水到底是由什么组成的呢？

【学习目标】

1. 掌握水的电解实验和水的组成；

2. 学会检验氢气纯度的方法；

3.掌握单质和化合物的概念和区别。

【要点梳理】

要点一、水的电解实验

1. 实验装置：

2. 实验现象：

(1) 电极上均有气泡产生；

(2) a、b两试管中气体体积比约为2:1。

3. 气体验证：

(1) a中气体点燃火焰呈蓝色（若气体量少，可能有爆鸣声），证明是氢气；

(2) b中气体能使带火星的木条复燃，证明是氧气。

4. 实验结论：水在直流电的作用下，发生了分解反应，生成了氢气和氧气。

从上面的实验和发生的化学反应可以说明，水是由氢元素和氧元素组成的。

【要点诠释】

1. 电解水时电极上出现的气体可巧记为“正氧负氢、氢二氧一”。

2. 理论上水分解产生氢气和氧气的体积比为2:1，但由于氧气比氢气在水中溶解的量多，所以实验中氢气与氧气的体积比往往大于2:1。

要点二、氢气

1.物理性质：氢气是一种无色、无味的气体，难溶于水，密度比空气的小（最轻的气体）。

2.化学性质：纯净的氢气在空气中安静地燃烧，产生淡蓝色火焰，放出大量热，生成水。

3. 检验氢气的纯度：

(1) 验纯的原因：如果氢气不纯，当空气里混入氢气的体积达到总体积的4.0%-74.2％时，点燃就会发生爆炸，这个范围叫做氢气的爆炸极限。所以点燃氢气前一定要检验氢气的纯度。

(2) 验纯的方法：如图所示，收集一小试管氢气，用拇指堵住试管口，使试管口稍向下倾斜，接近酒精灯火焰，再移开拇指点火。若听到尖锐的爆鸣声，则表明氢气不纯，需要再收集检验。若声音很小或听到轻微的“噗”声，说明氢气已纯净。

【要点诠释】

1. 经检验不纯需要用排空气法再重新收集时，要用拇指按住试管口一会，否则试管内的氢气火焰可能还未熄灭，有可能使气体发生器内不纯的氢气燃烧发生爆炸。

2. 点燃任何可燃性气体（如氢气、一氧化碳等）之前都要检验气体的纯度，以防止发生爆炸。

3. 氢气是理想的能源（氢气燃烧放热多，燃烧产物不污染环境）。当前发展氢能源所面临的主要问题有：高效、经济的制氢方法；贮存、运输氢气的安全问题等。

要点三、单质和化合物

1. 单质：由同种元素组成的纯净物叫做单质，如氧气、氮气、铁、铜等。

2. 化合物：由不同种元素组成的纯净物叫做化合物，如水、二氧化碳、高锰酸钾、氧化铁等。

3. 氧化物：由两种元素组成的化合物，其中一种元素是氧元素的叫做氧化物，如二氧化碳等。

4. 单质、化合物和氧化物的比较：

单质

化合物

氧化物

区别

宏观组成

由同种元素组成

由不同种元素组成

由氧元素和另一种元素组成

微观构成

由同种原子直接构成或由同种元素的原子构成的分子

不同种元素的原子构成的分子

不同种元素的原子构成的分子

化学性质

不能发生分解反应

在一定条件下可以发生分解反应

在一定条件下可以发生分解反应

分类

可分为金属、非金属、稀有气体三类

可分为酸、碱、盐、氧化物等

金属氧化物、非金属氧化物

联系

都是纯净物，都有固定组成，某些单质在一定条件下发生化合反应可以生成化合物，某些化合物在一定条件下发生分解反应可以生成单质

【要点诠释】

“氧化物”与“含氧化合物”不一样，后者包含着前者。化合物中只要含有氧元素，就是含氧化合物，如高锰酸钾属于“含氧化合物”但不属于“氧化物”。

【典型例题】

类型一、考查水的电解实验

例1. 下图所示是电解水的简易装置，请回答下列问题：

(1) 电源的A为极，B为极。

(2) C试管中收集到的气体是，可以用检验；D试管中收集到的气体是。

(3) 根据上述实验事实可以得出：水是由组成的。

【答案】

(1) 正    负

(2) 氧气   带火星的木条   氢气

(3) 氢元素和氧元素

【解析】观察图示知D试管中收集的气体的体积大约是C试管中气体体积的2倍，可推知：D试管中收集到的气体是氢气，C试管中是氧气；A为正极，B为负极。

【总结升华】记住电解水时“正氧负氢、氢二氧一”八字要点。

类型二、考查单质和化合物

例2. 下列叙述正确的是（   ）

A．水属于单质                B．水属于化合物

C．水中含有氧气             D．水中含有氢气

【答案】B

【解析】由同种元素组成的纯净物叫做单质；由不同种元素组成的纯净物叫做化合物。水是由氢元素和氧元素组成的纯净物，属于化合物。

【总结升华】水是纯净物，不可能含有氧气或氢气。

举一反三：

【变式】下列物质中，属于单质的是（   ）

A.水          B.二氧化碳          C.红磷       D.高锰酸钾

【答案】C