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。
