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17. C 水是生命活动不可缺少的物质。请回答相关的问题。
(1)为证明水不是由“水元素”组成的，1785年，拉瓦锡在高温的条件下，用水蒸气与红热的铁反应，将水转化为氢气，同时生成四氧化三铁。模拟实验装置如图甲所示。
第17题图
①该反应的符号表达式为
②加热铁粉前，应先通入水蒸气一段时间，目的是
③该实验
(2)图乙是电解水的装置，电解时a管中收集到的气体是
(3)图乙测得$V(\mathrm{a}):V(\mathrm{b})=2:1$，要确定水分子中氢、氧原子个数比，还需要的数据有
A. 水的相对分子质量
B. 氢气、氧气的密度
C. 氢原子、氧原子的质量
(4)我国科学家已研制出在新型高效光催化剂作用下，利用太阳能分解水制氢气。水分解的微观过程如图丙所示(“○”表示氢原子，“●”表示氧原子，“▬▬”表示催化剂)。
第17题图丙
请在微观过程③的
中补全图示。上述过程中，不能再分的粒子是
(1)为证明水不是由“水元素”组成的，1785年，拉瓦锡在高温的条件下，用水蒸气与红热的铁反应，将水转化为氢气，同时生成四氧化三铁。模拟实验装置如图甲所示。
第17题图
①该反应的符号表达式为
$H_{2}O + Fe\xrightarrow{高温}Fe_{3}O_{4} + H_{2}$
。②加热铁粉前，应先通入水蒸气一段时间，目的是
排尽装置中的空气,防止对实验产生干扰
。③该实验
能
(填“能”或“不能”)证明水的组成。(2)图乙是电解水的装置，电解时a管中收集到的气体是
$H_{2}$
(填化学式)；检验b管中气体的方法是将带火星的木条伸入试管内,若木条复燃,则为氧气
，电解水属于分解
(填基本反应类型)反应；从能量变化角度看，电解水是将电
能转化为化学能。从微观角度看，电解水时，水分解过程中发生改变的是水分子
。氢气是最理想的能源，理由是燃烧产物为水,无污染(合理即可)
(写一点)。(3)图乙测得$V(\mathrm{a}):V(\mathrm{b})=2:1$，要确定水分子中氢、氧原子个数比，还需要的数据有
BC
(填字母)。A. 水的相对分子质量
B. 氢气、氧气的密度
C. 氢原子、氧原子的质量
(4)我国科学家已研制出在新型高效光催化剂作用下，利用太阳能分解水制氢气。水分解的微观过程如图丙所示(“○”表示氢原子，“●”表示氧原子，“▬▬”表示催化剂)。
第17题图丙
请在微观过程③的
中补全图示。上述过程中，不能再分的粒子是氢原子和氧原子
。答案
17.(1)①$H_{2}O + Fe\xrightarrow{高温}Fe_{3}O_{4} + H_{2}$ ②排尽装置中的空气,防止对实验产生干扰 ③能
(2)$H_{2}$ 将带火星的木条伸入试管内,若木条复燃,则为氧气 分解 电 水分子 燃烧产物为水,无污染(合理即可) (3)BC
(4)
氢原子和氧原子解析
【分析】
本题围绕水的组成相关实验展开，需结合化学反应原理、电解水实验规律、微观粒子变化等知识逐一分析：
1. 对于(1)①，根据反应物、生成物及反应条件书写符号表达式；②加热前通水蒸气是为排尽装置内空气，避免干扰实验；③反应生成含氢、氧元素的物质，可证明水的组成。
2. (2)电解水遵循“正氧负氢，氢二氧一”，体积大的气体为氢气；氧气用带火星木条检验；反应类型为分解反应，能量转化是电能转化学能，微观上水分子发生改变，氢气因无污染是理想能源。
3. (3)确定氢氧原子个数比，需结合体积、密度计算质量，再结合原子质量，故需要密度和原子质量的数据。
4. (4)水分解的微观过程中，原子重组为分子，化学变化中原子不可再分，据此补全图示并判断粒子。
【解析】
(1)①反应物为水蒸气和铁，反应条件高温，生成物为四氧化三铁和氢气，符号表达式为：$\ce{H_{2}O + Fe\xrightarrow{高温}Fe_{3}O_{4} + H_{2}}$；
②先通水蒸气的目的是排尽装置中的空气，防止铁与空气中氧气反应，也避免氢气与空气混合爆炸，干扰实验；
③根据质量守恒定律，反应生成含氢的氢气和含氧的四氧化三铁，可证明水由氢、氧元素组成，故填“能”。
(2)电解水时，“氢二氧一”，a管气体体积大，为$\ce{H_{2}}$；b管气体是氧气，检验方法为：将带火星的木条伸入试管内，若木条复燃，则为氧气；电解水反应为一种物质生成两种物质，属于分解反应；电解过程将电能转化为化学能；微观上，水分解时水分子破裂，发生改变的是水分子；氢气作为理想能源，理由是燃烧产物为水，无污染（合理即可）。
(3)要确定水分子中氢、氧原子个数比，需计算氢气和氧气的质量比（$m=V\rho$），再结合氢、氧原子的质量计算原子个数比，故需要氢气、氧气的密度（B）和氢原子、氧原子的质量（C），选BC。
(4)水分解的微观过程③中，氢原子结合成氢分子，氧原子结合成氧分子，故补全图示为2个氢分子和1个氧分子；化学变化中原子是最小粒子，不能再分，故不能再分的粒子是氢原子和氧原子。
【答案】
(1)①$\ce{H_{2}O + Fe\xrightarrow{高温}Fe_{3}O_{4} + H_{2}}$；②排尽装置中的空气，防止对实验产生干扰；③能
(2)$\ce{H_{2}}$；将带火星的木条伸入试管内，若木条复燃，则为氧气；分解；电；水分子；燃烧产物为水，无污染（合理即可）
(3)BC
(4)；氢原子和氧原子
【知识点】
化学方程式书写、电解水原理、质量守恒定律应用
【点评】
本题是关于水的组成的综合应用题，涵盖拉瓦锡探究水组成的实验、电解水实验、微观粒子变化等核心知识点，既考察基础实验操作，又涉及微观本质的理解，需要学生掌握实验原理并灵活运用质量守恒定律分析问题。
【难度系数】
0.6
本题围绕水的组成相关实验展开，需结合化学反应原理、电解水实验规律、微观粒子变化等知识逐一分析：
1. 对于(1)①，根据反应物、生成物及反应条件书写符号表达式；②加热前通水蒸气是为排尽装置内空气，避免干扰实验；③反应生成含氢、氧元素的物质，可证明水的组成。
2. (2)电解水遵循“正氧负氢，氢二氧一”，体积大的气体为氢气；氧气用带火星木条检验；反应类型为分解反应，能量转化是电能转化学能，微观上水分子发生改变，氢气因无污染是理想能源。
3. (3)确定氢氧原子个数比，需结合体积、密度计算质量，再结合原子质量，故需要密度和原子质量的数据。
4. (4)水分解的微观过程中，原子重组为分子，化学变化中原子不可再分，据此补全图示并判断粒子。
【解析】
(1)①反应物为水蒸气和铁，反应条件高温，生成物为四氧化三铁和氢气，符号表达式为：$\ce{H_{2}O + Fe\xrightarrow{高温}Fe_{3}O_{4} + H_{2}}$；
②先通水蒸气的目的是排尽装置中的空气，防止铁与空气中氧气反应，也避免氢气与空气混合爆炸，干扰实验；
③根据质量守恒定律，反应生成含氢的氢气和含氧的四氧化三铁，可证明水由氢、氧元素组成，故填“能”。
(2)电解水时，“氢二氧一”，a管气体体积大，为$\ce{H_{2}}$；b管气体是氧气，检验方法为：将带火星的木条伸入试管内，若木条复燃，则为氧气；电解水反应为一种物质生成两种物质，属于分解反应；电解过程将电能转化为化学能；微观上，水分解时水分子破裂，发生改变的是水分子；氢气作为理想能源，理由是燃烧产物为水，无污染（合理即可）。
(3)要确定水分子中氢、氧原子个数比，需计算氢气和氧气的质量比（$m=V\rho$），再结合氢、氧原子的质量计算原子个数比，故需要氢气、氧气的密度（B）和氢原子、氧原子的质量（C），选BC。
(4)水分解的微观过程③中，氢原子结合成氢分子，氧原子结合成氧分子，故补全图示为2个氢分子和1个氧分子；化学变化中原子是最小粒子，不能再分，故不能再分的粒子是氢原子和氧原子。
【答案】
(1)①$\ce{H_{2}O + Fe\xrightarrow{高温}Fe_{3}O_{4} + H_{2}}$；②排尽装置中的空气，防止对实验产生干扰；③能
(2)$\ce{H_{2}}$；将带火星的木条伸入试管内，若木条复燃，则为氧气；分解；电；水分子；燃烧产物为水，无污染（合理即可）
(3)BC
(4)
；氢原子和氧原子【知识点】
化学方程式书写、电解水原理、质量守恒定律应用
【点评】
本题是关于水的组成的综合应用题，涵盖拉瓦锡探究水组成的实验、电解水实验、微观粒子变化等核心知识点，既考察基础实验操作，又涉及微观本质的理解，需要学生掌握实验原理并灵活运用质量守恒定律分析问题。
【难度系数】
0.6
