了解人類認識物質(zhì)世界的過程和方法
知識梳理
核心知識歸納
1.氫氣是無色、無臭、難溶于水的氣體,密度比空氣的小,能在空氣中燃燒,產(chǎn)生淡藍色火焰。
2.電解水的實驗:①正極產(chǎn)生氧氣,負極產(chǎn)生氫氣,相同條件下,兩種氣體的體積之比約為1∶2。②文字表達式:水
氫氣+氧氣。③結(jié)論:水是由氫元素和氧元素組成的。
3.單質(zhì):由同種元素組成的純凈物。
4.化合物:由不同種元素組成的純凈物。
5.氧化物:由兩種元素組成,其中一種元素是氧元素的化合物。
知識點一、氫氣的性質(zhì)
知識在線
1.物理性質(zhì):氫氣是一種無色、無臭的氣體,難溶于水,密度比空氣小,是最輕的氣體,故名“氫氣”。
2.化學(xué)性質(zhì):氫氣具有可燃性,在空氣中燃燒時放出大量的熱,火焰呈淡藍色,生成水。反應(yīng)的文字表達式為:氫氣+氧氣
水。
氫氣與空氣或氧氣的混合氣體遇明火可能發(fā)生爆炸,因此,點燃氫氣前一定要先驗純(如圖所示)。
3.驗純:用排水法或向下排空氣法收集一試管氫氣,用拇指堵住試管口,試管口向下靠近酒精燈火焰,然后移開拇指點火,若發(fā)出尖銳的爆鳴聲,表明氫氣不純凈,若聲音很小則表明氫氣較純。
考題再現(xiàn)
【考題示例】
純凈的氫氣在空氣中燃燒,下列現(xiàn)象不符合事實的是( )
A.產(chǎn)生淡藍色火焰
B.用冷而干燥的燒杯罩在火焰上方,燒杯內(nèi)壁有水珠生成
C.接觸燒杯感到發(fā)燙
D.開始安靜地燃燒,時間久了就會發(fā)生爆炸
【答案】D
【解析】純凈的氫氣在空氣中能安靜地燃燒,若氫氣中混有空氣或氧氣,點燃時易發(fā)生爆炸。故選D。
?
知識點二、水的電解實驗
知識在線
實驗設(shè)計?
實驗?zāi)康?/span>:通過電解水的實驗探究水的組成。
實驗原理:(1)水
氫氣+氧氣。
(2)根據(jù)氫氣是由氫元素組成的,氧氣是由氧元素組成的及化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變,可知水是由氫元素和氧元素組成的。
實驗用品:水電解器、直流電源、水、氫氧化鈉溶液(或硫酸鈉溶液)
實驗步驟:在電解器玻璃管里加滿水,并向其中加入少量氫氧化鈉溶液(或硫酸鈉溶液),接通直流電源。
分析論證?
實驗現(xiàn)象:(1)電極上出現(xiàn)氣泡,用燃著的木條檢驗正極端玻璃管中的氣體,發(fā)現(xiàn)木條燃燒更旺,說明是氧氣;負極端玻璃管中的氣體能燃燒,火焰呈淡藍色,說明是氫氣。
(2)通電一段時間后,正極端玻璃管和負極端玻璃管中所收集氣體的體積比約為1∶2。
實驗分析與結(jié)論:(1)水在通電的條件下發(fā)生了分解反應(yīng),生成了氫氣和氧氣。反應(yīng)的文字表達式為:水
氫氣+氧氣。
(2)氫氣由氫元素組成,氧氣由氧元素組成,由此說明水是由氫元素和氧元素組成的。
誤差分析?
水通電分解產(chǎn)生的氫氣與氧氣的體積比約為2∶1,但實驗中往往大于2∶1,原因是:氧氣在水中的溶解性比氫氣稍強;其次是氧氣的氧化性很強,部分氧氣與電極發(fā)生了氧化反應(yīng)。
實驗點撥?
由于水的導(dǎo)電性很弱,產(chǎn)生氣體的速率太慢,故實驗時在水中加入少量硫酸鈉或氫氧化鈉溶液,目的是為了增強水的導(dǎo)電性,加快水的電解速率,但不影響實驗結(jié)果。
巧記速記?
水中通入直流電,正氧負氫會出現(xiàn),氫二氧一體積比,任何時候都不變。
考題再現(xiàn)
【考題示例】
關(guān)于電解水實驗的下列說法中正確的是( ????)
A．從現(xiàn)象上判斷:正極產(chǎn)生的是氫氣 ???????B．從變化上分類
:
該變化屬于物理變化
C．從宏觀上分析:水是由氫氣和氧氣組成的 ?D．從微觀上分析:水分子是由氫原子和氧原子構(gòu)成的
【答案】D
【解析】A、和負極相通的玻璃管內(nèi)生成的氣體較多是氫氣，可以燃燒，從現(xiàn)象上判斷：負極產(chǎn)生的是氫氣，錯誤；B、水分解成氫氣和氧氣的過程有新物質(zhì)生成，是化學(xué)變化，錯誤；C、水分解成氫氣和氧氣，這個實驗說明了水是由氫元素和氧元素組成的，錯誤；D、從微觀上分析可得結(jié)論：水分子是由氫原子和氧原子構(gòu)成的，正確。故選D。
知識點三、單質(zhì)、化合物
知識在線
1.單質(zhì)和化合物,見下表。