探究一:水能被“化合”而成吗?
实验:将“易燃空气”(氢气)与纯氧混合,在密闭容器中点燃,产生液滴,经确认所得液滴为水,并发现2体积氢气与1体积氧气恰好化合成水。
(1)上述反应的化学方程式为,该事实推翻了“水是一种基本元素”的观点,证明水可由两种物质化合而成。
探究二:水能被“分解”吗?
实验:水通直流电(如图),观察并记录两极产生气体的体积,数据如下:


(2)实验前,向水中加入少量硫酸钠溶液的目的是。
(3)接通电源,观察到,一段时间后关闭电源。用检验:a管气体在空气中燃烧产生淡蓝色火焰;b管气体使小木条燃烧更旺,由此可确定a管、b管气体分别为(填化学式)。
分析数据:a管与b管气体的体积比约为,该结果与探究一化合成水的两种气体的体积比的关系(填“一致”或“不一致”)。
上述两个实验从宏观视角证明了水由两种元素组成。
探究三:水的组成如何定量表示?
标准状况下,a管气体的密度为0.089 9 g/L,b管气体的密度为1.429 g/L。经计算生成a、b两管气体的质量比约为1:8,即水中氢、氧元素的质量比。
用$\ce{H_{x}O_{y}}$表示水,利用氢、氧的相对原子质量表示水中氢、氧元素的质量比$\frac{x}{16y}$,得到x与y的比即水分子中氢、氧原子的个数比,最终可确定水的化学式。
探究四:建模与应用。
【建模】
(4)经历上述过程,可构建一种认识物质(化合物)组成的思维模型:使物质(化合物)发生“合成”或“分解”反应,依据,确定物质(化合物)的元素组成;通过计算,确定组成待测物质的元素的质量比、原子个数比。
【迁移应用】
Ⅰ.应用该思路证明二氧化碳是一种化合物
实验:将二氧化碳气体通过高温的镁粉,发生剧烈反应,生成黑色颗粒(C)和白色固体氧化镁(MgO)。
(5)实验能证明二氧化碳是一种化合物的理由是(填字母)。
A.生成黑色物质
B.生成碳和氧化镁两种物质,其中的碳、氧元素来源于二氧化碳,说明二氧化碳可“分解”为由不同元素组成的物质
C.生成白色固体氧化镁
Ⅱ.“祝融”号火星车在火星表面发现一种红色矿物,其成分为铁的氧化物。经分析,该矿物含铁(Fe)和氧(O)两种元素。实验测得其中铁、氧元素的质量比为7:3。
(6)通过计算,确定该矿物中铁、氧原子的个数比:(写出计算过程)。

解：
(1) $\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 2H_{2}O}$
(2) 增强水的导电性
(3) 两电极上均有气泡产生，一段时间后a、b管内收集到的气体体积比约为2:1；燃着的木条；$\ce{H_{2}}$、$\ce{O_{2}}$；$2:1$；一致
(4) 化学反应前后元素种类不变（或生成物的元素组成）
(5) B
(6) 设该矿物中铁、氧原子的个数比为$x:y$，已知铁的相对原子质量为56，氧的相对原子质量为16：
$\frac{56x}{16y}=\frac{7}{3}$
$\frac{x}{y}=\frac{7×16}{3×56}=\frac{2}{3}$
即该矿物中铁、氧原子的个数比为$2:3$。