应,故选项正确。
C、该反应符合“多变一”的形式,符合化合反应的特征,属于化合反应,故选项错误。
D、该反应的反应物是两种,不符合“一变多”的形式,不属于分解反应,故选项错误。
故选B。
8.D
【详解】A、活性炭具有吸附性,可以吸附有色物质和异味,不能降低水的硬度,故说法错误;
B、氧气比氢气更易溶于水,电解水是通电后两个电极都要产生气泡,其中负极冒泡速度快,故说法错误;
C、用明矾不能除去水中的色素和异味,可以用活性炭除去水中的色素和异味,该选项说法错误;
D、电解水时加入少量氢氧化钠或者硫酸,作用是增强导电性,故说法正确;
故选D。
9.D
【详解】A 、硬度不需要通过化学变化表现出来,是物理性质。不符合题意。
B、密度不需要通过化学变化表现出来,是物理性质。不符合题意。
C、干冰有制冷作用是利用了干冰升华吸热。易升华不需要通过化学变化表现出来,是物理性质。不符合题意。
D、还原性需要通过化学变化表现出来,是化学性质。符合题意。
故选D。
10.D
【详解】A、澄清、洁净的矿泉水含有水和矿物质,属于混合物,故选项说法不正确;
B、电解水实验中“正氧负氢,氢二氧一”,正极产生的气体较少,是氧气,负极产生的气体较多,是氢气,正极与负极得到的气体体积比约为1:2,故选项说法不正确;
C、活性炭具有吸附性,能吸附水中的色素和异味,但不能除去所有可溶性杂质,故选项说法不正确;
D、硬水和软水的区别在于所含的钙镁离子的多少,可用肥皂水区分硬水和软水,向水中加入肥皂水时,如果产生的泡沬较多,是软水,如果产生大量浮渣,是硬水,故选项说法正确。
故选D。
11.C
【详解】A、汽油挥发没有新物质生成,属于物理变化,故汽油容易挥发属于物理性质,A错误;
B、铁水铸成锅没有新物质生成,属于物理变化,B错误;
C、干冰升华没有新物质生成,属于物理变化,C正确;
D、铁生锈有新物质生成,属于化学变化,故铁能在潮湿的空气中生锈属于化学性质,D错误;
故选C。
12.A
【详解】电解水时,正极生成的是氧气,负极生成氢气,氢气是氧气体积的2倍,在负极产生2.24mL气体,则在正极上产生气体的体积为1.12mL。
故选A。
13.A
【详解】A、普通的水中由于离子的浓度太低,因而导电性低,加了氢氧化钠后,增加了溶液中离子的浓度,导电性增加,A选项正确;
B、由图片可知,a管中气体明显多于b中气体,因此,a、b玻璃管中产生的气体体积比约为2:1,而非1:2,B选项错误;
C、电解水反应的化学方程式为,C选项错误;
D、电解水实验中,正极产生氧气,负极产生氢气,体积比为1:2,玻璃管a中气体体积多,与玻璃管a相连的应该是电源的负极,D选项错误。
故本题选A。
【点睛】电解水实验中,正极产生氧气,负极产生氢气,体积比为1:2。
14.B
【详解】A、镁粉用于制作照明弹是利用镁燃烧发出白光,属于化学性质,故A错;
B、钨用于制作白炽灯丝是利用钨丝的熔点高,属于物理性质,故B正确;
C、二氧化碳用来灭火,既利用了二氧化碳的化学性质:既不能燃烧也不支持燃烧,又利用了化学性质:密度比空气大,故C错;
D、氮气用作焊接金属时的保护气,是利用氮气化学性质稳定,故D错。
故选B。
【点睛】物质的颜色、状态、气味、熔点、沸点、硬度、密度等性质,不需要发生化学变化就表现出来,因此,都属于物理性质。
15. ① ② ③ ⑥
【详解】物理性质:物质不需要化学变化就表现出的性质。包括:颜色、状态、气味、熔点、沸点密度、硬度、溶解性、挥发性、延展性、导电性、吸水性、吸的性等,因此选择①;化学性质:物质在化学变化中的性质。可熔性、氧化性、还原性、活泼性、稳定性、有其它物质生成的变化,故选②;化学变化是有其他物质生成的变化,金属镁在二氧化碳中燃烧生成新物质,故选③;二氧化碳可用于灭火、作制冷剂是二氧化碳的用途故选⑥。
16.(1) 氢元素和氧元素 或
(2) 肥皂水 煮沸
【分析】(1)
水在通电的条件下反应生成氢气和氧气,氢气由氢元素组成,氧气由氧元素组成,根据质量守恒定律, 化学反应前后,元素的种类不变,可得水是由氢元素和氧元素组成,该反应的文字表达式为:,符号表达式为: ;
(2)
通常用肥皂水来区分硬水和软水,肥皂水在硬水中易起浮渣,在软水中泡沫较多;
可溶性钙、镁化合物在加热时,能形成沉淀,故生活中,常用煮沸的方法降低水的硬度。
17.(1)
(2) 肥皂水 煮沸
(3)⑤②④①
【详解】(1)水在通电的条件下反应生成氢气和氧气,该反应的文字表达式为:;
(2)通常用肥皂水来区分硬水和软水,肥皂水在硬水中易起浮渣,在软水中泡沫较多;
可溶性钙、镁化合物在加热时,能形成沉淀,且高温能使蛋白质变性,故日常生活中要降低自来水的硬度,同时对其进行消毒杀菌,多采用煮沸的方法;
(3)水厂把浑浊的河水净化成生活中的自来水,首先应加入明矾吸附沉降,使悬浮的杂质沉淀,然后过滤,除去难溶性杂质,然后吸附,除去水中的色素和异味,最后杀菌消毒,除去细菌和病毒,无需蒸馏,故顺序为:⑤②④①。
18. 氧气 负 2:1
【详解】(1)由电解水口诀“正氧负氢,氢二氧一”可知,b管产生的气体较少,是氧气;
x与产生氢气的试管连接,是电源的负极。
(2)a管(氢气)和b管(氧气)产生气体的体积比是2:1。
19.1:8
【详解】由质量守恒后定律可知,水中氢、氧元素的质量比就等于生成的氢气和氧气的质量比;根据生成的氢气与氧气的体积比是2:1,由m=ρv可知,氢气和氧气的质量比是: =,所以,水中氢、氧元素质量比是。
20.(1)氧气;氢气
(2)12mL;24mL
(3)8640L
一个成年人每天(24小时)呼吸所消耗的氧气,氢气体积4320L×2=8640L
【详解】(1)电解水正氧负氢,氢二氧一,故填:氧气;氢气。
(2)正极氧气36mL=12mL,氢气36mL-12mL=24mL,故填:12mL;24mL。
(3)见答案
21.(1)1:2
(2) 氢元素和氧元素 A 电 化学
(3)电压
(4)保持其它条件不变,电压一定时,氢氧化钠溶液浓度越大,电解水速率越快/保持其它条件不变,氢氧化钠溶液的浓度一定时,电压越高,电解水速率越快
(5)明矾
(6) 漏斗 引流 滤纸未紧贴漏斗内壁/滤纸堵塞 C
(7)吸附
(8) 硬水 食醋
(9)ACD
【详解】(1)电解水实验中:正极产生氧气,负极产生氢气,产生氧气和氢气的体积比为1:2,结合图示可知:a管与正极相连,产生的气体为氧气,b管与电源负极相连,产生的气体是氢气,则 a管中产生的气体和b管中产生的气体的体积比约为1:2,故填:1:2;
(2)①由上述实验可以得出:水是由氢元素和氧元素组成的,故填:氢元素和氧元素;
可以通过电解水(水的分解)、氢气燃烧(水的合成)实验来确定水的组成,故选填:A;
②在电解水的过程中,主要是电能转化为化学能,故填:电;化学;
③水通电生成氢气和氧气,反应的化学方程式为,故填:;
(3)根据题干及表格信息可知该实验目的是探究氢氧化钠溶液浓度、电压对电解水速率的影响,故填:电压;
(4)分析上表数据得出:保持其它条件不变,电压一定时,氢氧化钠溶液浓度越大,电解水速率越快;保持其它条件不变,氢氧化钠溶液的浓度一定时,电压越高,电解水速率越快,故填:保持其它条件不变,电压一定时,氢氧化钠溶液浓度越大,电解水速率越快(或保持其它条件不变,氢氧化钠溶液的浓度一定时,电压越高,电解水速率越快);
(5)静置时,为了使悬浮颗粒物快速沉降,常加入明矾,溶于水形成胶状物,吸附杂质,使杂质沉降,故填:明矾;
(6)过滤用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒,其中玻璃棒的作用是引流;实验过程中发现该操作比预期的时间长得多,说明过滤速度减慢,可能的原因是滤纸未紧贴漏斗内壁或滤纸堵塞;某微粒的直径为10μm,能把该粒子筛出来,过滤网直径需小于10μm,所以选C,故填:漏斗;滤纸未紧贴漏斗内壁(或滤纸堵塞);C;
(7)活性炭具有吸附性,可以除去色素和异味,故填:吸附;
(8)用肥皂水区分硬水、软水:泡沫多,浮渣少为软水;泡沫少,浮渣多为硬水。液体D加入少量肥皂水,振荡,发现有少量泡沫且有较多白色垢状物产生,说明液体D是硬水;水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁,碳酸钙(碳酸盐)、
氢氧化镁(碱)均能与酸发生反应,所以家庭中可用食醋除去水垢,故填:硬水;食醋;
(9)A、用漱口杯接水刷牙,可以减少水的浪费,符合题意;
B、不间断地边流水边洗衣服,会造成水浪费,不符合题意;
C、用淘米水、洗菜水浇花,一水多用可以节约用水,符合题意;
D、用喷灌、滴灌的方法代替漫灌浇灌农田,可避免大水漫灌造成水资源浪费,符合题意。
故选ACD。