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
4
5
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。
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
【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( )
✕
√
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
2.常用的净水方法
明矾
难溶性杂质
活性炭
【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。
3.过滤与蒸馏操作
图1 过滤 图2 蒸馏
(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_______
滤纸紧贴漏斗内壁
漏斗口边缘
滤纸边缘
玻璃棒
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。
(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。
三层滤纸
漏斗下端管口
引流
陶土网
沸石(或碎瓷片)
【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。
4.净水装置
图1 简易净水器 图2 活性炭净水器
(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
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
【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( )
✕
√
✕
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。
(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
====
△
【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。
(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。
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
【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( )
✕
✕
√
命题点1 保护水资源 6年2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·日照)水是生命之源,人类的生活、生产都离不开水。下列说法错误的是( )
A.如图是国家节水标志
B.煮沸可以降低水的硬度
C.长期饮用蒸馏水更有利于人体健康
D.工农业污染和生活污染是水体污染的主要来源
命题点2 水的净化 6年3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。
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”)。
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
【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。
练2 【新题型】 组合选择题
(2024·成都)某学习小组开展“自制简易净水器”的实践活动,作品如图。完成1~3题。
1.任务一:学习净水原理。下列净水过程涉及化学变化的是( )
A.静置沉降 B.砂石过滤
C.活性炭吸附 D.投药消毒
2.任务二:设计并制作净水器。下列说法合理的是( )
A.用聚氯乙烯塑料制作外壳,安全环保
B.小卵石和石英砂主要除去可溶性杂质
C.用活性炭净水是因为其结构疏松多孔
D.蓬松棉的主要作用是提高净水的速率
3.【新设问】 设计作品的评价
任务三:展示并评价作品。下列评价不合理的是( )
A.净化水硬度变得更小
B.制作材料廉价易得
C.制作简单,操作简便
D.作品设计简洁美观
命题点3 水的组成 6年4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”。
练3 【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
练4 (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
【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)
【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)
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_______________
_______________________________________________。
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_____。
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
复燃
氧气
氢气
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
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。
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
(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。
⑤微观反应示意图:
电
化学
氢原子
氧原子
分子
原子
种类
数目
【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。
(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:
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
初中化学有关水的实验
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
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