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专题08 空气和水
一、新课标的要求：
1、说出空气的主要成分，认识空气对人类生活的重要作用。
2、认识水的组成，知道硬水与软水的区别。
3、了解吸附、沉降、过滤和蒸馏等净化水的常用方法。
二、考情分析：
1、考查情况：空气和水是生活中最重要的物质，是初中阶段重要的物质。也是中考化学的重点和热点。
2、考查形式：本专题知识常以选择题、实验题、填空题和探究题的形式出现，既考查基础知识、基本技能、又考查思维方法、关注自然和关注社会的情感。
3、命题方向：近年来中考中以考查空气的成 ( http: / / www.21cnjy.com )分探究、水的电解实验、水的人工净化作为核心，考查学生的观察能力、描述能力、实验动手能力以及实验探究能力，还联系各地空气污染的问题考查学生分析问题、解决问题的能力。
4、试题难度：本专题考点难度不大，只要我们 ( http: / / www.21cnjy.com )熟悉相关实验操作过程，记住了实验现象，学会了观察、分析、推理的一般方法以及注意对生活环境的观察，便能较好地回答题目考查的问题。
☆知识梳理☆
一、：空气
1、空气的成分和组成
空气的成分 O2 N2 CO2 稀有气体 其他气体和杂质
体积分数 21% 78% 0.03% 0.94% 0.03%
2、空气中氧气含量的测定：
（1）对实验药品的要求：①只能与氧气反应；②反应剧烈程度要适中；③生成物在常温时为固体，不能为气体。
（2）对实验装置的要求：装置气密性要好。常见的装置有：
( http: / / www.21cnjy.com )（3）可观察到的现象：①用红磷或白磷完成实验：红磷（或白磷）剧烈燃烧，形成浓浓的白烟。打开止水平夹后，进入水的体积约为装置内气体体积的。②用铜完成实验：铜由红色变为黑色。打开止水平夹后，读数时装置内气体的体积减少约为总体积的。
实验结论分析：
①对于氧气可得到的的结论：氧气有助燃性；氧气的体积约占气体总体积的。
②对于氮气可得到的结论：①氮气不燃烧也不支持燃烧，不易溶于水；氮气的体积约占气体总体积的。
③若上述实验中液面上升不足，其原因可能是：a药品不足，氧气未完全反应；b装置漏气；c读数时未降至室温。
二、水的组成
1、电解水的实验：
（1）加入硫酸或氢氧化钠的目的是：增强水的导电性；
（2）实验现象：在电极附近有气泡生成；过一段时间后，正极连接玻璃管内产生的气体体积与负极所连的玻璃管内的气体体积之比为1：2。
（3）检验方法：正极产生的气体能使带火星的木条复燃，为氧气；负极产生的气体能燃烧，为氢气。
实验结论：
宏观：电解水生成氢气和氧气；水是由氢元素和氧元素组成的。
微观：化学变化的过程是原子的重新组合过程。
2、水的性质
物理性质：纯净的水是无色、无味、透明的液体，在压强为101kPa时，水的凝固点是0℃，沸点100℃，在4℃时密度最大，为1g/cm3。水结冰时体积膨胀，所以冰的密度比水小，能浮在水面上。
化学性质：水在通电的条件下可分解为氢气和氧气。反应的化学方程式：2H2O 2H2↑+O2↑
3、水的人工净化
通常水的净化过程有如下几个步骤：静置沉淀、过滤、吸附和蒸馏。对这几个步骤的分析见表：
过 程 作 用
静置沉淀 能除去水中一些比较大的固体颗粒，不能除去质量较小的固体颗粒。
过滤 净化程度高于沉淀，可以除去已沉淀下来的杂质，还可以除去质量较小但体积较大的固体颗粒，不能除去能溶于水的杂质。
吸附 相对于过滤而言，吸附净化水的程度要高些，它 ( http: / / www.21cnjy.com )不仅能除去水中漂浮的固体杂质，还可以除去溶解在水中的一些物质，如有颜色和具有特殊气味的物质，但它也不能除去一些能溶于水的离子杂质。
蒸馏 是一个比较全面综合的净化水的过程，不仅可以除去不溶于水的杂质，也可以除去水中的一些颜色与气味，还能降低水的硬度，通过蒸馏出来的水基本上是纯净的水。
4、硬水和软水
（1）硬水：水中溶有较多的可溶性钙、镁化合物，这样的水叫硬水。
（2）软水：不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水叫做软水。
（3）鉴别硬水和软水的方法：肥皂水加到软水中产生较多的泡沫，加到硬水中产生的泡沫很少，且有较多的浮渣。
（4）使用硬水给生活带来的麻烦：①洗衣服时，不但浪费肥皂，也洗不干净衣服，长时间使用硬水洗衣会使衣服变硬。②锅炉用硬水形成锅垢，浪费燃料，使锅炉局部过热，引起变形，甚至引起爆炸。③长期饮用硬水会对人体健康造成影响。
（5）硬水软化的方法：硬水分暂时硬水和永久硬水。暂时硬水主要含有的钙、镁化合物为Ca（HCO3）2和Mg(HCO3)2，通过加热烧开即可使其软化，而永久硬水主要含有CaCl2、MgCl2等钙、镁化合物，不易软化，需进行更高一级的操作才可软化。
注意：
1、明矾吸附水中悬浮杂质而沉降，活性炭除去异味和色素(属于物理变化)。
2、利用蒸馏法可以制得蒸馏水，也可以将沸点相差较大的液体混合物分开，如利用蒸馏法可以将液态空气中的氧气和氮气分离，利用蒸馏法还可以从石油中分离出汽油、航空煤油和柴油等。
☆考点突破☆
【典型例题1】（2013 盐城）下列有关空气成分的说法错误的是（　　）
A．空气中的氧气主要来自植物的光合作用
B．空气中分离出的氮气可以用作食品防腐剂
C．空气中的二氧化碳含量上升不会影响地球环境
D．空气中敞口放置的饼干变软是因为空气中含有水蒸气
( http: / / www.21cnjy.com )【典型例题2】（2013 徐州）水是生命之源，下列有关水的说法错误的是（　　）
　 A． 明矾能吸附水中的悬浮颗粒而沉降
　 B． 自然界中的水都是纯净物
　 C． 食盐水中混有泥沙，利用过滤的方法可以除去泥沙
　 D． 电解水生成氢气和氧气，说明水是由氢元素和氧元素组成的
( http: / / www.21cnjy.com )【典型例题3】（2013 无锡）在今年的化学活动周中，某校兴趣小组同学在（培养中学生基本科学素养的化学实验教学研究）课题组老师的指导下，将课本“测定空气中氧气的含量”实验装置（如甲图）改进为新的实验装置（如乙图），改进后的实验装置相当于原装置，以下评价不恰当的是（　　）
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　 A． 反应容器体积小，药品消耗少
B． 装置简洁，减少了甲图装置中导管引起的误差
C． 白磷比红磷着火点高，使用更安全
D． 容器内径相等，易准确推算出空气中氧气的含量
( http: / / www.21cnjy.com )【典型例题4】（2013 本溪）水是生命之源，我们应该爱护水资源。
（1）自然界的水中都含有杂质，利用沉淀、过滤和蒸馏等方法可以净化水，还可以利用活性炭的　 　性净化水。
（2）使用硬水会给生活和生产带来许多麻烦，可用　 　区分软水和硬水，生活中通常用　 　的方法来降低水的硬度。
（3） “节约用水，从我做起”。请你写出一种生活中节约用水的做法　 　。
( http: / / www.21cnjy.com )考点：水的净化；硬水与软水；保护水资源和节约用水
方法点拨：
1、对空气要有全面的了解，并对空气中各成分的性质和用途有足够的认识。在生活中，有不少现象可以判断空气中所含的某些成分。
2、空气中氧气含量的测定实 ( http: / / www.21cnjy.com )验方法各异，但其原理是一致的，即利用可燃物在密闭容器内燃烧，耗尽其中的氧气，然后根据容器内压强的改变，测定空气中氧气的含量。
3、净水的方法主要有沉降、吸附、过滤、蒸馏四种，在准确掌握各种净水方法、目的的基础上，根据实际情况确定净水方法。
4、电解水实验题目通常给出电解水的装置 ( http: / / www.21cnjy.com )图，解题时要仔细观察装置图，根据“正氧负氢、氢二氧一”来判断两极生成的气体。此类题目还常将宏观和微观知识联系起来考查，可从物质的元素组成和化学变化的实质等角度来分析。
☆跟踪练习☆
1、（2013 泰州）下列叙述中，错误的是（　　）
　 A．用肥皂水可以鉴别硬水和软水 B． 无色酚酞试液遇烧碱溶液变蓝色
　 C．电解水时产生体积较多的是氢气 D． 淀粉溶液与碘水作用变蓝色
( http: / / www.21cnjy.com )2、（2013 南京）2013年“世界水日”的宣传主题是“水合作”。下列有关的说法中不正确的是（　　）
　 A． 水是一种最常用的溶剂
　 B． 鉴别软水和硬水可以用肥皂水
　 C．农药、化肥的不合理施用，会造成水体污染
　 D． 自然界中的水经过沉淀、过滤、吸附后即可得到纯水
【答案】D
【解析】
( http: / / www.21cnjy.com )3、（2014届上海市黄埔区一模试题）充满空气的容器含氮气8L，据此推断该容器的体积约为
A．10L B．15L C．20L D．12.8L
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4、（2014届上海市松江区第一学期期末试题）右图所示装置可用于测定空气中氧气的含量，下列说法中正确的是
A．红磷燃烧产生大量的烟雾
B．燃烧匙中的红磷可以换成木炭
C．该实验可说明N2难溶于水
D．火焰熄灭后应立刻打开弹簧夹
( http: / / www.21cnjy.com )5、（2014届江苏省宝应县中南片七校12月月度调研试题）空气是一种宝贵的自然资源，下列气体不可直接从空气分离获得的是
A．用作医疗急救的氧气 B．用作焊接保护气的稀有气体
C．用作食品防腐剂的氮气 D．用作清洁燃料的氢气
【答案】D
【解析】
( http: / / www.21cnjy.com )6、（2013 本溪）下列关于空气的说法中，错误的是（　　）
　 A． 空气中含有少量的稀有气体，它们可以制成多种用途的电光源
　 B． 空气中分离出的氮气化学性质不活泼，食品包装中充氮气可以防腐
　 C． 按质量计算，空气中约含氮气78%、氧气21%、稀有气体等其他成分1%
　 D． 空气中的氧气化学性质比较活泼，在常温下能与许多物质发生化学反应
( http: / / www.21cnjy.com )7、（2013 大连）下列关于水的说法错误的是（　　）
A．过滤可除去水中不溶物 B．肥皂水可检验硬水和软水
C．活性炭可降低水的硬度 D．蒸馏水是净化程度较高的水
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8、（2013 沈阳）下列不属于氮气用途的是（　　）
　 A．用作灯泡的填充气 B． 用作火箭的助燃剂
　 C．用作粮食的保护气 D． 用作制氨气的原料
( http: / / www.21cnjy.com )9、（2013 锦州）下列关于电解水实验的叙述正确的是（　　）
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　 A． 实验说明水是由氢原子和氧原子组成的
　 B． 电解水的化学方程式：H2O ( http: / / www.21cnjy.com )H2↑+O2↑
　 C． 甲试管内产生的气体能使带火星的木条复燃
　 D． 甲、乙两试管产生的气体质量之比为1：2
( http: / / www.21cnjy.com )10、（2013 锦州）2013年3月22日是第二十一届“世界水日”，地球的表面虽然70.8%被水覆盖，但能供人类使用的淡水资源却很少。让我们爱护水，从了解水开始。
（1）居民生活所需净水，主要靠自来水厂供给，自来水厂在净化水的过程中，加入明矾的目的是　　
（2）饮用硬度过大的水不利于人体健康，检验水是硬水还是软水，可用的物质是　　，生活中使硬水软化的常用方法是　　。
（3）人类不仅面临淡水资源紧缺的问题，而且面临水体污染的危害，下列做法会造成水污染的是　　（填选项）
A．工业废水经过处理，达到标准后再排放
B．生活中城镇垃圾的随处堆积
C．农业上农药、化肥的过量施用
D．退耕还林，恢复湿地生态
E．在河两岸兴建化工、造纸等重污染工厂。
( http: / / www.21cnjy.com )11、（2013 营口）水是生命之源，爱护水资源是每个公民应尽的责任。请回答下列有关问题：
（1）请举出你在生活中节约用水的一种做法：　 　。
（2）下列是一些净水的方法，其中可使硬水变成软水的是：　 　（填序号）。
①过滤 ②蒸馏 ③沉淀 ④煮沸
（3）下列物质在水中能形成溶液的是　 　（填序号）。
①面粉 ②蔗糖 ③植物油 ④冰块
（4）按如图所示装置进行实验，一段 ( http: / / www.21cnjy.com )时间后，理论上A试管中产生的气体与B试管中产生的气体的体积比为 ，该实验过程中发生反应的化学方程式为　 　。
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( http: / / www.21cnjy.com )12、（2013 抚顺）央视6月4日发布的《2012年中国环境状况公报》中指出，中国地表水总体轻度污染，爱护水资源刻不容缓。
（1）下列做法不会造成水体污染的是　（填选项字母）。
A、随意丢弃废旧电池 B、使用干冰进行人工降雨 C、大量使用农药和化肥
（2）加强水质监测也是防治水体污染的一项重要措施。
①从某工厂废水排放口取出的水样中携带有少量泥沙等不溶性杂质，可用　的方法除去。
②若要检测水样的酸碱度，可使用　　。
③若水样显酸性，该工厂可以用　　处理酸性废水。
【答案】（1）B（2）①　过滤　②pH试纸③熟石灰
【解析】
试题分析：（1）A、废弃的电池中常 ( http: / / www.21cnjy.com )含有镉、汞等重金属，如果随便丢弃，对水源会产生极大的污染；B、干冰就是固体二氧化碳，使用干冰进行人工降雨，不会造成水体的污染；C、大量使用农药和化肥，会造成水体污染。故选B。
( http: / / www.21cnjy.com )13、（2014届黑龙江省伊春市伊春区第一学期期末试题）为测定空气里氧气的含量，甲、乙、三个同学用如图所示的装置分别进行了实验探究。
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（1）甲同学：点燃红磷立即伸入瓶中并塞上瓶塞。待红磷燃烧停止并冷却 后，打开止水夹，观察到集气瓶中吸入水的体积约占集气瓶容积的 。
（2）乙同学：用碳替代红磷，完成上述实验，发现集气瓶内并没有吸入水，其原因是 。
（3）丙同学：向集气瓶中加入少量的 溶液，然后完成乙同学的实验，得到了与甲同学相同的实验结果。
( http: / / www.21cnjy.com )14、（2014届北京市房山区第一学期期末试题）某化学小组测定空气中氧气的体积分数。
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（1）根据右图回答问题。
①红磷燃烧的化学方程式为__________________________________。
②若将红磷改为木炭，反应结束后降至室温，打开止水夹，烧杯中的水不倒吸入集气瓶的原因是______
_______________________________________________。
（2）用四硫化钠(Na2S4)固体可替代红磷测定空气中氧气的体积分数。反应原理为:2Na2S4+O2+2H2O＝ 8S↓+4NaOH（氢氧化钠）。
小资料：四硫化钠(Na2S4)与氧气、水反应生成难溶于水的固体硫（S）和易溶于水的氢氧化钠。
【实验过程】
①取足量的四硫化钠固体加入试管中，再加入适量的水，迅速塞紧橡胶塞，充分振荡。测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据h1(如图1所示)。
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图1 图2
②将该试管插入水中(如图2所示)，拔下橡胶塞 ( http: / / www.21cnjy.com )，观察到__________，塞紧橡胶塞。将试管取出，倒转过来，测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据h2。理论上h2∶h1= 。
③按照①和②再重复实验2次。3次实验数据如下表所示。
第1次 第2次 第3次
h1/cm 11．0 11．4 11．6
h2/cm 8．7 9．1 9．2
根据第3次实验数据，计算空气中氧气的体积分数为 %(结果精确到 0．1%)。
( http: / / www.21cnjy.com )【解析】
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