名師導(dǎo)航
知識梳理
1.水的物理性質(zhì)
純凈的水是色、____________氣味的透明的液體。在壓強(qiáng)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(chǎn)生____________，與電正極相連的玻璃管內(nèi)氣體體積較小，與電負(fù)極相連的玻璃管內(nèi)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(fù)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(lán)色，這種氣體是____________。
3.水的合成
在空氣中點燃?xì)錃�，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(chǎn)生____________火焰，燒杯內(nèi)壁有____________，用手觸摸燒杯壁感覺非常燙，說明反應(yīng)放出了大量的熱，該實驗說明氫氣具有的化學(xué)性質(zhì)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(rèn)識水的組成，理解化學(xué)變化的實質(zhì)？
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(jié)論。
通過電解水的實驗我們可知：通電以后在電負(fù)極上產(chǎn)生的是氫氣，它具有可燃性，燃燒時火焰為淡藍(lán)色；電正極上產(chǎn)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(chǎn)生的氫氣和氧氣的體積比約為2∶1，為今后理論推導(dǎo)水的化學(xué)式提供了實驗基礎(chǔ)。由水通電后得到氫氣和氧氣這一化學(xué)反應(yīng)實例，我們可知：在一切化學(xué)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(xué)會應(yīng)用分子、原子的觀點認(rèn)識化學(xué)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(jié)合生成氫氣分子，水中的每兩個氧原子相互結(jié)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(xué)設(shè)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(jié)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(guān)于對該圖理解的敘述中，錯誤的是( )
圖4-5
A.在化學(xué)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(xué)變化中的最小粒子
思路解析 本題考查了物質(zhì)的構(gòu)成和分子、原子的有關(guān)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(jié)合成一個氫分子，每兩個氧原子結(jié)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(xué)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(gòu)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(guān)性質(zhì)，將下列探究填寫完整：
探究內(nèi)容探究方法現(xiàn)象結(jié)論
氫氣的密度比空氣小
氫氣燃燒后的產(chǎn)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(jié)論，敘述要準(zhǔn)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(nèi)壁上有水珠氫氣具有可燃性，生成物是水
知識導(dǎo)學(xué)
電解水的實驗說明：
(1)水在通電后，產(chǎn)生了兩種物質(zhì)，即氧氣和氫氣，在反應(yīng)中消耗了電能，是吸收能量的化學(xué)變化。
(2)水在直流電作用下的分解揭示了化學(xué)變化的實質(zhì)：在化學(xué)變化中，反應(yīng)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(chǎn)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(lán)色火焰，二是燃燒后的產(chǎn)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(dǎo)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(jié)論，更為重要的是我們要通過對實驗現(xiàn)象的分析去認(rèn)識水的組成，進(jìn)而通過對水分解反應(yīng)的微觀解釋去理解物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化的實質(zhì)。
由實驗現(xiàn)象得出正確的結(jié)論是實驗的目的，化學(xué)不同于其他學(xué)科的特點是注重宏觀和微觀的聯(lián)系，當(dāng)我們觀察到宏觀的實驗現(xiàn)象時，就要想著從微觀上進(jìn)行解釋，也就是我們常說的“透過現(xiàn)象看本質(zhì)”。
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(gòu)成的；氫氣是由氫分子構(gòu)成的，是由氫元素組成的；氧氣是由氧分子構(gòu)成的，是氧元素組成的。進(jìn)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(xué)變化事實的微觀解釋中認(rèn)識到在一切的化學(xué)變化中，反應(yīng)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(xué)變化的實質(zhì)，也為我們今后學(xué)習(xí)質(zhì)量守恒定律、定量地研究化學(xué)打下基礎(chǔ)。
問題導(dǎo)思
科學(xué)實驗是探究化學(xué)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(jié)論。實驗探究又是驗證本知識的重要手段，當(dāng)實驗結(jié)果與理論不相符合時，要認(rèn)真思考，重新設(shè)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(xué)變化的實質(zhì)、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(chǔ)上，才能準(zhǔn)確地應(yīng)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(rèn)真讀題，充分領(lǐng)悟所給信息，吃透題意，然后再運(yùn)用新知識，圍繞題意去展開。
典題導(dǎo)考
綠色通道 運(yùn)用分子、原子的知識、歸納有關(guān)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(zhì)的元素組成，微觀上可以討論分子的構(gòu)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(jié)合成一個氫分子,每兩個氧原子結(jié)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(gòu)成物質(zhì)的基本粒子。⑥化學(xué)變化的實質(zhì)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(xué)探究是包括：“提出問題”“建立假設(shè)”“收集證據(jù)(包括實驗方案、進(jìn)行實驗)”“獲得結(jié)論”“交流評價”等環(huán)節(jié)。應(yīng)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(shè)，然后再通過實驗、調(diào)查等方法為自己的假設(shè)收集證據(jù)，對實驗現(xiàn)象進(jìn)行分析、歸納、概括，才能得出探究的結(jié)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?xì)錃鈺r，火焰是淡藍(lán)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(chǎn)物——水，該反應(yīng)也能證明水的組成
答案：A
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