内容正文:
专题04 自然界的水
考点01 水资源的利用和保护
考点02 水的净化
考点03 水的组成
考点04 水的综合应用
考点01 水资源的利用和保护
1.(2025·江苏南通)2025年六五环境日主题为“美丽中国我先行”。下列做法不利于建设美丽中国的是
A.分类回收垃圾 B.合理开采矿物 C.直接排放污水 D.加强空气监测
2.(2024·江苏南通)江海大地河网密布,水资源丰富。下列有利于构建人水和谐新南通的是
A.直接向河流中排放生活废水 B.及时清理河道垃圾
C.大量抽取地下水作工业用水 D.过度繁殖水生植物
3.(2023·江苏苏州)苏州平江路河道水清见底,道尽江南之美。下列关于河水处理和保护的说法正确的是
A.水中大颗粒的泥沙可通过静置沉降的方法除去
B.通过生态膜物理过滤可将河水中的离子全部滤去
C.为使河水变清澈可将河水蒸馏冷凝
D.厨房废水滤去固体后可直接排向河道
4.(2023·江苏扬州)水是宝贵的资源。
(1)电解水可以得到H2和O2,H2在O2中燃烧可以生成水,这两个实验说明组成水的元素是 (填元素符号)。电解水时生成H2与O2的体积比约为 。
(2)水能够溶解许多物质。下列观点正确的是______。
A.自然界不存在“绝对纯净”的水
B.水易溶解许多物质,因而水也易被污染
C.在自然界中,不同状态的水处于不断循环中
D.地下水是重要的淡水资源,可持续不断大量开采
(3)①溶液的浓度可以用质量分数表示,如医疗上常使用10%的葡萄糖溶液,10%的含义为100g溶液中含葡萄糖的质量为10g。根据不同的需要,浓度还有其他表示方法,如国家关于酿造食醋的标准规定:食醋中的总酸(以醋酸计)含量应≥3.5g/100mL。该浓度的含义为 。
②取100g质量分数为13.5%的NaCl溶液,温度保持60℃,蒸发水分至NaCl完全析出。在图中画出析出NaCl的质量与蒸发出水质量的关系(已知60℃时NaCl的溶解度约为37g)。
(4)人体内的,可能会转化为,不利于O2在体内的运输。将含有NaNO3的水煮沸,不能除去,原因是 (填两点)。
(5)自来水厂常用加消毒剂的方法去除水中的细菌等微生物。经处理,微生物含量达标后,国家标准规定自来水出厂时仍需留有一定浓度的消毒剂,原因是 。
(6)联合国将每年的3月22日定为“世界水日”。2023年的主题是“加速变革”,呼吁加快落实保护并合理利用水资源的措施,以应对全球淡水资源匮乏的挑战。请写出家庭中可采取的一个节水措施: 。
考点02 水的净化
1.(2025·江苏常州)自制净水器过程中主要利用其吸附性的材料是
A.小卵石 B.石英砂 C.活性炭 D.棉纱布
2.(2025·江苏无锡)下列单一操作净化水程度较高的方法是
A.沉降 B.过滤 C.吸附 D.蒸馏
3.(2024·江苏苏州)下列有关水的说法正确的是
A.地球上的淡水资源取之不尽用之不竭
B.用活性炭吸附可除去水中的所有杂质
C.生活中可利用肥皂水区分硬水和软水
D.生活污水和工业废水可随意排入河流
4.(2024·江苏扬州)海洋是宝贵的资源。下列说法不正确的是
A.海水中含有丰富的矿物质 B.海水经过滤可获得饮用水
C.海水经蒸发可获得粗盐 D.利用海洋潮汐能可以发电
5.(2025·江苏苏州节选)《国务院关于实施健康中国行动的意见》中提出要提高全民健康水平。
(3)某市售家用净水器(如图-3所示)可将自来水净化为直饮水。
①自来水通过不锈钢滤网层相当于实验室中的 操作(填操作名称)。
②图中主要用于吸附杂质、除去臭味的物质是 。
6.(2024·江苏常州)兴趣小组取京杭大运河水样进行净化实验。
(1)设计:运河水中含有泥沙等不溶性杂质以及色素、异味、矿物质、微生物等。
①可以通过 (填操作名称)去除泥沙等不溶性杂质。
②下图为活性炭吸附后的微观图示,活性炭具有 结构,可以吸附色素和异味分子。
(2)净化:将饮用水瓶和纱布、活性炭等组合成如图所示装置进行水的净化。其中,装置制作较合理的是 (选填“A”或“B”)。通过该装置净化后的水 (选填“适宜”或“不宜”)直接饮用。
(3)总结:
①混合物分离的一般思路和方法是(将序号排序) 。
a.分析混合物成分 b.找到分离方法 c.寻找成分性质差异
②自制净水器净水材料的选择需要考虑的因素有(写一条) 。
7.(2025·江苏宿迁节选)(2025·江苏宿迁·中考真题)化学实践小组去骆马湖开展了一系列课外实践活动,请你参与。
(2)水质净化∶用明矾配制200g溶质质量分数为1%的溶液,需要用到的玻璃仪器除量筒、烧杯、胶头滴管外,还有 ;再用小卵石、石英砂、活性炭等材料自制净水器对湖水进行净化(如图)。其中小卵石、石英砂的作用是 。
8.(2023·江苏宿迁·节选)习近平总书记在三亚考察时指出,一定要向海洋进军,加快建设海洋强国。海洋是一个巨大的资源宝库,我们应予以合理开发及综合利用。
(1)海水淡化。蒸馏法是常用的海水淡化方法,该方法是利用海水中各物质的 不同,将水分离出来。
9.(2023·江苏南京)水和溶液在生产、生活和科研中具有广泛的用途。
(1)下列净水的方法中,可以降低水的硬度的是 (填字母)。
A.过滤 B.煮沸 C.蒸馏
(2)自来水厂利用活性炭去除天然水中色素和异味,这是利用了活性炭的 性。
(3)加热冷水,当温度尚未达到沸点时,水中常有气泡冒出,原因是 。
考点03 水的组成
1.(2025·江苏南通)化学与人类的生产、生活密切相关。下列说法正确的是
A.水是一种重要的溶剂 B.植物油的主要成分是葡萄糖
C.人体缺钙易导致贫血 D.铁在干燥的空气中容易生锈
2.(2025·江苏宿迁)我国首次将太阳能规模转化为液体燃料甲醇,又称“液态阳光”技术。其合成项目示意图如图所示,下列有关说法不正确的是
A.反应Ⅰ化学方程式为
B.反应Ⅱ中和的分子个数比为1∶1
C.生产48t甲醇,理论上可以吸收66tCO2
D.实现了CO2的资源化利用和“零碳”排放
3.(2024·江苏徐州)从化学视角研究水有重要意义。下列说法正确的是
A.水是最常用的溶剂 B.水蒸发属于化学变化
C.水由氢气和氧气组成 D.长期饮用硬水利于健康
4.(2023·江苏盐城)2022年底,我国科学家成功开发出海水电解制氢技术。在这个领域走在了世界前列。下列有关说法不正确的是
A.电解水时正极产生氢气
B.此技术需要克服海水对设备的腐蚀问题
C.此技术需要考虑海水中的盐分及杂质对电解水的干扰
D.可以利用风力发电、太阳能发电等绿电技术为电解海水提供能源
5.(2023·江苏泰州)某同学进行水的组成及变化的探究,其中操作错误的是
A. 检验氧气 B.氢气验纯
C. 点燃氢气 D. 熄灭酒精灯
6.(2025·江苏苏州节选)阅读下列材料,回答相关问题。
氢气是一种清洁、高效能源。氢能产业链分制氢、储氢、用氢等环节。由风能、太阳能等可再生能源发电,再电解水制得的氢气为“绿氢”。由化石燃料制得的氢气为“灰氢”,其成本相对低廉,但会排放大量。化石燃料制氢气时若将排放的进行捕集、封存等,减少碳排放,此时制得的氢气为“蓝氢”。甲烷—水蒸气重整制氢流程如下:
化学储氢是利用物质与反应生成储氢材料如氨、水合肼等,再通过改变条件使储氢材料转化为。氨和水合肼转化为的过程分别如下:、。常以质量储氢密度来衡量化学储氢技术的优劣。如氨气的理论质量储氢密度为.是一种较好的储氢材料。
(1)实验室模拟电解水制氢,装置如下图。
①过程中的能量转化形式:太阳能→ →化学能。该方法制得氢气的种类为 (填字母)。
A.绿氢 B.灰氢 C.蓝氢
②经检验管产生,由此得出关于水的组成的推论是 。
7.(2023·江苏连云港·节选)兴趣小组以“氢气的制取、性质和应用”为主题开展探究性学习。
(3)氢气应用。兴趣小组设计简易氢氧燃料电池装置(如图所示)并进行如下实验:
步骤一:断开开关闭合开关,观察到一端玻璃管内的液柱接近溢出时,断开开关。
步骤二:闭合开关观察到电流计的指针发生偏转。
已知:步骤一的目的是电解制取和。化学反应伴有吸热或放热现象,这是化学能转化为热能;在一定条件下,化学能可与电能等其他形式的能量相互转化。
①下列说法中正确的是 (填字母)。
a.溶液液柱接近溢出一端的玻璃管内收集到的气体是
b.从开始反应到断开开关,溶液中的质量分数逐渐增大
c.该装置能实现化学能和电能之间的相互转化
②能证明处于U形管两端的和发生反应的现象:电流计指针偏转; 。
8.(2024·江苏常州)兴趣小组对我国的太空舱制取氧气系统(其剖面如图所示)进行了研究性学习。
I.多角度认识制氧原理电源
(1)太空舱制氧系统中电源A极是 极;将燃着的蜡烛放入b管收集的气体中,看到燃烧 。
(2)太空舱制氧原理的化学方程式为 ,反应过程中种类和数目均没有发生变化的微粒是 (用符号表示)。
(3)太空舱制氧过程中消耗的水和生成的氧气的质量关系是___________(填序号)。
A. B. C. D.
II.多措施提高制氧效率
【查阅资料】
提高电解效率的措施主要包括:增强水的导电性、改变电解温度、设置超声波场等。
【讨论分析】
(4)用30%的KOH溶液代替水进行电解,增大了水中 的浓度,增强了水的导电性。
(5)升高电解温度能提高制氧效率的原因之一是:温度升高,微粒 。
(6)如图分别为两种不同条件下不锈钢电极表面的气泡直径分布情况图。
①气泡覆盖在电极表面使电解反应界面 (选填“增大”或“减小”),降低了电解效率。
②超声波振动能提高电解效率的原因是 。
9.(2023·江苏无锡·节选)2023年5月30日,神舟十六号载人飞船发射成功,航天员将在中国空间站完成各项任务,因此,保障航天员的氧气需求至关重要。那么,空间站的氧气从哪里来?
(5)目前空间站已实现电解水制氧,写出反应的化学方程式: 。
(6)空间站是一个相对封闭的场所,解决“气体从哪里来”的问题必然伴生着“气体往哪里去”的问题。为此,科学家设计了生物再生生命保障系统,实现了“水-氧-碳”的循环转化。下列叙述正确的是 (填序号)。
a.“水-氧-碳”的循环转化,减少了氧气的携带量,减轻了火箭和飞船的载重
b.电解水在产生氧气的同时产生氢气,系统需要对氢气进行转化
c.人体代谢产物中的水既有气态又有液态,设计系统时应考虑水的冷凝与净化
考点04 水的综合应用
1.(2024·江苏连云港)人类的日常生活和工农业生产离不开水。下列过程中水发生化学变化的是
A.水降温结冰 B.溶解蔗糖
C.电解水制取H2和O2 D.蒸馏自来水获得蒸馏水
2.(2023·江苏南通·节选)海水中含有大量的氯化钠、氯化镁等,研究它们的组成和性质具有重要意义。
(1)构成水分子的微粒是氢原子和 。海水晒盐时,液态水蒸发为水蒸气的过程中,水分子的结构 (填“发生”或“没有”)改变。
(5)NaCl可用作雪天道路抗冻剂。冰水混合物中,水与冰会发生水分子交换。0℃时,水与冰发生交换的水分子数目相等,该微观过程如图1所示。向冰水混合物中加入NaCl,水分子交换的微观过程如图2所示。从水分子交换的角度解释NaCl降低水凝固点的原理: 。
/
学科网(北京)股份有限公司
$
专题04 自然界的水
考点01 水资源的利用和保护
考点02 水的净化
考点03 水的组成
考点04 水的综合应用
考点01 水资源的利用和保护
1.(2025·江苏南通)2025年六五环境日主题为“美丽中国我先行”。下列做法不利于建设美丽中国的是
A.分类回收垃圾 B.合理开采矿物 C.直接排放污水 D.加强空气监测
【答案】C
【详解】A、分类回收垃圾有助于减少垃圾填埋和焚烧造成的污染,促进资源循环利用(如回收纸张、塑料等),从而节约资源、降低环境负担,选项正确;
B、合理开采矿物是指在开发矿产资源时,注重生态保护(如控制开采规模、减少植被破坏),避免资源枯竭和环境污染,选项正确;
C、直接排放污水会将有害物质(如重金属、有机物)排入水体,导致水污染,会破坏水生生态系统,影响人类饮用水安全,选项错误;
D、加强空气监测可以及时发现空气污染问题(如PM2.5、二氧化硫等),为制定减排措施提供依据,从而改善空气质量,选项正确,故选C。
2.(2024·江苏南通)江海大地河网密布,水资源丰富。下列有利于构建人水和谐新南通的是
A.直接向河流中排放生活废水 B.及时清理河道垃圾
C.大量抽取地下水作工业用水 D.过度繁殖水生植物
【答案】B
【详解】A、生活废水中含有有害物质,直接向河水中排放会造成水体污染,不合题意;
B、及时清理河道垃圾可以防止水体污染,符合题意;
C、大量抽取地下水作工业用水会造成水资源的浪费,不合题意;
D、过度繁殖水生植物会造成水体污染,不合题意。
故选:B。
3.(2023·江苏苏州)苏州平江路河道水清见底,道尽江南之美。下列关于河水处理和保护的说法正确的是
A.水中大颗粒的泥沙可通过静置沉降的方法除去
B.通过生态膜物理过滤可将河水中的离子全部滤去
C.为使河水变清澈可将河水蒸馏冷凝
D.厨房废水滤去固体后可直接排向河道
【答案】A
【详解】A、大颗粒质量大的泥沙可以自然沉降,所以静置沉降除去水中大颗粒的泥沙,故A正确;
B、通过生态膜物理过滤不能将河水中的离子全部滤去,故B错误;
C、为使河水变清澈可将河水过滤,除去不溶物,故C错误;
D、厨房废水只滤去固体后不可直接排向河道,可能还含有一些有害物质,故D错误。
故选A。
4.(2023·江苏扬州)水是宝贵的资源。
(1)电解水可以得到H2和O2,H2在O2中燃烧可以生成水,这两个实验说明组成水的元素是 (填元素符号)。电解水时生成H2与O2的体积比约为 。
(2)水能够溶解许多物质。下列观点正确的是______。
A.自然界不存在“绝对纯净”的水
B.水易溶解许多物质,因而水也易被污染
C.在自然界中,不同状态的水处于不断循环中
D.地下水是重要的淡水资源,可持续不断大量开采
(3)①溶液的浓度可以用质量分数表示,如医疗上常使用10%的葡萄糖溶液,10%的含义为100g溶液中含葡萄糖的质量为10g。根据不同的需要,浓度还有其他表示方法,如国家关于酿造食醋的标准规定:食醋中的总酸(以醋酸计)含量应≥3.5g/100mL。该浓度的含义为 。
②取100g质量分数为13.5%的NaCl溶液,温度保持60℃,蒸发水分至NaCl完全析出。在图中画出析出NaCl的质量与蒸发出水质量的关系(已知60℃时NaCl的溶解度约为37g)。
(4)人体内的,可能会转化为,不利于O2在体内的运输。将含有NaNO3的水煮沸,不能除去,原因是 (填两点)。
(5)自来水厂常用加消毒剂的方法去除水中的细菌等微生物。经处理,微生物含量达标后,国家标准规定自来水出厂时仍需留有一定浓度的消毒剂,原因是 。
(6)联合国将每年的3月22日定为“世界水日”。2023年的主题是“加速变革”,呼吁加快落实保护并合理利用水资源的措施,以应对全球淡水资源匮乏的挑战。请写出家庭中可采取的一个节水措施: 。
【答案】(1) H、O/O、H 2:1
(2)ABC
(3)①100mL食醋中最少含醋酸3.5g
②
(4)含有NaNO3的水煮沸,发生的是物理变化,得到的仍是NaNO3的水溶液;NaNO3由和构成。
(5)为增强细菌、病毒的持续灭活能力
(6)淘米水浇花
【详解】(1)由于电解水生成氢气和氧气,氢气在氧气中燃烧生成水,氢气由氢元素组成,氧气由氧元素组成,所以组成水的元素是氢元素和氧元素。元素符号为H、O。
电解水时生成H2的体积是氧气体积的2倍,即电解水时生成H2与O2的体积比约为2:1。
(2)A、自然界的水都含有可溶或不溶性杂质。A正确;
B、水易被污染是由于水易溶解许多物质。B正确;
C、在自然界中,水以雨、雪等形式存在,即不同状态的水处于不断循环中。C正确。
D、地下水是重要的淡水资源,资源有限,应合理开采。D不正确。
综上所述:选择ABC。
(3)①食醋中的总酸(以醋酸计)含量应≥3.5g/100mL。该浓度的含义为100mL食醋中最少含醋酸3.5g。
②100g质量分数为13.5%的NaCl溶液中NaCl质量=100g×13.5%=13.5g,水的质量=100g-13.5g=86.5g。设:60℃时,13.5gNaCl达到饱和需要水的质量为。则,=36.5g,即蒸发(86.5g-36.5g)=50g水后达到饱和,再蒸发水开始析出晶体。析出NaCl的质量与蒸发出水质量的关系如图所示:
(4)由于含有NaNO3的水煮沸,发生的是物理变化,得到的仍是NaNO3的水溶液;且NaNO3由Na+和构成,所以含有NaNO3的水煮沸,不能除去。
(5)为增强细菌、病毒的持续灭活能力,经处理,微生物含量达标后,国家标准规定自来水出厂时仍需留有一定浓度的消毒剂。
(6)家庭中可采取的节水措施有淘米水浇花,使用节水龙头等。
考点02 水的净化
1.(2025·江苏常州)自制净水器过程中主要利用其吸附性的材料是
A.小卵石 B.石英砂 C.活性炭 D.棉纱布
【答案】C
【详解】A、小卵石主要用于物理过滤,通过颗粒间的缝隙阻挡大颗粒杂质(如泥沙),但表面光滑、无多孔结构,吸附性极弱,不符合题意;
B、石英砂同样用于物理过滤,通过细小颗粒的间隙去除悬浮物,但主要依靠机械阻挡,而非吸附,不符合题意;
C、活性炭结构疏松多孔,具有吸附性,能去除水中的异味、色素,符合题意;
D、棉纱布作为过滤层,通过纤维间隙物理阻挡杂质,但无吸附能力,不符合题意。
故选C。
2.(2025·江苏无锡)下列单一操作净化水程度较高的方法是
A.沉降 B.过滤 C.吸附 D.蒸馏
【答案】D
【详解】A、沉降可以去除水中颗粒较大的不溶性固体杂质,但无法去除溶解的物质或细小颗粒,A不符合题意;
B、过滤可以去除水中的不溶性固体颗粒,但无法去除溶解的物质或微生物,B不符合题意;
C、吸附可以去除水中的部分溶解性杂质,但无法去除所有溶解的无机物或微生物,C不符合题意;
D、蒸馏能去除水中几乎所有类型的杂质,包括溶解物和悬浮物。因此,净化程度最高,D符合题意。
故选D。
3.(2024·江苏苏州)下列有关水的说法正确的是
A.地球上的淡水资源取之不尽用之不竭
B.用活性炭吸附可除去水中的所有杂质
C.生活中可利用肥皂水区分硬水和软水
D.生活污水和工业废水可随意排入河流
【答案】C
【详解】A、地球上的淡水资源是有限的,需要节约用水,该选项说法不正确;
B、用活性炭可以除去水中色素和异味,但不能除去水中所有的杂质,如不能除去可溶性钙镁离子等,该选项说法不正确;
C、可以用肥皂水区分硬水和软水,加入肥皂水振荡,泡沫多的是软水,浮渣多的是硬水,该选项说法正确;
D、生活污水和工业废水不可随意排入河流,会造成水污染,该选项说法不正确;
故选C。
4.(2024·江苏扬州)海洋是宝贵的资源。下列说法不正确的是
A.海水中含有丰富的矿物质 B.海水经过滤可获得饮用水
C.海水经蒸发可获得粗盐 D.利用海洋潮汐能可以发电
【答案】B
【详解】A、海水中含有丰富的矿物质资源,故A说法正确;
B、过滤只能除去水中的难溶性杂质,故海水经过滤,不能除去水中的可溶性杂质和细菌病毒等,不可获得饮用水,故B说法错误;
C、海水中含有大量的氯化钠,海水经蒸发可获得粗盐,故C说法正确;
D、海洋中蕴含丰富的潮汐能,可利用海洋潮汐能发电,故D说法正确;
故选:B。
5.(2025·江苏苏州节选)《国务院关于实施健康中国行动的意见》中提出要提高全民健康水平。
(3)某市售家用净水器(如图-3所示)可将自来水净化为直饮水。
①自来水通过不锈钢滤网层相当于实验室中的 操作(填操作名称)。
②图中主要用于吸附杂质、除去臭味的物质是 。
【答案】(3) 过滤 活性炭
【详解】(3)①不锈钢滤网层能将水中不溶性杂质分离出来,实验室中把不溶性固体与液体分离的操作是过滤。
②活性炭具有疏松多孔的结构,有很强的吸附性,可用于吸附水中杂质、除去臭味。
6.(2024·江苏常州)兴趣小组取京杭大运河水样进行净化实验。
(1)设计:运河水中含有泥沙等不溶性杂质以及色素、异味、矿物质、微生物等。
①可以通过 (填操作名称)去除泥沙等不溶性杂质。
②下图为活性炭吸附后的微观图示,活性炭具有 结构,可以吸附色素和异味分子。
(2)净化:将饮用水瓶和纱布、活性炭等组合成如图所示装置进行水的净化。其中,装置制作较合理的是 (选填“A”或“B”)。通过该装置净化后的水 (选填“适宜”或“不宜”)直接饮用。
(3)总结:
①混合物分离的一般思路和方法是(将序号排序) 。
a.分析混合物成分 b.找到分离方法 c.寻找成分性质差异
②自制净水器净水材料的选择需要考虑的因素有(写一条) 。
【答案】(1) 过滤 疏松多孔
(2) A 不宜
(3) acb 过滤技术、材料的质量和耐用性等(合理即可)
【详解】(1)①过滤可以除去不溶性杂质,可以通过过滤去除泥沙等不溶性杂质。
②活性炭具有结构疏松多孔结构,具有吸附性,可以吸附色素和异味分子;
(2)按由上到下的顺序排列应该是:用小砾石除去较大的颗粒,再用石英砂除去较小的颗粒,再用活性炭除去色素和异味,最后是蓬松棉,起支撑作用,故装置制作较合理的是A;
通过该装置净化后的水还含有可溶性杂质、细菌和微生物,不适宜直接饮用;
(3)①分离混合物的一般思路:首先分析混合物的组成成分,然后利用各成分性质的差异,选择合适的方法进行分离,故正确顺序为acb;
②自制净水器净水材料的选择需要考虑的因素,包括过滤技术、材料的质量和耐用性以及环保无毒等(合理即可)。
7.(2025·江苏宿迁节选)(2025·江苏宿迁·中考真题)化学实践小组去骆马湖开展了一系列课外实践活动,请你参与。
(2)水质净化∶用明矾配制200g溶质质量分数为1%的溶液,需要用到的玻璃仪器除量筒、烧杯、胶头滴管外,还有 ;再用小卵石、石英砂、活性炭等材料自制净水器对湖水进行净化(如图)。其中小卵石、石英砂的作用是 。
【答案】(2) 玻璃棒 过滤
【详解】(2)配制200g溶质质量分数为1%的溶液,步骤为计算、称量、量取、溶解。称量需要托盘天平、药匙;量取需要量筒、胶头滴管;溶解需要烧杯、玻璃棒。需要用到的玻璃仪器除量筒、烧杯、胶头滴管外,还有玻璃棒。 小卵石、石英砂在自制净水器中的作用是过滤,它们可以除去水中的不溶性杂质。
8.(2023·江苏宿迁·节选)习近平总书记在三亚考察时指出,一定要向海洋进军,加快建设海洋强国。海洋是一个巨大的资源宝库,我们应予以合理开发及综合利用。
(1)海水淡化。蒸馏法是常用的海水淡化方法,该方法是利用海水中各物质的 不同,将水分离出来。
【答案】(1)沸点
【详解】(1)蒸馏法是常用的海水淡化方法,该方法是利用海水中各物质的沸点不同,将水分离出来;
9.(2023·江苏南京)水和溶液在生产、生活和科研中具有广泛的用途。
(1)下列净水的方法中,可以降低水的硬度的是 (填字母)。
A.过滤 B.煮沸 C.蒸馏
(2)自来水厂利用活性炭去除天然水中色素和异味,这是利用了活性炭的 性。
(3)加热冷水,当温度尚未达到沸点时,水中常有气泡冒出,原因是 。
【答案】(1)BC
(2)吸附
(3)温度升高,气体的溶解度降低,溶解在水中的气体逸出
【详解】(1)A、过滤只能除去不溶性杂质,不能除去可溶性钙镁化合物,不能降低水的硬度,故错误;
B、蒸馏可以除去水中的所有杂质,可以降低水的硬度,故正确;
C、煮沸,水中的钙离子、镁离子能够以碳酸钙沉淀、氢氧化镁沉淀的形式从水中析出,从而降低水的硬度,故正确;
故选:BC;
(2)活性炭结构疏松多孔,具有吸附性,可吸附色素和异味;
(3)气体的溶解度随温度升高而减小,加热冷水,当温度尚未达到沸点时,水中常有气泡冒出,原因是:冷水中溶有氧气,温度升高,氧气的溶解度降低,氧气从水中冒出产生气泡;
考点03 水的组成
1.(2025·江苏南通)化学与人类的生产、生活密切相关。下列说法正确的是
A.水是一种重要的溶剂 B.植物油的主要成分是葡萄糖
C.人体缺钙易导致贫血 D.铁在干燥的空气中容易生锈
【答案】A
【详解】A、在人类生产、生活中,水作为溶剂广泛应用于医药、农业、工业和生物体内,是一种重要的溶剂,符合题意。
B、植物油是从植物种子或果实中提取的,属于油脂,葡萄糖属于糖类,植物油的主要成分不是葡萄糖,不符合题意。
C、人体缺钙会导致骨骼问题,如骨质疏松或佝偻病,缺铁会导致贫血,不符合题意。
D、铁生锈是铁与水和氧气共同发生化学反应的结果,干燥空气中缺乏水分,铁在干燥的空气中不容易生锈,不符合题意。
故选A。
2.(2025·江苏宿迁)我国首次将太阳能规模转化为液体燃料甲醇,又称“液态阳光”技术。其合成项目示意图如图所示,下列有关说法不正确的是
A.反应Ⅰ化学方程式为
B.反应Ⅱ中和的分子个数比为1∶1
C.生产48t甲醇,理论上可以吸收66tCO2
D.实现了CO2的资源化利用和“零碳”排放
【答案】B
【详解】A、反应1为水在光合发电作用下生成氢气和氧气,化学方程式为:,说法正确;
B、反应2为二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水,反应的化学方程式为:CO2+3H2H2O+CH3OH,故二氧化碳和氢气的分子个数比为1:3,说法错误;
C、设生产48t甲醇,理论上吸收二氧化碳的质量为x,,说法正确;
D、该项目能消耗二氧化碳,可以有效降低空气中CO2含量,可以实现CO2的资源化利用和“零碳”排放,说法正确。
故选B。
3.(2024·江苏徐州)从化学视角研究水有重要意义。下列说法正确的是
A.水是最常用的溶剂 B.水蒸发属于化学变化
C.水由氢气和氧气组成 D.长期饮用硬水利于健康
【答案】A
【详解】A、水可以溶解多种物质,是最常用的溶剂,说法正确,符合题意;
B、水蒸发只是状态发生改变,该过程中没有新物质生成,属于物理变化,说法错误,不符合题意;
C、水由氢元素和氧元素组成,说法错误,不符合题意;
D、硬水中含有较多可溶性钙、镁化合物,长期饮用硬水不利于健康,说法错误,不符合题意。
故选:A。
4.(2023·江苏盐城)2022年底,我国科学家成功开发出海水电解制氢技术。在这个领域走在了世界前列。下列有关说法不正确的是
A.电解水时正极产生氢气
B.此技术需要克服海水对设备的腐蚀问题
C.此技术需要考虑海水中的盐分及杂质对电解水的干扰
D.可以利用风力发电、太阳能发电等绿电技术为电解海水提供能源
【答案】A
【详解】A、电解水时正极产生的是氢气,负极产生的是氧气,说法错误,符合题意;
B、此技术需要克服海水对设备的腐蚀问题,说法正确,不符合题意;
C、此技术需要考虑海水中的盐分及杂质对电解水的干扰,说法正确,不符合题意;
D、可以利用风力发电、太阳能发电等绿电技术为电解海水提供能源,说法正确,不符合题意。
故选:A。
5.(2023·江苏泰州)某同学进行水的组成及变化的探究,其中操作错误的是
A. 检验氧气 B.氢气验纯
C. 点燃氢气 D. 熄灭酒精灯
【答案】D
【详解】A、电解水实验中,正极产生氧气,负极产生氢气,且二者体积比为1:2,要检验氧气,则将带火星的木条放在尖嘴口,打开活塞放出气体,若木条复燃,则气体是氧气,操作正确,选项不符合题意;
B、氢气验纯的操作:用拇指堵住试管口,移近酒精灯火焰,再将拇指移开,若听到轻微的“噗”声,则证明氢气很纯,可以点燃;若听到尖锐的爆鸣声,说明氢气不纯,操作正确,选项不符合题意;
C、点燃氢气的操作:在带尖嘴的金属导管口点燃纯净的氢气,观察火焰的颜色,操作正确,选项不符合题意;
D、熄灭酒精灯应用灯帽盖灭,不能用嘴吹,操作错误,选项符合题意。
故选:D
6.(2025·江苏苏州节选)阅读下列材料,回答相关问题。
氢气是一种清洁、高效能源。氢能产业链分制氢、储氢、用氢等环节。由风能、太阳能等可再生能源发电,再电解水制得的氢气为“绿氢”。由化石燃料制得的氢气为“灰氢”,其成本相对低廉,但会排放大量。化石燃料制氢气时若将排放的进行捕集、封存等,减少碳排放,此时制得的氢气为“蓝氢”。甲烷—水蒸气重整制氢流程如下:
化学储氢是利用物质与反应生成储氢材料如氨、水合肼等,再通过改变条件使储氢材料转化为。氨和水合肼转化为的过程分别如下:、。常以质量储氢密度来衡量化学储氢技术的优劣。如氨气的理论质量储氢密度为.是一种较好的储氢材料。
(1)实验室模拟电解水制氢,装置如下图。
①过程中的能量转化形式:太阳能→ →化学能。该方法制得氢气的种类为 (填字母)。
A.绿氢 B.灰氢 C.蓝氢
②经检验管产生,由此得出关于水的组成的推论是 。
【答案】(1) 电能 A 水中含有氢元素
【详解】(1)①由风能、太阳能等可再生能源发电,再电解水制得氢气,该过程中的能量转化形式:太阳能→电能→化学能;该方法制得氢气的种类为绿氢,故选:A;
②经检验管产生,说明电解水生成氢气,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,氢气由氢元素组成,由此得出关于水的组成的推论是水中含有氢元素;
7.(2023·江苏连云港·节选)兴趣小组以“氢气的制取、性质和应用”为主题开展探究性学习。
(3)氢气应用。兴趣小组设计简易氢氧燃料电池装置(如图所示)并进行如下实验:
步骤一:断开开关闭合开关,观察到一端玻璃管内的液柱接近溢出时,断开开关。
步骤二:闭合开关观察到电流计的指针发生偏转。
已知:步骤一的目的是电解制取和。化学反应伴有吸热或放热现象,这是化学能转化为热能;在一定条件下,化学能可与电能等其他形式的能量相互转化。
①下列说法中正确的是 (填字母)。
a.溶液液柱接近溢出一端的玻璃管内收集到的气体是
b.从开始反应到断开开关,溶液中的质量分数逐渐增大
c.该装置能实现化学能和电能之间的相互转化
②能证明处于U形管两端的和发生反应的现象:电流计指针偏转; 。
【答案】(3) b、c 玻璃管内的液柱下降
【详解】(3)①a、水在通电条件下反应生成氢气和氧气,且氢气和氧气的体积比=2:1,溶液液柱接近溢出一端的玻璃管内收集到的气体是氢气,说法错误;
b、从开始反应到断开开关,此时是电解水的过程,水的质量在减少,硫酸的质量不变,硫酸的质量分数变大,说法正确;
c、步骤一是电能转化成化学能,步骤二是化学能转化成电能,该装置能实现化学能和电能之间的相互转化,说法正确;
答案:bc;
②能证明处于U形管两端的和发生反应的现象:电流计指针偏转;玻璃管内的液柱下降,说明氢气和氧气的体积减少,反应物减少,证明氢气和氧气发生反应。
8.(2024·江苏常州)兴趣小组对我国的太空舱制取氧气系统(其剖面如图所示)进行了研究性学习。
I.多角度认识制氧原理电源
(1)太空舱制氧系统中电源A极是 极;将燃着的蜡烛放入b管收集的气体中,看到燃烧 。
(2)太空舱制氧原理的化学方程式为 ,反应过程中种类和数目均没有发生变化的微粒是 (用符号表示)。
(3)太空舱制氧过程中消耗的水和生成的氧气的质量关系是___________(填序号)。
A. B. C. D.
II.多措施提高制氧效率
【查阅资料】
提高电解效率的措施主要包括:增强水的导电性、改变电解温度、设置超声波场等。
【讨论分析】
(4)用30%的KOH溶液代替水进行电解,增大了水中 的浓度,增强了水的导电性。
(5)升高电解温度能提高制氧效率的原因之一是:温度升高,微粒 。
(6)如图分别为两种不同条件下不锈钢电极表面的气泡直径分布情况图。
①气泡覆盖在电极表面使电解反应界面 (选填“增大”或“减小”),降低了电解效率。
②超声波振动能提高电解效率的原因是 。
【答案】(1) 负 更旺
(2) H、O
(3)A
(4)离子(或带电粒子等)
(5)运动速率加快
(6) 减小 超声波振动能减少电极表面的气泡
【详解】(1)在电解水实验中,“正氧负氢”,a管中产生的是氢气,故太空舱制氧系统中电源A极是负极;
b管收集的气体是氧气,氧气具有助燃性,故将燃着的蜡烛放入b管收集的气体中,看到燃烧更旺;
(2)太空舱制氧原理为水通电分解生成氢气和氧气,该反应的化学方程式为:;
根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和数目不变,故反应过程中种类和数目均没有发生变化的微粒是氢原子和氧原子,故填:H、O;
(3)水通电分解生成氢气和氧气,即,消耗水和生成氧气的质量比为:。
故选A;
(4)用30%的KOH溶液代替水进行电解,氢氧化钾溶液中含自由移动的钾离子和氢氧根离子,故增大了水中离子的浓度,增强了水的导电性;
(5)升高电解温度能提高制氧效率的原因之一是:温度升高,微粒的运动速率加快,微粒之间的接触机会变大;
(6)①气泡覆盖在电极表面,阻碍了电极与水的接触,使电解反应界面减小,降低了电解效率;
②由图可知,与静音条件下相比,超声条件下,不锈钢电极表面的气泡较少,说明超声波振动能减少电极表面的气泡,故可以提高电解效率。
9.(2023·江苏无锡·节选)2023年5月30日,神舟十六号载人飞船发射成功,航天员将在中国空间站完成各项任务,因此,保障航天员的氧气需求至关重要。那么,空间站的氧气从哪里来?
(5)目前空间站已实现电解水制氧,写出反应的化学方程式: 。
(6)空间站是一个相对封闭的场所,解决“气体从哪里来”的问题必然伴生着“气体往哪里去”的问题。为此,科学家设计了生物再生生命保障系统,实现了“水-氧-碳”的循环转化。下列叙述正确的是 (填序号)。
a.“水-氧-碳”的循环转化,减少了氧气的携带量,减轻了火箭和飞船的载重
b.电解水在产生氧气的同时产生氢气,系统需要对氢气进行转化
c.人体代谢产物中的水既有气态又有液态,设计系统时应考虑水的冷凝与净化
【答案】(5)2H2O 2H2↑+ O2↑
(6)abc
【详解】(5)电解水生成氢气和氧气,化学方程式为:2H2O 2H2↑+ O2↑
(6)生物再生生命保障系统中,水通电电解生成氧气,氧气通过呼吸转化为二氧化碳、水蒸气等气体,人体生活中产生尿液等液态水。
a.“水-氧-碳”的循环转化,不需要携带大量氧气,减少了氧气的携带量,减轻了火箭和飞船的载重,正确;
b.生物再生生命保障系统中不需要氢气,系统需要对氢气进行转化,正确;
c.人体代谢产物中的水既有气态又有液态,设计系统时应考虑水的冷凝与净化,如尿液中的水需要净化处理后循环利用,正确。
故选abc.
考点04 水的综合应用
1.(2024·江苏连云港)人类的日常生活和工农业生产离不开水。下列过程中水发生化学变化的是
A.水降温结冰 B.溶解蔗糖
C.电解水制取H2和O2 D.蒸馏自来水获得蒸馏水
【答案】C
【详解】A、水降温结冰的过程中没有新物质生成,属于物理变化,故选项不符合题意;
B、溶解蔗糖的过程中没有新物质生成,属于物理变化,故选项不符合题意;
C、电解水制取H2和O2的过程中有新物质生成,属于化学变化,故选项符合题意;
D、蒸馏自来水获得蒸馏水的过程中没有新物质生成,属于物理变化,故选项不符合题意;
故选:C。
2.(2023·江苏南通·节选)海水中含有大量的氯化钠、氯化镁等,研究它们的组成和性质具有重要意义。
(1)构成水分子的微粒是氢原子和 。海水晒盐时,液态水蒸发为水蒸气的过程中,水分子的结构 (填“发生”或“没有”)改变。
(5)NaCl可用作雪天道路抗冻剂。冰水混合物中,水与冰会发生水分子交换。0℃时,水与冰发生交换的水分子数目相等,该微观过程如图1所示。向冰水混合物中加入NaCl,水分子交换的微观过程如图2所示。从水分子交换的角度解释NaCl降低水凝固点的原理: 。
【答案】(1) 氧原子/O 没有
(2) 电子数 8
(3) +2价、-1价 0
(4)
(5)冰交换到NaCl溶液中的水分子数目比NaCl溶液交换到冰中的水分子数目多
【详解】(1)水分子是由氢原子和氧原子构成的;
液态水蒸发为水蒸气的过程中,没有新物质生成属于物理变化因此水分子本身没有改变;
(5)如图所示,冰交换到NaCl溶液中的水分子数目比NaCl溶液交换到冰中的水分子数目多,因此NaCl可用作雪天道路抗冻剂。
/
学科网(北京)股份有限公司
$