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第4单元 自然界中的水
知识网络
考点串讲
☆ 了解水的组成、性质及用途
1. 通过电解水的实验探究分析得出水的组成
(1)水的组成
(2)电解水时与正、负极相连的玻璃管内产生的气体分别是 和 ，它们的体积比为 。检验两玻璃管内产生气体的方法分别是
； 。
（3）电解水实验的结论是：证明了水的组成为 ；在化学变化中 可以再分， 不能再分。
2.水的性质
(1) 物理性质：常温下水是 色 的 体，在自然界以三种状态存在：冰、水、水蒸气，水在 ℃时密度最大为1g/cm3。
(2)化学性质：水通电能分解，化学方程式为 。
☆ 了解水资源状况及保护水资源
1.水资源状况
水覆盖了地球约3/4的表面积，但可利用的淡水仅占全球总水量的0.3%。
2.水的人工净化
(1)自来水厂净化水流程：取水→絮凝沉淀→过滤→吸附→消毒杀菌→生活用水。沉淀、过滤、吸附及蒸馏是常用的净化水的方法。加入 使悬浮在水中的杂质凝聚沉淀；过滤是分离 混合物的方法；吸附能除去有臭味的物质和一些可溶性杂质；蒸馏是利用 进行分离提纯的方法。上述工程中属于化学变化的有 。
(2)根据水中溶有 的多少，把水分为硬水和软水。生活中可以用加入 的方法来区分硬水和软水。
3.水资源的污染与保护
(1)水资源的污染主要来自 和 的任意排放， 的任意施用。
(2)水资源的保护方法有：① ；② ；③ ；④ ……
★了解氢气的可燃性以及氢能源
?1.氢气的性质：
?物理性质：氢气是无色无味的气体，是相同条件下密度 的气体， 溶于水。
?化学性质：氢气具有可燃性。纯净的氢气在空气中 的燃烧，发出 色的火焰（玻璃导管尖嘴处的火焰呈黄色，是由于玻璃中钠元素的影响），放出 ；在火焰上方罩一只冷而干燥的小烧杯，烧杯壁有 ，触摸感到 。反应的化学方程式为： 。不纯净的氢气点燃易 。
☆理解混合物与纯净物、化合反应和分解反应等概念
1．比较纯净物与混合物：
物质 纯 净 物 混 合 物
概念 由 物质组成 由 物质组成
特性 具有固定的组成和性质，如熔点、沸点等；可以用化学式表示。 没有固定的组成和性质，如熔点、沸点等；不能用化学式表示。
举例
联系
2．化合反应和分解反应
（1）化合反应： 的反应。特征：“多变一”表达式为：A+B+…→C。
（2）分解反应： 的反应。特征：“一变多”表达式为：A→B+C+…
典例探究
【例1】某一水域中出现象鱼类大面积死亡，经调查得到可能的结论有如下几条：
①居民向该水中排放含有磷元素的洗涤剂。
②有大量的运输船舶在水里航行。
③水中有适量的水草。
④上游有一化工厂向水中排放废水。
⑤鱼类把水中氧气消耗完。
⑥鱼呼吸产生的二氧化碳和水反应生成了碳酸。
⑦水中沿岸的农民种植作物时施用了大量的农药、化肥。
你认为可能的原因是_______________________________。
【解析】水污染的方式有多种，受到污染的水，会造成水中鱼类死亡。从题目给出的原因看：水中适量的水草通过光合作用产生氧气，对鱼类生长是有利的；由于氧气在水中具有一定的溶解度，鱼类不可能把水中的氧气消耗完；鱼呼吸产生的二氧化碳达到一定程度就会排到大气中，因为碳酸不稳定，易分解,不会造成水中鱼类死亡。
【答案】①②④⑦
【例2】纯水清澈透明、不含杂质，而硬水含较多可溶性钙和镁的化合物。现有两瓶无色液体，分别为纯水和硬水，请你参与小雯同学对水的探究，并回答有关问题：
(1)利用吸附、沉淀、过滤和蒸馏等方法可净化水，其中能降低水的硬度的是________；
(2)区别纯水和硬水的方法有多种。小雯采用的方法是：分别取样于蒸发皿中，加热蒸干，有固体析出的是硬水。请你设计另一种方法(简述步骤、现象和结论)： ；
(3)小雯在做实验时，发现硬水在蒸发过程中，产生了少量气体并得到一种难溶性固体。
[提出猜想]产生的气体可能是二氧化碳；难溶性的固体可能是碳酸盐。
[设计实验]
①将生成的气体通入________中，观察到__________________的现象，证明产生的气体是二氧化碳，写出有关反应的化学方程式___________________________________________；
②向这种难溶性的固体中滴入_________，观察到有大量的气泡产生，则这种固体可能是碳酸盐；若这种固体是碳酸钙，写出该反应的化学方程式_________________________；
[反馈与应用]通过上述实验得到启发，在家里可用_______除去热水瓶胆内壁上的水垢。
【解析】 区分纯水和硬水的方法有多种，除小雯的方法外，还可以用肥皂水来区分；小雯在实验过程中发现了新问题，结合所学知识分析可知难溶性的固体是碳酸盐。小雯要探究的问题实际上就是二氧化碳气体和碳酸根的检验。
【答案】 (1)蒸馏。(2)向盛有两种液体的烧杯中加入肥皂水，产生泡沫多的是纯水，泡沫少的是硬水。(3)①澄清的石灰水，澄清的石灰水变浑浊 Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O ②稀盐酸 CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O 稀盐酸。
拓展演练
一、选择题
1. 在一定环境中，常温常压下的水可以瞬间结成冰，俗称”热冰”。下列说法正确的是( )
A．“热冰”是纯净物 B．“热冰”在任何条件下都不会熔化
C．“热冰”与水的化学性质不同 D．结成“热冰”后，分子停止运动
2.今年世界各国频发地震。为防止震后疾病传染须对饮用水源进行处理，采取的措施有（ ）
①煮沸 ②消毒 ③过滤 ④自然沉降，合理处理的顺序是
A．③①②④ B. ②④③① C. ④③①② D. ④③②①
3．以下获取氢气的途径中，从绿色能源的角度看，较有发展前途的是 ( )
①电解水 ②利用太阳能分解水 ③使用高效催化剂分解水
④水煤气法：C+H2O(气) CO+H2 ⑤热裂法：CH4 2H2 +C
A．①②④ B．④⑤ C． ②③ D．③④⑤
4．根据所学知识，我们可以从“电解水实验”中获得更多的信息和推论。下列说法正确的是( )
A．水是由氢原子和氧原子直接构成的
B．试管a、b中所得气体的体积比约为2:1
C．试管a、b中所得气体的质量比约为2:1
D．水是由氢分子和氧分子构成的
5. 对下列事实解释不正确的是（ ）
选项 事 实 解 释
A 体温计中的水银（汞）热胀冷缩 原子的体积热胀冷缩
B 一滴水中大约有1.67×10 21个水分子 分子很小
C 敞口容器中的酒精逐渐减少 分子是不断运动的
D 炎热的夏天自行车车胎容易爆裂 夏天温度高，分子间间隔变大
6．下列有关溶液的说法正确的是（ ）
A．将植物油与水混合，得到的是溶液
B．溶液一定是无色、透明的混合物
C．将10％的KNO3，溶液倒出一半，剩余溶液中溶质的质量分数为20％
D．将25 g KCl溶液蒸干得到5g KCl固体，则原溶液中溶质的质量分数为20％
7．下列关于水的天然循环的说法中正确的是（ ）
①在天然循环过程中实现了水的自身净化
②水的天然循环是通过水的三态变化实现的
③太阳为水的天然循环提供了能量
④水的天然循环完成了水资源的重新分配
A.①③ B.①② C.③④ D.①②③④
8．稀释质量分数为98％（密度为1.84g/ mL）的浓硫酸配制500 mL质量分数为20％的稀硫酸（密度为1.14g/ mL），稀释时需用的水的体积约为（ ）
A．436.8 mL B．453.7mL C．456.0 mL D．458.3mL
9. 为达到预期的目的，下列操作中不正确的是（ ）D
A．按溶解、过滤、蒸发的操作顺序可以分离CaCO3、CaCl2的混合物
B. 用磷在密闭容器中燃烧，除去密闭容器内空气中的氧气
C．生活中为了降低水的硬度往往采用加热煮沸的方法
D. 某同学将pH试纸润湿后，用玻璃棒蘸取食用白醋滴在试纸上，测定其pH
10．下列各图所表示的实验操作，哪一项可以将食盐水中的食盐结晶出来 （ ）
二、填空与简答
11. 用下列化学用语填空：溶解 乳化 过滤 煮沸 缓慢氧化 结晶 吸附
（1）降低水硬度的方法 ；（2）除去粗盐中泥沙的方法 ；
（3）用活性炭除去毒气 ；（4）用洗洁精洗去餐具上的油污 。
12. 水对于人类生活、工农业生产都具有重要的意义。
(1)保持水的化学性质的粒子是_______。
(2)通电可使水分解，在两电极上可分别得到氢气和氧气，这一现象说明水是由______和______组成的。
(3)水可以造福人类，但水污染后却会给人类造成灾难，为预防和消除对水源的污染，你认为可采取的措施是_________________________________________________。
13．2010年4月14日青海玉树发生7.1级地震，灾区饮用水安全备受关注。
(1)除去水中难溶性固体杂质的操作时 ；
(2)生活中既能降低水的硬度，又能杀菌消毒的方法是 ；
(3)“84消毒液”可用于灾区防疫。制备其主要成分次氯酸钠（NaClO）的化学方程式为；
2NaOH + X == NaClO +NaCl+H2O，则X的化学式为 ；
(4)“水是生命之源”：下列关于水的说法正确的是 。
A．水是有机物，能赋予生命 B．水是一种很好的溶剂，能维持人体的体液平衡
C．水是人体主要的功能物质 D．水中氧元素含量很高，能提供人体所需的氧气
14.新能源的开发应用是当今全球性的一个重大研究课题，发展氢能源有着广阔的研究前景 ，由研究人员提出了“利用太阳能，以水为原料，大量生产氢气。试回答下列问题：
?(1)氢气作为燃料与现在广泛应用的化石燃料相比有何优点
。
?(2)用实验的方法证明氢气燃烧生成水：
。
15．“新疆跨越式发展和长治久安”是中央新疆工作座谈会的主要精神，民生、环境与能源也能为新疆政府工作关注重点。
（1）煤、石油、 属于化石燃料，是新疆的传统能源。要节约和有效利用现有的能源，新疆还应开发新能源，如： 、核能、地热能等。
（2）今年4月，美国墨西哥湾石油泄漏，大量的原油浮于水面，造成近海海域生态严重破坏。在常温下，石油是一种难降解、 （填“难”或“易”）溶于水的混合物。
（3）科学家预言，氢能源将成为21世纪的主要绿色能源，而水是自然界中广泛存在的物质。依据右图，请你写出获取氢气的化学方程式： 。
16. 水与人类的生活和生产密切相关。2010年“中国水周”的宣传主题是“严格水资源管理，保障可持续发展”。为响应这一主题，某中学环保小组的同学配合环保部门，定期对流经我市的徒骇河河水进行取样测试。请根据某日采集的水样回答以下问题：
（1）除去水样中难溶性的固体，需将水样（填序号）_________；
①加热 ②过滤 ③蒸发 ④冷却
（2）在白瓷板上放一小片pH试纸，用玻璃棒蘸取少量（1）中所得到的液体，测得其pH大于7，则说明该水样显_________性；
（3）由上述数据分析，该河水的主要污染物可能是（填序号）_________；
①带有酸臭味的城市生活污水 ②化工厂排放的污水
（4）为了保护徒骇河的水质，下列做法合理的是（填序号）_________。
①抑制水中所有动、植物的生长 ②不任意排放工业废水
③禁止使用农药和化肥 ④生活污水经过净化处理后再排放
17.课外活动中，同学们玩起了以水为主题的“化学反应接龙”游戏。游戏的规则为：用前一个反应的一种生成物作为下一个反应的反应物，并按序号和要求的基本反应类型循环，如图所示。仿照示例完成下列反应的化学方程式。
示例：①分解反应：电解水2H2O2H2↑+O2↑
②置换反应
③化合反应
④复分解反应
三、实验与探究
18.在学校的元旦联欢会上，某同学表演了“水能生火”的魔术。他向包有过氧化钠（Na2O2）粉末的脱脂棉上滴水，脱脂棉燃烧起来。小明很感兴趣，于是，他和同学们进行探究。
[提出问题]过氧化钠与水反应生成了什么物质？为什么脱脂棉会燃烧？
[猜想]①可能有一种气体和另一种物质生成；
②反应过程中可能有热量放出
[设计装置]如右图所示
[实验探究]
实验一：探究反应后生成的气体是什么？
（1）小利猜想生成的气体可能是氢气，也可能是氧气。小利猜想的依据是 。
（2）小宁打开装置中分液漏斗的活塞，控制滴加水的速度，观察到试管内有气泡产生，用带火星的木条靠近P处，木条复燃。说明生成的气体是 。
（3）实验过程中，还观察到U型管A端红墨水液面下降，其原因是 。
实验二：继续探究反应后生成的另一种是什么？
（1）小明取反应后所得的溶液于试管中，滴入无色酚酞试液，发现酚酞试液变红色，说明反应后所得的溶液呈 性。
（2）小军认为，纯碱溶液也能使酚酞试液变红色，所以另一种物质有可能是Na2CO3，小宁认为不可能，他可选用 试剂来验证另一种物质是否是Na2CO3；
（3）小明在转移实验一所得溶液时，不小心手上沾有部分该溶液，小明应该如何处理： 。
[表达]由实验探究的结果，过氧化钠和水反应的化学方程式：Na2O2+H2O=2NaOH+O2↑
四、计算与应用
19.电解水时，常在水中加入硫酸使反应容易进行，硫酸本身并不被分解。现用45g溶质质量分数为8％的硫酸溶液进行电解水的实验，一段时间后，产生lg氢气。计算：
(1)被电解的水的质量。
(2)电解后的硫酸溶液的溶质质量分数。
参考答案：
拓展演练
一、选择题
1.A 2.D 3.C 4.B 5.A 6. D 7.D 8. B 9.D 10.C
二、填空与简答
11. （1）煮沸；（2）过滤；（3）吸附；（4）乳化
12. （1）水分子 （2）氢元素； 氧元素 （3）加强对水质的监测 （或工业废水、生活污水经处理达标后再释放或加强宣传，增强人们的环保意识）
13． (1) 过滤 (2) 煮沸 (3) Cl2 (4) B
14. (1)产物无污染，产热高，来源广泛
(2)点燃氢气，在火 焰上方罩一个冷而干燥的烧杯，烧杯内壁有水雾出现
15．（1）天然气；风能（或太阳能或氢能等）（2）难 （3） 2H2O2H2↑＋O2↑
16．（1）② （2）碱 （3）② （4）②④
17. ②CuO+H2△Cu+H2O; ③CaO+H2O=Ca(OH)2; ④Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O
三、实验与探究
18.实验一：（1）质量守恒定律（或反应前后元素的种类不变） (2) O2 (或氧气)
（3）过氧化钠与水反应放出热量，使瓶中的气体膨胀，压强增大
实验二：（1）碱 （2）稀盐酸（或澄清石灰水，其它合理答案均可）
（3）用较多的水冲洗，再涂上硼酸溶液
四、计算与应用
19. 解：设被电解的水的质量为x
2H2O通电2H2↑+O2↑
36 4
x lg
36/4 = x /1g
(1)x=9g
(2)电解后硫酸溶液的溶质质量分数为45g×8%/(45g-9g)l00％=10％
答：被电解的水的质量是9g，电解后硫酸溶液的溶质质量分数是l0％。
高温故知新
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