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3.水是人类宝贵的自然资源。请回答下列问题。
(1)图甲是电解水实验的装置图。实验中连接电源正、负两极的玻璃管内收集到的气体体积比约为，该反应的符号表达式为。
(2)用图乙所示自制净水器处理得到的水（填“是”或“不是”）纯净物。
(3)写出一种日常生活中节约用水的做法：（合理即可）。
(1)图甲是电解水实验的装置图。实验中连接电源正、负两极的玻璃管内收集到的气体体积比约为，该反应的符号表达式为。
(2)用图乙所示自制净水器处理得到的水（填“是”或“不是”）纯净物。
(3)写出一种日常生活中节约用水的做法：（合理即可）。
答案
解：
(1) 1:2
$\ce{H_{2}O\xrightarrow{通电} H_{2} + O_{2}}$
(2) 不是
(3) 用洗菜水浇花（合理即可）
(1) 1:2
$\ce{H_{2}O\xrightarrow{通电} H_{2} + O_{2}}$
(2) 不是
(3) 用洗菜水浇花（合理即可）
解析
【分析】
本题围绕水的相关知识设置三个问题，解题时需回忆电解水的实验规律、自制净水器的净水原理、日常生活中节水的常见做法，逐一分析每个问题：电解水时正负极气体的体积比及反应表达式，自制净水器净化后水的类别判断，以及列举节水做法。
【解析】
(1) 电解水实验中，连接电源正极的玻璃管产生氧气，连接电源负极的玻璃管产生氢气，二者体积比约为1:2；水在通电条件下分解生成氢气和氧气，反应的符号表达式为$\ce{H_{2}O\xrightarrow{通电} H_{2} + O_{2}}$。
(2) 自制净水器的小卵石、石英砂可过滤除去水中不溶性杂质，活性炭可吸附色素和异味，但无法除去水中的可溶性杂质，因此处理得到的水不是纯净物。
(3) 日常生活中节约用水的做法有多种，例如用洗菜水浇花、随手关闭水龙头等，合理即可。
【答案】
(1) $1:2$；$\ce{H_{2}O\xrightarrow{通电} H_{2} + O_{2}}$
(2) 不是
(3) 用洗菜水浇花（合理即可）
【知识点】
电解水实验；水的净化；节约用水
【点评】
本题考查水的相关基础知识点，涵盖电解水的现象与反应、简易净水原理、节水措施，均为化学学科中关于水的核心基础内容，难度较低，适合学生巩固基础。
【难度系数】
0.8
本题围绕水的相关知识设置三个问题，解题时需回忆电解水的实验规律、自制净水器的净水原理、日常生活中节水的常见做法，逐一分析每个问题：电解水时正负极气体的体积比及反应表达式，自制净水器净化后水的类别判断，以及列举节水做法。
【解析】
(1) 电解水实验中，连接电源正极的玻璃管产生氧气，连接电源负极的玻璃管产生氢气，二者体积比约为1:2；水在通电条件下分解生成氢气和氧气，反应的符号表达式为$\ce{H_{2}O\xrightarrow{通电} H_{2} + O_{2}}$。
(2) 自制净水器的小卵石、石英砂可过滤除去水中不溶性杂质，活性炭可吸附色素和异味，但无法除去水中的可溶性杂质，因此处理得到的水不是纯净物。
(3) 日常生活中节约用水的做法有多种，例如用洗菜水浇花、随手关闭水龙头等，合理即可。
【答案】
(1) $1:2$；$\ce{H_{2}O\xrightarrow{通电} H_{2} + O_{2}}$
(2) 不是
(3) 用洗菜水浇花（合理即可）
【知识点】
电解水实验；水的净化；节约用水
【点评】
本题考查水的相关基础知识点，涵盖电解水的现象与反应、简易净水原理、节水措施，均为化学学科中关于水的核心基础内容，难度较低，适合学生巩固基础。
【难度系数】
0.8
4.某化学兴趣小组追寻科学家的足迹，对水进行探究。
[宏观辨识]根据实验探究水的组成。
(1)水的组成:在密闭容器中将氢气和氧气的混合气体点燃,根据容器内生成的小水珠可知,水是由组成的化合物。
(2)水的分解:电解水一段时间后(如图),观察到管a和管b中气体的体积比约为。经检验,管a中的气体是(填化学式)。
[证据推理]结合实验现象推算水分子中氢、氧原子的个数比。
(1)根据相同条件下气体的体积比等于其分子的个数比,得出电解水的产物中氢、氧原子的个数比为,进而推算出结果。
(2)已知电解水实验中氢气和氧气的体积比和正、负极产生气体的,可计算出水中各元素的质量比,结合氢、氧原子的相对原子质量,可进一步推算出结果。
[模型构建]以分子构成的物质为例,图中“▲”表示的是。
[宏观辨识]根据实验探究水的组成。
(1)水的组成:在密闭容器中将氢气和氧气的混合气体点燃,根据容器内生成的小水珠可知,水是由组成的化合物。
(2)水的分解:电解水一段时间后(如图),观察到管a和管b中气体的体积比约为。经检验,管a中的气体是(填化学式)。
[证据推理]结合实验现象推算水分子中氢、氧原子的个数比。
(1)根据相同条件下气体的体积比等于其分子的个数比,得出电解水的产物中氢、氧原子的个数比为,进而推算出结果。
(2)已知电解水实验中氢气和氧气的体积比和正、负极产生气体的,可计算出水中各元素的质量比,结合氢、氧原子的相对原子质量,可进一步推算出结果。
[模型构建]以分子构成的物质为例,图中“▲”表示的是。
答案
解：
[宏观辨识]
(1) 氢元素和氧元素
(2) $2:1$；$\ce{H_{2}}$
[证据推理]
(1) $2:1$
(2) 密度
[模型构建]
组成物质的分子中各元素的原子个数比
[宏观辨识]
(1) 氢元素和氧元素
(2) $2:1$；$\ce{H_{2}}$
[证据推理]
(1) $2:1$
(2) 密度
[模型构建]
组成物质的分子中各元素的原子个数比
解析
【分析】
本题围绕水的探究，从宏观辨识、证据推理、模型构建三个维度考查相关化学知识。宏观辨识部分，需结合质量守恒定律推断水的组成，依据电解水“正氧负氢、氢二氧一”的规律判断气体；证据推理部分，利用气体体积与分子个数的关系、质量计算的原理推算原子个数比；模型构建部分，结合前面的原子个数比推算过程，明确分子构成物质的相关模型含义。
【解析】
[宏观辨识]
(1) 氢气在氧气中燃烧生成水，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，可知水是由氢元素和氧元素组成的化合物；
(2) 电解水时遵循“正氧负氢、氢二氧一”的规律，管a连接电源负极，产生氢气，管b连接正极，产生氧气，二者体积比约为2:1，故管a中气体为$\ce{H_{2}}$；
[证据推理]
(1) 相同条件下气体体积比等于分子个数比，电解水生成$\ce{H_{2}}$和$\ce{O_{2}}$的体积比为2:1，每个$\ce{H_{2}}$分子含2个H原子，每个$\ce{O_{2}}$分子含2个O原子，因此氢原子总数与氧原子总数比为$(2×2):(1×2)=2:1$，即产物中氢、氧原子个数比为2:1；
(2) 计算水中氢、氧元素的质量比，需先得到生成$\ce{H_{2}}$和$\ce{O_{2}}$的质量，而质量=体积×密度，因此需要知道正、负极产生气体的密度；
[模型构建]
以分子构成的物质为例，结合前面推算水分子中氢、氧原子个数比的过程，可知“▲”表示组成物质的分子中各元素的原子个数比。
【答案】
[宏观辨识]
(1) 氢元素和氧元素
(2) $2:1$；$\ce{H_{2}}$
[证据推理]
(1) $2:1$
(2) 密度
[模型构建]
组成物质的分子中各元素的原子个数比
【知识点】
水的组成、电解水实验、化学式的相关计算
【点评】
本题围绕水的探究，涵盖化学核心素养的多个维度，重点考查电解水实验的现象与结论、水的组成推断、原子个数比的推算，是化学基础知识点的综合应用，需学生掌握质量守恒定律、电解水的规律及相关计算方法。
【难度系数】
0.5
本题围绕水的探究，从宏观辨识、证据推理、模型构建三个维度考查相关化学知识。宏观辨识部分，需结合质量守恒定律推断水的组成，依据电解水“正氧负氢、氢二氧一”的规律判断气体；证据推理部分，利用气体体积与分子个数的关系、质量计算的原理推算原子个数比；模型构建部分，结合前面的原子个数比推算过程，明确分子构成物质的相关模型含义。
【解析】
[宏观辨识]
(1) 氢气在氧气中燃烧生成水，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，可知水是由氢元素和氧元素组成的化合物；
(2) 电解水时遵循“正氧负氢、氢二氧一”的规律，管a连接电源负极，产生氢气，管b连接正极，产生氧气，二者体积比约为2:1，故管a中气体为$\ce{H_{2}}$；
[证据推理]
(1) 相同条件下气体体积比等于分子个数比，电解水生成$\ce{H_{2}}$和$\ce{O_{2}}$的体积比为2:1，每个$\ce{H_{2}}$分子含2个H原子，每个$\ce{O_{2}}$分子含2个O原子，因此氢原子总数与氧原子总数比为$(2×2):(1×2)=2:1$，即产物中氢、氧原子个数比为2:1；
(2) 计算水中氢、氧元素的质量比，需先得到生成$\ce{H_{2}}$和$\ce{O_{2}}$的质量，而质量=体积×密度，因此需要知道正、负极产生气体的密度；
[模型构建]
以分子构成的物质为例，结合前面推算水分子中氢、氧原子个数比的过程，可知“▲”表示组成物质的分子中各元素的原子个数比。
【答案】
[宏观辨识]
(1) 氢元素和氧元素
(2) $2:1$；$\ce{H_{2}}$
[证据推理]
(1) $2:1$
(2) 密度
[模型构建]
组成物质的分子中各元素的原子个数比
【知识点】
水的组成、电解水实验、化学式的相关计算
【点评】
本题围绕水的探究，涵盖化学核心素养的多个维度，重点考查电解水实验的现象与结论、水的组成推断、原子个数比的推算，是化学基础知识点的综合应用，需学生掌握质量守恒定律、电解水的规律及相关计算方法。
【难度系数】
0.5
5.从物质组成的角度看，与臭氧、红磷、铁属于同一类别的是()。
A.二氧化硫
B.冰
C.液氮
D.空气
A.二氧化硫
B.冰
C.液氮
D.空气
答案
C
解析
【分析】首先明确题干中臭氧（O₃）、红磷（P）、铁（Fe）的物质类别：它们都是由同种元素组成的纯净物，属于单质。接下来逐一分析选项的物质类别，找出与题干同类别的选项。
【解析】先确定题干物质的类别：臭氧、红磷、铁均为单质（由同种元素组成的纯净物）。再分析各选项：A选项二氧化硫（SO₂）是由硫、氧两种元素组成的纯净物，属于化合物，不符合；B选项冰是固态水（H₂O），由氢、氧两种元素组成的纯净物，属于化合物，不符合；C选项液氮（N₂）是由氮元素组成的纯净物，属于单质，符合；D选项空气由氮气、氧气等多种物质组成，属于混合物，不符合。因此答案选C。
【答案】C
【知识点】物质的分类
【点评】本题考查物质的分类，核心是掌握单质、化合物、混合物的概念，属于基础题型，难度较低。
【难度系数】0.8
【解析】先确定题干物质的类别：臭氧、红磷、铁均为单质（由同种元素组成的纯净物）。再分析各选项：A选项二氧化硫（SO₂）是由硫、氧两种元素组成的纯净物，属于化合物，不符合；B选项冰是固态水（H₂O），由氢、氧两种元素组成的纯净物，属于化合物，不符合；C选项液氮（N₂）是由氮元素组成的纯净物，属于单质，符合；D选项空气由氮气、氧气等多种物质组成，属于混合物，不符合。因此答案选C。
【答案】C
【知识点】物质的分类
【点评】本题考查物质的分类，核心是掌握单质、化合物、混合物的概念，属于基础题型，难度较低。
【难度系数】0.8
6. 下列微观示意图中灰球代表氢原子，白球代表氯原子，其中代表化合物的是()。
答案
解：根据化合物的定义：由不同种元素组成的纯净物属于化合物，逐一分析：
A. 图中只含一种分子，该分子由氯原子和氢原子两种不同原子构成，属于化合物；
B. 图中只含一种分子，该分子仅由氯原子构成，属于单质；
C. 图中只含一种分子，该分子仅由氢原子构成，属于单质；
D. 图中含有三种不同的分子，属于混合物。
因此代表化合物的是A。
A. 图中只含一种分子，该分子由氯原子和氢原子两种不同原子构成，属于化合物；
B. 图中只含一种分子，该分子仅由氯原子构成，属于单质；
C. 图中只含一种分子，该分子仅由氢原子构成，属于单质；
D. 图中含有三种不同的分子，属于混合物。
因此代表化合物的是A。
解析
【分析】
要判断代表化合物的选项，需先明确化合物的定义：由不同种元素组成的纯净物，从微观角度看，化合物的分子由不同种原子构成，且该物质只含一种分子（属于纯净物）。接下来逐一分析每个选项的微观构成，判断是否符合化合物的特征。
【解析】
根据化合物的定义，结合各选项的微观示意图分析：
1. 选项A：图中仅含有一种分子，该分子由1个代表氯原子的白球和1个代表氢原子的灰球构成，是由不同种原子组成的分子，属于不同元素组成的纯净物，符合化合物的定义；
2. 选项B：图中仅含有一种分子，该分子由2个代表氯原子的白球构成，是由同种原子组成的分子，属于单质；
3. 选项C：图中仅含有一种分子，该分子由2个代表氢原子的灰球构成，是由同种原子组成的分子，属于单质；
4. 选项D：图中含有三种不同的分子，属于混合物，不符合化合物的定义。
综上，代表化合物的是A。
【答案】
A
【知识点】
物质的分类、单质与化合物的判断
【点评】
本题通过微观粒子示意图考查化合物的概念，核心是区分纯净物、化合物、单质、混合物的微观特征，属于基础概念类题目，需要学生准确理解相关定义。
【难度系数】
0.6
要判断代表化合物的选项，需先明确化合物的定义：由不同种元素组成的纯净物，从微观角度看，化合物的分子由不同种原子构成，且该物质只含一种分子（属于纯净物）。接下来逐一分析每个选项的微观构成，判断是否符合化合物的特征。
【解析】
根据化合物的定义，结合各选项的微观示意图分析：
1. 选项A：图中仅含有一种分子，该分子由1个代表氯原子的白球和1个代表氢原子的灰球构成，是由不同种原子组成的分子，属于不同元素组成的纯净物，符合化合物的定义；
2. 选项B：图中仅含有一种分子，该分子由2个代表氯原子的白球构成，是由同种原子组成的分子，属于单质；
3. 选项C：图中仅含有一种分子，该分子由2个代表氢原子的灰球构成，是由同种原子组成的分子，属于单质；
4. 选项D：图中含有三种不同的分子，属于混合物，不符合化合物的定义。
综上，代表化合物的是A。
【答案】
A
【知识点】
物质的分类、单质与化合物的判断
【点评】
本题通过微观粒子示意图考查化合物的概念，核心是区分纯净物、化合物、单质、混合物的微观特征，属于基础概念类题目，需要学生准确理解相关定义。
【难度系数】
0.6
7.下列物质中氮元素的化合价最高的是（）。
A.$\ce{HNO_{3}}$
B.$\ce{NO_{2}}$
C.$\ce{NaNO_{2}}$
D.$\ce{N_{2}}$
A.$\ce{HNO_{3}}$
B.$\ce{NO_{2}}$
C.$\ce{NaNO_{2}}$
D.$\ce{N_{2}}$
答案
A
解析
【分析】要找出氮元素化合价最高的物质，需依据化合价计算规则：单质中元素化合价为0，化合物中各元素正负化合价代数和为0，分别计算各选项物质中氮元素的化合价，再比较数值大小即可得出答案。
【解析】根据化合价规则计算各选项中氮元素的化合价：
1. 选项A（$\ce{HNO_{3}}$）：H元素化合价为+1，O元素化合价为-2，设N元素化合价为$x$，则$(+1) + x + 3×(-2) = 0$，解得$x = +5$；
2. 选项B（$\ce{NO_{2}}$）：O元素化合价为-2，设N元素化合价为$y$，则$y + 2×(-2) = 0$，解得$y = +4$；
3. 选项C（$\ce{NaNO_{2}}$）：Na元素化合价为+1，O元素化合价为-2，设N元素化合价为$z$，则$(+1) + z + 2×(-2) = 0$，解得$z = +3$；
4. 选项D（$\ce{N_{2}}$）为单质，氮元素化合价为0；
比较氮元素化合价：$+5 ＞ +4 ＞ +3 ＞ 0$，因此氮元素化合价最高的是$\ce{HNO_{3}}$，对应选项A。
【答案】A
【知识点】化合价的计算、常见元素化合价
【点评】本题考查化合价的基本计算，核心是利用化合物中正负化合价代数和为0的规则，属于化学基础题，只要掌握常见元素化合价及化合价计算方法即可解答，难度较低。
【难度系数】0.7
【解析】根据化合价规则计算各选项中氮元素的化合价：
1. 选项A（$\ce{HNO_{3}}$）：H元素化合价为+1，O元素化合价为-2，设N元素化合价为$x$，则$(+1) + x + 3×(-2) = 0$，解得$x = +5$；
2. 选项B（$\ce{NO_{2}}$）：O元素化合价为-2，设N元素化合价为$y$，则$y + 2×(-2) = 0$，解得$y = +4$；
3. 选项C（$\ce{NaNO_{2}}$）：Na元素化合价为+1，O元素化合价为-2，设N元素化合价为$z$，则$(+1) + z + 2×(-2) = 0$，解得$z = +3$；
4. 选项D（$\ce{N_{2}}$）为单质，氮元素化合价为0；
比较氮元素化合价：$+5 ＞ +4 ＞ +3 ＞ 0$，因此氮元素化合价最高的是$\ce{HNO_{3}}$，对应选项A。
【答案】A
【知识点】化合价的计算、常见元素化合价
【点评】本题考查化合价的基本计算，核心是利用化合物中正负化合价代数和为0的规则，属于化学基础题，只要掌握常见元素化合价及化合价计算方法即可解答，难度较低。
【难度系数】0.7
