内容正文:
专题三 水和溶液
第一讲 自然界的水
【课标引领】
1.认识水的组成,知道水是一种重要的溶剂,了解吸附、沉降、过滤和蒸馏是净化水的常用方法。
2.认识溶解和结晶现象;知道溶液是由溶质和溶剂组成的,具有均一性和稳定性;知道绝大多数物质在溶剂中的溶解是有限度的,了解饱和溶液和溶解度的含义。
3.知道溶质质量分数可以表示浓度,认识溶质质量分数的含义,学习计算溶质质量分数和配制一定溶质质量分数的溶液的基本方法,初步感受定量研究的意义;体会溶液在生产生活中的应用价值。
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【思维导图】
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知识点一 保护水资源
1.保护水资源,既要 ,又要 。
2.节约用水的措施:应用新技术、改进工艺和改变用水习惯可以大量节约工农业和生活用水,如工业用水重复使用、采用节水灌溉方式,推广节水器具等。
3.防治水体污染对于保护水资源具有重要意义。必须采取措施预防和治理水体污染,保护和改善水质。应用新技术、新工艺可以减少污染物的产生;对污水进行处理,可以使之符合排放标准。
4.污水经物理、化学或生物方法进行分级处理后,可作为工业生产、农业灌溉、园林绿化或景观用水。
合理利用水资源
防治水体污染
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知识点二 水的净化
1.常用的净水方法
沉降—常加入明矾
↓
过滤—除去水中的难溶性杂质
↓
吸附—常利用活性炭的 除去色素和异味,是 变化
↓
消毒—利用氯气、二氧化氯等,是 变化
↓
蒸馏—除去不溶性杂质和可溶性杂质,还可以把硬水软化,净化程度最高
【温馨提示】单一操作净化程度由高到低的顺序:蒸馏→过滤→吸附→沉淀。
吸附性
物理
化学
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2.过滤
过滤操作要点归纳:“ ”。
一贴:制作过滤器时,滤纸要紧贴在漏斗内壁,中间不留气泡。
二低:①液面低于滤纸边缘;②滤纸低于漏斗边缘。
三靠:①盛待过滤液体的烧杯口要紧靠在玻璃棒上;②玻璃棒轻靠在三层滤纸的一边;③漏斗的下端管口要紧靠在烧杯的内壁。
3.蒸馏
利用液体的沸点不同将其分离。
过滤 蒸馏
一贴,二低,三靠
【温馨提示】①加热时,烧瓶底部要垫上陶土网;②冷凝管中冷水的流向是下进上出;③为了防止烧瓶内出现暴沸,要加入少量沸石或碎瓷片。
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知识点三 水的组成——水的电解(详见实验突破栏目)
【易错易混诊断】
判断下列说法的正误。
1.天然水经过沉降、过滤、活性炭吸附等净化处理后,得到的水是纯净物 ( )
2.电解水实验说明水是由氢分子和氧分子构成的 ( )
3.电解水实验中,正极产生的氧气和负极产生的氢气的体积比为1∶2 ( )
4.长期饮用蒸馏水不利于身体健康 ( )
5.有水生成的反应一定是中和反应 ( )
6.纯净水一定是软水,软水一定是纯净物 ( )
×
×
√
√
×
×
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课标新要求·跨学科实践活动
水质检测及自制净水器
如图1所示为小明同学利用沙石、活性炭、纱布、蓬松棉、塑料瓶等材料自制的简易净水器,并对所在地区的河水进行净化,请回答下列问题:
(1)自制净水器时纱布除包裹材料外还可以起到 (填“过滤”或“吸附”)的作用。
(2)判断该简易净水器能否将硬水变成软水,并说明理由:
。
图1 图2
过滤
不能,该净水器不能除去水中
的可溶性钙、镁化合物
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(3)该净水器使用一段时间后,有关物质吸附杂质的能力下降。这时清洗后可以继续使用的材料(除塑料瓶)是纱布和 ,需要更换的是蓬松棉和 。
(4)该同学欲利用图2中的水质检测仪(TDS代表水中可溶性固体总含量)测定图1净化后的河水水质。已知用该检测仪测定可饮用自来水的水质时,TDS示数为158。
①所测图1净化后的河水TDS示数 (填“可能”或“不可能”)超过158。
②将净化后的河水加热煮沸,再次进行检测,发现TDS示数变小,产生该结果的主要原因是 。
沙石
活性炭
可能
煮沸使水中的可溶性钙、镁化合物减少
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考点一 保护水资源、水的净化(6年3考)
1.(河北真题组合)判断下列有关说法是否正确,正确画“√”,不正确画“×”。
(1)煮沸可给水杀菌消毒(2020.3A) ( )
(2)过滤可使海水转化为淡水(2020.3B) ( )
(3)用活性炭可除去水中异味(2020.3D) ( )
(4)清澈透明的湖水是纯水(2024.1C)( )
(5)大水漫灌比滴灌更节水(2024.1D)( )
√
×
√
×
×
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2.(2023河北中考)水是生命之源,人类的生产、生活都离不开水。下列有关水的认识错误的是( )
A.地球上可利用的淡水资源有限
B.过滤可以除去水中的所有杂质
C.水是由氢元素和氧元素组成的
D.用淘米的水浇花可以节约用水
3.(2024河北中考节选)“这么近,那么美,周末到河北。”——走进白洋淀。
为保持白洋淀水质优良,请给当地居民或游客提出一条合理建议:
。
B
不任意排放生活污水
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【创新考法】
4.(2024武威模拟)2023年12月18日,甘肃省某市发生6.2级地震。地震后甘肃省迅速派出专业人员赶赴灾区,进行灾后安置、重建工作。
(1)地震中许多原有的水源被破坏。新水源需检测和处理后才能成为饮用水。
Ⅰ.模拟自来水厂对水源进行净化:①吸附沉淀(用明矾) ②投药消毒 ③静置沉淀
④过滤等,其合理的步骤顺序是 (填序号)。可用 (填名称)检测水的酸碱度。
Ⅱ.长期饮用硬水对人体有害。日常生活中常用 的方法降低水的硬度。
(2)对口支援的抗震救灾急需药械目录中包括:一次性防护服、活性炭防护口罩、骨科内外固定材料等。其中防护口罩主要是利用活性炭的 作用。
③①④②
pH试纸(或pH计)
加热煮沸
吸附
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考点二 水的组成(6年5考)
5.(2020河北中考)如图所示实验方案不能达到实验目的的是( )
A
延伸拓展
(1)电解水实验过程是将 能转化为 能,发生的是 (填“物理”或“化学”)变化。
(2)实验中常在水中加入少量氢氧化钠溶液,目的是 。
实验后所加氢氧化钠在溶液中溶质质量分数 (填“不变”“变大”或“变小”)。
电
化学
化学
增强水的导电性
变大
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【创新考法】
6.(跨学科实践活动)人类对水的组成的认识经历了很长一段时间,兴趣小组的同学将科学家探索水的组成的部分过程绘制成如图模型。已知相同条件下,气体的体积比等于气体的分子个数比。下列说法错误的是( )
A.卡文迪什制得的“可燃空气”的成分是氢气
B.拉瓦锡所做实验中涉及的物质类别只有氧化物
C.尼科尔森的实验可以证明水的组成
D.盖·吕萨克的实验可推断出水分子中氢、氧原子的个数比为2∶1
B
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水的组成及变化的探究
【夯实基础】
1.常见的实验装置
2.实验现象
电解水时用的是直流电源,通电后电极上产生气泡,与电源正极相连的玻璃管内气体体积较小,与电源负极相连的玻璃管内气体体积较大,二者的体积比约是 。
3.气体的检验
(1)正极:能使带火星的木条 ,这种气体是氧气。(有时也用燃着的木条,则对应的现象应为:木条燃烧得更旺)
(2)负极:用燃着的木条检验,气体燃烧,火焰呈淡蓝色,这种气体是氢气。
1∶2
复燃
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4.反应的化学方程式
,此反应为分解反应。
5.结论
水是由 组成的。
6.推论
(1)水分子是由 构成的。
(2)通过生成氢气和氧气的体积比为2∶1,其质量比为 ,推出水分子组成中氢原子与氧原子的个数比为 ,从而得出水的化学式为H2O。
(3)验证了化学变化的实质是分子分成原子,原子重新组合成新的分子。
2H2O 2H2↑+O2↑
氢元素和氧元素
氢原子和氧原子
1∶8
2∶1
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【素养提升】
1.通电后,如【夯实基础】实验装置图中,中间球形容器内液面上升,其原因是
。
2.该实验得到结论的依据是质量守恒定律——化学反应前后, 不变。
3.电解水实验过程中产生气体的体积和质量随时间变化的曲线如下:
4.实验注意事项
(1)为了增强水的导电性,可在水中加入适量的硫酸钠或氢氧化钠。
(2)有时收集的气体量较少,当检验氢气时,可能只听到爆鸣声,而看不到淡蓝色火焰。
左、右两管内汇聚气体,气压变大,将水压入中间球形容器中
元素种类
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【一题练透】
如图为验证水的组成设计的实验装置,请回答下列问题。
(1)电解水实验前,在水中加入少量氢氧化钠或硫酸钠的目的是 。
(2)通电后,两个电极上均有 产生,一段时间后,玻璃管a、b中产生气体的体积比约为 。
(3)实验结束后,打开图中的活塞,用燃着的木条分别靠近a、 b玻璃管尖嘴口,产生的现象分别是 、 ,由此可知产生氧气的是
(填“a”或“b”)管,与电源的 (填“正”或“负”)极相连。
(4)该实验说明水由 组成。
增强水的导电性
气体
1∶2
木条燃烧得更旺
气体燃烧,产生淡蓝色火焰
a
正
氢元素和氧元素
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(5)(设问创新)上述实验中电解水一段时间后,3个玻璃管内液面高度由高到低依次为
(填字母)。
(6)下图是该反应的微观过程,请将其补画全。
(7)(创新装置)小明同学在课后为验证水的组成,在老师的指导下设计如图简易装置:断开S1,闭合S2,当观察到一端玻璃管内的液柱接近溢出时,断开S2,闭合S1,观察到电流计的指针发生偏转。下列有关说法正确的是 (填字母)。
A.向水中加入氢氧化钠的目的是产生更多的气体
B.液柱接近溢出一端的玻璃管内收集到的气体是氧气
C.该实验可证明水由氢气和氧气组成
D.该实验装置可将化学能转化为电能
cab
D
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(8)(意外现象)小明同学以碳棒为电极,做完实验后得到氧气和氢气的体积比略小于理论值,于是提出以下猜想,其中可能正确的是 (填字母)。
A.氧气在水中比氢气溶解得多
B.部分氧气与碳棒反应
C.部分氧气被碳棒吸附
D.部分氧气与氢气重新反应生成了水
ABC
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【教材小实验1】水的蒸馏
(1)A装置中温度计测量的是 的温度。
(2)B装置烧杯中自来水的作用是 。
(3)实验前A、B装置的烧瓶内均应加入几粒沸石(或碎瓷片),其作用是 ,烧瓶底部垫陶土网的目的是 。
水蒸气
冷凝
防止液体暴沸
使烧瓶均匀受热
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(4)水由液态变为气态,发生的是 (填“物理”或“化学”)变化。
(5)蒸馏后得到的水属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
(6)改进装置C中漏斗的作用相当于A装置中的 (填仪器名称)。
(7)装置改进后,下列说法正确的是 (填字母)。
A.同样可以降低水的硬度
B.冰块与水的性质完全相同
C.比原装置得到的蒸馏水更纯
D.利用太阳光、塑料袋、矿泉水瓶等代替品可户外自制饮用水
物理
纯净物
冷凝管
AD
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【教材小实验2】氢气的燃烧
(1)反应原理
氢气燃烧的化学方程式: 。
2H2+O2 2H2O
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(2)实验步骤及结论
步骤 现象 结论
氢气的验纯:用拇指堵住集满氢气的试管口,靠近火焰,移开拇指点火 当发出尖锐爆鸣声时 证明氢气
当声音很小时 证明氢气
在带尖嘴的导气管口点燃纯净的氢气 氢气燃烧发出
色火焰 证明氢气具有 性
在火焰上方罩一个干燥的小烧杯 烧杯内壁有 氢气燃烧生成了
(3)实验反思
①氢气燃烧,反应前后不变的微粒是 ;证明水是由
组成的。
②氢气燃烧,证明在化学变化中 可分, 不可分。
不纯
纯净
淡蓝
可燃
水珠
H2O(或水)
O、H(或氧原子、氢原子)
氢元素和氧元素
分子
原子
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【过关练习】
1.如图是实验小组进行蒸馏操作的实验装置,回答下列问题。
(1)沸石的作用是 。
(2)实验时应将冷水从 (填“a”或“b”)端通入,其目的是 。
(3)蒸馏的原理是利用天然水中各物质的 不同进行分离,通过蒸馏得到的水属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
防止暴沸
b
增强冷凝效果
沸点
纯净物
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2.(2023宜宾中考)氢气作为一种清洁、高能燃料,越来越受到人们关注。某小组同学设计如图所示装置制取氢气并验证氢气在空气里燃烧。
回答下列问题。
(1)仪器a的名称是 。
(2)图1中发生反应的化学方程式是 ,除采用图示方法外,还可以用 法收集氢气。
(3)点燃氢气前应先检验氢气的纯度。操作:试管中的水排尽后,
; 若发出 ,表明气体不纯。
图1 图2
水槽
Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑
向下排空气
用拇指堵住集满氢气
的试管口,靠近火焰,移开拇指点火
尖锐爆鸣声
(4)如图2,在尖嘴管管口点燃纯净的氢气,上方罩一个干燥的小烧杯。观察到的现象:纯净的氢气在空气中安静地燃烧,
。
发生反应的化学方程式为 ,该反应属于 (填基本反应类型)。
产生淡蓝色的火焰,烧杯内壁出现水雾,用手触摸烧杯
外壁,感觉发烫
2H2+O2 2H2O
化合反应
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$$