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第四单元 自然界的水综合素质评价
限时：45分钟 满分：100分
可能用到的相对原子质量： H—1 C—12 N—14 O—16 S—32 Fe—56
一、选择题(本题包括14小题，1~ 10 题每题2 分，11~14 题每题3 分，共32 分)
1. 自来水厂生产流程中，发生化学变化的是 ( )
A. 自然沉降 B. 过滤 C. 活性炭吸附 D. 投药消毒
阅读下列材料，回答2~3 题：
水是生命之源，人类的生存离不开水。大部分自然界的水需净化后才能饮用。中国空间站里，宇航员产生的汗液、尿液和生活废水等可通过水处理系统进行回收，包括预处理、低压(10 kPa 左右)蒸馏和分离净化等步骤，回收得到的水可达到饮用水标准，供宇航员日常生活及利用太阳能电池板供电电解制氧等。
2. 下列说法正确的是 (　　)
A. 低压蒸馏的目的是通过减小压强使水的沸点升高
B. 电解水产生氢气和氧气的体积比理论上为 1 ∶ 2
C. 电解水制氧，电池板的能量转化形式为太阳能转化为电能
D. 汗液、尿液和生活废水中所含水分子的组成均不相同
3. 一种获得饮用水的简易装置如图所示。下列说法不正确的是 (　　)
A. PP 棉滤网利用过滤原理除去水中的泥沙等不溶物
B. 活性炭滤芯除去色素和异味是通过吸附作用
C. 除菌超滤膜能除去的细菌可以通过PP 棉滤网
D. 天然水经过该装置后得到的液体是纯水
4. 小明做家务时，用食醋除去热水壶内的水垢。水垢的主要成分是CaCO3 和Mg(OH)2，CaCO3中碳元素的化合价是 ( )
A. +2 B. +4 C. +6 D. -2
5. 化学用语是学习化学的重要工具。下列表述正确的是 ( )
A. +2 价的镁元素：Mg2+ B. KMnO4：锰酸钾
C. 五氧化二氮：N2O5 D. NH+4：氨根离子
6. [2024·济宁模拟] 某同学利用蒸馏的原理，设计饮用水简易净化装置(如图所示)，将非饮用水经阳光曝晒后进行净化。下列说法正确的是 ( )
A. 水蒸气在塑料膜上冷凝时水分子间的间隔变小
B. 净水过程中水蒸发属于化学变化
C. 一次性纸杯中收集到的液态水是硬水
D. 该装置将太阳能转化为化学能
7. 最近科学家发现，水在-157 ℃超低温、正常压力或真空条件下仍呈液态，比蜂蜜还黏稠。下列关于这种“高密度液态水”的说法正确的是 ( )
A. 化学性质与普通水不同
B. 分子不再运动
C. 氢、氧两种原子的个数比为2 ∶ 1
D. 分子间的间隔比普通水大
8. 用电解水实验探究水的组成，下列说法正确的是 ( )
A. b 管产生的气体能使燃着的木条燃烧得更旺
B. a 管和b 管产生的气体的质量比约为2 ∶ 1
C. 该探究实验说明水中含有氢分子和氧分子
D. 实验过程中c 内液面高度不变
9. 下列物质按照混合物、氧化物、单质顺序排列的是 ( )
A. 空气、二氧化锰、氧气 B. 海水、氯酸钾、氢气
C. 硬水、碳酸钾、红磷 D. 冰水共存物、高锰酸钾、稀有气体
10. 在化学符号：① NO2 ② 2CO ③ Ca2+ ④ H2O2 ⑤ 2OH- ⑥SO4 中，关于数字“2”的意义，下列说法错误的是 ( )
A. 表示分子个数的是②
B. 表示离子所带电荷数的是③⑤
C. 表示化合价数值的是⑥
D. 表示一个分子中所含某种原子个数的是①④
11. 现有：① FeO、② Fe2O3、③ Fe3O4、④ FeS 四种含铁的化合物，其中铁元素的质量分数由大到小的顺序是 ( )
A. ① > ② > ③ > ④ B. ① > ③ > ② > ④
C. ③ > ② > ① > ④ D. ④ > ③ > ② > ①
12. 下列推理正确的是 ( )
A. 单质由同种元素组成，由同种元素组成的物质一定是单质
B. 水和过氧化氢的组成元素相同，所以它们的化学性质相同
C. 氧化物中一定含有氧元素，所以含氧元素的化合物一定是氧化物
D. 化合物中元素正、负化合价的代数和为0，所以由两种元素组成的物质中金属元素显正价，非金属元素一定显负价
13. 空间站中每滴水都弥足珍贵，空间站核心舱里的废水处理系统把航天员产生的废水收集起来，经特殊处理后实现水的循环利用(如图所示)，下列说法不正确的是 ( )
A. 银离子消毒，此过程发生化学变化
B. 途径①水分子本身没有改变，途径②水分子发生了变化
C. 催化改变了反应条件，能使反应生成更多的氧气
D. 地球上可供人类使用的淡水仅占地球总水量的0. 3%，每滴水也弥足珍贵
14. [2025·岳阳模拟] 没食子酸(化学式为C6H7O5)是世界上最早制得的有机酸，中医常用其治疗流感。明代李梃的《医学入门》中记载了制取没食子酸的方法。下列有关没食子酸的描述正确的是 ( )
A. 没食子酸由碳、氢、氧三种元素组成
B. 没食子酸属于氧化物
C. 没食子酸中，碳、氢、氧元素的质量比为6 ∶ 7 ∶ 5
D. 没食子酸中，氧元素的质量分数最小
二、填空题(本题包括4 小题，共40 分)
15. (8 分)化学用语是学习化学的重要工具，是国际通用的化学语言。请用化学用语填空：
(1)地壳中含量最高的金属元素形成的氧化物______________。
(2)两个氢原子______________。 (3)2 个氮分子______________。
(4)四个氢氧根离子______________。 (5)亚铁离子______________。
(6)相对分子质量最小的氧化物______________。
(7)氧化铁中铁元素的化合价______________。 (8)硝酸锌______________。
16. (12分)水是人类的宝贵资源，水的净化方法广泛应用在生产生活中。
场景1：实验室里学生制作的净水器
(1)如图1是同学们制作的简易净水器，小卵石、石英砂和蓬松棉的作用是__________________________。
场景2：自来水净化 天然水净化为自来水的主要流程如图2所示。
(2)在这个过程中，未用到的净水方法是_____________________。
(3)“沉淀池”中可用明矾作絮凝剂，明矾的作用是_________________________。
场景3：家用净水器的核心部件如图3所示。
(4)家用净水器中的水由净水器的下口入、上口出的优点是_________________ ________________________________________________________________。
场景4：学校安装的饮水机，其主要工作流程如图4所示。
(5)图中①炭罐的作用是______________________________。
(6)直饮水机使用方便，只要将它与自来水管网对接即可，通过净水装置清除水中的杂质、细菌等，得到的饮用水属于_________(填“纯净物”或“混合物”)。
17. (10分)如图是分别盛有不同物质的容器，用容器下方的字母填空。
(1)属于单质的是__________。 (2)属于化合物的是__________。
(3)属于纯净物的是__________。 (4)属于混合物的是__________。
(5)属于氧化物的是__________。
18. (10分)(1)洁厕灵(含盐酸)和84消毒液(含次氯酸钠)不能混合使用，其原因是2HCl+NaClO====NaCl+Cl2↑+H2O，产生的氯气有毒。上述反应中，氯元素的化合价最高的物质是_____(填字母)。
A. HCl B. NaClO C. NaCl D. Cl2
(2)有A、B、C三种元素，均是1~18号内常见的元素，A元素离子的结构示意图如图所示；B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍；C元素的气体单质既可燃烧，又是密度最小的。
①A元素的符号是________，B元素的原子在化学反应中容易________ (填“得到”或“失去”)电子；②A元素与B元素组成化合物的化学式是________，C形成单质的化学式是________。
三、探究实验题(本题包括1小题，共18分)
19. (18分)[2024·扬州期中](一)水是生存之本,文明之源。请根据下列叙述回答问题。
(1)古代人民逐水而居，智慧的劳动人民曾用漉水囊(如图1所示)除去河水中的泥沙等杂质，漉水囊似圈形网兜，骨架用生铜制成，其原理类似于水的净化中的______________操作。
(2) “饮水洁净，不得瘟病”。古人用木炭来除去水中的浮尘和异味，利用了木炭的____________性。
(3)电解一定量的水，正极产生的气体能使带火星的木条复燃，该气体是______________(填名称)，当正极产生的气体为5 mL时，负极产生的气体体积约为__________mL。
(二)实验课上，同学们做了电解水的实验。
(4)电解水时，通常要加入少量硫酸钠溶液，目的是________________________。
(5)某同学在做电解水实验时，向水中加入氯化钠，发现与正极相连的石墨电极上出现黄绿色气体。
【提出问题】加入氯化钠的水通电时，石墨电极上分别生成了什么气体？
【查阅资料】①氯气(Cl2)是一种黄绿色、有刺激性气味的有毒气体，常温下1体积水中能溶解2体积的氯气。
②氯化钠溶液是在水中加入氯化钠固体溶解后得到的混合物。
【提出假设】猜想Ⅰ：氧气和氯气;猜想Ⅱ：氢气和氧气；猜想Ⅲ：氢气和氯气。
【设计实验】用如图2所示装置来电解氯化钠溶液，并分别收集两个电极上产生的气体。
实验步骤 实验现象 解释或结论
①按照如图2所示装置，通电一段时间后，用a、b两支试管分别收集两根石墨电极上产生的气体，观察气体颜色 试管a中收集到黄绿色气体，试管b中收集到无色气体 猜想______错误
②用拇指堵住试管b，移近点燃的酒精灯，移开拇指点火 听到尖锐的爆鸣声 证明试管b中收集到的气体为_____，猜想_____正确
【实验结论】氯化钠溶液通电时，氯化钠和水反应除了生成两种气体外，还生成了氢氧化钠(NaOH)。
【反思与评价】联系电解水的实验，要证明水的组成，你认为在电解水时___________(填“可以”或“不可以”)加氯化钠溶液。
四、计算题(本题包括2小题，共10分)
20. (5分)科学家经过多年研究证明，有一些同学爱吃的小包装零食中，含一定量的有毒、有害、致病的化学物质，如某些油炸食品中含有致癌物质丙烯酰胺(C3H5NO)。计算：
(1)丙烯酰胺(C3H5NO)的相对分子质量为___________。
(2)丙烯酰胺中，碳元素和氧元素的质量比是___________。
(3)355 g丙烯酰胺中含氢元素的质量为___________g。
(4)_______g(精确到0. 1 g)丙烯酰胺与14 g一氧化碳中所含碳元素的质量相等。
21. (5分)小明同学在公共场所的围墙上看到一则化肥广告(如图所示)。
(1)回校后，他通过计算氮元素的质量分数，发现该广告是虚假广告，请你写出小明同学的计算过程和判断依据。
(2)小明认为此广告会坑害农民，向有关部门反映，技术监督局对该产品取样分析，发现氮元素的质量分数仅为28%(杂质中不含氮元素)，则该产品中硝酸铵的质量分数为多少？
答案
一、1. D
2. C 【点拨】水的沸点受压强的影响，压强越小，沸点越低，故A 错误；电解水产生氢气和氧气的体积比理论上为2 ∶ 1，故B 错误；利用太阳能电池板供电，则电池板的能量转化形式是太阳能转化为电能，故C 正确；汗液、尿液和生活废水中所含水分子的组成是相同的，故D 错误；故选C。
3. D 【点拨】PP 棉滤网利用过滤原理除去水中的泥沙等不溶物，故A正确；活性炭具有吸附性，能吸附水中的色素和异味，故B 正确；PP 棉滤网能过滤颗粒较大的不溶性物质，细菌能通过PP 棉滤网，故C 正确；天然水经过该装置后得到的液体中还有可溶性杂质，不是纯水，故D 错误。故选D。
4. B 5. C 6. A
7. C 【点拨】本题运用信息迁移法解答。阅读信息可知，“高密度液态水”是普通水的一种特殊状态，其化学式仍然是H2O，分子中氢、氧原子的个数比仍为2 ： 1，这种水的化学性质与普通水相同，只是密度变大，水分子之间的间隔变小，但分子仍然在不停地运动。
8. A
9. A 【点拨】冰水共存物是纯净物，不是混合物，D 可先排除；KClO3、K2CO3 中均含有三种元素，不是氧化物，B、C 不符合题意；A 正确。
10. B 【点拨】①中的“2”表示一个二氧化氮分子中含有两个氧原子；②中的“2”表示两个一氧化碳分子；③中的“2”表示一个钙离子带两个单位正电荷；④中的“2”表示一个过氧化氢分子中含有两个氢原子和两个氧原子；⑤中的“2”表示两个氢氧根离子；⑥中的“2”表示硫酸锌中锌元素显+2价。
11. B 【点拨】本题可将化学式变形后再比较，FeO、Fe2O3、Fe3O4、FeS 的化学式分别变形为Fe6O6、Fe6O9、Fe6O8、Fe6O12，氧元素相对原子质量的总和越小，铁元素的质量分数越大，故铁元素的质量分数由大到小的顺序为① > ③ > ② > ④。
12. D 【点拨】由同种元素组成的纯净物属于单质，A 错误；H2O 和H2O2 的组成元素相同，但分子构成不同，化学性质不同，B 错误；含氧元素的化合物不一定是氧化物，如KMnO4中含三种元素，不属于氧化物，C 错误。
13. C 【点拨】催化改变了化学反应速率，但不能使反应生成更多的氧气，C 不正确。
14. A 【点拨】没食子酸的化学式为C6H7O5，由碳、氢、氧三种元素组成，A 正确； 没食子酸是由碳、氢、氧三种元素组成的，不属于氧化物，B 错误；没食子酸中碳、氢、氧元素的质量比为(12×6)∶(1×7)∶(16×5)=72 ∶ 7 ∶ 80，氢元素的质量分数最小，C 错误，D 错误。
二、15. (1)Al2O3 (2)2H (3)2N2 (4)4OH-
(5)Fe2+ (6)H2O (7) 2O3 (8)Zn(NO3)2
16. (1)过滤，除去不溶性杂质 (2)蒸馏
(3)使水中的悬浮杂质沉降除去
(4)能与活性炭充分接触，净水效果更好
(5)吸附水中的色素和异味 (6)混合物
【点拨】(1)小卵石、石英砂和蓬松棉能除去难溶性杂质。(2)在这个过程中，利用了沉降、过滤、吸附、杀菌消毒等净水方法，未用到的净水方法是蒸馏。(3)明矾溶于水形成絮状物，具有一定的吸附性，能使水中的悬浮杂质沉降除去。(4)家用净水器中的水由净水器的下口入、上口出，能使水与活性炭充分接触，净水效果更好。(5)炭罐中的活性炭疏松多孔，具有吸附性，能吸附水中的色素和异味。(6)清除水中的杂质、细菌后，水中还含有可溶性矿物质等，属于混合物。
17. (1)A (2)D (3)A、D (4)B、C、E (5)D
【点拨】氧气、液氧均由氧分子构成，A 是纯净物，且是单质；氧气、臭氧是氧元素组成的不同单质，B 属于混合物；CO 和CO2 是两种不同气体，H2O2 和H2O 是两种不同液体，C、E 均为混合物；冰水共存物由水分子构成，属于纯净物，也属于化合物、氧化物。
18. (1)B (2)① Mg；得到 ② MgO；H2
三、19. (1)过滤 (2)吸附 (3)氧气；10 (4)增强水的导电性
(5)【设计实验】Ⅱ；H2；Ⅲ 【反思与评价】不可以
【点拨】(4)硫酸钠溶液能增强水的导电性。(5)【设计实验】①氢气和氧气都是无色气体，氯气为黄绿色气体，而试管a 中收集到黄绿色气体，试管b 中收集到无色气体，所以试管a 中收集到的气体一定是氯气，故证明猜想Ⅱ错误。②用拇指堵住试管b，移近点燃的酒精灯，移开拇指点火，听到尖锐的爆鸣声，证明试管b 中收集到的气体为氢气，即证明有氢气和氯气生成，故证明猜想Ⅲ正确。【反思与评价】由实验现象可知，电解水实验中，若在水中加入氯化钠溶液，其中氯化钠和水在通电条件下反应会生成氯气和氢气而影响实验结果，故电解水时不可以加氯化钠溶液。
四、20. (1)71 (2)9：4 (3)25 (4)11. 8
21. 解：(1)NH4NO3 中氮元素的质量分数=×100%=35% < 38%，即纯硝酸铵中氮元素的质量分数小于38%，则该广告是虚假广告。(2)设该产品为100 g，其中含氮元素的质量为100 g×28%=28 g，产品中氮元素的质量等于硝酸铵中氮元素的质量，NH4NO3 的质量为28 g÷35%=80 g，则该产品中NH4NO3 的质量分数为×100%=80%。答：该产品中硝酸铵的质量分数为80%。

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