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2.4水的组成和净化
【基础知识梳理】
一、水的组成
1．水的物理性质
水在自然界中能以液态、固态、气态三种状态同时存在。与大多数物质不同，水的凝固点是0℃，沸点是100℃，4℃时相对密度最大1g/cm3，水结冰时体积膨胀，所以冰的密度小于水的密度，能浮在水面上；气态水无色无味。不同状态的水在一定条什下可以互相转化。
2.水的电解
简记：正氧负氢，氢二氧一
实验装置 实验步骤 实验现象 现象分析
1.接通电源 两电极端_________，一段时间后，负极端气体体积约为正极端气体体积_____倍 相同条件下，负极产生气体较快较多
2.用燃着的木分别检验两极气体 正极端气体让小木条燃烧更旺， 负极端气体能淡蓝色火焰蓝蓝蓝 正极端气体具有 _______性 负极端气体具有 _______性
实验结论 反应表达式 注意事项
水通电生成氢气和氧气，说明水由氢元素和氧元素组成 文字表达式：_________________ 符号表达式：_________________ 电源选择直流电；水中加入硫酸钠或氢氧化钠的目的：增强水的导电性
反思交流
气体聚集在玻璃管上端，说明气体具有什么性质？ 气体密度小于水，且溶解性不大 实验时正负极端产生的气体体积比小于1:2的原因？ 氧气不易溶于水，氢气难溶；;； ___________________________ 3.本实验得到的气体体积比和质量比图像 氢气与氧气的体积比约为________；质量比约为__________ : 1；质量比
3.氢气
（1）氢气物理性质：氢气是______、________的气体，难溶于水，密度比空气小。（氢气可用 、 收集收集）
（证明氢气密度比空气小的方法：用氢气吹肥皂泡，若肥皂泡上升，则密度比空气小）
（2）氢气的化学性质：可燃性
（3）注意事项：
不纯的氢气(混有一定量空气或氧气)遇明火可能会爆炸，氢气的爆炸极限的体积分数为4%～74.2%。
因此点燃前必须验纯（如图所示操作）。若发出____________表明氢气不纯（此时点燃较危险）； 则表明氢气较纯。
二、水的净化
1.自然界中的水
我们在日常生活中会接触到各种水，如河水、井水、自来水和矿泉水等看起来清澈的自然界中的水，往往是含有多种成分的水溶液。
2.净化水的常用方法
沉淀、过滤、吸附、蒸馏是工业中常用的方法，也是在化学实验中分离混合物的常用方法。
沉淀：①静置沉淀，让水中的______________下沉到底部；
②吸附沉淀，加入明矾（或三氯化铁等），溶于水生成胶状物吸附悬浮杂质，使之沉降。
过滤：
①适用范围：用于分离难溶性固体与液体或者不溶性固体和可溶性固体
②操作注意事项：“一贴二低三靠”
③仪器和用品：玻璃仪器（烧杯、玻璃棒、漏斗）、 铁架台、用品（滤纸）
④过滤后，如果滤液仍然浑浊，可能原因有:
A.____________________
B.____________________
C.____________________
⑤过滤后仍然浑浊的处理方法，清洗仪器，___________，重新过滤。
吸附：常用的吸附剂有活性炭（具有疏松多孔的结构，具有吸附性）；
除去水中的难溶性杂质、吸附色素和异味等可溶性杂质。
（市场上出售的净水器，有些就是利用活性炭来吸附、过滤水中的杂质的）
（4）蒸馏：利用液体沸点不同将液体分离的方法，可以除去水中所有杂质。得到的水是_____物。
沸石（碎瓷片）的作用：防止液体暴沸；冷凝管中水下进上出的目的是：充分冷凝水蒸气。
简易装置的长导管相当于冷凝管：充分冷却水蒸气。
3.自来水厂净水过程：
明矾的作用：明矾溶于水后生成的胶状物可__________________，使杂质沉降来达到净水的目的。
（5）水的净化效果由低到高的是：沉淀、过滤、吸附、蒸馏（均为物理方法），其中净化效果最好的是_________；既有过滤作用又有吸附作用的净水剂是活性炭。
4．硬水与软水
（1）硬水定义：硬水是含有较多可溶性钙、镁化合物的水；软水是不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水。
（2）鉴别方法：加入等量的________，出现浮渣较多、泡沫较少的是硬水，泡沫较多、浮渣较少的是软水。
（3）硬水软化的方法：实验室——蒸馏；生活中——煮沸；离子交换膜法，。
（4）长期使用硬水的坏处：影响洗涤剂的使用效率；长期饮用硬水对身体健康不利；一些工业生产也不能使用硬水，如锅炉容易结成水垢，浪费燃料，还易使管道变形甚至引起锅炉爆炸。
5.各种净化方法除去的杂质的种类
难溶性杂质 可溶性杂质 降低水的硬度
沉淀 √
过滤 √
吸附 √ √
蒸馏 √ √ √
三、水资源的综合利用
1．水资源状况
（1）我国不同时期的年用水总量呈现较明显的增加趋势，对于水资源总的需求量越来越大。分析各类用水所占比例可以发现:农业用水比例有明显下降，进入21世纪后基本稳定；工业用水比例则不断增加，这正是我国改革开放后工业快速发展的证明，近些年保持稳定且有下降趋势，反映了工业结构调整和用水效率的提高；生活用水比例持续增加及映了人民生活水平的日益提高。特别值得指出的是，水资源节约意识增强，人工生态环境补水量的比例逐渐升高，这说明我国对生态环境保护的力度逐渐加大，更重视生态环境的可持续发展。
（2）相对于丰富的海水资源，世界上的淡水资源一直处于紧缺状态，淡水仅占地球水量的约2.5%。我国水资源的状况分布不均，人均量少，人均水资源占有量仅为世界人均水平的四分之一；有超过一半的地区处杀严重缺水状态。
2.爱护水资源
运用化学方法，不仅可以提高水资源综合利用价值，还能够检测水资源受污染的程度并将其加以净化，实现水资源的重新利用。每个公民都应该树立保护水资源的意识，养成节约用水、合理用水、防止水污染的良好习惯。牢固树立绿水青山就是金山银山的理念，统筹水资源、水环境、水生态治理，推动社会的可持续发展。
【核心考点精练】
1．下列关于水的说法不正确的是(　　)
A．水是生命活动不可缺少的物质
B．常温下水是液态的
C．水是由氢气和氧气两种物质组成的
D．水既可以作为反应物也可以作为生成物
2．水是重要的资源，下列有关电解水实验的说法正确的是（ ）
A．负极收集到的气体能使带火星的木条复燃
B．该实验所得氢气和氧气的质量比约为2:1
C．该实验能证明水中含有氢气和氧气
D．该反应可将电能转化成化学能
3．下列关于由氢气的性质实验推导的说法中，不正确的是（　　）
A．氢气难溶于水，如果要收集产生的氢气，可以用排水法收集
B．氢气燃烧时，火焰上罩的烧杯，内壁有水珠，说明氢气燃烧生成了水
C．将装有氢气的试管移近酒精灯火焰，松开拇指时听到“噗”的一声说明氢气较纯
D．点燃氢气前一定要检验纯度，但点燃其他气体时，并非都要验纯
4．水是生产生活中不可缺少的物质，下列关于水的说法中正确的是（ ）
A．明矾可用来区别硬水和软水
B．在自来水厂净化水的过程中发生的变化都是物理变化
C．硬水中含较多的钙、镁化合物，长期饮用有益人体健康
D．造成水污染的原因主要有三方面：工业污染、农业污染和生活污染
5．对含有固体物质的溶液进行过滤时，不需要的实验用品是（　　）
①铁架台 ②量筒 ③滤纸 ④玻璃棒 ⑤试管夹 ⑥漏斗 ⑦烧杯
A．①③ B．⑥⑦ C．④⑥ D．②⑤
6．下列关于过滤操作的叙述不正确的是（ ）
A．滤纸的边缘要低于漏斗口
B．液面不要低于滤纸的边缘
C．玻璃棒要靠在三层滤纸的一边
D．漏斗下端的管口要紧靠烧杯内壁
7．水是生命之源，我们应该了解水、爱护水。河水净化的主要步骤如图所示。下列有关说法错误的是（ ）
A．步骤I的过滤操作中用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯
B．X试剂可以是活性炭，目的是除去难溶性杂质
C．步骤Ⅲ可杀菌、消毒
D．净化后的水中还含有可溶性杂质
8．下图是某污水处理厂的污水处理流程图。下列说法正确的是（ ）
A．“格栅”相当于基本操作中的溶解
B．在一级处理中加入明矾可有效帮助沉降
C．整个流程中均没有发生化学变化
D．消毒后得到的水是纯净物
9．下列净化水的方法中，净化效果最好的是（　　）
A．吸附 B．杀菌 C．蒸馏 D．过滤
10．下列做法，不利于节约用水的是（ ）
A．洗菜水直接倒掉 B．农业灌溉将漫灌改为滴灌
C．收集雨水用于浇花 D．及时修理漏水的水龙头
11．水是生命之源，“珍惜水、节约水、保护水”是每个公民的义务和责任
（1）下列“水”属于纯净物的是　 　（填序号）。
A．蒸馏水 B．河水 C．自来水
（2）用如图甲装置进行电解水的实验，b中收集到的气体是　 　，该实验说明水是由　 　组成的。
（3）我国水资源丰富，但分布不均，有些村民地下水作为生活用水，人们常用　 　检验地下水是硬水还是软水，生活中可用　 　的方法降低水的硬度；某同学自制如图乙所示简易净水器，图中活性炭的主要作用是　 　。
（4）请举一例生活中节约用水的具体措施　 　。
12．小刚收集到一瓶浑浊的河水，他要模拟自来水厂的净水过程，最终制成蒸馏水．
（1）操作①的名称是　 　，在实验室进行操作①需要用到的玻璃仪器有玻璃棒、　 　、　 　，其中玻璃棒的作用是　 　。若经过操作①后，所得液体C中仍有浑浊，其原因可能是　 　（填写其中的一条）．
（2）经操作①得到的澄清的水是　 　（填混合物或纯净物），鉴别其是硬水还是软水，最简便方法是加入肥皂水搅拌，有　 　的是软水．
（3）在操作②中为了除去水中部分可溶性杂质，除去异味，可以加入　 　；上述操作中，能获得蒸馏水的操作是_________。

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