第2章 第4节 水的组成和净化-【顶尖课课练】2025-2026学年新教材九年级上册化学（沪教版2024）

素养提升 ７􀆰氧气的制取是初中化学实验的重要内容. 根据下图回答有关问题. (１)写出仪器①的名称:　　　集气瓶　　　　. (２)实验室用高锰酸钾制取并收集较纯净的 氧气,可选用的发生装置是　A　 (填 序号),装入药品后还需添加的用品是 　　一 团 棉 花 　,其作用 是　防止高锰酸钾粉末进入导管　　　　　　　. 该反应的符号表达式为　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　.当选用装 置C收集完气体后,测得其纯度明显 偏低,原因可能是　　bd　 (填序号). a􀆰高锰酸钾中混入了二氧化锰 b􀆰收集前,集气瓶中未装满水 c􀆰收集后,集气瓶中仍有少量水 d􀆰导管口刚有气泡冒出就立即收集 (３)硫化氢 (H２S)是一种无色、有臭鸡蛋 气味的气体,密度比空气的大,易溶于 水,实 验 室 中 可 以 用 固 体 硫 化 亚 铁 (FeS)和稀硫酸在常温下反应制取. 实验室制取硫化氢气体选用的装置组合 为　BD或BF　 (填序号).如果用装置F 收集硫化氢气体,气体应从　　a　 (填 “a”或 “b”)端管口通入. ８􀆰学习了 “过氧化氢制氧气使用二氧化锰 作催化剂”,化学社团在 “寻找新的催化 剂”的活动中,对 “硫酸铜能否作过氧 化氢分解的催化剂”进行了以下探究. [实验 探 究]甲 同 学 按 如 下 方 案 进 行 实验. 实验 步骤 实验 现象 步骤①:带火星的木条不复燃; 步骤②:产生气泡,溶液变为蓝色; 步骤③:带火星的木条　复燃　 实验 结论 硫酸铜 (CuSO４)能作过氧化氢分解的 催化剂,反应的符号表达式为 　 　 [评价改进]大家认为甲同学的实验结论 不严谨.若要确定该实验结论正确,还 需证明硫酸铜的　　质量和化学性质　　　　在 反应前后都没有发生改变. [讨论交流]大家认为:在甲同学实验的 基础上,将步骤③试管中的溶液蒸发、 干燥 得 到 白 色 固 体,再 称 其 质 量 为 　m　g,然后将固体加入５％的过氧化氢 溶液中,仍然可以加速过氧化氢分解, 由此可以得出甲同学的实验结论. [拓展延伸]若要比较硫酸铜和二氧化锰对 过氧化氢制氧气的催化效果,实验过程中 不需要 控制的条件是　D　　 (填序号). A􀆰溶液的起始温度　B􀆰催化剂的质量 C􀆰溶液的浓度　　　　　　D􀆰反应起始时间 第４节　水的组成和净化 １􀆰探究水的组成. (１)实验原理:依据化学反应前后　　元素的 种类　　不变,通过生成物的元素组成推 断反应物的元素组成. 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 ４２ (２)利用电解水的实验探究水的组成. ①实验装置. a􀆰在电解水的实验中,向水中加少 量氢氧化钠的目的是　增强导电性　. b􀆰电解水实验所用电源为　　直 流　 电源. ②实验现象:通电后两极上都有　气泡　 产生;通电一段时间后,与电源正 极、负极相连的玻璃管内产生的气体 体积比约为　　１∶２　　. ③气体的检验:打开与电源负极相连的 玻璃管的活塞,在玻璃管的尖嘴处点 燃,观察到气体燃烧,火焰呈淡蓝 色,说明是氢气;用　　带火星的木条　 检验与电源正极相连的玻璃管中产生的 气体,观察到木条复燃,说明是氧气. ④实验结论:水在通电的条件下能发生 分解反应,生成 氢气 和 氧气 .反 应的符号表达式是 　 　. (３)利用氢气在空气中燃烧的实验探究水的 组成. ①实验现象:纯净的氢气在空气中燃 烧,产生　淡蓝　色火焰,放出大量的 　热　.在火焰上方罩一个干燥的烧 杯,烧杯内壁有　水雾　出现. ②实验结论:氢气和空气中的氧气发生 化合反应生成　水　.反应的符号表 达式是 　. 以上两个实验说明水是由　氢 元 素　和 　氧元素　组成的. ２􀆰水的净化. (１)自然界中的水均为 　　混 合 物　　 (填 “混合物”或 “纯净物”,下同).蒸馏 水属于　　纯净物　　. (２)过滤操作要注意 “一贴、二低、三靠”. ①“一贴”:滤纸　紧贴　漏斗内壁. ② “二低”:滤纸的边缘　低于　漏斗边 缘;漏斗内的液面　低于　滤纸的边缘. ③ “三靠”:玻璃棒轻靠在三层滤纸一 侧;烧杯口紧靠玻璃棒,使液体沿玻 璃棒注入漏斗中;漏斗末端的尖嘴部 分紧靠烧杯内壁. ④过滤时,玻璃棒的作用是　引流　 　. 过滤后,滤液仍浑浊的原因可能有: 滤纸　　　破损　　　、漏斗内的液面高 于滤纸边缘、烧杯不洁净. (３)自来水厂净化过程:天然水→　沉降　→ 　 过滤 　→　 吸 附 　→　杀 菌 消 毒　→自 来水. (４)净水方法. 净水方法 作　　用 沉降 静置或加入絮凝剂 (如明矾),使杂 质沉降 过滤 将不溶于液体的固体物质与液体分 离,目的是除去水中的不溶性 (或 难溶性)杂质 吸附 利用　　活性炭　　的吸附作用,除去 水中的　　色素　　和　　异味　　 杀菌消毒 加入消毒剂 (如氯气、漂白粉 等) 杀灭水中的细菌等微生物 (该过程 属于　化学　变化) 蒸馏 除去水中的可溶性杂质 (净化程度 最高,该过程属于　物理　变化) 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 ５２ (５)区别氯化钠溶液和蒸馏水的方法:用玻 璃棒蘸取水样,分别在酒精灯火焰上灼 烧,直至水被蒸干,玻璃棒上有白色固 体出现的是氯化钠溶液,玻璃棒上无残 留的是蒸馏水. ３􀆰水资源的综合利用. (１)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. (２)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. 例　电解水的实验装置如下图所示.请 回答下列问题: (１)通电后,电极上出现气泡,一段时 间后试管a和试管b中所收集的气体分别是 　　　　和　　　　. (２)电解水的符号表达式为 　 　. (３)根据所学知识,我们可以从该实验 中获得更多信息和推论.下列说法正确的是 (填序号). ①水是由氢气和氧气组成的 ②水是由氢元素和氧元素组成的 ③试管a、b所得气体的质量比约为２∶１ ④试管a、b所得气体的体积比约为２∶１ ⑤在电解过程中,元素种类没有改变 　　解析　电解水时负极产生氢气,正极产生 氧气,二者的体积比约为２∶１.电解水生成了 新物质,是化学变化.在化学变化中,物质种 类发生了变化,而元素种类没有改变.故答案 为:(１)氢气;氧气.(２)H２O 通电 →H２＋O２. (３)②④⑤. 评注　依据化学反应前后元素种类不变的原理, 可由生成物中所含元素推断反应物中所含元素. 基础过关 １􀆰下列不属 于 自来水厂净化水的操作的 是 (D ). A􀆰沉降　　　　B􀆰吸附 C􀆰过滤 D􀆰蒸馏 ２􀆰２０２４年 “中国水周”的活动主题为 “精打 细算用好水资源,从严从细管好水资源”. 下列有关水资源的说法不正确 的是 (C ). A􀆰保护水资源,工厂废水处理达标后排放 B􀆰用喷灌、滴灌方式给农作物浇水 C􀆰为使衣服洗得更干净,多使用含磷洗 涤剂 D􀆰推广使用节水器具 ３􀆰下列有关图１、图２所示实验的说法中, 不正确 的是 (B ). A􀆰纯净的氢气燃烧时,产生淡蓝色的火 焰,放出热量 B􀆰a管与b管收集的气体的质量比为１∶２ C􀆰两个实验均可证明水的组成 D􀆰该探究的依据是化学变化前后元素种 类不变 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 ６２ ４􀆰 某学习小组制作的 净 水 器 如 右 图 所 示.下列关于该净 水器的说法正确的 是 (C ). A􀆰能把自来水变成纯净物 B􀆰能除尽水中的可溶性杂质 C􀆰能除去水中的色素和异味 D􀆰净水时水最后流经小卵石 ５􀆰某实验小组用下图所示装置完成电解水 的实验 (U形管中预先加少量氢氧化钠, 所用试管规格相同).下列说法不正确 的 是 (D ). A􀆰直流电源a端应为负极 B􀆰c导管排出的气体先收集满 C􀆰可用带火星的木条检验d导管中的 气体 D􀆰b端电极产生气泡的速率比a端电极 更快 ６􀆰自来水厂净水的主要操作流程如图１: 资料:常用的絮凝剂有明矾 [KAl(SO４)２􀅰 １２H２O],消毒剂有液氯 (Cl２). (１)明矾可用于净水,是因为明矾溶于水生 成的胶状物可以　　吸附　水中悬浮的颗 粒,使其发生凝聚而沉降. (２)吸附主要是除去一些异味和色素,选用 的试剂A应是　　活性炭　. (３)①操作X的名称是　过滤　. 请指出图２操作中的错 误:　没 有 用 玻 璃 棒 引 流　、 　　　漏斗末端的尖嘴部分没有 靠在烧杯内壁　 　. ②操作过程中,某同学发现过滤速度太 慢,可能的原因是　滤纸没有紧贴漏斗内 壁 (合理答案均可)　　　　　 (写一点). ③过滤后发现滤液仍然浑浊,可能的原 因是　　滤纸破损 (或液面高于滤纸边缘,或 盛接滤液的烧杯不干净等)　　 (写一点). (４)液氯杀菌、消毒属于　　化学　 (填 “物 理”或 “化学”)变化,液氯也会与水 中杂质反应生成一些对人体有害的物 质.因此,水煮沸后,仍需要打开壶盖 继续加热一会儿. (５)海水淡化可缓解淡 水 资 源 匮 乏 的 问 题.图３为太阳能 海水淡化装置图. ①利用该装置得到 淡水的方法与实 验室　　蒸馏　 (填操作名称)净化水 的方法原理相同. ②请从能源角度指出该装置的优点: 　　节能　　　　　　　　. 素养提升 ７􀆰水是生命之源. (１)英国科学家普里斯特利把 “易燃空气” (氢气)和空气混合后盛在干燥、洁净 的玻璃瓶中,当用电火花点火时发出震 耳的爆鸣声,且玻璃瓶内壁出现了液 滴.不久,卡文迪什用纯氧代替空气进 行上述实验,确认所得液滴是水,该反 应的符号表达式是 　. 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 ７２ (２)电解水实验的改进装置如图１所示.反 应前,注射器活塞均在０刻度处,反应 一段时间后,若注射器 A的活塞移动 至５mL刻度处,则理论上注射器B的 活塞应移动至　１０　mL刻度处. (３)利用太阳能将水转化为氢气是一种理想 途径.某种光分解水的过程如图２所示. ①转化过程中循环利用的物质有Fe３O４ 和　　FeO　　. ②与电解水相比,该方法的优点是　　 节约能源、成本较低　 　. ③反应Ⅰ的符号表达式为　　　　　　　 　　　　　　　　　　　,基本反应类型 是　　　　分解反应　　　　. (４)作为一种未来黑科技,空气取水净水器可 收集空气中的水蒸气,经高效过滤冷凝成 液态水,再通过净化处理得到高品质的生 活饮用水.其主要工作原理如图３所示. ①滤尘网、HEPA过滤芯可除去　　难 溶性　　　　　 (填 “可溶性”或 “难 溶性”)杂质. ②取水过程中,活性炭的作用是　　　吸 附水中的色素和异味　 　. ③RO反渗透膜能截留水中的细菌、病 毒,并且只允许水分子和少部分离子 通过,实现净水达到饮用水的标准. 通过RO反渗透膜进行渗透净化处理 后的水为　　　混合物　 (填 “纯净物” 或 “混合物”). ８􀆰人类的日常生活和工农业生产离不开水. 为探究水的组成及变化,某小组同学设计 图１所示装置进行电解水实验,先在电解 器玻璃管里加满水 (含少量 NaOH),再 接通直流电源. (１)电解时,乙玻璃管中产生气泡的位置在 　　c　　 (填 “a” “b”或 “c”) 处,发生反应的符号表达式为　　　　　 　　　　　　　　　　　　　 　. (２)甲、乙两支玻璃管中生成气体的体积比 约为　　２∶１　. (３)切断电源后,用燃着的木条在乙玻璃管 尖嘴口检验产生的气体,观察到的现象 是　　　木条燃烧得更旺　 　. (４)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２０mL氢气所需时间如图２所示. ①电解浓度为５％的NaOH溶液时,改 变电压对电解水速率的影响是　电压越 高,电解水的速率越快　 　. ②上述实验中,电解水速率最快的条件 是　１０％NaOH溶液、１２V电压　 　. 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 ８２ 【课时作业】 １􀆰B　２􀆰B　３􀆰C　４􀆰C　５􀆰A　６􀆰 (１)过氧化氢溶液　二氧化锰　 (２)D　 (３)氧气的密度比空气的大,用 向下排空气法未收集到氧气　 (４)BD　 (５)A　７􀆰 (１)集气瓶　 (２)A　一团棉花　防止高锰酸钾粉末进入导管　 KMnO４ 加热 →K２MnO４＋MnO２＋O２　bd　 (３)BD或 BF　a　８􀆰 [实验探究]复燃　H２O２ CuSO４ →H２O＋O２　 [评价改 进]质量和化学性质　 [讨论交流]m　 [拓展延伸]D 第４节　水的组成和净化 【要点梳理】 １􀆰 (１)元素的种类　 (２)①增强导电性　直流　②气泡　１∶２　③带火星的木条　④氢气　氧气　 H２O 通电 →H２＋O２　 (３)①淡蓝　热　水雾　②水　H２＋O２ 点燃 →H２O　氢元素　氧元素　２􀆰 (１)混合物　纯净物　 (２)①紧贴　②低于　低于　④引流　破损　 (３)①沉降　过滤　吸附　杀菌消毒　 (４)活性炭　色素　异味　化学　 物理　３􀆰 (２)保护水资源　节约用水　合理用水　防止水污染 【课时作业】 １􀆰D　２􀆰C　３􀆰B　４􀆰C　５􀆰D　６􀆰 (１)吸附　 (２)活性炭　 (３)①过滤　没有用玻璃棒引流　漏斗末端的 尖嘴部分没有靠在烧杯内壁　②滤纸没有紧贴漏斗内壁 (合理答案均可)　③滤纸破损 (或液面高于滤纸边缘,或盛接滤 液的烧杯不干净等)　 (４)化学　 (５)①蒸馏　②节能　７􀆰 (１)H２＋O２ 点燃 →H２O　 (２)１０　 (３)①FeO　②节约能 源、成本较低　③Fe３O４ 太阳能 →FeO＋O２　分解反应　 (４)①难溶性　②吸附水中的色素和异味　③混合物　８􀆰 (１)c 　H２O 通电 →H２＋O２　 (２)２∶１　 (３)木条燃烧得更旺　 (４)①电压越高,电解水的速率越快　②１０％NaOH 溶液、 １２V电压 跨学科实践活动１　制作简易供氧器 【活动评价】 １􀆰 (１)①氧　②铁＞镁＞铝　 (２)镁＋氧气 点燃 →氧化镁　若镁粉过多,温度过高,会产生大量氯气,导致 收集到的氧气不纯 (或镁粉会和氧气反应,若镁粉过多,会消耗大量氧气)　 (３)B　填充隔热材料B能够更好地防止热 量散失,维持产氧药块温度,延长放氧时间　２􀆰 (１)过碳酸钠　二氧化锰　过氧化氢 二氧化锰 →水＋氧气　 (２)①观察产 生氧气的速率 (或润湿气体)　②用烧红的铁钉烫穿瓶盖　③用玻璃胶或热熔胶密封导管与瓶盖或瓶体的连接处　(３)将 带火星的木条放在瓶Ⅰ导管口,观察木条是否复燃　 (４)３􀆰０版装置的导管少,气密性更好,反应装置和洗气装置合在一 起,更加轻便,方便携带,反应生成的氧气可以及时进入洗气装置,缩短了出氧时间 (合理答案均可) 跨学科实践活动２　自制净水器 【活动评价】 １􀆰 (１)①小卵石　细沙　②吸附色素与异味　防止固体进入吸管　③延长净化时间,提高净化效果　④泥 沙堵塞了活性炭上的小孔 (或泥沙破坏了活性炭疏松多孔的结构)　 (２)A　 (３)①泡沫少、浮渣多　②图２　 (４)A 　２􀆰 (１)在水样体积和静置时间相同的条件下,②中水样加入了絮凝剂　 (２)在其他实验条件相同的情况下,静置时间 越长,水样净化效果越好　 (３)对比⑧⑨,两组实验中水样体积和静置时间相同,但⑧中加入絮凝剂溶液的体积较小, 计算出的浊度去除率更高　 (４)３０℃时,取２００mL水样,加入０􀆰２mL絮凝剂溶液,搅拌,静置２０min,测定水样的浊 度,并计算浊度去除率　 (５)絮凝剂的种类 􀅰３２􀅰