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专项 7 水的组成与净化
1.第二十四届“世界水日”活动的宣传主题为“水与就业”。下列有关水的说法正确的是( )
A.地球上可利用淡水资源是有限的
B.生活中长期饮用蒸馏水对人体健康有益
C.农药化肥会造成水体污染,应禁止使用
D.河水经过沉淀、过滤、吸附后可除去所有杂质
2.如图是自来水净化过程流程图,下列有关说法中正确的是( )
A.可以用沉淀的方法分离酒精和水
B.整个过程中涉及化学变化的有四处
C.如图获取的自来水为纯净物
D.生活中能降低水的硬度的操作有煮沸
3.下列有关软水和硬水的说法错误的是( )
A.蒸馏水属于软水
B.硬水是含有少量可溶性钙、镁化合物的水
C.硬水会降低肥皂的去污效果
D.能鉴别硬水和软水的试剂是肥皂水
4.用如图所示的简易净水器处理浑浊的河水,下列分析正确的是( )
A.净化后的水属于纯净物 B.该净水器能将硬水变为软水
C.该净水器能杀菌消毒 D.石英砂起到过滤的作用
5.如图所示实验操作的说法,正确的是( )
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A.可用于分离两种液体形成的混合物 B.烧杯①中的液体应沿着玻璃棒流下
C.漏斗中的液面应高于滤纸的边缘 D.仪器内壁有灰尘不影响实验效果
6.重庆被誉为“山水之城,魅力之都”。下列关于水的说法错误的是( )
A.肥皂水可以鉴别硬水和软水
B.活性炭在净水过程中体现了吸附性
C.园林以喷灌和滴灌形式浇灌可节约用水
D.电解水产生的 H2和 O2的质量比为 2:1
7.由河水生产自来水的部分处理过程如下:
有关说法不正确的是( )
A.用活性炭吸附可除去水中的色素和异味
B.上述处理过程应包含“蒸馏”
C.自来水出厂前要用药剂杀菌消毒
D.经过处理获得的自来水仍是混合物
8.建立模型是学习化学的重要方法,下列化学模型中表示正确的是( )
A.物质分类模型 B.原子的构成 C.地壳中元素的含量
(质量分数)
D.自来水净化模型
A.A B.B C.C D.D
9.问天何求,自建天宫,科学重器,筑梦蓝天。以下是宇宙空间站中的物质循环模型,下列
说法正确的是( )
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A.电解水系统正极与负极的体积比为 2:1
B.负极产生的气体在点燃前一定要检验其纯度
C.水电解产生的氧气能助燃,可作燃料
D.由水电解系统可知,水是由氢气和氧气组成
10.2023年 3月,我国首次实现“固态氢能”发电并网,“绿电”与“绿氢”转化的示意图如图所示。
(1)将光伏、风力发出的电用于电解水制氢。电解水的符号表达式为 ,通过实验可
以得出水是由 组成的。电解水产物中体积较多的气体是 ,反应的基本反应类
型为 反应。
(2)从微观视角分析电解水反应的实质是 。
(3)固态合金储氢装置中释放出氢气,将氢气高压加注到新能源汽车中。高压加注压缩该能
源时氢分子间的间隔变 (填“大”或“小”)。
11.水是生命之源,人的生命活动离不开水。
(1)1783年,卡文迪什实验发现氢气和氧气点燃后生成水,该反应的文字表达式为 ;
在此之前,普利斯特里将氢气和空气混合点燃时,发出震耳爆鸣声的原因是 ;1800年,
尼克尔森利用“伏打电池”给水通电,制得氢气和氧气。分析得出水是氢元素和氧元素组成的
(选填“混合物”或“化合物”)。
(2)兴趣小组同学用如图所示装置进行电解水实验。实验时,同学们观察到 ,a管和 b
管收集的气体体积比约为 2∶1。
(3)四组同学记录了两管收集的气体体积数据如下表。
甲 乙 丙 丁
氢气体积(mL) 5 10 15 20
氧气体积(mL) 2.3 4.8 7.3 9.8
每组收集到的氧气体积始终比氢气体积的一半少0.2mL,可能原因是 。
(4)请补全下图中水沸腾和水电解前后的微观示意图。
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(5)从微观角度说明水沸腾与水电解的过程根本区别是 。
12.水是一切生命赖以生存的根本。
(1)“生命吸管(Life-straw)”是一种快速获取野外饮用水的吸管装置(长约 16 cm,重约 60 g),
里面装有过滤材料和滤芯,其净水过程如下图所示:
①“生命吸管”中的活性炭可以除去水中的色素和异味,起到 作用;碘树脂主要起杀菌
消毒的作用,该过程属于 变化(填“物理”或“化学”)。
②离子交换树脂中阳离子交换柱的交换过程如图所示(图中阴离子未画出,交换后的水仍然呈
电中性)。
i.1个Mg2+可以交换出 个 Na+。
ⅱ.离子交换树脂 (填“能”或“不能”)起到软化水的作用。
③经过“生命吸管”净化后的水属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
(2)为了实现航天员在轨长期驻留,保证空间站内水资源的循环利用,中国研制出了“超级净
水器”,其工作原理如下图所示:
①在水电解系统①中发生的化学反应的文字表达式为 ,该反应属于 反应(填基
本反应类型)。
②在水净化系统②中使用了反渗透膜,它能让水分子、氧分子穿过,该原理类似于“生命吸管”
中 的作用(填字母)。
a.双层纺织网 b.活性炭 c.离子交换树脂
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专项 7 水的组成与净化
答案解析
1.【答案】A
【解析】A.地球上水资源丰富,但是淡水资源有限,且分布不均,符合题意;
B.蒸馏水不含对人体有益的矿物质,生活中长期饮用蒸馏水对人体健康不利,不符合题意;
C.农药化肥会造成水体污染,但是农药化肥对农业生产非常重要,不能禁止使用,应合理使用,
不符合题意;
D.河水经过沉淀(使悬浮的杂质沉降)、过滤(除去难溶性杂质)、吸附(吸附水中的色素和
异味)后,还含有可溶性杂质,不符合题意。
故选 A。
2.【答案】D
【解析】A.酒精是液体,且易溶于水,不能用沉淀的方法进行分离,说法错误;
B.自来水净化过程中只有杀菌消毒是化学变化,其余是物理变化,整个过程中涉及化学变化的
有一处,说法错误;
C.过滤后所得的水中有可溶性杂质,是混合物,说法错误;
D.煮沸能使可溶性钙、镁化合物转化成沉淀,降低水的硬度,生活中能降低水的硬度的操作有
煮沸,说法正确。
故选 D。
3.【答案】B
【解析】A.蒸馏水中只含有水一种物质,属于纯净物,不含有可溶性钙、镁化合物,属于软水,
故 A说法正确;
B.硬水是含有较多可溶性钙、镁化合物的水,而软水是指不含或含有少量可溶性钙、镁化合物
的水,故 B说法错误;
C.硬水是指含有较多可溶性钙、镁化合物的水,加入肥皂水,硬水中产生较少泡沫、较多浮渣,
则硬水会降低肥皂的去污效果,故 C说法正确;
D.可以用肥皂水鉴别硬水和软水,加入肥皂水,产生较多泡沫的是软水,产生较少泡沫、较多
浮渣的是硬水,故 D说法正确。
故选 B。
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4.【答案】D
【解析】A.该净水器可以除去水中的难溶性杂质、色素和异味,但不能除去水中的可溶性钙镁
化合物,因此净化后的水仍为混合物,说法错误;
B.该净水器不能除去水中的可溶性钙、镁化合物,即不能降低水的硬度,说法错误;
C.该净水器中的物质不能起到杀菌的作用,说法错误;
D.小卵石和石英砂的作用都是过滤,可以除去水中的小卵石和石英砂的作用都是过滤,说法正
确。
故选 D。
5.【答案】B
【解析】A.该图为过滤操作,可分离固体和液态,但不能分离两种液体,该选项说法不正确;
B.该操作中,烧杯中的液体应沿着玻璃棒流下,该选项说法正确;
C.过滤时,漏斗中的液面不能高于滤纸的边缘,该选项说法不正确;
D.若仪器内壁有灰尘,则会使得到的液体浑浊,该选项说法不正确。
故选 B。
6.【答案】D
【解析】A.加入肥皂水,产生泡沫较多的是软水,产生泡沫较少的是硬水,故 A正确;
B.活性炭具有疏松多孔的结构,能吸附色素和异味,故 B正确;
C.园林以喷灌和滴灌形式浇灌可以减少水的浪费,节约用水,故 C正确;
D.电解水产生的 H2和 O2的体积比为 2:1,质量比为 1:8,故 D错误。
故选 D。
7.【答案】B
【解析】A.活性炭结构疏松多孔,具有吸附性,可以吸附水中的色素和异味,不符合题意;
B.自来水净水过程包括沉淀、过滤、吸附、消毒,不包括“蒸馏”,符合题意;
C.自来水出厂前要用药剂杀菌消毒,除去水中的致病菌和病毒等,不符合题意;
D.经过处理获得的自来水是由水、可溶性杂质等混合而成,属于混合物,不符合题意。
故选 B。
8.【答案】A
【解析】A.单质是由一种元素组成的纯净物,化合物是由多种元素组成纯净物,氧化物是由两
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种元素组成,其中一种是氧元素的纯净物,故纯净物包含单质和化合物,氧化物属于化合物,
选项正确;
B.原子由原子核与核外电子两部分组成,原子核中含有质子与中子,选项错误;
C.地壳中含量位于前四位的依次是:O、Si、Al、Fe,选项错误;
D.自来水净水分为静置沉淀-吸附沉淀-过滤-活性炭吸附-消毒杀菌,但不包含蒸馏,选项
错误。
故选 A
9.【答案】B
【解析】A.电解水时,正极生成氧气,负极生成氢气,且生成的氧气和氢气的体积比为 1:2,
则电解水系统正极与负极的体积比为 1:2,而不是 2:1,该选项说法不正确;
B.负极产生的气体为氢气,氢气不纯时点燃会发生爆炸,则点燃前要验纯,该选项说法正确;
C.氧气具有助燃性,而不是可燃性,不可作燃料,该选项说法不正确;
D.水中不含氢气和氧气,该实验证明水是由氢元素和氧元素组成,该选项说法不正确。
故选 B。
10.【答案】(1)
2 2 2H O H O
通电
氢、氧元素 氢气/H2 分解 (2)水分子分
成氢原子和氧原子,氢原子重新组合成氢分子,氧原子重新组合成氧分子 (3)小
【解析】(1)电解水生成氢气和氧气,反应的符号表达式为:
2 2 2H O H O
通电
;
氢气是由氢元素组成,氧气是由氧元素组成,根据反应前后元素种类不变,则水是由氢、氧元
素组成;电解水生成的氢气和氧气的体积比为 2:1,则电解水产生体积较多的气体为氢气;
该反应为一种物质生成多种物质的反应,属于分解反应。
(2)电解水过程中,水分子分成氢原子和氧原子,氢原子重新组合成氢分子,氧原子重新组
合成氧分子。
(3)将氢气高压压缩时,氢分子间的间隔变小。
11.【答案】(1)
点燃
氢气 氧气 水 氢气和氧气混合点燃时反应剧烈,在短时间内会放出
大量的热,使气体迅速膨胀 化合物
(2)连接电源的两极上有气泡产生
(3)氧气的溶解度比氢气大
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(4)
(5)分子种类是否改变
【解析】(1)氢气和氧气点燃后生成水,反应的文字表达式为:
点燃
氢气 氧气 水;
氢气和氧气混合点燃时反应剧烈,在短时间内会放出大量的热,使气体迅速膨胀,从而发出震
耳爆鸣声;
水中只含一种物质,属于纯净物,且水是由氢、氧元素组成的化合物。
(2)电解水时,能观察到连接电源的两极上有气泡产生,且 a管和 b管收集的气体体积比约
为 2∶1。
(3)由于氧气的溶解性比氢气强,则收集到的氧气体积始终比氢气体积的一半少 0.2 mL。
(4)水沸腾后,分子间的间隔变大,则图为: ;
电解水生成氢气和氧气,反应后的微观图为: 。
(5)水沸腾过程中,分子种类不变,只是分子的间隔改变,但电解水的过程中,分子种类改
变,则水沸腾与水电解的过程根本区别是分子种类是否改变。
12.【答案】(1)吸附 化学 2/两/二 能 混合物
(2) +
通电
水 氢气 氧气 分解 a
【解析】(1)①活性炭具有吸附性,能吸附水中的色素和异味;
杀菌消毒过程中有新物质生成,属于化学变化。
②i.由于交换后的水仍然呈电中性,则说明溶液中所带正电荷不变,1个钠离子带 1个单位正
电荷,1个镁离子带 2个单位正电荷,则 1个镁离子能交换出 2个钠离子。
ⅱ.离子交换树脂能降低水中可溶性钙、镁化合物的含量,则能起到软化水的作用。
③由于经过“生命吸管”净化后的水中仍含有钠离子,则属于混合物。
(2)①在水电解系统①中,电解水反应生成氢气和氧气,反应的文字表达式为:
通电
水 氢气 氧气;
该反应为一种物质生成多种物质的反应,属于分解反应。
②反渗透膜能让水分子、氧分子穿过,但有些不能穿过,则其原理为过滤,则反渗透膜类似于
“生命吸管”中双层纺织网的作用,故选 a。
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