名師導航
知識梳理
1.水的物理性質
純凈的水是色、____________氣味的透明的液體。在壓強為101.3 kPa時，水的凝固點是____________，沸點是____________，溫度為4 ℃時，水的密度最大。
2.水的分解
(1)實驗現(xiàn)象：通電后電極上產生____________，與電正極相連的玻璃管內氣體體積較小，與電負極相連的玻璃管內氣體體積較大，二者的體積比是____________。
(2)氣體的檢驗：體積較小的氣體能使帶火星的木條復燃這種氣體是____________。
體積較大的氣體接近火焰時能燃燒，火焰呈淡藍色，這種氣體是____________。
3.水的合成
在空氣中點燃氫氣，并在火焰上方罩一個冷而干燥的燒杯：
(1)現(xiàn)象：氫氣在空氣中燃燒，產生____________火焰，燒杯內壁有____________，用手觸摸燒杯壁感覺非常燙，說明反應放出了大量的熱，該實驗說明氫氣具有的化學性質是氫氣具有____________。
(2)氫氣作為一種新型燃料，是未最理想的能，這是因為____________、____________、____________。
疑難突破
怎樣通過水在直流電作用下的分解的實驗認識水的組成，理解化學變化的實質？
剖析：電解水的實驗我們需要掌握：(1)實驗裝置，(2)實驗現(xiàn)象，(3)實驗結論。
通過電解水的實驗我們可知：通電以后在電負極上產生的是氫氣，它具有可燃性，燃燒時火焰為淡藍色；電正極上產生的是氧氣，它可以支持燃燒。我們了解了這兩種氣體的檢驗方法，水分解產生的氫氣和氧氣的體積比約為2∶1，為今后理論推導水的化學式提供了實驗基礎。由水通電后得到氫氣和氧氣這一化學反應實例，我們可知：在一切化學變化中分子本身要發(fā)生改變，分成了原子，而原子不可再分。我們要學會應用分子、原子的觀點認識化學變化和物理變化。
水通電后得到氫氣和氧氣，即水通電后，水中的每兩個氫原子相互結合生成氫氣分子，水中的每兩個氧原子相互結合生成氧氣。
問題探究
問題 阿伏加德羅曾經(jīng)出這樣一條規(guī)律：在同溫同壓下，同體積的氣體都含有相同的分子數(shù)。根據(jù)此規(guī)律圖44是某同學設計的探究水的組成的簡易裝置圖：
(1)C和D試管中收集到的氣體是什么？如何檢驗？
(2)C、D兩種氣體的分子個數(shù)比為多少。
圖4-4
探究：本題為實驗分析題，主要考查電解水的實驗知識。解題的突破口是C、D試管中氣體的體積，由D試管中收集氣體的體積大約是C試管中的2倍，可推知：D試管中收集到的氣體是氫氣，C試管中是氧氣。因C、D試管中兩種氣體的體積比為1∶2，即C、D中兩種氣體的分子個數(shù)比也為1∶2。
結論：(1)氧氣，帶火星的木條；氫氣，點燃的木條；(2)1∶2。
典題精講
例1圖4-5是電解水時，水分子分解過程示意圖。關于對該圖理解的敘述中，錯誤的是( )
圖4-5
A.在化學變化中分子可分 B.水是由氫元素和氧元素組成的
C.水中含有氫分子和氧分子 D.原子是化學變化中的最小粒子
思路解析 本題考查了物質的構成和分子、原子的有關知識。水分子在直流電的作用下，分裂成氫原子和氧原子，每兩個氫原子結合成一個氫分子，每兩個氧原子結合成一個氧分子。由此可知，水是由氫元素和氧元素組成的，并且我們可以看出在化學變化的過程中分子是可分的，而原子不可在分。所以A、B、D都正確，而水是純凈物，由分子構成的純凈物，分子的種類只有一種，所以水中只有水分子而沒有氫分子和氧分子，所以C是錯的。
答案：C
例2在實驗室中探究氫氣的有關性質，將下列探究填寫完整：
探究內容探究方法現(xiàn)象結論
氫氣的密度比空氣小
氫氣燃燒后的產物是水
思路解析 本題是實驗探究題，在明確探究問題之后，思索和尋求探究的方法，根據(jù)實驗現(xiàn)象，得出探究的結論，敘述要準確。
答案：
用氫氣吹肥皂泡肥皂泡在空氣中上升氫氣的密度比空氣小
點燃，在火焰上方罩一個干燥的燒杯能燃燒，燒杯內壁上有水珠氫氣具有可燃性，生成物是水
知識導學
電解水的實驗說明：
(1)水在通電后，產生了兩種物質，即氧氣和氫氣，在反應中消耗了電能，是吸收能量的化學變化。
(2)水在直流電作用下的分解揭示了化學變化的實質：在化學變化中，反應物的分子先分裂成原子，原子再重新組合成新的分子。
(3)水通電后得到了氫氣和氧氣說明了水是由氫和氧兩種元素組成的；氫氣由氫元素組成；氧氣由氧元素組成。
氫氣燃燒后產生了水，從而完成了對水的合成。實驗時的現(xiàn)象要掌握兩點：一是淡藍色火焰，二是燃燒后的產物是水，并放出大量的熱。
氫能的開發(fā)和利用是世界性的題，作為理想的能，氫能有著以下特點：燃燒放熱多；廣泛，以水做原料可以制取大量氫氣；最大的優(yōu)點是氫氣燃燒生成的是水，不污染環(huán)境。
疑難導析
要明確水通電以后得到了什么氣體，我們不僅要記住該實驗的現(xiàn)象和結論，更為重要的是我們要通過對實驗現(xiàn)象的分析去認識水的組成，進而通過對水分解反應的微觀解釋去理解物質發(fā)生化學變化的實質。
由實驗現(xiàn)象得出正確的結論是實驗的目的，化學不同于其他學科的特點是注重宏觀和微觀的聯(lián)系，當我們觀察到宏觀的實驗現(xiàn)象時，就要想著從微觀上進行解釋，也就是我們常說的“透過現(xiàn)象看本質”。
由電解水得到氫氣和氧氣這一客觀事實，首先建立起一種宏觀聯(lián)系微觀的模式，水是由大量的水分子構成的；氫氣是由氫分子構成的，是由氫元素組成的；氧氣是由氧分子構成的，是氧元素組成的。進而我們可以推知水是由氫元素和氧元素組成的。更為重要的是我們從這一化學變化事實的微觀解釋中認識到在一切的化學變化中，反應物的分子都要先分裂成原子，然后原子再重新組合成新的分子，這是化學變化的實質，也為我們今后學習質量守恒定律、定量地研究化學打下基礎。
問題導思
科學實驗是探究化學知識的一個重要方法，通過對實驗現(xiàn)象的觀察分析，加以知識整合，不難得出規(guī)律性的結論。實驗探究又是驗證本知識的重要手段，當實驗結果與理論不相符合時，要認真思考，重新設計實驗繼續(xù)探究，分析失敗的原因，找出問題的根。
首先掌握涉及到的知識點有氫氣和氧氣的檢驗方法、化學變化的實質、分子和原子的根本區(qū)別等。同時理解本題提供了一個重要的信息——阿伏加德羅定律，只有在充分理解了阿伏加德羅定律的基礎上，才能準確地應用該定律去解決下面的問題。對于此類型題目的解答技巧是首先要認真讀題，充分領悟所給信息，吃透題意，然后再運用新知識，圍繞題意去展開。
典題導考
綠色通道 運用分子、原子的知識、歸納有關的信息。解題可以從宏觀、微觀兩個方面理解，宏觀上可以討論物質的元素組成，微觀上可以討論分子的構成。
典題變式 圖4-6是電解水時，水分子分解過程示意圖。
根據(jù)下圖你能得到哪些信息？
圖4-6
答案：①水分子分裂成氫原子和氧原子,②每兩個氫原子結合成一個氫分子,每兩個氧原子結合成一個氧分子，③大量的氫分子和氧分子分別組成了氫氣和氧氣，④水是由氫和氧兩種元素組成的，⑤分子和原子都是構成物質的基本粒子。⑥化學變化的實質是在一定的條下,分子分裂成原子,原子重新組合成新分子的過程等。
綠色通道 科學探究是包括：“提出問題”“建立假設”“收集證據(jù)(包括實驗方案、進行實驗)”“獲得結論”“交流評價”等環(huán)節(jié)。應積極思索和尋求探究問題的方法，根據(jù)以往的經(jīng)驗或已有的知識，提出猜想和假設，然后再通過實驗、調查等方法為自己的假設收集證據(jù)，對實驗現(xiàn)象進行分析、歸納、概括，才能得出探究的結論。
典題變式 下列說法不正確的是( )
A.水是由氫氣和氧氣組成的，屬于混合物
B.點燃氫氣時，火焰是淡藍色的
C.氫氣是無色、無氣味，難溶于水的氣體，實驗室可以用排水法收集氫氣
D.氫氣在氧氣中燃燒，生成唯一產物——水，該反應也能證明水的組成
答案：A
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