4．電解水的實驗證明水是由氧元素、氫元素組成的，至于每個水分子是由兩個氫原子和一個氧原子構成的是根據(jù)更精確的實驗測定的，即純凈物的化學式不是憑空臆造的，而是通過精確的實驗測定出來的．下面通過一道例題說明推斷水的化學式的思路。

　　 例1　 水氫氣+氧氣

　　 已知體積比：2∶1

　　 已知標況密度：0.0899g/L　 1.429g/L

氫、氧元素質量比：

　　 氫、氧原子個數(shù)比：∶=

　　 解　 設水的化學式H_2xO_x．根據(jù)實驗測定水式量為18，可得

　　　　　　　　 2x×1+16x=18　 ∴x=1　 　故化學式H₂O

　　 例2　 關于水的組成的正確敘述是(　　 )

　　 A．水由氫氣和氧氣組成．

　　 B．水由氫元素和氧元素組成．

　　 C．水是由一個氫分子和一個氧原子構成．

　　 D．水是由兩個氫元素和一個氧元素組成．

　　 分析　 水的化學式為H₂O，關于水的組成可以從宏觀和微觀兩個角度分析．故B.對D.錯．D.錯在元素只講種類不講個數(shù)．水是由水分子構成的，每個水分子是由2個氫原子和1個氧原子構成的，故A.C.均錯．

　　 解答　 選B.

[難題巧解點撥]

例1　 阿伏加德羅曾經總結出一條定律：在同溫同壓下，同體積的任何氣體都含有相同

的分子數(shù)，下圖是電解水的簡易裝置

　　 (1)電源的A為　　 極，B為　　 極，事先向水中加入少量NaOH的目的是　　 ．

　　 (2)C試管中收集到的氣體是　　 ，用　　 檢驗；D試管中收集到的氣體是　　 ，可用　　 檢驗；C、D中兩種氣體的分子個數(shù)比為　　 .

(3)根據(jù)上述實驗事實可以得出，水是由　　 組成．

　　 分析　 本題為實驗推斷題，解題的突破口是C、D試管中氣體的體積，因為D試管中收集氣體的體積大約是C試管中的2倍，所以D試管中收集到的氣體是H₂，C試管中是O₂，由此進行逆向推理，可判斷A為正極，B為負極．由于C、D試管中兩種氣體的體積比為1∶2，根據(jù)阿伏加德羅定律，相同狀況下，氣體的體積比等于分子個數(shù)比，所以C、D兩種氣體的分子個數(shù)比也為1∶2．

　　 解答　 (1)正、負，增強水的導電性

　　 (2)氧氣，帶火星的木條；氫氣，點燃的木條；1∶2

　　 (3)氫元素和氧元素

例2　 已知某種化合物R由氫、氧兩種元素組成，對這種化合物進行測定可知：化合物中氫元素的質量分數(shù)為5．88%，相對分子質量為34，請通過計算寫出化合物R的化學式．

　　 分析　 相對分子質量就是各元素的相對原子質量和原子個數(shù)的乘積之和．

　　 解答　 設R的化學式為H_xO_y．依題意，兩種元素的質量比

　　 由①可知

　　 由②可知，x=2，y＝2，故R化學式H₂O₂．

[命題趨勢分析]

　　 近年中考或競賽中不斷涌現(xiàn)的新題型--信息題．題干中內容是課本中沒有介紹的新信息，需要遷移課本所學知識進行解題．

[典型熱點考題]

　　 例1　 在H₂O和H₂O₂(雙氧水，又名為過氧化氫)中相同的是(　　 )

　　 A.氫元素的質量分數(shù)　　　　 B.相對分子質量

　　 C．元素種類　　　　　　　　 D．氫氧原子個數(shù)

　　 分析　 將水和雙氧水的有關項目比較如下：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　 H₂O　　　　　　　　　　 H₂O₂

　　　　　　　 H%　　　　　　　　　 ×100%　　　　　　 ×100%

　　　 相對分子質量 　　　　　　　　　18　　　　　　　　　　 34

　　　 元素種類　　　　　　　　　　　 H、O　　　　　　　　　　 H、O

　　　 氫、氧原子個數(shù)　　　　　　　　 2+1　　　　　　　　　　 2+2

解答　 選C

　　 例2　 過氧化氫(H₂O₂)可以按下式進行分解：H₂O₂H₂O+O₂，關于它的敘述正確的是(　　 )

　　　 A．過氧化氫由氫氣、氧氣組成

　　　 B．每個過氧化氫分子由一個氫分子和一個氧分子構成

　　　 C．過氧化氫分解過程中，它的分子破裂成原子，氧原子、氫原子不可再分

　　　 D．過氧化氫中本來就有氧氣

分析 本題需遷移水的組成、水通電分解等有關知識解題．過氧化氫從宏觀上看由氫、氧兩種元素組成，從微觀上看每個H₂O₂分子由2個氫原子和2個氧原子構成，過氧化氫是純凈物，只存在H₂O分子，而沒有氧氣存在，所以A、B、D均錯．H₂O₂在MnO₂的催化作用下分解．分解過程中，H₂O分子破結成氫原子和氧原子，2個氫原子和1個氧原子結合成1個H₂O分子，許多H₂O分子聚集成水，2個氧原子相合成1個氧分子，許多O₂分子聚集成氧氣，所以C.正確．

　　 解答　 選C.

[同步達綱練習]

3．電解水的實質：當水分子分解時，分成了氫原子和氧原子，每兩個氫原子結合成一個氫分子，大量的氫分子聚集成氫氣；每兩個氧原子結合成一個氧分子，大量的氧分子聚集成氧氣；此實驗進一步證明，在化學反應里，分子可以分成原子，而原子不能再分，原子只是重新組合成新分子．

2．被電解的不是純水，而是向水中加入少量硫酸或氫氧化鈉，以增加水的導電性．

1．電解水的實驗的儀器為水電解器，通直流電而不是交流電．

　　 無色無味液體--通常狀況下

　　 凝固點0℃，沸點100℃--壓強為101千帕

　　 密度為1g/cm³--4℃

　　 正是由于冰的密度比水小，它才浮在水面．若冰的密度大于水，那么冬季結冰時，冰都沉在底部，并且由底向上逐步凍結，那么會給生物造成什么后果呢？所以冰的密度小于水的密度恰好是自然界生態(tài)平衡的一個客觀條件．

3．此實驗證明

　　 (1)從宏觀上，水是由氫元素和氧元素組成．從微觀上，水是由水分子構成，水分子是由氫原子和氧原子構成的．

　　 (2)在化學反應中分子可以分成原子，而原子不能再分．

　　 (3)分類：水屬于純凈物中的化合物，化合物中的氧化物．

[重點難點解析]

2．表達式：水氫氣+氧氣　　 H₂OH₂+O₂

1．電解水的實驗現(xiàn)象及氣體的驗證

(1)正、負電極上有氣泡放出.

　　 (2)正極產生的氣體能使燃著的木條燃燒更旺，證明是氧氣；負極產生的氣體能燃燒，發(fā)出淡藍色火焰，證明是氫氣．

　　 (3)正極產生的氣體與負極產生的氣體的體積比為1∶2．

通常情況下，純凈的水是沒有顏色、沒有氣味、沒有味道的液體，壓強為101KPa時，凝固點為0℃，沸點100℃，在4℃時密度最大，為1g/cm³．水結冰時體積膨脹，冰比水輕．

25．(5分)如圖所示，A處為固體與液體反應，產生氣體X，B處為黑色粉末，反應過程中逐漸變成紅色，導管C中有水滴出現(xiàn)，從B管中出來的氣體在集氣瓶中燃燒，D處有氣體燃燒，火焰上罩一個燒杯．試回答下列問題：

　　 (1)A處產生的氣體X是　　　　 ，B處黑色粉末是　　　　

　　 (2)A、B、D各處反應的字母表達式　　　　 、　　　　 、　　　　

　　 (3)燒杯D處可觀察到的現(xiàn)象是　　　　 ．