内容正文:
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自然界的水
第四单元
第1课时 水资源及其利用 水的组成
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知识体系建构
知识全面梳理
核心考点突破
目
录
重点实验探究
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知识点1 自然界的水
1.水资源现状
(1)地球上的总水量虽然很大,但淡水很少。
(2)我国水资源总量很大,但人均水量很少。
2.爱护水资源措施
①节约用水;
②防治水体污染。
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3.节约用水的措施
(1)生活中:①提倡一水多用,如淘米水浇花等;②使用节水型器具。
(2)农业中:改大水漫灌为喷灌、滴灌;
(3)工业中:经处理达标后可循环使用。
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4.水体污染及防治
污染来源 防治措施
生活污染 逐步实现集中处理和排放
工业污染 通过应用新技术、新工艺减少污染物的产生,同时对污染的水体作处理使之符合排放标准
农业污染 提倡使用农家肥,合理使用化肥和农药
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【即学即练】
判断下列说法的正误。
(1)水体有一定的自净能力,城市生活污水可直接排放( )
(2)天然水为混合物( )
✕
√
8
知识点2 水的净化
1.自来水厂的净化过程
天然水 沉降→______ 吸附 杀菌消毒→
自来水
【温馨提示】
(1)自然界的水为混合物。
(2)自来水厂净化得到的自来水仍然为混合物。
过滤
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2.常用的净水方法
明矾
难溶性杂质
活性炭
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【温馨提示】
(1)净化程度由高到低的方法顺序为蒸馏>吸附>过滤>沉降。
(2)净化方法中沉降、过滤、吸附、蒸馏发生的是物理变化,杀菌消毒是化学变化。
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3.过滤与蒸馏操作
图1 过滤 图2 蒸馏
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(1)过滤操作要点:“一贴”“二低”“三靠”。
一贴:_________________
二低:a.滤纸边缘低于___________
b.液面低于_________
三靠:a.烧杯口紧靠_______
b.玻璃棒末端轻靠_________的一边
c._____________紧靠烧杯内壁
其中,玻璃棒起_____作用。
滤纸紧贴漏斗内壁
漏斗口边缘
滤纸边缘
玻璃棒
三层滤纸
漏斗下端管口
引流
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(2)蒸馏操作要点(利用各成分的沸点不同)
a.烧瓶下面一定要垫上_______,防止烧瓶炸裂;
b.一定要在烧瓶中加入_______________,防止暴沸。
陶土网
沸石(或碎瓷片)
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【温馨提示】
制取蒸馏水的简易装置
(1)在烧瓶中加入自来水,再加入几粒沸石(或碎瓷片)
以防加热时出现暴沸。
(2)不要使液体沸腾得太剧烈,以防液体直接流入试管。
(3)弃去开始馏出的部分液体。
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4.净水装置
图1 简易净水器 图2 活性炭净水器
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(1)图1净水器中小卵石、石英砂、活性炭和蓬松棉起_____作用,能除去
水中的不溶性杂质;活性炭具有_____性,可除去水中的色素和异味;纱
布主要起隔离作用。
(2)图2中的水的流向是__水口进水,__水口出水。
(3)通过以上简易净水器_____(填“能”或“不能”)降低水的硬度,得
到的水属于_______(填“纯净物”或“混合物”)。
过滤
吸附
b
a
不能
混合物
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5.硬水与软水
水质 硬水 软水
概念 含有较多可溶性钙、镁化合物的水 不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水
硬水
软化 硬水 软水
煮沸
蒸馏
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【即学即练】
判断下列说法的正误。
(1)纯净的水一定是软水,软水一定是纯净物( )
(2)沉淀、过滤、吸附可以净化水,但均不能使硬水软化( )
(3)净化水时,加入明矾可以起到杀菌消毒的作用( )
✕
√
✕
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知识点3 水的组成
1.水的合成
(1)氢气的燃烧:在带尖嘴的导管口点燃洁净的氢气,在火焰上方罩一个干燥的小烧杯,过一会儿,烧杯壁上有水珠生成。
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(2)氢气的性质与用途
性质 用途
物理
性质 ___色、___味气体,密度比空气的___,
___溶于水 填充气球
化学
性质 可燃性:氢气在空气中燃烧,生成水,放出大量的热 作高能燃料
还原性:H2+CuO Cu+H2O 冶炼金属
无
无
小
难
====
△
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【温馨提示】
点燃或加热可燃性气体要验纯
混有一定量空气或氧气的氢气遇到明火易发生爆炸,因此在点燃氢气(或其他可燃性气体)前一定要检验其纯度,检验方法如图,发出尖锐爆鸣声表明气体不纯,声音很小则表示气体较纯。
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(3)氢气作为燃料的优缺点
优点:①燃烧热值高;②燃烧产物无污染;③制取氢气的原料来源广泛。
缺点:①制取氢气成本高;②氢气的贮存和运输既不方便也不安全。
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2.水的电解(详见重点实验探究栏目)
(1)水在直流电作用下的变化。
(2)水受热蒸发时水分子本身_____改变,改变的是_______________,属
于_____变化;水通电分解,水分子发生了改变,属于_____变化。
没有
水分子间的间隔
物理
化学
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【即学即练】
判断下列说法的正误。
(1)电解水实验中,正、负极产生气体的质量比为1∶2( )
(2)水是由1个氧原子和2个氢原子组成的( )
(3)点燃任何可燃性气体之前一定要验纯( )
✕
✕
√
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命题点1 保护水资源5地3考
例1 (2024·潍坊)水是宝贵的自然资源。下列对水的认识错误的是( )
A.明矾可用于吸附水中悬浮杂质
B.活性炭用于自来水杀菌消毒
C.合理施用化肥和农药,保护水体环境
D.实施雨污分流,改善城市环境
【解题关键】 明矾沉降、活性炭吸附;化肥、农药合理施用。
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练1 (2024·长沙)2024年5月1日,我国首部《节约用水条例》正式施行。下列做法正确的是 ( )
A.园林浇灌采用大水浸灌
B.洗手接洗手液时不关水龙头
C.工业用水不重复利用
D.家庭使用节水器具,如节水型洗衣机
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练2 (2024·临沂蒙阴一模)水是生命之源,爱护水资源越来越受到人们的重视。我市某校兴趣小组于3月22日(“世界水日”)开展了以“爱护水资源”为主题的项目式学习探究活动。
(1)保持水的化学性质的最小粒子是___(填化学式)。
(2)市区的自来水取自江河,自来水属于_______(填“混合物”或“纯净物”)。
H2O
混合物
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(3)下列做法不符合“节约用水”理念的是__(填序号)。
A.用淘米、洗菜的水浇花、冲厕所
B.用喷灌、滴灌的方法浇灌农田和园林
C.节约用水,用工业废水直接浇灌农田
C
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命题点2 水的净化5地4考
例2 (2024·枣庄)实验室中对某河水的水样进行净化处理,设计流程如图所示。
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回答下列问题:
(1)明矾的作用是_________________________。
(2)操作1的名称是_____,用到的玻璃仪器有_______________________
(填一种即可)。
(3)加活性炭是利用其_____性除去水样中的异味等。
(4)净化水属于_______(填“纯净物”或“混合物”)。
【解题关键】明矾沉降,活性炭吸附,再消毒杀菌,得到的净化水仍是
混合物。
加速沉降(沉降等合理即可)
过滤
漏斗(或玻璃棒、烧杯等)
吸附
混合物
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练3 (2023·青岛)公园、车站等公共场所设有直饮水机,其中的水处理过程如下图所示,步骤③的作用是( )
A.吸附杂质 B.过滤
C.杀菌消毒 D.蒸馏
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练4 (2024·烟台)海洋是巨大的资源宝库,下图是从海水中获取淡水的简易装置。下列说法错误的是( )
A.水杯中的水是淡水
B.该过程中水分子大小发生改变
C.该过程中用到蒸馏的方法
D.获取淡水的快慢与温度有关
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练5 (2023·德州)如图是自来水厂净水过程示意图。有关说法正确的
是( )
A.吸附沉降和消毒是物理变化
B.过滤可以使硬水软化
C.活性炭可以去除色素和异味
D.净化后的水是纯净物
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命题点3 水的组成5地2考
例3 (2022·日照)用如图所示装置电解水,下列说法错误的是( )
A.M、N两导管口处收集的气体质量之比是1∶8
B.水中可加入少量硫酸钠或氢氧化钠以增强导电性
C.将带火星的木条放在M导管口处,木条会复燃
D.N处收集的气体,靠近火焰,若发出尖锐的爆鸣声,说明不纯
【解题关键】 “电极正氧负氢、体积氧一氢二、质量氧八氢一”。
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练6 【新考法】 与电压相结合,考查水的电解
(2024·赤峰)晓佳为探究不同电压对电解水速率的影响,用如图装置进行多次实验,并记录不同电压下生成20 mL氢气所需时间。下列分析正确的是( )
A.a管与电源正极相连
B.b管中气体可以燃烧
C.a管与b管中气体质量比为2∶1
D.该实验中,电压越高电解水的速率越快
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练7 (2024·江西)兴趣小组追寻科学家的足迹,对水进行探究。
【宏观辨识】根据实验探究水的组成
(1)水的合成:在密闭容器中将氢气和氧气的混合气体
点燃,根据容器内生成的小水珠可知,水是由_________
_______组成的化合物。
(2)水的分解:电解水一段时间后(如图),观察到管a和
管b中气体体积比为_____,经检验管a中的气体是__(填
化学式)。
氢元素和
氧元素
2∶1
H2
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【新设问】 推算水分子中原子个数比
【证据推理】结合实验现象推算水分子中氢、氧原子个数比。
(3)方法一:根据相同条件下气体的体积比等于其分子的个数比,得出电
解水的产物中氢、氧原子个数比为_____,进而推算出结果。
【新考法】 利用物理公式,推算水分子中氢、氧原子个数比
(4)方法二:已知电解水实验中氢气和氧气的体积比和正、负极产生气体
的_______________,可计算出水中各元素质量比,结合氢、氧原子的相
对原子质量,可进一步推算出结果。
2∶1
密度比(或密度)
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【模型构建】
(5)以分子构成的物质为例,图中“▲”表示的是_________________
_______________________。
各元素原子个数比
(或分子中各原子个数比)
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实验4 水的电解
1.实验原理:____________________。
2.实验装置
2H2O 2H2↑+O2↑
====
通电
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3.实验现象
(1)两个电极上均有气泡产生,且___极产生气泡的速率比___极快。
(2)一段时间后,正、负两极产生气体的体积比约为_____。
(3)通电后中间球形容器内液面上升(装置一),其原因是_____________
_________________________________________________。
负
正
1∶2
水电解后产生
的气体聚于两端,容器内气压逐渐增大,将水往中间压
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4.气体的检验及产物的判断(针对装置一)
(1)正极:将带火星的木条靠近玻璃管尖嘴处,慢慢打开活塞,带火星的
木条_____,证明是_____。
(2)负极:将燃着的木条靠近玻璃管尖嘴处,打开活塞,气体燃烧,产生
淡蓝色火焰,证明是_____。
复燃
氧气
氢气
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5.实验结论
(1)水在直流电的作用下正极产生_____,负极产生_____。(可简记为“正氧负氢”)
(2)水是由_______________组成的。
6.误差分析
通常情况下,氧气和氢气的体积比会略小于1∶2,其主要原因:
(1)氧气在水中的溶解度比氢气大。
(2)氧气的氧化性很强,会与电极发生氧化反应。
氧气
氢气
氢、氧两种元素
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7.注意事项
(1)电源使用的是直流电。
(2)在水中预先加入少量硫酸钠或氢氧化钠溶液以增强导电性。
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8.实验结论的推广
(1)电解水产生气体的体积和质量的坐标曲线图:(如图)
体积比:V(H2)∶V(O2)=_____。
质量比:m(H2)∶m(O2)=_____。
2∶1
1∶8
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(2)能量变化:电解水是将___能转化为_____能的过程。
(3)微观角度:
①水分子由_______和_______构成。
②在化学变化中,_____可以再分,而_____不可再分。
③在化学变化前后,原子的_____和_____不发生改变。
④化学反应的实质是分子分为原子,原子结合成新的分子的过程。
电
化学
氢原子
氧原子
分子
原子
种类
数目
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⑤微观反应示意图:
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【基础训练】
1.用电解水实验探究水的元素组成,下列说法正确的是( )
A.a管和b管中气体体积比约为1∶2
B.a管中的气体能使燃着的木条烧得更旺
C.该探究说明水中含有氢分子和氧分子
D.该探究的依据是化学变化前后元素种类不变
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【拓展训练】
2.(2023·宜宾节选)
(1)电解时,水分子分解示意图如下,补全横线上的模型图。
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(2)电解纯水速率较慢,为探究不同电压和不同浓度NaOH溶液对电解水速率的影响,小组同学进行多次实验,测得产生20 mL氢气所需时间如图:
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①电解溶质质量分数为5%的NaOH溶液时,改变电压对电解水速率的影响
是_______________________________。
②上述实验中,电解水速率最快的条件是______________________。
随着电压的增大,电解水速率增大
10%NaOH溶液、12 V电压
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初中化学有关水的实验
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上述实验中,水作反应物的是_____(填序号,后同),水作溶剂的是
___,水作指示剂便于观察气压变化的是___,水作冷却剂的是___,水用
于提供能量并隔绝空气(或氧气)的是___。
⑤⑥
②
①
③
④
53
$$