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1、专题07 自然界中的水知识点1 水的组成一、 水的物理性质纯净的水是没有颜色、没有气味、没有味道的液体。在101kPa时,水的凝固点是0,沸点是100,4时密度最大,为1g/mL。二、 水的电解实验(实验装置如右图)【实验现象】 通电后,电极上有气泡产生。通电一段时间后,两个试管内汇集了一些气体,与正极相连的试管内的气体体积小,与负极相连的试管内的气体体积大,体积比约为1:2,质量比约为8:1。 与正极相连的试管内的气体可以使带火星的木条复燃;与负极相连的试管内的气体移近火焰时,气体能够燃烧,火焰呈淡蓝色。【实验结论】 水在通电的条件下,发生了分解反应,生成氢气和氧气:2H2O2H2+O2;
2、水是由氢、氧两种元素组成的(在反应前后,参与反应的元素种类没有变化); 化学反应中,分子可分,原子不可分。【注意事项】 通电时,必须使用直流电。 预先在水中加入少量氢氧化钠溶液或稀硫酸可以增强水的导电性。 负极产生的是氢气,正极产生的是氧气。知识点2 水的净化一、 水的净化方法1. 过滤:把不溶于液体的固体物质与液体分离。具体操作见“二、过滤”。2. 吸附沉降:常用明矾、活性炭对水中的杂质吸附而沉降。n 明矾是一种常用的净水剂,它溶于水后生成的胶状物可以对悬浮杂质吸附沉降,以达到净水的目的。n 活性炭具有疏松多孔的结构,可以吸附水中的悬浮物,也可以吸附溶于水的色素和异味。但需要注意的是,活性炭
3、不能吸附钙、镁化合物,活性炭不能降低水的硬度。n 活性炭净水器的入水口在净水器的下面,可以使净水效果更好。3. 蒸馏:除去水中可溶性杂质的方法,净化程度相对较高,得到的蒸馏水可以看成是纯净物。4. 杀菌:在水中加入适量的药物进行杀菌、消毒。如漂白粉、氯气(Cl2)、二氧化氯(ClO2)等。净化方法除去不溶于水的杂质除去可溶于水的杂质降低水的硬度净化程度静置沉淀低高过滤吸附蒸馏5. 自来水厂净水时,需要经过沉淀、过滤、吸附、投药消毒的步骤,但是没有蒸馏和煮沸的步骤。在净化水的方法中,只有投药消毒属于化学变化,其余都属于物理变化。二、 过滤(见下图)【实验器材】带铁圈的铁架台、漏斗、玻璃棒、烧杯【
4、注意事项】1. 操作时注意“一贴、二低、三靠”。“一贴”:滤纸紧贴漏斗内壁,用少量水润湿滤纸并使滤纸与漏斗壁之间没有气泡(保证过滤效率)。“二低”:滤纸低于漏斗边缘、滤液低于滤纸边缘(否则被过滤的液体会直接从滤纸与漏斗之间的间隙流到漏斗下的接受器中,使滤液浑浊)。“三靠”:烧杯紧靠玻璃棒(玻璃棒的作用:引流,使液体沿玻璃棒流进过滤器)、玻璃棒紧靠三层滤纸、漏斗下端管口紧靠烧杯内壁(使滤液沿烧杯壁流下,防止滴下的液滴四处迸溅)。过滤时先过滤上层清液,后过滤下层浊液。若先过滤下层浊液,滤纸上将会残留着大量不溶性杂质,再过滤上层清液时,不溶物会阻碍清液的通过,影响过滤速度。2. 如果两次过滤之后滤液
5、仍然浑浊,原因可能是滤纸破损或过滤时液面高于滤纸边缘。三、 硬水的软化1. 硬水:含有较多可溶性钙、镁化合物的水叫做硬水。软水:不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水叫软水。2. 硬水和软水的区分方法:分别取少量的软水和硬水于试管中,滴加等量的肥皂水,振荡。有较多泡沫产生的水是软水;泡沫很少,产生浮渣的水是硬水。3. 硬水在加热或长久放置时会有水垢生成,化学方程式为:Ca(HCO3)2=CaCO3+H2O+CO24. 硬水的危害: 用硬水洗涤衣物,既浪费肥皂又洗不干净衣物,时间长了还会使衣物变硬。 锅炉用水硬度高了十分危险,因为锅炉内结垢之后不仅浪费燃料,而且会使锅炉内管道局部过热,易引起管道变形
6、或损坏,严重时还可能引起爆炸。 长时间饮用硬水有害健康。5. 硬水的软化方法:煮沸和蒸馏。制取蒸馏水的装置如右图所示。注意: 在烧瓶底部要加几粒沸石(或碎瓷片)以防加热时出现暴沸。 加热前按照图3连接好装置,使各连接部分严密不透气。 加热烧瓶时不要使液体沸腾得太剧烈,以防液体通过导管直接流到试管里。 弃去开始馏出的部分液体,收集到10mL左右蒸馏水时,停止加热。知识点3 爱护水资源一、 水资源现状1. 地球表面约71被水覆盖着。但淡水只约占全球水储量的2.53,其中大部分还分布在两极和高山的冰雪及永久冻土,难以利用;可利用的只约占其中的30.4。2. 海水中含量最多的物质是水(H2O),含量最
7、多的元素是氧元素,最多的金属元素是钠元素。3. 我国水资源的现状是分布不均,人均不足。4. 水资源紧张的原因:一方面人类生活、生产的用水量不断增加,另一方面未经处理的废水、废物和生活污水的任意排放及农药、化肥的不合理施用等造成的水体污染,加剧了可利用水的减少,使原本已紧张的水资源更显短缺。二、 爱护水资源一方面要节约用水,另一方面要防止水体污染1. 节约用水的一些具体措施:a) 提高水的利用效率。b) 使用新技术,改革工艺和改变习惯。c) 污水处理之后,循环利用。d) “一水多用”,如使用“中水”(生活污水处理后,达到一定水质标准的非饮用水)洗车、使用淘米水浇花等。2. 防止水体污染的一些具体
8、措施:a) 不使用含磷洗衣粉。b) 工业“三废”要进行综合利用和经处理后再排放。c) 农业上提倡使用农家肥,合理使用化肥和农药。d) 以预防为主,治理为辅。知识点1 水的组成1. (2023湖南郴州中考真题)关于水的说法正确的是( )A. 水是由氢、氧两种元素组成的混合物B. 煮沸可以降低水的硬度C. 电解水产生氢气、氧气的质量比为2:1D. 饮用水越纯越好【答案】B【解析】A、水是由氢、氧两种元素组成的纯净物,故A说法错误;B、加热煮沸,水中的钙离子、镁离子能够以碳酸钙沉淀、氢氧化镁沉淀的形式从水中析出,从而降低水的硬度,故B说法正确;C、水通电分解生成氢气和氧气,该反应的化学方程式为:,所
9、以电解水产生氢气、氧气的质量比为4:31=1:8,故C说法错误;D、饮用水并不是越纯越好,太纯净的水中不含人体所需的矿物质,长期饮用不益于健康,故D说法错误;故选B。2(2023广东广州中考真题)用电解水实验探究水的元素组成,下列说法不正确的是( )Aa管和b管中气体体积比约为2:1Bb管中的气体能使燃着的木条烧得更旺C该探究说明水中含有氢分子和氧分子D该探究的依据是化学变化前后元素种类不变【答案】C【解析】A、电解水实验正极产生氧气,负极产生氢气。产生氧气和氢气的体积比为1:2。a与负极相连,b与正极相连,所以a管和b管中气体体积比约为2:1,正确;B、b管收集到的是氧气,具有助燃性,能使燃
10、着的木条烧得更旺,正确;C、化学反应前后元素的种类不变,水通电分解生成氢气和氧气说明水由氢元素和氧元素组成,水不含有氢分子和氧分子,错误;D、该探究的依据是化学变化前后元素种类不变,从而从水分解的产物是氢气和氧气得出水由氢元素和氧元素组成,正确;故选C。3(2023广东深圳中考真题)下列说法正确的是( )Aa和b质量比为2:1BH2具有助燃性C水是由氢元素和氧元素组成的D水的电解是物理变化【答案】C【解析】A、电解水实验中,根据正氧负氢,氧一氢二,a管与电源的负极相连,产生的是氢气,b管与电源的正极相连,产生的是氧气,a(氢气)和b(氧气)体积比为2:1,水通电分解生成氢气和氧气,该反应方程式
11、为:,a(氢气)和b(氧气)质量比为4:32=1:8,故A说法错误;B、氢气具有可燃性,氧气具有助燃性,故B说法错误;C、水通电分解生成氢气和氧气,氢气是由氢元素组成的,氧气是由氧元素组成的,根据反应前后元素种类不变,则水是由氢元素和氧元素组成的,故C说法正确;D、水通电分解生成氢气和氧气,有新物质生成,属于化学变化,故D说法错误;故选C。4(2023湖南益阳中考真题 )如图是通电一段时间后电解水的装置示意图。下列说法错误的是( )A产生的气体a能使带火星的木条复燃B产生气体b的一端电极与电源正极相连C水中加入少量Na2SO4可以增强其导电性D该实验证明水是由氢、氧两种元素组成的【答案】A【解
12、析】A、电解水“正氧负氢、氢二氧一”、产生的气体a较多,为氢气,具有可燃性,没有助燃性,不能使带火星的木条复燃,错误;B、电解水“正氧负氢、氢二氧一”,产生气体b为氧气,与电源正极相连,正确;C、硫酸钠由硫酸根离子和钠离子组成,水中加入少量Na2SO4可以增强其导电性,正确;D、电解水生成氢气和氧气,根据质量守恒定律,反应前后元素的种类不变,该实验证明水是由氢、氧两种元素组成的,正确。故选A。5(2023四川成都中考真题)电解水,反应一段时间后,用燃着的木条检验生成的气体,记录的现象如下表。相关说法错误的是( )两电极正极端的玻璃管负极端的玻璃管现象有气泡体积为,木条燃得更旺体积为,气体燃烧A
13、通电前应将玻璃管内空气排尽B两电极产生气泡的速率不相同C正极气体为氧气,负极气体为氢气D结合气体密度可计算水中氢、氧原子个数比【答案】D【解析】A、为了实验准确,通电前应将玻璃管内空气排尽,故选项正确;B、正、负极均能观察到由无色气泡产生,负极产生的是氢气,体积更多,速率更快;正极产生的是氧气,体积更少,速率更慢;故选项正确;C、电解水实验中,与正极相连的试管产生的是氧气,与负极相连的试管产生的是氢气,故选项正确;D、正负极收集的气体体积比5.15mL:10.38mL1:2,结合气体密度可计算气体的质量,但是不知道H、O原子的实际质量,不能计算出氢、氧原子个数比,故选项错误;故选:D。6(20
14、23湖南邵阳中考真题)化学是一门以实验为基础的科学,许多化学的重大发现和研究成果是通过实验得到的。下列实验得出的结论错误的是( )A既可探究分子运动现象,又可说明氨水呈碱性B既可探究可燃物的燃烧条件,又可说明白磷的着火点比红磷的低C既可探究的密度比空气大,又可说明不能燃烧也不支持燃烧D既可探究水是由氢、氧两种元素组成的,又可说明正负极产生气体的质量比约为12【答案】D【解析】A、浓氨水具有挥发性,挥发出来的氨分子运动到烧杯中结合成氨水,氨水能使酚酞溶液变红,实验既可探究分子运动现象,又可说明氨水呈碱性,故选项A正确;B、铜片上的白磷燃烧,红磷不燃烧,热水中的白磷不燃烧,实验既可探究可燃物的燃烧条件,又可说明白磷的着火点比红磷的,故选项B正确;C、燃着的蜡烛自下而上依次熄灭,实验既可探究 CO2 的密度比空气大,又可说明 CO2 不能燃烧也不支持燃烧,故选项C正确;D、电解水生成氢气和氧气,氢气和氧气分别是由氢元素和氧元素组成,实验既可探究水是由氢、氧两种元素组成的,又可说明正负极产生气体的体积比约为12,故选项D错误;故选:D。7(2023北京中考真题)用下图电解水实验研究水的组成。(1)经检验a管中产生,由此得出关于水的组成的推论是 。(2)用带火星木条检验b管中气体为的现象是 。【答案】(1)水中含氢元素;(2)带火星的木条复燃【解析】(1)经检验a管中产生H2,