内容正文:
24
第4节 水的组成和净化
第1课时 水的组成 ▶ “答案与解析”见P11
1.
新情境·社会热点
中国科学院赣江创新研究
院等开发出的高储氢密度和放氢速率的合金
储氢材料,能延长手持氢气火炬的续航时间。
下列关于氢气的说法,不正确的是 ( )
A.
氢气燃烧产生淡蓝色火焰
B.
氢气燃烧不会产生污染物
C.
点燃氢气发出爆鸣声说明氢气不纯
D.
氢气燃烧实验不能用于探究水的组成
2.
(2023·广州)用电解水实验探究水的元素组
成。下列说法中,不正确的是 ( )
(第2题)
A.
a管和b管中气体体积
比约为2∶1
B.
b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
气和氧气
D.
该探究的依据是化学变化前后元素种类
不变
3.
(2024·烟台期末)某同学用碳棒作电极进行
电解水实验,得到氧气和氢气的体积比小于
1∶2,下列原因分析中,不可能的是 ( )
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.
部分氧气与氢气反应重新生成了水
4.
如图甲所示为电解水实验的改进装置,反应
前注射器活塞均在0刻度线处,如图乙所示
为某种光分解水的过程,利用太阳能将水转
化为氢气是一种理想途径。下列说法中,不
正确的是 ( )
(第4题)
A.
点燃注射器Ⅱ中的气体前需先检验纯度
B.
一段时间后,若注射器Ⅰ的活塞移动至
5mL刻度线处,则理论上注射器Ⅱ的活
塞应移动至10mL刻度线处
C.
图乙中反应Ⅱ的基本反应类型为分解
反应
D.
与电解水相比,图乙方法的优点是节约能
源、成本较低
5.
(2025·宿迁联考)实验课上,同学们做了电
解水的实验。
(1)
电解水时,通常要加入少量氢氧化钠溶
液或稀硫酸,目的是 。
(2)
小红做电解水实验时,在水中加了氯化
钠,小红发现与正极相连的石墨电极上出现
黄绿色气体。这激发了小红的探究欲望。请
你一起参与小红的探究活动吧!
[提出问题]
给加入氯化钠的水通电时,石墨
电极上分别生成了什么气体?
[查阅资料]
①
氯气(Cl2)是黄绿色、有刺激
性气味的有毒气体,常温下1体积水能溶解2
体积Cl2;②
氯化钠溶液就是在水中加了氯化钠。
[提出猜想]
猜想1:电极上分别生成了氧气和氯气。
猜想2:电极上分别生成了氢气和氧气。
猜想3: 。
[设计实验]
小红用如图所示的装置来电解
加了氯化钠的水,并收集两个电极上产生的
气体。
化学(沪教版)九年级上
25
(第5题)
实验步骤 实验现象 解释或结论
①
按照如图所示连
接好实验装置,通
电一段时间后,用
a、b两支试管分别
收集两根石墨电极
上产生的气体,观
察气体的颜色
a试 管 收
集到黄绿
色气体,b
试管收集到
无色气体
通过 对 气 体
颜色的分析,
说 明 猜 想
肯 定 是 错
误的
②
用拇指堵住b试
管,移近点燃的酒
精灯,松开拇指
听到
证明b试管
中收 集 的 气
体为氢气
[实验反思]
小红发现给加了氯化钠的水通
电后,除生成两种气体外,还生成了氢氧化
钠。请写出加有氯化钠的水中通电后发生反
应的文字表达式: 。
[反思与评价]
联想电解水的实验,你认为在
电解水时 (填“可以”或“不可以”)加
入少量的氯化钠溶液,原因是
。
6.
水是生命之源,是“永远值得探究的
物质”,人类从未停止过对水的研究。
(1)
1766年,英国化学家卡文迪许
用锌和稀硫酸制得“可燃空气”,他所说的“可
燃空气”的成分是 。“可燃空气”在
纯氧中燃烧生成水,可得出“水是一个结合物
而不是简单元素”。
(2)
1783年,拉瓦锡将水蒸气通过红热的铁
制枪管(高温条件),得到了氢气和四氧化三
铁,实验示意图如图甲所示。上述反应的文
字表达式为
。
(第6题)
(3)
1800年,英国化学家尼科尔森通过电解
水得到氢气和氧气,后人不断研究和改进该
实验。某同学在水电解器中加入氢氧化钠溶
液,至充满管A和管B(氢氧化钠不参与反
应),通直流电一段时间后现象如图乙所示,
电解结束后将容器内所有液体倒入烧杯中。
下列说法中,正确的是 (填字母)。
a.
氢氧化钠在水中可增强溶液的导电性
b.
实验中化学能转化为电能
c.
管A中气体与管B中气体的质量之比为1∶2
d.
中间玻璃管中的液面会上升
(4)
某研究性学习小组的同学进行电解水实
验,测定两极逸出气体的体积,记录如下:
通电
时间/min
1 2 3 4 5 6 7 8 9
负极生成
气体的
体积/mL
8 16 25 34 44 54 64 74 84
正极生成
气体的
体积/mL
2 4 7 11 16 21 26 31 36
分析表格中的实验数据,你会发现
,
自第 min后每分钟内负极与正极产
生的气体的体积比为理论比值。
第2章 空气与水资源
26
第2课时 水的净化和综合利用 ▶ “答案与解析”见P11
1.
(2024·湖南)2024年5月1日,我国节约用
水行政法规《节约用水条例》正式实施。下列
行为中,不利于节约用水的是 ( )
A.
工业用水重复使用
B.
洗手后不随手关水龙头
C.
生活中用淘米水浇花
D.
园林用水采用节水灌溉方式
2.
易错题
目前许多学校安装了直饮水机,其主
要工作流程如图甲所示。
(第2题甲)
(1)
图中步骤①的作用是 (填字母,
下同),步骤③的作用是 。
A.
杀菌消毒
B.
除去色素和异味
C.
蒸馏
D.
过滤
(2)
自然界中的天然水经沉降、 (填
操作名称)、吸附、杀菌消毒等净化步骤,可初
步净化为自来水。在天然水净化时为了促进
悬浮杂质的沉降,常在水中加入 (填
物质名称)。
(3)
直饮水机使用方便:只要将它与自来水
管对接,截留清除水中的有害物质(如细菌
等),便得到直饮水。上述直饮水属于
(填“混合物”或“纯净物”)。
(4)
实验中我们常用 的方法来降低
水的硬度。
(5)
某同学将浑浊的湖水样品倒入烧杯中,
先加入明矾粉末并搅拌使其溶解,静置一会
儿后,采用图乙所示的装置进行过滤。
(第2题乙)
①
此装置中还缺少一种仪器,该
仪器的名称是 ,其作用
是 。
②
在操作过程中,他发现过滤得
很慢,可能的原因是
(写一种即可)。
③
过滤后发现滤液仍然浑浊,可能的原因是
(写一种即可)。
3.
下列关于过滤操作的步骤,错误的是 ( )
A.
取一张圆形滤纸,对折两次,打开成圆锥
形,放入漏斗中
B.
若滤纸边缘高于漏斗边缘,则用剪刀剪去
多余部分,使滤纸的边缘比漏斗口稍低
C.
用少量水润湿滤纸,使滤纸紧贴漏斗内
壁,滤纸层与漏斗内壁之间不留气泡
D.
用玻璃棒轻轻搅动漏斗中的液体,以加快过滤
4.
如图所示为简易净水装置及制取蒸馏水的简
易装置。下列说法中,正确的是 ( )
(第4题)
A.
甲装置中位置b放的是活性炭,位置c放
的是石英砂
B.
甲装置能得到软水
C.
乙装置中烧杯内水的作用是密封
D.
乙装置中蒸馏得到纯净的水
5.
(2024·无锡段考)水在化学实验中的作用有
很多,下列实验中,对水的作用解释不正确
的是 ( )
化学(沪教版)九年级上
27
(第5题)
A.
实验一:先把玻璃管口用水润湿后再连
接,水起润滑作用
B.
实验二:瓶中的水起到防止实验时炸裂瓶
底的作用
C.
实验三:形成密闭系统,用于观察现象,检
查装置是否漏气
D.
实验四:将集气瓶内的空气排净,便于观
察氧气何时收集满
6.
水是生命之源,是人类宝贵的自然资源。
(1)
海水、河水、湖水都是天然水,天然水是
(填“纯净”或“混合”)物。
(2)
为了保障城市用水,下列做法中,错误的
是 (填字母)。
A.
在引水渠岸边堆放垃圾
B.
向引水渠中排放工业废水
C.
在引水渠两岸植树
D.
向引水渠中倾倒生活污水
(3)
我国部分省(市)人均水量如图所示,水
资源紧缺指标如表所示。
(第6题)
紧缺类型
轻度
缺水
中度
缺水
重度
缺水
极度
缺水
人均水量/
(m3·a-1)
1700~
3000
1000~
1700
500~
1000
<500
根据上述资料,北京属于 缺水城市。
我们每一个人都应该节约用水,在家中可采
取的节水方法有 (写出一种
即可)。
7.
硬水加热时易产生水垢,很多工业
用水需要对硬水进行软化处理。某
小组同学利用1.5%的肥皂水,对水
的硬度、肥皂水的用量与产生泡沫量的关系
进行实验探究。
[查阅资料]
硬水含较多可溶性钙、镁化合
物;软水不含或含较少可溶性钙、镁化合物。
[进行实验]
向蒸馏水中加入CaCl2和MgCl2
的混合溶液,配制两种不同硬度的硬水。用
蒸馏水和两种硬水完成实验,记录如表所示:
组 别 第1组 第2组 第3组
实验操作
实验序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨
混合溶液
用量/滴 0 0 0 1 x 1 2 2 2
肥皂水
用量/滴 5 10 20 5 10 20 5 10 20
产生
泡沫量
少 多 很多 无 少 多 无 无 少
[解释与结论]
(1)
对比②和⑧可知,肥皂水能区分软水和
硬水,依据的现象是
。
(2)
设计第2组实验时,为控制水的硬度相
同,⑤中x应为 。
(3)
第2组实验的目的是
。
(4)
由上述三组实验得到的结论是
。
第2章 空气与水资源
要加热装置,故发生装置选B;氧气密度比空气大且不易溶
于水,收集装置可选D或E或F。为防止加热时试管内粉
末状物质随气流进入导管,需要在试管口放一团棉花。
(4)
加热氯化铵和氢氧化钙两种固体混合物来制备氨气
时,发生装置选B;氨气密度比空气小,极易溶于水,收集装
置选用向下排空气法的C或F。(5)
设集气瓶的容积为
V,开始时集气瓶中装有80%的水,此时集气瓶中装有
20%的空气,则其中含有空气的体积为0.2V,含有水的体
积为0.8V;用排水法收集氧气后,集气瓶中仍留有15%的
水,现有水的体积为0.15V,则此时其中含有的气体总体积
为0.85V,排水收集氧气的体积为0.65V,故此时气体中氧
气的体积分数=0.2V×21%+0.65V0.85V ×100%≈81.41%
。
第4节 水的组成和净化
第1课时 水的组成
1.
D 2.
C
3.
D 解析:若氧气与氢气反应重新生成了水,则消耗的氧
气与氢气的体积比也为1∶2,对生成氧气与氢气的体积比
没有影响,D
符合题意。
4.
C 解析:电解水时,电源的正极产生氧气,负极产生氢
气,注射器Ⅱ与电源负极相连,产生的是氢气,氢气点燃前
要先检验纯度,A正确;电解水时,电源的正极产生氧气,
负极产生氢气,且产生的氢气与氧气的体积比约为2∶1,
注射器Ⅰ接正极,产生的是氧气,若注射器Ⅰ的活塞移动
至5mL刻度线处,则理论上注射器Ⅱ的活塞应移动至
10mL刻度线处,B正确;图乙中反应Ⅱ为氧化亚铁与水反
应生成氢气和四氧化三铁,不符合“一变多”的特点,不属
于分解反应,C错误;图甲需要通电,消耗电能;图乙在催化
剂的作用下,利用太阳能使水分解,因此图乙方法的优点
是节约能源、成本较低,D正确。
5.
(1)
增强导电性 (2)
[提出猜想]
电极上分别生成了
氢气和氯气 [设计实验]
2 轻微爆鸣声 [实验反思]
氯
化钠+水
通电
→氢氧化钠+氢气+氯气 [反思与评价]
不
可以 氯化钠参与反应,影响实验 解析:(2)
[设计实
验]
①
按照题图所示连接好实验装置,通电一段时间后,
用a、b两支试管分别收集两根石墨电极上产生的气体,观
察到a试管收集到黄绿色气体,b试管收集到无色气体,而
氢气和氧气均为无色气体,由此可知,猜想2肯定是错误
的。②
氢气具有可燃性,所以用拇指堵住b试管,移近点
燃的酒精灯,松开拇指,会听到轻微爆鸣声。[实验反思]
由
实验现象可知,氯化钠和水在通电的条件下生成氢氧化
钠、氢气和氯气,文字表达式为氯化钠+水
通电
→氢氧化钠+
氢气+氯气。[反思与评价]
由实验现象可知,电解水的实
验中,若水中加入氯化钠,其中的氯化钠也参与反应生成
氯气而影响实验,所以电解水时不可以加入少量的氯化钠
溶液。
6.
(1)
氢气(或H2) (2)
水+铁
高温
→氢气+四氧化三铁
(3)
ad (4)
刚开始时,负极与正极产生的气体体积比大于
2∶1 4 解析:(1)
由英国化学家卡文迪许制得的“可燃
空气”在纯氧中燃烧生成水可知,该“可燃空气”的成分为氢
气。(2)
水和铁在高温条件下反应生成氢气和四氧化三铁
据此写出该反应的文字表达式。(3)
氢氧化钠可以增强溶
液的导电性,a正确;电解实验过程中是将电能转化为化学
能,b错误;管A和管B中气体的体积比为1∶2,质量之比
不等于1∶2,c错误;电解水时,产生的气体体积远大于消
耗的水的体积,所以管A、B中的水被挤压进入中间的玻璃
管,导致玻璃管中液面上升,d正确。
第2课时 水的净化和综合利用
1.
B
2.
(1)
B A (2)
过滤 明矾 (3)
混合物 (4)
蒸馏
(5)
①
玻璃棒 引流 ②
滤纸没有紧贴漏斗内壁(合理答
案均可) ③
滤纸破损(合理答案均可) 解析:(5)
①
过
滤操作还需用到玻璃棒,其作用是引流。②
在操作过程
中,过滤得很慢可能是因为滤纸没有紧贴漏斗内壁等。
③
过滤后发现滤液仍然浑浊,可能的原因是滤纸破损或漏
斗内液面高于滤纸边缘等。
涉及水的净化的有关知识
1.
过滤只能除去水中的不溶性杂质,不能除去水中
的可溶性杂质,更不能得到纯净的水。
2.
吸附性是物理性质,活性炭吸附水中的颜色、异
味的过程发生的是物理变化,而水的杀菌消毒过程发生
的是化学变化。
3.
硬水与软水的本质区别是含钙、镁的可溶性物质
的多少不同,而不能错误地认为硬水是混合物,软水是
纯净物。降低水的硬度的方法为煮沸或蒸馏,而沉降、
过滤、吸附均不能降低水的硬度。
3.
D 解析:过滤的操作要点是“一贴、二低、三靠”;过滤时
不能用玻璃棒搅动液体,否则易造成滤纸破损,影响过滤
11
效果。
4.
D 解析:石英砂是用来过滤较小颗粒的不溶物,活性炭
主要用于吸附颜色和异味,甲装置中位置b放的是石英砂,
位置c放的是活性炭,A错误;甲装置只能除去不溶性杂质
和颜色、异味,不能除去可溶性的钙、镁化合物,因此不能
得到软水,B错误;乙装置中烧杯内水的作用是增强水蒸气
的冷凝效果,C错误;乙装置中经过蒸馏后的水是纯净的
水,D正确。
5.
B 解析:连接仪器时,应先用水将玻璃管口润湿,然后
进行连接,水可起到润滑作用,A
不符合题意;硫在氧气中
燃烧生成二氧化硫,二氧化硫有毒,逸散到空气中会污染
空气,二氧化硫能与水反应,故水的作用是吸收二氧化硫,
防止污染空气,B
符合题意;检查装置的气密性,将导管置
于水中,可以起到液封的作用,形成密闭系统,然后用手紧
握试管,观察导管口是否有气泡冒出,有气泡冒出,说明装
置气密性良好,C
不符合题意;将集气瓶中装满水,可以将
集气瓶中空气排尽,且用排水法收集氧气,便于观察氧气
何时收集满,D
不符合题意。
6.
(1)
混合 (2)
ABD (3)
极度 用淘米水浇花(合理
答案均可)
7.
(1)
产生泡沫的多少 (2)
1 (3)
探究肥皂水用量与
产生泡沫量的关系 (4)
其他条件相同时,硬水中加肥皂
水产生的泡沫少,软水中加肥皂水泡沫多 解析:(1)
对比
②和⑧,混合溶液用量不同,说明②和⑧的水硬度不同,
②为软水产生的泡沫多,⑧为硬水产生的泡沫少,可知肥
皂水能区分软水和硬水,依据的现象是产生泡沫的多少。
(2)
设计第2组实验时,为控制水的硬度相同,滴加混合溶
液的量需相同,④⑥混合溶液用量均为1,所以第2组实验
⑤中x也应为1。(3)
第2组实验:滴加混合物溶液的用
量相同,滴加肥皂水用量不同,产生泡沫的多少不同,所以
第2组实验以肥皂水用量为变量,探究肥皂水用量与产生
泡沫量的关系。(4)
从三组实验可以看出:在相同体积的
蒸馏水中加入不同量的氯化钙和氯化镁溶液,同时加入相
同体积的肥皂水后,可以看到蒸馏水产生的泡沫多,而加
入氯化钙和氯化镁的量越多,水的硬度越大,产生的泡沫
越少,由此可以得出其他条件相同时,硬水中加肥皂水产
生的泡沫少,软水中加肥皂水产生的泡沫多的结论。
跨学科实践活动1 制作简易供氧器
1.
D 解析:
反应仓中为固液常温下制取氧气,可以为过
氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下分解生成水和氧气,
故反应仓中的甲试剂可以是过氧化氢溶液,A正确;氧气
不易溶于水,加湿过滤仓利用氧气不易溶于水的性质,使
氧气湿润,B正确;氧气不易溶于水,可通过单位时间内气
泡的多少判断气流的速度,进而判断氧气排出的快慢,C正
确;该装置不可以随时调控氧气的产生速率,D错误。
2.
(1)
湿润氧气 (2)
过碳酸钠 配方三 (3)
方便携
带,且可以持续平稳地提供氧气(合理答案均可) (4)
B
解析:(2)
对比配方一和配方二可知,A剂增多时,平均供
氧量增多,说明A剂的成分是过碳酸钠。若突发缺氧性疾
病,在呼叫救护的同时进行吸氧,应选择的最佳配方是配
方三,因为该配方单位时间内供氧量多并且持续时间长。
(4)
产氧装置和洗气装置组合需要考虑一体化设计,方便
使用和携带。
3.
(1)
氯酸钠
催化剂
加热→氯化钠+氧气 (2)
ABD
解析:(2)
镁燃烧产生耀眼的白光,所以氧烛在使用时可能
具有照明的功能,A说法正确。氯酸钠在催化剂的作用下
受热分解为氯化钠和氧气,该反应属于分解反应;镁粉和
氧气在点燃的条件下反应生成氧化镁,该反应属于化合反
应,B说法正确。在化学反应前后,催化剂的质量不变,所
以产氧药块中原物质的质量不都减少,C说法错误。镁粉
过少产生热量少,会使反应无法持续进行;镁粉过多会消
耗氧气,使产氧量减小,D说法正确。
跨学科实践活动2 自制净水器
1.
(1)
在净水材料用量、河水体积等条件相同的条件下,
比较不同净水材料的净化效果 (2)
吸附、过滤 (3)
在
河水流量、活性炭用量等其他条件相同的条件下,水自下
而上比自上而下通过活性炭层净水效果好 (4)
明矾溶
于水后能够吸附水中悬浮物并使其沉降 (5)
初始水样的
浑浊度相同,实验3-4净化后的水样浑浊度比实验3-3低
(6)
B 解析:(1)
在实验1中,净水材料用量、河水体积等
条件相同,不同净水材料的净化效果不同。(2)
由于活性
炭具有吸附性,在实验1-3中,活性炭的作用是吸附、过滤。
(3)
由实验2净水的效果可知,在河水流量、活性炭用量等
其他条件相同的条件下,水自下而上比自上而下通过活性炭
层净水效果好。(4)
明矾溶于水生成的胶状物具有吸附
性,能够吸附水中悬浮物并使其沉降,故在实验3-2中,加
入明矾后水样的浑浊度低于670NTU。(5)
初始水样的浑
浊度相同,实验3-4净化后的水样浑浊度比实验3-3低,则
其他条件相同时,使用自制净水器处理等量水样比使用滤
纸进行过滤净化效果好。(6)
由实验效果可知,在简易净
21