初中化学：水的组成及变化的探究

初中化学：水的组成及变化的探究

水是生命之源，也是化学研究的重要对象。通过电解水实验，我们可以深入理解水的组成和变化规律。本文将详细介绍水的生成和分解实验，包括实验用品、步骤、现象和结论，帮助读者更好地掌握相关知识。

实验用品

水电解器、烧杯、带尖嘴的玻璃导管、直流电源、铁架台（带滴定夹）、酒精灯、弹簧夹、导线、木条、火柴、硫酸钠溶液（或氢氧化钠溶液）。

课前预习

1. 氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰，在火焰上方罩一个干燥的小烧杯，可观察到烧杯壁上的现象是：杯壁有水雾生成，说明水是由氢元素和氧元素构成的。反应的文字表达式为氢气+氧气→水。

2. 电解水的实验现象是：电极上有气泡产生，液面降低，其中正极产生的气体与负极产生的气体体积比约是1:2，切断电源后用燃着的木条检验产生的气体，说明水在通电时生成了氢气和氧气。反应的文字表达式为水→氢气+氧气。

知识点1：水的生成

实验结论

氢气在空气或氧气里燃烧生成水，说明水是由氢元素和氧元素构成的。

注意事项

点燃氢气前一定要检验其纯度。验纯方法：收集一试管氢气，用拇指堵住，靠近火焰，移开拇指，发出尖锐爆鸣声，说明氢气不纯，声音很小则表示氢气较纯。

知识点2：水的分解

1.电解水实验

实验步骤

① 在电解器玻璃管中加满水（水中加入少量硫酸钠溶液或氢氧化钠溶液），用导线连接电解器与电源。
② 接通直流电源，观察两个电极附近和玻璃管内发生的变化，记录实验现象。
③ 切断上述装置中的电源，用燃着的木条分别在两个玻璃管尖嘴口检验反应中产生的气体。

实验结论

水通电发生分解反应，生成氢气和氧气，且氢气和氧气的体积比约为2:1。反应文字表达式为：水→氢气+氧气。

注意事项

① 实验前应检查装置气密性，同时保证装置不漏水。
② 检验气体时缓慢转动活塞，使气体慢慢放出。
③ 为便于观察，可在水中加入红色素（不发生反应）。

问题与交流

1. 水在通电时发生了什么变化？生成了哪几种物质？
   水在通电时发生了分解反应，生成了氢气和氧气。

2. 哪些证据可以证明水是由氢、氧两种元素组成的？
   氢气的燃烧和水的分解两个反应都可以证明水是由氢、氧两种元素组成的。氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，化学变化前后元素的种类不变，因此两个反应都能证明水由氢、氧两种元素组成。

课后训练

1. 用如图所示装置电解水，下列说法错误的是（A）
   A. 实验说明水由氢气和氧气组成
   B. 水中可加入少量硫酸钠或氢氧化钠溶液以增强导电性
   C. 将带火星的木条放在M导管口处，木条会复燃
   D. N处收集的气体靠近火焰，若发出尖锐的爆鸣声，说明不纯

2. 在宏观、微观、符号和模型之间建立联系是化学特有的思维方式。根据电解水实验，回答下列问题。
   （1）宏观辨识：如图甲所示，氧气和氢气的体积比约为1：2。
   （2）微观探析：下列说法正确的是AD（填字母）。
   A. 水是由水分子构成的
   B. 水是由氢原子和氧原子组成的
   C. 水由氢分子和氧原子构成
   D. 每个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成