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专题二 自然界的水
知识点讲解
考法一 从水电解探究水的组成(★★★★)
1、实验原理
2、实验装置
3、实验现象
通电一段时间后，两个电极表面都有无色气泡产生，正极的少，负极的多，正负极气体的体积比大约为 1：2。
巧记：正氧负氢，氢二氧一
4、气体检验
（1）用带火星的木条靠近气体体积较小的玻璃管的尖嘴处，带火星的木条能够复燃；证明与正极相连的玻璃管内产生的是氧气
（2）用燃着的木条靠近气体体积较大的玻璃管的尖嘴处，气体燃烧（有轻微爆鸣声）并产生淡蓝色火焰；证明与负极相连的玻璃管内产生的是氢气
5、实验结论
（1）水在通电条件下生成氢气和氧气
（2）水是由氢、氧两种元素组成的
（3）1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成
（4）本实验同时验证了“在化学变化中，分子可以分裂成原子，但原子不能再分”
6、实验误差分析
在实验操作中正、负极产生的气体体积比往往小于1：2，这是因为氧气在水中的溶解度比氢气稍大；氧气在电极上发生了化学反应，少部分被消耗了。
7、注意事项
电解水时通常在水中加入少量硫酸钠（或氢氧化钠）以增强导电性，它们本身并未参加反应。
8、水分子分解的微观过程
水电解微观变化实质
水在直流电作用下的分解揭示了化学变化的本质：在化学变化中，反应的分子先分裂成原子，原子再重新合成新的分子。
考法二 从氢气燃烧探究水的组成(★★)
1、氢气
(1)物理性质
氢气是一种无色、无臭、难溶于水的气体，密度比空气小，是相同条件下密度最小的气体。
(2)化学性质
①氢气具有可燃性。混有一定量空气或氧气的氢气遇明火会发生爆炸，因此在点燃氢气前一定要检验其纯度。
②氢气具有还原性。
(3)检验氢气的纯度
用拇指堵住集满氢气的试管口，靠近火焰，移开拇指点火。发出尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯，声音很小则表明氢气较纯。
(4)氢气的用途
①充灌探空气球——密度最小的气体。
②做高能燃料——燃烧放热，热值高，且为清洁能源。
2、氢气在空气中的燃烧——水的生成
氢气在空气（或氧气）中燃烧时放出大量的热，火焰呈淡蓝色，唯一的生成物是水。该反应可表示为：；
结论：氢气在氧气中燃烧生成的唯一产物是水，说明水是由氢元素和氧元素组成的。
考法三 水的净化(★★★★)
1、自来水厂净水过程
2、净化方法
净化方法 原理 作用
沉淀 静置沉淀 利用重力作用使水中较大颗粒的不溶性杂质沉降 除去不溶性杂质
吸附沉淀 利用明矾溶于水后生成的胶状物对杂质进行吸附，使悬浮的小颗粒吸附在一起形成较大颗粒的不溶物而沉降下来
过滤 把液体与不溶于该液体的固体物质分离 除去不溶性杂质
吸附 利用活性炭等物质的吸附作用，除去水中的一些不溶性杂质、部分可溶性杂质 除去一些不溶性杂质、部分可溶性杂质、色素和异味
蒸馏 利用混合物中各成分的沸点不同将其分离 除去不溶性杂质和可溶性杂质
杀菌消毒 利用杀菌剂的强氧化性 除去水中的微生物
易错提示：
①净水方法中净化程度最高的是蒸馏。
②净水的各种方法中，属于物理变化的是沉淀（或沉降）过滤、吸附、蒸馏，属于化学变化的是杀菌消毒。
③常用的絮凝剂是明矾，吸附水中杂质，使杂质沉降下来
④活性炭的净水作用：活性炭具有疏松多孔的结构，有吸附性，可吸附不溶性杂质，还可吸附某些可溶性杂质，常用来吸附色素、异味、毒气。吸附过程属于物理变化。
⑤如果经过过滤之后滤液仍然浑浊，原因可能是滤纸破损或过滤时漏斗内液体的液面高于滤纸边缘，这时应重新过滤。
⑥过滤操作中玻璃棒的作用是引流。
3、过滤的基本操作
（1）实验器材
带铁圈的铁架台、漏斗、玻璃棒、烧杯
（2）操作要领（一贴、二低、三靠、玻璃棒引流）
“一贴”：滤纸用水润湿紧贴漏斗内壁无气泡
“二低”：①滤纸边缘低于漏斗口 ②滤液液面低于滤纸边缘
“三靠”：①烧杯紧靠玻璃棒 ②玻璃棒紧靠三层滤纸 ③漏斗下端紧靠烧杯内壁
4、蒸馏
(1)定义：给液体加热，使它变为蒸气，再使蒸气冷却，凝聚成液体，这种方法叫蒸馏。
(2)作用：通过蒸馏，可以把沸点不同的物质从混合物中分离出来，也可以把挥发性液体与溶解在液体中的不挥发性杂质分离开来，达到分离和提纯的目的。蒸馏水就是用蒸馏的方法得到的。
(3)装置
(4)注意事项
①蒸馏烧瓶下必须垫石棉网，不能直接加热。
②蒸馏烧瓶里的液体不能少于其容积的1/3，也不能多于其容积的2/3；应加入几粒沸石（或碎瓷片），以防加热时暴沸。
③各连接部位不能漏气。
④温度计不能直接插入蒸馏烧瓶的液体之中，应使水银球上端恰好与蒸馏烧瓶支管口位于同一水平线上。这是因为蒸馏时需控制的是出口蒸气的温度。
⑤制取蒸馏水的简易装置中的导气管很长，这样可以使水蒸气达到最好的冷却效果。
⑥冷凝管中冷水的流向应是下口进，上口出，使蒸气被充分冷凝。
⑦弃去开始馏出的部分液体，因为里面可能含有低沸点杂质和仪器表面的杂质。
考法四 硬水和软水(★★★★)
1、定义
（1）硬水：含有较多可溶性钙、镁化合物的水。
（2）软水：不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水。
2、鉴别方法
（1）肥皂水法（常用）
取少量水样加肥皂水振荡，泡沫多、浮渣少的为软水，泡沫少、浮渣多的为硬水。
（2）蒸发法
蒸发皿底部有较多白色固体的为硬水，蒸发皿底部没有或有很少量固体的为软水
3、硬水软化方法
（1）生活中：煮沸（煮沸硬水，可使部分可溶性钙、镁化合物沉淀析出，从而降低水的硬度）
（2）工业上和实验室中：蒸馏法、离子交换法等
考法五 爱护水资源(★★★★)
一方面要节约用水，另一方面要防治水体污染
1、节约用水
（1）生活中：随手关闭水龙头；一水多用（如用淘米水浇花等）；使用节水器具
（2）农业上：改大水漫灌为喷灌或滴灌
（3）工业上：使用新技术、改革工艺、循环使用
2、防治水体污染
(1)工业上：应用新技术、新工艺减少污染物的产生，对污染的水体做处理使之符合排放标准。
(2)农业上：提倡使用农家肥、合理使用化肥、农药。
(3)生活上：生活污水集中处理和排放，推广无磷洗涤剂。
典例剖析
【例1】自来水厂净水过程中不常用的方法是
A．沉淀 B．过滤 C．吸附 D．蒸馏
【例2】自来水生产过程中，可用来杀菌消毒的物质是
A．明矾 B．细沙 C．活性炭 D．氯气
【例3】净水操作中，相对净化程度最高的是
A．吸附 B．沉淀 C．过滤 D．蒸馏
【例4】下列关于水的说法正确的是
A．水中氢、氧元素的质量比为2：1
B．水由氢原子和氧原子组成
C．水中异味与色素可用活性炭吸附
D．水资源取之不尽用之不竭
【例5】水是一切生命生存所必需的物质。下列有关水的说法正确的是
A．水由氢气和氧气组成
B．正常雨水一般显中性
C．水分子是保持水化学性质的最小粒子
D．硬水经活性炭处理可以转化为软水
【例6】水是生命之源。下列关于水的操作正确的是
A．活性炭净水器净水
B．除水中不溶物
C．量水的体积
D．测水的pH
例题答案以及解析
1．答案：D
解析：自来水厂净水过程中用到沉淀（除去水中较大的难溶性杂质）、过滤（除去水中的难溶性杂质）、吸附（除去水中的色素和异味）、消毒（杀灭水中的微生物）等，没有用到蒸馏操作，故选D。
2．答案：D
解析：
A、明矾溶于水可以吸附水中的悬浮杂质而加速其沉降，但不能杀菌消毒，故A错误；
B、细沙起到了过滤的作用，可以除去水中的难溶性杂质，但不能杀菌消毒，故B错误；
C、活性炭具有吸附作用，可以除去水中的色素和异味，但不能杀菌消毒，故C错误；
D、氯气溶于水，并与水反应生成次氯酸和盐酸，次氯酸可以杀死水中的细菌进行消毒，故D正确。
故选：D。
3．答案：D
解析：
A、吸附只能除去水中的色素和异味；
B、沉淀只能使悬浮的杂质沉降；
C、过滤只能除去不溶性的杂质；
D、蒸馏可除去所有杂质。
因此净化程度最高的方法是蒸馏。
故选：D。
4．答案：C
解析：
A、水中氢、氧元素的质量比为（2×1）：（1×16）＝1：8，选项错误；
B、水是由水分子构成，选项错误；
C、活性炭具有吸附性，可用于吸附去除水中色素和异味，选项正确；
D、地球上的淡水资源储量有限，应节约用水，保护水资源，选项错误。
故选C
5．答案：C
解析：
A、水由氢元素和氧元素组成，错误。
B、正常雨水一般显酸性，因为水和二氧化碳会形成碳酸，错误。
C、分子是保持由分子构成的物质的化学性质的最小微粒。水是由水分子构成的。水分子是保持水化学性质的最小粒子，正确。
D、活性炭不能除去可溶性的钙镁离子，硬水经活性炭处理后仍然为硬水。错误。
故选C。
6．答案：A
解析：
A、用活性炭净水器净水，水从下端进入，这样可以充分吸附色素和异味，符合题意；
B、过滤时，应遵循“一贴、二低、三靠”的原则，图中缺少玻璃棒引流，不符合题意；
C、常用量筒量取一定体积的液体，读数时，视线应与液体凹液面的最低处保持水平，图中操作错误，不符合题意；
D、测定水的pH，用洁净、干燥的玻璃棒蘸取待测液点在pH试纸上，观察颜色的变化，然后与标准比色卡对照，不能将pH试纸伸入溶液中，会污染溶液，不符合题意。
故选A。
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