《第三章 探究水的奧秘》試卷及答案-初中化學九年級上冊-北京版-2024-2025學年

《第三章探究水的奧秘》試卷(答案在后面)一、單項選擇題（本大題有12小題，每小題3分，共36分）1、下列關(guān)于水的說法中，正確的是（）A.水在常溫常壓下是一種無色、無味的液體B.水分子是由一個氧原子和兩個氫原子構(gòu)成的C.水的密度比冰大D.水在加熱過程中會逐漸變成液態(tài)2、下列關(guān)于電解水實驗的現(xiàn)象描述正確的是（）A.正極產(chǎn)生氧氣，負極產(chǎn)生氫氣B.正極產(chǎn)生氫氣，負極產(chǎn)生氧氣C.正極和負極都產(chǎn)生氧氣D.正極和負極都產(chǎn)生氫氣3、下列關(guān)于水分子結(jié)構(gòu)的描述，正確的是（）A.水分子呈線性結(jié)構(gòu)B.水分子呈V形結(jié)構(gòu)C.水分子呈三角形結(jié)構(gòu)D.水分子呈四面體結(jié)構(gòu)4、下列關(guān)于水的化學性質(zhì)的描述，不正確的是（）A.水在常溫下是無色、無味的液體B.水可以與金屬反應生成氫氣和相應的金屬氧化物C.水可以與堿反應生成鹽和水D.水可以與酸反應生成鹽和水5、下列關(guān)于水的化學性質(zhì)的描述，正確的是：A.水在常溫下是氣體。B.水在通電的條件下可以分解成氧氣和氫氣。C.水的化學式為H2O2。D.水是可燃的。6、下列關(guān)于水污染的防治措施，錯誤的是：A.工業(yè)廢水處理后再排放。B.合理使用農(nóng)藥和化肥，減少農(nóng)業(yè)面源污染。C.生活污水經(jīng)過處理后直接排放到河流中。D.推廣使用無磷洗滌劑，減少水體富營養(yǎng)化。7、下列關(guān)于水的化學性質(zhì)的描述，正確的是：A.水在常溫下是氣體B.水的分子式是H2C.水在電解時會分解成氫氣和氧氣D.水的化學式表示水分子中氧元素的價態(tài)8、下列關(guān)于水的物理性質(zhì)的描述，不正確的是：A.水的沸點是100℃B.水的凝固點是0℃C.水在4℃時密度最大D.水的比熱容較大9、下列關(guān)于水的說法中，正確的是：A.水在常溫下是氣體B.水的化學式是H2O，表示一個水分子由兩個氫原子和一個氧原子組成C.水的密度在4℃時最大，此時水的體積最小D.水的pH值為7，所以水是中性的10、在下列實驗操作中，不屬于檢驗水的化學性質(zhì)的是：A.將水加熱至沸騰B.將水通入肥皂水中觀察泡沫的多少C.將水加入氫氧化鈉溶液中觀察顏色變化D.將水通入硫酸銅溶液中觀察沉淀的形成11、下列關(guān)于水分子結(jié)構(gòu)的說法正確的是（）A.水分子呈直線形B.水分子中氧原子和氫原子的比例是1:2C.水分子中氧原子和氫原子通過單鍵連接D.水分子的結(jié)構(gòu)是V形的12、在實驗室中，為了測定水的硬度，常用的方法是（）A.加熱煮沸B.加入肥皂水觀察泡沫C.使用pH試紙測量D.通過電導率測量二、多項選擇題（本大題有3小題，每小題3分，共9分）1、下列關(guān)于水的說法中，正確的是（）A.水是生命之源，地球上的所有生物都離不開水B.水在液態(tài)時，分子間距離最小，密度最大C.水在凝固成冰時，體積會縮小D.水在蒸發(fā)時，分子間距離增大，水的體積不變2、以下哪些物質(zhì)含有水分子？（）A.冰B.水蒸氣C.河水D.礦泉水3、下列關(guān)于水的說法中，正確的是（）A.水在常溫常壓下是一種無色無味的液體B.水的化學式是H2O，表示水由兩個氫原子和一個氧原子組成C.水的沸點低于冰點，因此水在0℃時會沸騰D.水在自然界中以三種形態(tài)存在：液態(tài)、固態(tài)和氣態(tài)三、簡答題（本大題有4小題，每小題5分，共20分）第一題：請簡述水分子結(jié)構(gòu)的構(gòu)成，并解釋水的極性對其性質(zhì)的影響。第二題：在探究水的電解實驗中，你觀察到正極和負極分別產(chǎn)生了氣體，且兩者的體積比約為1:2。請解釋這個現(xiàn)象的原因，并說明如何驗證這些氣體的性質(zhì)。第三題：請簡要描述電解水實驗的現(xiàn)象、結(jié)論及其原理。第四題：請描述實驗室中通過電解水實驗觀察到的主要現(xiàn)象，并解釋這些現(xiàn)象說明了什么化學原理。四、計算題（5分）在實驗室中，小明通過電解水實驗，收集到氫氣0.5升（標準狀況下），同時收集到氧氣0.25升。請計算：（1）生成氫氣和氧氣的物質(zhì)的量比；（2）氫氣和氧氣質(zhì)量比。五、綜合題（本大題有2小題，每小題10分，共20分）第一題：在“探究水的奧秘”實驗中，以下哪項操作是錯誤的？請說明理由。A.在測定水的沸點時，使用溫度計測定水沸騰時的溫度。B.在測定水的硬度時，取一定量的水樣，加入適量的肥皂水，觀察肥皂泡的數(shù)量。C.在探究水的電解時，將直流電源的正負極分別插入水中，觀察電極附近的現(xiàn)象。D.在研究水的溶解性時，將一定量的食鹽加入水中，不斷攪拌，觀察食鹽的溶解情況。第二題：實驗室用雙氧水（過氧化氫，H?O?）和二氧化錳（MnO?）作為催化劑制取氧氣，反應過程中觀察到氣泡產(chǎn)生，同時溶液的溫度升高。請回答以下問題：寫出該反應的化學方程式。該反應屬于哪種類型的化學反應？如果向反應后的溶液中加入足量的氯化鋇溶液，會觀察到什么現(xiàn)象？請解釋原因?！兜谌绿骄克膴W秘》試卷及答案一、單項選擇題（本大題有12小題，每小題3分，共36分）1、下列關(guān)于水的說法中，正確的是（）A.水在常溫常壓下是一種無色、無味的液體B.水分子是由一個氧原子和兩個氫原子構(gòu)成的C.水的密度比冰大D.水在加熱過程中會逐漸變成液態(tài)答案：A解析：A選項正確，水在常溫常壓下確實是一種無色、無味的液體。B選項錯誤，水分子是由兩個氫原子和一個氧原子構(gòu)成的。C選項錯誤，水的密度比冰小，這也是冰能夠浮在水面上的原因。D選項錯誤，水在加熱過程中會逐漸變成氣態(tài)，而不是液態(tài)。2、下列關(guān)于電解水實驗的現(xiàn)象描述正確的是（）A.正極產(chǎn)生氧氣，負極產(chǎn)生氫氣B.正極產(chǎn)生氫氣，負極產(chǎn)生氧氣C.正極和負極都產(chǎn)生氧氣D.正極和負極都產(chǎn)生氫氣答案：A解析：A選項正確，在電解水實驗中，水分子在電流作用下分解為氫氣和氧氣，其中正極（陽極）產(chǎn)生氧氣，負極（陰極）產(chǎn)生氫氣。B選項錯誤，與A選項相反。C選項錯誤，電解水實驗中只有正極產(chǎn)生氧氣。D選項錯誤，電解水實驗中只有負極產(chǎn)生氫氣。3、下列關(guān)于水分子結(jié)構(gòu)的描述，正確的是（）A.水分子呈線性結(jié)構(gòu)B.水分子呈V形結(jié)構(gòu)C.水分子呈三角形結(jié)構(gòu)D.水分子呈四面體結(jié)構(gòu)答案：B解析：水分子由一個氧原子和兩個氫原子組成，氧原子位于中心，兩個氫原子分別位于氧原子兩側(cè)，形成V形結(jié)構(gòu)。因此，選項B正確。4、下列關(guān)于水的化學性質(zhì)的描述，不正確的是（）A.水在常溫下是無色、無味的液體B.水可以與金屬反應生成氫氣和相應的金屬氧化物C.水可以與堿反應生成鹽和水D.水可以與酸反應生成鹽和水答案：B解析：水在常溫下是無色、無味的液體，選項A正確。水可以與堿反應生成鹽和水，選項C正確。水可以與酸反應生成鹽和水，選項D正確。然而，水不能與金屬直接反應生成氫氣和金屬氧化物，金屬與水反應生成氫氣和金屬氧化物的條件通常是在高溫或有催化劑的情況下，因此選項B不正確。5、下列關(guān)于水的化學性質(zhì)的描述，正確的是：A.水在常溫下是氣體。B.水在通電的條件下可以分解成氧氣和氫氣。C.水的化學式為H2O2。D.水是可燃的。答案：B解析：選項A錯誤，因為水在常溫下是液體；選項C錯誤，水的化學式為H2O；選項D錯誤，水是不可燃的。只有選項B正確，水在通電的條件下可以分解成氧氣和氫氣。6、下列關(guān)于水污染的防治措施，錯誤的是：A.工業(yè)廢水處理后再排放。B.合理使用農(nóng)藥和化肥，減少農(nóng)業(yè)面源污染。C.生活污水經(jīng)過處理后直接排放到河流中。D.推廣使用無磷洗滌劑，減少水體富營養(yǎng)化。答案：C解析：選項A正確，工業(yè)廢水處理后再排放可以減少對水體的污染；選項B正確，合理使用農(nóng)藥和化肥可以減少農(nóng)業(yè)面源污染；選項D正確，推廣使用無磷洗滌劑可以減少水體富營養(yǎng)化。選項C錯誤，生活污水經(jīng)過處理后直接排放到河流中會造成水體污染。7、下列關(guān)于水的化學性質(zhì)的描述，正確的是：A.水在常溫下是氣體B.水的分子式是H2C.水在電解時會分解成氫氣和氧氣D.水的化學式表示水分子中氧元素的價態(tài)答案：C解析：A選項錯誤，水在常溫下是液體；B選項錯誤，水的分子式是H2O；C選項正確，水在電解時會分解成氫氣和氧氣；D選項錯誤，水的化學式H2O中氧元素的價態(tài)是-2，但化學式本身不表示價態(tài)。因此，正確答案是C。8、下列關(guān)于水的物理性質(zhì)的描述，不正確的是：A.水的沸點是100℃B.水的凝固點是0℃C.水在4℃時密度最大D.水的比熱容較大答案：B解析：A選項正確，水的沸點在標準大氣壓下是100℃；B選項錯誤，水的凝固點在標準大氣壓下是0℃；C選項正確，水在4℃時密度最大，這是由于水分子在4℃時排列最緊密；D選項正確，水的比熱容較大，意味著水能吸收或釋放較多的熱量而溫度變化較小。因此，不正確的描述是B選項。9、下列關(guān)于水的說法中，正確的是：A.水在常溫下是氣體B.水的化學式是H2O，表示一個水分子由兩個氫原子和一個氧原子組成C.水的密度在4℃時最大，此時水的體積最小D.水的pH值為7，所以水是中性的答案：B解析：水在常溫下是液體（選項A錯誤），水的化學式H2O確實表示一個水分子由兩個氫原子和一個氧原子組成（選項B正確），水的密度在4℃時最大，但此時水的體積不是最小的，而是接近最大（選項C錯誤），水的pH值為7，確實表示水是中性的，但這里的選項描述不夠準確，因為pH值為7的水才是中性（選項D錯誤）。因此，正確答案是B。10、在下列實驗操作中，不屬于檢驗水的化學性質(zhì)的是：A.將水加熱至沸騰B.將水通入肥皂水中觀察泡沫的多少C.將水加入氫氧化鈉溶液中觀察顏色變化D.將水通入硫酸銅溶液中觀察沉淀的形成答案：B解析：檢驗水的化學性質(zhì)通常涉及水與其他物質(zhì)的化學反應。選項A中的操作是物理變化，因為水加熱至沸騰只是狀態(tài)的變化，不涉及化學性質(zhì)的改變。選項C和D中的操作分別涉及到酸堿中和反應和沉淀反應，都是檢驗水的化學性質(zhì)的實驗。而選項B中，將水通入肥皂水中觀察泡沫的多少，主要是觀察水的物理性質(zhì)——即水的表面張力，而不是化學性質(zhì)。因此，不屬于檢驗水的化學性質(zhì)的實驗操作是B。11、下列關(guān)于水分子結(jié)構(gòu)的說法正確的是（）A.水分子呈直線形B.水分子中氧原子和氫原子的比例是1:2C.水分子中氧原子和氫原子通過單鍵連接D.水分子的結(jié)構(gòu)是V形的答案：D解析：水分子（H?O）的結(jié)構(gòu)是V形的，氧原子位于頂點，兩個氫原子分別位于氧原子兩側(cè)，形成一個約104.5度的角度。選項A錯誤，因為水分子不是直線形。選項B描述的是水分子中氫原子和氧原子的數(shù)量比例，而不是結(jié)構(gòu)。選項C錯誤，因為水分子中氧原子和氫原子是通過共價鍵連接的，而不是單鍵。因此，正確答案是D。12、在實驗室中，為了測定水的硬度，常用的方法是（）A.加熱煮沸B.加入肥皂水觀察泡沫C.使用pH試紙測量D.通過電導率測量答案：B解析：測定水的硬度通常是通過觀察肥皂水在水中產(chǎn)生泡沫的情況來判斷的。硬水中的鈣鎂離子與肥皂中的脂肪酸根離子反應，生成不溶性的沉淀，從而減少了泡沫的形成。選項A加熱煮沸可以去除臨時硬度，但不是測定硬度的方法。選項C使用pH試紙測量的是水的酸堿度，而不是硬度。選項D通過電導率測量通常用于測定水中的溶解鹽的含量，但不是專門用于測定硬度的方法。因此，正確答案是B。二、多項選擇題（本大題有3小題，每小題3分，共9分）1、下列關(guān)于水的說法中，正確的是（）A.水是生命之源，地球上的所有生物都離不開水B.水在液態(tài)時，分子間距離最小，密度最大C.水在凝固成冰時，體積會縮小D.水在蒸發(fā)時，分子間距離增大，水的體積不變答案：AB解析：A選項正確，水是生命之源，地球上所有生物都離不開水。B選項正確，水在液態(tài)時，分子間距離最小，密度最大。C選項錯誤，水在凝固成冰時，體積會膨脹，而不是縮小。D選項錯誤，水在蒸發(fā)時，分子間距離增大，但水的體積也會減小。因此，正確答案為AB。2、以下哪些物質(zhì)含有水分子？（）A.冰B.水蒸氣C.河水D.礦泉水答案：ABCD解析：A選項正確，冰是水的固態(tài)形式，含有水分子。B選項正確，水蒸氣是水的氣態(tài)形式，同樣含有水分子。C選項正確，河水中溶解了空氣中的水蒸氣，因此也含有水分子。D選項正確，礦泉水是含有溶解礦物質(zhì)的水，同樣含有水分子。因此，正確答案為ABCD。3、下列關(guān)于水的說法中，正確的是（）A.水在常溫常壓下是一種無色無味的液體B.水的化學式是H2O，表示水由兩個氫原子和一個氧原子組成C.水的沸點低于冰點，因此水在0℃時會沸騰D.水在自然界中以三種形態(tài)存在：液態(tài)、固態(tài)和氣態(tài)答案：ABD解析：A.正確，水在常溫常壓下是無色無味的液體。B.正確，水的化學式是H2O，表示每個水分子由兩個氫原子和一個氧原子組成。C.錯誤，水的沸點是100℃，而冰點是0℃，所以水在0℃時不會沸騰。D.正確，水在自然界中以液態(tài)（如河水、湖水）、固態(tài)（如冰）和氣態(tài)（如水蒸氣）三種形態(tài)存在。三、簡答題（本大題有4小題，每小題5分，共20分）第一題：請簡述水分子結(jié)構(gòu)的構(gòu)成，并解釋水的極性對其性質(zhì)的影響。答案：水的分子結(jié)構(gòu)由兩個氫原子和一個氧原子組成，具體來說是兩個氫原子分別與氧原子上的兩個孤對電子形成共價鍵。水分子呈V形結(jié)構(gòu)，其中氧原子位于頂點，兩個氫原子位于底部的兩個角。這種結(jié)構(gòu)使得水分子具有極性，氧原子帶有部分負電荷，氫原子帶有部分正電荷。解析：水分子結(jié)構(gòu)的極性對其性質(zhì)有以下幾方面的影響：水的溶解性：由于水分子的極性，水能夠溶解許多極性分子和離子，如鹽、糖等，這是因為這些物質(zhì)中的離子或分子可以與水分子形成氫鍵，從而被水溶解。水的沸點：由于水分子的極性，水分子之間存在較強的氫鍵作用，這使得水具有較高的沸點。與氫鍵相對較弱的物質(zhì)相比，水在加熱時需要更多的能量來克服分子間的相互作用，因此沸點較高。水的表面張力：水分子的極性導致水分子之間存在較強的相互作用，使得水的表面張力較大。這有助于水滴保持球狀，同時也有利于生物體在水中的運動。水的介電常數(shù)：由于水分子的極性，水具有較高的介電常數(shù)。這使得水成為良好的溶劑，能夠溶解極性物質(zhì)，同時也能在化學反應中起到介質(zhì)作用。第二題：在探究水的電解實驗中，你觀察到正極和負極分別產(chǎn)生了氣體，且兩者的體積比約為1:2。請解釋這個現(xiàn)象的原因，并說明如何驗證這些氣體的性質(zhì)。答案：原因解釋：在水的電解實驗中，水分子在電流的作用下分解為氫氣和氧氣。根據(jù)水的化學式H?O，我們知道水分子由兩個氫原子和一個氧原子組成。在電解過程中，氫離子（H?）在負極得到電子還原成氫氣（H?），而氧離子（O2?）在正極失去電子氧化成氧氣（O?）。由于氫分子（H?）的分子量是氧分子（O?）的一半，因此在相同質(zhì)量的條件下，氫氣的體積是氧氣的兩倍。驗證氣體性質(zhì)的方法：驗證氫氣：將氫氣收集在試管中，用拇指堵住試管口，靠近火焰。如果氫氣是純的，它會在拇指移開后迅速被點燃，產(chǎn)生淡藍色火焰。驗證氧氣：將氧氣收集在試管中，將帶火星的木條插入試管。如果氧氣是純的，木條會復燃，因為氧氣支持燃燒。解析：在電解水實驗中，正極產(chǎn)生的氣體是氧氣，負極產(chǎn)生的氣體是氫氣。由于氫氣和氧氣的分子量不同，氫氣的分子量是氧氣的二分之一，因此在相同條件下，氫氣的體積是氧氣的兩倍。通過實驗驗證氫氣和氧氣的性質(zhì)，我們可以確認電解水實驗中產(chǎn)生的氣體分別是氫氣和氧氣。第三題：請簡要描述電解水實驗的現(xiàn)象、結(jié)論及其原理。答案：現(xiàn)象：在電解水的實驗中，與電源負極相連的試管內(nèi)產(chǎn)生較多的氣體，體積較少；與電源正極相連的試管內(nèi)產(chǎn)生較少的氣體，體積較多。產(chǎn)生的氣體能夠使帶火星的木條復燃，而使燃著的木條熄滅。結(jié)論：水在電解的過程中被分解成氫氣和氧氣，其中氫氣和氧氣的體積比為2：1。原理：電解水實驗利用了電解質(zhì)溶液在電流作用下發(fā)生氧化還原反應的原理。在電解水的過程中，水分子在陽極處失去電子被氧化成氧氣，而在陰極處得到電子被還原成氫氣。由于氫氣和氧氣的生成量與電子轉(zhuǎn)移量成正比，所以氫氣和氧氣的體積比為2：1。解析：電解水實驗是研究水分子組成和性質(zhì)的重要實驗。通過觀察電解水實驗的現(xiàn)象，我們可以得知水分子在電解過程中被分解成氫氣和氧氣，從而推斷出水的組成。此外，通過實驗還可以了解到氫氣和氧氣的生成量與電子轉(zhuǎn)移量成正比，進一步揭示出氧化還原反應的本質(zhì)。電解水實驗原理的掌握對于理解化學中的氧化還原反應具有重要意義。第四題：請描述實驗室中通過電解水實驗觀察到的主要現(xiàn)象，并解釋這些現(xiàn)象說明了什么化學原理。答案：在電解水的實驗中，可以觀察到以下主要現(xiàn)象：在與電源正極相連的玻璃管中，產(chǎn)生的氣體體積較少，且這種氣體使帶火星的木條不復燃，而能使燃著的木條熄滅。在與電源負極相連的玻璃管中，產(chǎn)生的氣體體積較多，這種氣體能燃燒，并且其燃燒產(chǎn)生的火焰比空氣中的氧氣燃燒的火焰更旺。這些現(xiàn)象說明：水分子在電解過程中分解成氫氣和氧氣。水分子由氫元素和氧元素組成。氫氣和氧氣的體積比約為2:1?；瘜W反應前后，元素的種類不變，原子的種類和總個數(shù)不變，即化學反應遵循質(zhì)量守恒定律。解析：電解水實驗是初中化學中重要的實驗之一，通過觀察電解水產(chǎn)生的氣體體積和性質(zhì)，可以得出水是由氫元素和氧元素組成的結(jié)論。實驗現(xiàn)象表明，氫氣比氧氣輕，且具有可燃性。這些觀察結(jié)果對于理解水的組成和化學反應的基本原理具有重要意義。四、計算題（5分）在實驗室中，小明通過電解水實驗，收集到氫氣0.5升（標準狀況下），同時收集到氧氣0.25升。請計算：（1）生成氫氣和氧氣的物質(zhì)的量比；（2）氫氣和氧氣質(zhì)量比。答案：（1）氫氣和氧氣的物質(zhì)的量比為2：1；（2）氫氣和氧氣質(zhì)量比為1：8。解析：（1）根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程PV=nRT，其中P為壓強，V為體積，n為物質(zhì)的量，R為氣體常數(shù)，T為溫度。在標準狀況下，氫氣和氧氣的壓強和溫度相同，因此它們的物質(zhì)的量與體積成正比。所以，氫氣和氧氣的物質(zhì)的量比為0.5升/22.4升·mol-1：0.25升/22.4升·mol-1=2：1。（2）根據(jù)化學方程式2H2O→2H2↑+O2↑，可知氫氣和氧氣的物質(zhì)的量比為2：1。氫氣的摩爾質(zhì)量為2g/mol，氧氣的摩爾質(zhì)量為32g/mol。因此，氫氣和氧氣的質(zhì)量比為2g/mol×2：32g/mol×1=4：32=1：8。五、綜合題（本大題有2小題，每小題10分，共20分）第一題：在“探