课题3 水的组成
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一、选择题
1.(2022湖南湘西州中考)分类是学习化学的基本方法之一。下列物质属于氧化物的是 ( )
A.Fe3O4 B.O3 C.HClO D.NaHCO3
2.(2023北京大兴期中)电解水实验如图。下列说法不正确的是 ( )
A.反应前后原子种类没有变化
B.该实验说明水由氢气和氧气组成
C.产生氢气与氧气的体积比约为2∶1
D.可用带火星的木条检验b管中生成的气体
3.(2023辽宁辽阳期中)分类是研究物质的常用方法，如图是纯净物、单质、化合物、氧化物之间关系的形象表示，下列物质属于Z范围的是 ( )
A.红磷 B.氧化汞 C.氯化钠 D.食盐水
4.(2023河南通许期末)下列有关水的说法不正确的是 ( )
A.在净水过程中明矾可作絮凝剂
B.一个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成
C.生活中可以通过煮沸把硬水转化为软水
D.电解水得到的氢气和氧气的质量比约为2∶1
5.(2023湖北潜江月考)推理是化学学习常用的思维方法，下列推理正确的是 ( )
A.氧化物中含有氧元素，则含有氧元素的化合物一定是氧化物
B.决定元素种类的是质子数，则具有相同的质子数的粒子一定属于同种元素
C.化合物由多种元素组成，则由一种元素组成的物质一定不是化合物
D.单质中只含有一种元素，则只含有一种元素的物质一定是单质
6.(2023重庆永川期中)图中“”和“”表示两种不同元素的原子，其中表示化合物的是 ( )
A B C D
7.(2023江西崇仁二中月考)某实验小组用如图所示装置完成电解水的实验并收集产生的气体(U形管中预先加入了少量氢氧化钠)，下列说法正确的是 ( )
A.a端应连接电源的正极
B.d试管中的气体先收集满
C.U形管中加入少量氢氧化钠的目的是增强水的导电性
D.该实验说明水是由氢分子和氧分子构成的
二、填空题
8.(2023重庆大渡口巴渝学校期中)人类的生活离不开水，我们对于水的探索从未停止。甲图是某校直饮水机线路简图，乙图是该校化学兴趣小组电解水实验的装置简图。
甲
乙
(1)甲图中①②③三个步骤中哪一步发生的是化学变化： (填序号)，实验室里过滤液体时用到的 (填用品名称)与甲图超滤膜具有类似的作用。
(2)乙图中，与试管b相连的是电源的 极。
(3)通电时乙图中发生反应的符号表达式为 。
9.(2023江苏江阴徐霞客中学月考)我国学者研制出高性能、低成本的电解“水制氢”催化剂。
氢能是一种能量高、洁净的可再生能源，通过电化学水解制备氢气是当前的研究热点之一。电解水制备氢气是指在通电的条件下，水发生分解反应，生成氢气和氧气。近年来，全水解电极催化剂的设计制备取得了瞩目的研究成果。但是，寻找能在中性水电解质中同时展现高活性、高稳定性的水氧化和还原非贵金属电催化剂仍是一大挑战。
2018年，中国科学技术大学俞书宏教授团队和高敏锐教授课题组采用电化学沉积和固相磷化两步反应，设计并成功制备了镍掺杂的磷化钴三元纳米片电催化剂，掺杂后的材料在中性条件下同时展现出优异的水氧化和还原电催化活性和稳定性。这项工作为发展廉价三元过渡金属磷化物作为电极，用于中性水电解制氢提供了新的思路，并展现出潜在的商业应用前景。
根据材料回答问题。
(1)廉价三元过渡金属磷化物作电极时，利用了该物质的 性。
(2)用分子、原子观点解释：在电解水过程中发生变化的是 (填微粒名称，下同)，不变的是 。
(3)与传统电解水催化剂相比，新型三元纳米片电催化剂的优点是 (任写一种)。
答案全解全析
一、选择题
1.答案 A 由两种元素组成且其中一种元素是氧元素的化合物属于氧化物。
2.答案 B 化学反应前后原子的种类不变；电解水生成氢气和氧气，说明水是由氢元素和氧元素组成的；电解水时，产生氢气与氧气的体积比约为2∶1；b管产生的气体是氧气，可用带火星的木条检验。
3.答案 B 纯净物按组成元素的种数，可以分为单质和化合物。由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物叫做氧化物。整个大圆圈表示纯净物，X为单质，Y为化合物，Z为氧化物。红磷属于单质；氧化汞属于氧化物；氯化钠属于化合物，但不属于氧化物；食盐水是混合物。
4.答案 D 明矾溶于水形成的胶状物可以吸附水中悬浮的杂质，加速其沉降，明矾可作絮凝剂；一个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成；生活中可通过煮沸将硬水软化；电解水生成氢气和氧气的体积比约为2∶1。
5.答案 C 含有氧元素的化合物不一定是氧化物，例如高锰酸钾不属于氧化物；具有相同的质子数的粒子不一定属于同种元素，例如H2O和Ne的质子数都是10；化合物是由不同种元素组成的纯净物，则由一种元素组成的物质一定不是化合物；单质是由一种元素组成的纯净物，只含有一种元素的物质不一定是单质，例如氧气和臭氧的混合物。
6.答案 A A项，该物质由一种分子构成，属于纯净物，分子中含有两种原子，属于化合物；B项，该物质由一种分子构成，属于纯净物，分子中只含有一种原子，属于单质；C项，该物质中含有两种分子，属于混合物；D项，该物质中含有两种分子，属于混合物。
7.答案 C 水通电可以分解出氢气和氧气，c试管是通过向下排空气法收集气体，说明收集的是氢气，a端应连接电源的负极；c试管中的氢气先收集满；U形管中加入少量氢氧化钠的目的是增强水的导电性；该实验说明水是由氢、氧两种元素组成的。
二、填空题
8.答案 (1)③ 滤纸 (2)正 (3)H2O H2+O2
解析 (1)甲图中步骤③发生的是化学变化；实验室里过滤液体时用到的滤纸与甲图超滤膜具有类似的作用。(2)试管b中收集到的气体体积较小，收集的是氧气，与电源的正极相连。(3)通电时水分解生成氢气和氧气。
9.答案 (1)导电 (2)水分子 氢原子和氧原子 (3)高活性(或高稳定性)
解析 (1)廉价三元过渡金属磷化物作电极时，利用了该物质的导电性。(2)在电解水过程中，水分子分为氢原子和氧原子，氢原子结合为氢分子，氧原子结合为氧分子，故发生变化的是水分子，不变的是氢原子和氧原子。(3)由题干资料可知，与传统电解水催化剂相比，新型三元纳米片电催化剂的优点是具有高活性和高稳定性。
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