内容正文:
专题03 水与人类(期末复习讲义)
核心考点
内容要点
命题趋势
人类家园中的水
1.水体的分布;2.水循环的主要环节;3.水资源的分布
专题是基础内容。主要围绕人类家园中的水体分布与水循环、生活中的水溶液核心概念(溶解快慢因素、溶液类型、饱和溶液与溶质质量分数、溶解度等)、海洋探索中的结晶与粗盐提纯及水的净化、水的浮力原理(浮力产生、阿基米德原理、浮沉条件)和水资源的利用保护等核心知识点展开,系统梳理水体与水资源分布规律、水循环主要环节、溶液的形成与类型判别、影响溶解快慢与溶解性的因素、饱和溶液和不饱和溶液的转化、溶质质量分数计算与溶液配制、结晶方法及应用、氯化钠提纯与水的净化方法、浮力产生原因与测量、阿基米德原理应用、浮力影响因素探究、物体浮沉条件及应用、自来水生产过程与净化方法、水资源保护措施等内容,本专题中水循环环节、溶质质量分数与溶液配制、溶解度、浮力的产生与阿基米德原理、物体浮沉条件、水资源保护相关考点考查频率较高。本专题考查题型有:选择题、填空题、实验探究题、计算题等。
生活中的水溶液
· 1.溶液;2.影响溶解快慢的因素;3.悬浊液、乳浊液;4.饱和溶液和不饱和溶液;5.溶质质量分数;6.一定溶质质量分数的溶液的配制;7.溶解度;8.物质的溶解性及影响溶解性的因素
海洋的探索
· 1.结晶的原理、方法及其应用;2.氯化钠与粗盐提纯;3.水的净化;4.海洋资源开发与利用
水的浮力
· 1.浮力产生的原因;2.阿基米德原理;3.浮力的利用;4.探究影响浮力大小因素的实验;5.物体的浮沉条件及其应用
水资源的利用和保护
· 1.自来水的生产过程与净化方法;2.水资源的利用和保护
·
必备知识
知识点01 人类家园中的水
1、地球上的水的总储量约为 1.386×1018米3,它以各种不同的形式分布在海洋、陆地、大气和生物体中。海洋水是咸水,是地球上最庞大的水体,约占地球总水量的 96.53%。地球上的淡水(包括陆地淡水和大气水)仅占总水量的 2.53%,剩余的 0.94% 是陆地咸水。
2、陆地淡水包括冰川水、地下淡水、湖泊淡水、土壤水、河水等。它虽然占总水量的比例很小,但水体的种类较多,并为人类提供了几乎全部的生活和生产用水。
3、地球上大部分的水是以液态的形式存在的。在寒冷的极地和高山上,水常常以固态形式存在。在空气中,水则主要以气态的形式存在。
4、水循环的主要环节:蒸发、降水、植物蒸腾作用、水汽输送、地表径流、地下径流。
5、人类在生产和生活的各种活动中,常常通过对地表的改造,影响地球上水循环的过程
知识点02 生活中的水溶液
1.溶液的概念、组成及其特点
溶液的概念是一种或几种物质分散到另一种物质里,形成均一的、稳定的混合物.溶液是由一种或几种物质(即溶质)和另一种物质(即溶剂)两部分组成.但是,溶液不一定是由两种物质组成的,至少由两种物质组成;其中的溶剂虽然是一种,而溶质可以是多种的.溶液的特点是均一性和稳定性.其中,均一性是指溶液中各部分的性质和成分均相同(如一瓶溶液中,上下左右等各部分的密度都是一样的);稳定性是指在条件不变(即温度、压强等不改变,溶剂不蒸发等)的情况下,溶液中的溶质永远不会析出(即溶质与溶剂永不分离).
2.影响溶解快慢的因素
影响溶解快慢的因素有很多种,但主要因素包括:物质的形状或颗粒大小(面积的大小)、溶剂的温度、是否搅拌等.当物质的形状或颗粒越小,溶解的越快;溶剂的温度越高,物质溶解的越快;还有,搅拌时也能加速物质在水中的溶解.当然,多种方法综合使用,效果会更加明显.
3.悬浊液、乳浊液
悬浊液是指固体小颗粒悬浮于液体里形成的混合物,也叫悬浮液;乳浊液是指小液滴分散到液体里形成的混合物,也叫乳状液;它们与溶液的区别有两个:
(1)悬浊液中的小颗粒和乳浊液中的小液滴都是由许多分子的集合而成的分子集合体,而溶液中的溶质则是以单个分子(或离子)的形式分散着的.
(2)悬浊液和乳浊液都是不稳定、不均一的,静置一会儿后,都会分为上下两层(固体小颗粒会逐渐下沉,而小液滴会逐渐上浮);但是对于溶液来说,却正好相反,只要在条件不变(即温度、压强等不改变,溶剂不蒸发等)的情况下,溶液就不会出现分层现象,而是均一、稳定的.
4.饱和溶液和不饱和溶液
饱和溶液是指在一定温度下,一定量的溶剂里不能再溶解某种溶质的溶液叫做这种溶质的饱和溶液;还能继续溶解某种溶质的溶液叫做这种溶质的不饱和溶液.
5.溶解度
(1)固体溶解度的概念是指在一定的温度下,某物质在100克溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量.一般用字母s表示,其单位是克(符号为g).在未注明溶剂的情况下,通常溶解度指的是物质在水里的溶解度.
(2)对于溶解度的意义的表达一般有两种方式:一种是在某温度时,100g水里最多能溶解多少克某物质;另一种是在某温度时,100g水里溶解多少克某物质,溶液达到饱和状态.
6.固体溶解度的影响因素
固体溶解度的影响因素主要是指温度.并且,大部分固体随温度升高溶解度增大,如硝酸钾;少部分固体溶解度受温度影响不大,如食盐(氯化钠);极少数物质溶解度随温度升高反而减小,如熟石灰.
知识点03 结晶的原理、方法及其应用
1.结晶是分离可溶性固体和水(或者两种可溶性且溶解度变化差别大的固体)的一种混合物分离的方法;它是根据固体物质从溶液里析出晶体的原理,通过蒸发或者降温的方法将其中的固体物质分离出来;因此,结晶方法分为蒸发结晶和降温结晶两种.
2.蒸发结晶是指蒸发溶剂,使溶液由不饱和变为饱和,继续蒸发,过剩的溶质就会呈晶体析出;它使用于分离可溶性固体和水的混合物.
3.降温结晶是指先加热溶液,蒸发溶剂成饱和溶液,再降低热饱和溶液的温度,溶解度随温度变化较大的溶质就会呈晶体析出;它使用于分离两种可溶性且溶解度随温度变化差别大(即一种是溶解度随温度变化大,另一种是溶解度受温度变化影响小)的固体混合物.
知识点04 粗盐的提纯
粗盐提纯主要是指将粗盐中含有泥沙等不溶性杂质,用过滤的方法除去,然后蒸发水分得到较纯净的精盐的过程.具体的操作步骤、方法如下:
1.溶解:用托盘天平称取5.0g粗盐,用量筒量取10mL水倒入烧杯里.用药匙将该粗盐逐渐加入盛有10mL水的烧杯里,边加边用玻璃棒搅拌(玻璃棒的作用是搅拌,加速溶解),直加到粗盐不再溶解时为止.观察所得食盐水是否浑浊.然后,在天平上称量剩下的粗盐,计算在10毫升水中大约溶解了多少克粗盐.
2.过滤:过滤该食盐水.待滤纸内无水时,仔细观察滤纸上的剩余物及滤液的颜色.如滤液仍浑浊,应该再过滤一次.如果经两次过滤滤液仍浑浊,则应检查装置并分析原因(例如,滤纸破损,过滤时漏斗里的液面高于滤纸边缘,仪器不干净等).找出原因后,要重新操作.
3.蒸发:把所得澄清滤液倒入蒸发皿.把蒸发皿放在铁架台的铁圈上,用酒精灯加热,同时用玻璃棒不断搅拌滤液(使液体均匀受热,防止局部过热,造成液滴飞溅).待蒸发皿中出现较多量固体时,停止加热.利用蒸发皿的余热使滤液蒸干.
4.计算产率:用玻璃棒把固体转移到纸上,称量后,回收到教师指定的容器中.将提纯前后食盐与粗盐作比较,并计算精盐的产率.
知识点05 水的净化
水的净化是指将自然界中含有许多可溶性和不溶性杂质,常呈浑浊状态的水,可通过各种途径净化处理的过程.具体如下表所示:
净化方法
原理
作用
沉淀
静置,使不溶性杂质沉降并与水分层
除去不溶性杂质
过滤
把液体与不溶于液体的固体分离
除去不溶性杂质
吸附
利用木炭或活性炭的吸附作用,或者利用明矾溶于水后生成的胶状物,把天然水中的一些不溶性杂质和一些可溶性杂质吸附在其表面,沉降下去
除去不溶性杂质、一些可溶性杂质和异味等
蒸馏
通过加热的方法使水变成水蒸气后,然后冷凝成水
除去可溶性杂质和不溶性杂质
知识点06 浮力
1.浮力产生的原因:浸在液体或气体里的物体受到液体或气体向上托的力叫做浮力浮力的产生原因是因为物体下表面受到向上的压力大于物体上表面受到的向下的压力.
2.阿基米德原理
阿基米德定律是物理学中力学的一条基本原理。浸在液体(或气体)里的物体受到向上的浮力作用,浮力的大小等于被该物体排开的液体的重力。其公式可记为F浮=G排=ρ液•g•V排液。
3.物体的浮沉条件及其应用
物体在液体中的浮沉条件
上浮:F浮>G 悬浮:F浮=G 漂浮:F浮=G
下沉:F浮<G 沉底:F浮+N=G
理解:研究物体的浮沉时,物体应浸没于液体中(V排=V物),然后比较此时物体受到的浮力与重力的关系。如果被研究的物体的平均密度可以知道,则物体的浮沉条件可变成以下形式:①ρ物<ρ液,上浮 ②ρ物=ρ液,悬浮 ③ρ物>ρ液,下沉
浮沉条件的应用
潜水艇是通过改变自身的重来实现浮沉的;热气球是通过改变空气的密度来实现浮沉的;密度计的工作原理是物体的漂浮条件,其刻度特点是上小下大,上疏下密;用硫酸铜溶液测血液的密度的原理是悬浮条件。此外,轮船、气球、飞艇等都是利用了沉浮条件的原理而设计的。
【典例1】(2025拱墅区校级期末)一物体,用细绳系着挂在弹簧测力计的挂钩上,弹簧秤竖直放置,此时弹簧秤的读数为8牛;把物体慢慢浸入水中,当物体一半浸入水中时弹簧秤的读数为2牛。此时用剪刀把细绳剪断,当物体静止时,物体受到水的浮力为( )
A.6N B.8N C.12N D.4N
解|题|技|巧
浮力的计算方法
称重法
用弹簧测力计测出物体的重力G;再将物体浸入液体中,记下此时弹簧测力计的示数F,则物体 所受的浮力F浮=G-F示
压力差法
根据浮力产生的原因,浸在液体中的物体在上、下表面受到液体的压力差就是浮力,即F浮= F向上-F向下,一般用于已知形状规则的物体在液体中的深度时浮力的计算
公式法
F浮=G排液=ρ液gV排液。应用阿基米德原理的公式时,需要注意的是公式中的V排液是物体排开液 体的体积,而不是液体的总体积,也不一定是物体的体积,计算时需要已知ρ液和V排液
平衡法
当物体在液体中悬浮或漂浮时,物体所受的浮力等于自身的重力,即
F浮=G物
【即时检测1】
(2025南湖区期末)如图所示,在容器中放一个上、下表面积均为10cm2、高为6cm、体积为100cm3的均匀、对称的石鼓,其下表面与容器底部完全紧密接触,石鼓全部浸没于水中且其上表面与水面齐平,则石鼓受到的浮力是( )
A.0N B.0.4N C.0.6N D.1.0N
【即时检测2】
(2025金华期末)有甲、乙、丙三个实心物体,密度分别为ρ甲=0.85g/cm3,ρ乙=1.05g/cm3,ρ丙=1.25g/cm3。现将它们放在密度为1.05g/cm3的液体中,当三个物体静止时,甲、乙、丙三个物体所在的位置对应如图中所示的序号可能是( )
A.1、2、4 B.1、4、3 C.1、2、3 D.2、3、4
【典例2】(2025南湖区校级期末)2024年8月,我国自主研制的载人飞艇AS700(图1)成功实现跨省区长途飞行。图2是它的内部结构简化图,飞艇的主气囊中填充的是氦气,这是一种密度比空气小的气体,为飞艇提供了浮力。通过风机控制副气囊中的空气进出(整个过程中气艇的总体积保持不变),来改变内部气体的密度,从而实现浮沉的控制。要使飞艇下降,风机的工作状态和此时飞艇在竖直方向上的受力情况是( )
A.充入空气,F浮总小于G总
B.充入空气,F浮总大于G总
C.释放空气,F浮总小于G总
D.释放空气,F浮总大于G总
解|题|技|巧
物体的浮沉条件
物体在液体中处于什么状态,可通过物体所受的浮力和重力的大小关系来判断,也可通过物体的密度和液体的密度的大小关系来判断。具体如下。
物体浮沉的条件:
漂浮:F浮=G,ρ物<ρ液
上浮:F浮>G,ρ物<ρ液
悬浮:F浮=G,ρ物=ρ液
下沉:F浮<G,ρ物>ρ液
【即时检测1】(2025镇海区校级期末)三个相同容器内分别盛满不同的液体,现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中。小球静止后状态如图所示,关于三个容器中小球受到的浮力大小判断正确的是( )
A.F甲>F乙>F丙 B.F甲<F丙<F乙
C.F甲>F乙=F丙 D.F甲<F乙=F丙
【即时检测2】(2025西湖区校级期末)我国研制的水下滑翔机“海燕﹣X”,将世界深海下潜最大深度“刷新”到了10619米。如图所示是水下滑翔机的模型,机身上搭载的油囊可在油泵的控制下进行收缩或膨胀。当油囊收缩时滑翔机下潜,当油囊膨胀时滑翔机上浮。下列说法正确的是( )
A.滑翔机是通过改变自身重力来实现浮沉的
B.油囊收缩过程中滑翔机所受的浮力逐渐减小
C.油囊膨胀时滑翔机所受的浮力小于滑翔机的重力
D.滑翔机下潜时排开水的重力大于上浮时排开水的重力
【典例3】(2025钱塘区校级期末)如图甲所示,用弹簧测力计将一长方体物体从装有水的杯子中匀速拉出,物体的底面积为20cm2,杯子的底面积为100cm2,拉力随时间的变化关系如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.该物体的质量为0.3kg
B.当物体有一半露出水面时,受到的浮力为2N
C.该物体上表面离开水面到物体整个露出水面用时1s
D.该物体的体积为4×10﹣4m3
解|题|技|巧
浮力的综合计算
浮力的综合计算在初中科学中占有重要地位,能有效考查学生的逻辑思维及综合分析能力。解题的一般思路:(1)确定研究对象,并对物体进行受力分析;(2)在受力分析的基础上,列出力的关系式,如
F浮=G-F;(3)把阿基米德原理的公式或密度、重力的计算公式代入关系式;(4)根据已知条件求出待求量。
【即时检测1】(2025平阳县校级期末)港珠澳大桥是连接香港、珠海、澳门的超大型跨海通道,大桥在水下施工时,要向水中沉放大量的施工构件。现将边长2m的正方体沉入水中,在下沉过程中,其下表面到水面的距离为h(如图甲),钢绳拉力、物体所受浮力随着h的增大而变化(如图乙)。下列选项说法正确的是(ρ水=1.0×l03kg/m3,g=10N/kg)( )
A.表示正方体构件所受浮力变化的图像是①
B.该构件浸没在水中所受浮力为4×104N
C.该正方体构件的质量为16吨
D.该构件的密度是1.5×103kg/m3
【即时检测2】(2025鹿城区期末)如图所示,弹簧上端与物块m相连接,下端固定在容器底部。当物块浸没在水中静止时与浸没在酒精中静止时,弹簧的弹力大小相等。物块的体积为100cm3,酒精的密度为0.8×103kg/m3(不计弹簧质量及体积)其中正确的是( )
A.物块浸没在水中静止时弹簧对底部的拉力为0.2N
B.当弹簧脱离容器底部后静止时物块露出水面的体积为物块体积的
C.物块浸没在酒精中静止时弹簧对物块的支持力是0.1N
D.物块的质量为0.9kg
【典例4】(2024春•镇海区校级期末)某容器中装有盐水若干,老师让小科倒入质量分数1%的盐水100克以配成质量分数2%的盐水,但小科却错误的倒入100克水,老师发现后说你再将第三种盐水50克倒入水中就可得到2%的盐水了,那么第三种盐水的质量分数为( )
A.2% B.4% C.4.5% D.5%
解|题|技|巧
溶质质量分数计算
当溶液饱和时,
【即时检测1】(2025上城区校级期末)如图所示为蒸发氯化钠溶液的实验过程,其中①→②→③为恒温蒸发过程,③→④为升温蒸发过程,②溶液恰好为饱和状态,分析实验过程,可以作出的正确判断是( )
A.在①→②过程中,氯化钠的质量分数保持不变
B.在②→③过程中,氯化钠的溶解度不断增大
C.在③→④过程中,氯化钠的质量分数不断减小
D.在②→④过程中,氯化钠的质量分数先不变后增大
【即时检测2】(2023春•宁波期末)今有40g溶质的质量分数为10%的氢氧化钠溶液,欲将其溶质的质量分数增大一倍,应采用的方法是( )(以下方法最终都不会有晶体析出)
A.把溶剂蒸发掉一半
B.加入4g氢氧化钠固体
C.把溶剂蒸发掉20g
D.加入25%的氢氧化钠溶液16g
基础通关练(测试时间:10分钟)
1.(2025金华期末)钱塘江是浙江省的最大河流,也是吴越文化的主要发源地之一。在如图所示的水循环中,钱塘江水流入东海属于( )
A.① B.② C.③ D.④
2.(2025丽水期末)一定温度下,对固体甲的水溶液恒温蒸发,实验记录如图,下列说法正确的是( )
A.①溶液是不饱和溶液,②溶液可能是饱和溶液
B.③和④溶液中,甲的溶质质量分数不相等
C.从①→②,溶质、溶剂和溶液的质量都在减小
D.从①→②→③→④,随着水不断蒸发,甲的溶解度不变
3.(2025金华期末)“生命吸管”可以解决野外极限环境中的饮水问题。“生命吸管”中没有用到的净水方法是( )
A.过滤 B.吸附 C.消毒 D.蒸馏
4.(2025杭州校级期末)A、B、C三个物体放入水中静止时的状态如图所示,其中A、B两物体的体积相同,B、C两物体的质量相等,下列说法中正确的是( )
A.物体A所受的浮力一定大于B所受的浮力
B.物体C所受的浮力一定小于A所受的浮力
C.物体C所受的浮力一定小于B所受的浮力
D.物体C所受的浮力一定大于A所受的浮力
重难突破练(测试时间:10分钟)
5.(2025金华期末)如图为公益广告“祖辈的井、父辈的井、子孙的井”。从科学角度分析看,广告主要表达了( )
A.现今采水技术不断提升
B.水污染日趋加剧
C.过量开采地下水形势严峻
D.降水日渐充沛
6.(2025金华校级期末)读“水循环示意图”,关于图中水循环各环节的说法,正确的是( )
A.人工增雨会改变④的时空分布
B.南水北调工程主要是对③的影响
C.图中①所表示的水循环环节是降水
D.植树造林种草会造成⑥的减少
7.(2025拱墅区校级期末)在一只盛有温度为 60℃不饱和硝酸钾溶液的水槽中放着一只乒乓球,乒乓球处于漂浮状态。一段时间后温度降低到20℃,乒乓球仍处于漂浮状态(不计溶液体积的变化)。其中一定没有发生变化的是( )
A.硝酸钾的溶解度
B.乒乓球露出液面的体积
C.乒乓球所受到的浮力
D.硝酸钾溶液的质量分数
8.(2025苍南县校级期末)小科是一个科学迷,在观看了野外求生的电视节目后,自己也试着自制净水装置,在较大容器内装有天然水,中间放置另一相对小一些的容器,在大容器上方用保鲜膜封上,并将一颗小石子置于保鲜膜上,且恰好停留在小容器的正上方,然后将装置置于烈日底下,一段时间以后,小容器内获得了纯净的水。小科利用这个装置获得纯净水的过程中,运用的主要方法是( )
A.吸附 B.过滤 C.沉淀 D.蒸馏
9.(2025春•象山县校级期末)潜水艇从海水高密度区驶入低密度区,急剧下降的过程称为“掉深”。如图,某潜水艇从a处驶入低密度海水区,“掉深”到b处。与a处相比,潜水艇在b处( )
A.受到浮力大小变小 B.受到浮力大小变大
C.排开液体重力不变 D.排开液体重力变大
综合拓展练(测试时间:15分钟)
10.(2025椒江区期末)小科利用粗盐配制一定质量分数的食盐溶液。
(1)粗盐中含有少量的泥沙,需对粗盐精制。如图为粗盐精制的实验步骤,其正确操作顺序为 (填序号)。
(2)操作甲中,玻璃棒的作用是 。
(3)小科利用获得的精盐配制100克溶质质量分数为15%的食盐溶液。
①在称量食盐时,发现指针偏向左侧,下一步操作是 。
②下列情况会导致所配制的食盐溶液溶质质量分数偏小的有 。
A.制得的食盐不纯
B.量取水时俯视读数
C.用内壁有蒸馏水的试剂瓶盛装溶液
D.装瓶时,不小心洒出一部分溶液
11.(2025金华期末)某兴趣小组的同学做粗盐(含有难溶性杂质)精制实验,并用所得的精盐配制一定质量分数的氯化钠溶液。
实验一:如图是甲组同学做粗盐精制实验的操作示意图。请回答下列问题:
(1)上述操作中的一处明显错误是 (写出编号及错误)。
(2)改正错误后,粗盐精制的操作顺序是 (用编号排列)。
(3)步骤④中,当观察到蒸发皿中出现较多固体时,要采取的操作 (填字母)。
A.移去酒精灯,停止搅拌
B.移去酒精灯,用玻璃棒继续搅拌
C.继续加热蒸干水分,再移去酒精灯
实验二:用精制得到的精盐配制50g质量分数15%的氯化钠溶液。
(4)用天平称取7.5g精盐,再用量筒量取42.5mL的水进行溶液配制。下列实验操作会使制得的氯化钠溶液溶质的质量分数大于15%的是 (填序号)
A.精盐中仍然含有少量杂质
B.将量好的水倒入烧杯时,量筒有少量水残留
C.量取水时,仰视读数
D.配好的溶液装瓶时,有少量溶液洒出
12.(2025拱墅区校级期末)探究“浮力的大小跟物体浸入液体的深度是否有关”。
(1)用弹簧测力计测出物块重,并把它慢慢放入水中。根据测力计的示数,绘制了弹簧测力计对物块的拉力和物块所受浮力随浸入水中的深度变化的图象。分析图象可知:
① (选填“a”或“b”)是描述物块所受浮力随浸入水的深度变化的图象。
②F1、F2或F3这三个力之间的关系是 。
(2)实心圆柱物块密度的表达式为:ρ物= (水的密度用ρ水表示)。
(3)根据图像分析,本次实验的结论是 。
13.(2025镇海区校级期末)如图所示是小谭自制的用来探究影响浮力大小因素的装置:将弹簧和标尺固定在支架上,用细线将一个金属块悬挂在弹簧下端,弹簧静止时指针正对标尺上的A位置(本装置使用时,弹簧未超过弹性限度)。
(1)向杯中缓慢注水,从金属块底部接触水面,到金属块刚好浸没水中的过程中,指针由标尺上的A位置慢上移至C位置,继续向杯中注水,指针 (选填“上移”、“不动”或“下移”),说明物体所受浮力的大小跟 有关。
(2)将水倒尽,向杯中缓慢注入某种液体(ρ液≠ρ水),从金属块底部接触液面,到金属块刚好浸没液体中的过程中,指针由标尺上的A位置缓慢上移至B位置,分析可金属块所受浮力的大小与 有关。
(3)小徐同学认为通过以上实验得出结论不可靠,下列能成为她的理由是 。
A.没有进行多次重复实验
B.没有换用其它液体进行重复实验
C.没有进行物体部分浸入水中的实验
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专题03 水与人类(期末复习讲义)
核心考点
内容要点
命题趋势
人类家园中的水
1.水体的分布;2.水循环的主要环节;3.水资源的分布
专题是基础内容。主要围绕人类家园中的水体分布与水循环、生活中的水溶液核心概念(溶解快慢因素、溶液类型、饱和溶液与溶质质量分数、溶解度等)、海洋探索中的结晶与粗盐提纯及水的净化、水的浮力原理(浮力产生、阿基米德原理、浮沉条件)和水资源的利用保护等核心知识点展开,系统梳理水体与水资源分布规律、水循环主要环节、溶液的形成与类型判别、影响溶解快慢与溶解性的因素、饱和溶液和不饱和溶液的转化、溶质质量分数计算与溶液配制、结晶方法及应用、氯化钠提纯与水的净化方法、浮力产生原因与测量、阿基米德原理应用、浮力影响因素探究、物体浮沉条件及应用、自来水生产过程与净化方法、水资源保护措施等内容,本专题中水循环环节、溶质质量分数与溶液配制、溶解度、浮力的产生与阿基米德原理、物体浮沉条件、水资源保护相关考点考查频率较高。本专题考查题型有:选择题、填空题、实验探究题、计算题等。
生活中的水溶液
· 1.溶液;2.影响溶解快慢的因素;3.悬浊液、乳浊液;4.饱和溶液和不饱和溶液;5.溶质质量分数;6.一定溶质质量分数的溶液的配制;7.溶解度;8.物质的溶解性及影响溶解性的因素
海洋的探索
· 1.结晶的原理、方法及其应用;2.氯化钠与粗盐提纯;3.水的净化;4.海洋资源开发与利用
水的浮力
· 1.浮力产生的原因;2.阿基米德原理;3.浮力的利用;4.探究影响浮力大小因素的实验;5.物体的浮沉条件及其应用
水资源的利用和保护
· 1.自来水的生产过程与净化方法;2.水资源的利用和保护
·
必备知识
知识点01 人类家园中的水
1、地球上的水的总储量约为 1.386×1018米3,它以各种不同的形式分布在海洋、陆地、大气和生物体中。海洋水是咸水,是地球上最庞大的水体,约占地球总水量的 96.53%。地球上的淡水(包括陆地淡水和大气水)仅占总水量的 2.53%,剩余的 0.94% 是陆地咸水。
2、陆地淡水包括冰川水、地下淡水、湖泊淡水、土壤水、河水等。它虽然占总水量的比例很小,但水体的种类较多,并为人类提供了几乎全部的生活和生产用水。
3、地球上大部分的水是以液态的形式存在的。在寒冷的极地和高山上,水常常以固态形式存在。在空气中,水则主要以气态的形式存在。
4、水循环的主要环节:蒸发、降水、植物蒸腾作用、水汽输送、地表径流、地下径流。
5、人类在生产和生活的各种活动中,常常通过对地表的改造,影响地球上水循环的过程
知识点02 生活中的水溶液
1.溶液的概念、组成及其特点
溶液的概念是一种或几种物质分散到另一种物质里,形成均一的、稳定的混合物.溶液是由一种或几种物质(即溶质)和另一种物质(即溶剂)两部分组成.但是,溶液不一定是由两种物质组成的,至少由两种物质组成;其中的溶剂虽然是一种,而溶质可以是多种的.溶液的特点是均一性和稳定性.其中,均一性是指溶液中各部分的性质和成分均相同(如一瓶溶液中,上下左右等各部分的密度都是一样的);稳定性是指在条件不变(即温度、压强等不改变,溶剂不蒸发等)的情况下,溶液中的溶质永远不会析出(即溶质与溶剂永不分离).
2.影响溶解快慢的因素
影响溶解快慢的因素有很多种,但主要因素包括:物质的形状或颗粒大小(面积的大小)、溶剂的温度、是否搅拌等.当物质的形状或颗粒越小,溶解的越快;溶剂的温度越高,物质溶解的越快;还有,搅拌时也能加速物质在水中的溶解.当然,多种方法综合使用,效果会更加明显.
3.悬浊液、乳浊液
悬浊液是指固体小颗粒悬浮于液体里形成的混合物,也叫悬浮液;乳浊液是指小液滴分散到液体里形成的混合物,也叫乳状液;它们与溶液的区别有两个:
(1)悬浊液中的小颗粒和乳浊液中的小液滴都是由许多分子的集合而成的分子集合体,而溶液中的溶质则是以单个分子(或离子)的形式分散着的.
(2)悬浊液和乳浊液都是不稳定、不均一的,静置一会儿后,都会分为上下两层(固体小颗粒会逐渐下沉,而小液滴会逐渐上浮);但是对于溶液来说,却正好相反,只要在条件不变(即温度、压强等不改变,溶剂不蒸发等)的情况下,溶液就不会出现分层现象,而是均一、稳定的.
4.饱和溶液和不饱和溶液
饱和溶液是指在一定温度下,一定量的溶剂里不能再溶解某种溶质的溶液叫做这种溶质的饱和溶液;还能继续溶解某种溶质的溶液叫做这种溶质的不饱和溶液.
5.溶解度
(1)固体溶解度的概念是指在一定的温度下,某物质在100克溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量.一般用字母s表示,其单位是克(符号为g).在未注明溶剂的情况下,通常溶解度指的是物质在水里的溶解度.
(2)对于溶解度的意义的表达一般有两种方式:一种是在某温度时,100g水里最多能溶解多少克某物质;另一种是在某温度时,100g水里溶解多少克某物质,溶液达到饱和状态.
6.固体溶解度的影响因素
固体溶解度的影响因素主要是指温度.并且,大部分固体随温度升高溶解度增大,如硝酸钾;少部分固体溶解度受温度影响不大,如食盐(氯化钠);极少数物质溶解度随温度升高反而减小,如熟石灰.
知识点03 结晶的原理、方法及其应用
1.结晶是分离可溶性固体和水(或者两种可溶性且溶解度变化差别大的固体)的一种混合物分离的方法;它是根据固体物质从溶液里析出晶体的原理,通过蒸发或者降温的方法将其中的固体物质分离出来;因此,结晶方法分为蒸发结晶和降温结晶两种.
2.蒸发结晶是指蒸发溶剂,使溶液由不饱和变为饱和,继续蒸发,过剩的溶质就会呈晶体析出;它使用于分离可溶性固体和水的混合物.
3.降温结晶是指先加热溶液,蒸发溶剂成饱和溶液,再降低热饱和溶液的温度,溶解度随温度变化较大的溶质就会呈晶体析出;它使用于分离两种可溶性且溶解度随温度变化差别大(即一种是溶解度随温度变化大,另一种是溶解度受温度变化影响小)的固体混合物.
知识点04 粗盐的提纯
粗盐提纯主要是指将粗盐中含有泥沙等不溶性杂质,用过滤的方法除去,然后蒸发水分得到较纯净的精盐的过程.具体的操作步骤、方法如下:
1.溶解:用托盘天平称取5.0g粗盐,用量筒量取10mL水倒入烧杯里.用药匙将该粗盐逐渐加入盛有10mL水的烧杯里,边加边用玻璃棒搅拌(玻璃棒的作用是搅拌,加速溶解),直加到粗盐不再溶解时为止.观察所得食盐水是否浑浊.然后,在天平上称量剩下的粗盐,计算在10毫升水中大约溶解了多少克粗盐.
2.过滤:过滤该食盐水.待滤纸内无水时,仔细观察滤纸上的剩余物及滤液的颜色.如滤液仍浑浊,应该再过滤一次.如果经两次过滤滤液仍浑浊,则应检查装置并分析原因(例如,滤纸破损,过滤时漏斗里的液面高于滤纸边缘,仪器不干净等).找出原因后,要重新操作.
3.蒸发:把所得澄清滤液倒入蒸发皿.把蒸发皿放在铁架台的铁圈上,用酒精灯加热,同时用玻璃棒不断搅拌滤液(使液体均匀受热,防止局部过热,造成液滴飞溅).待蒸发皿中出现较多量固体时,停止加热.利用蒸发皿的余热使滤液蒸干.
4.计算产率:用玻璃棒把固体转移到纸上,称量后,回收到教师指定的容器中.将提纯前后食盐与粗盐作比较,并计算精盐的产率.
知识点05 水的净化
水的净化是指将自然界中含有许多可溶性和不溶性杂质,常呈浑浊状态的水,可通过各种途径净化处理的过程.具体如下表所示:
净化方法
原理
作用
沉淀
静置,使不溶性杂质沉降并与水分层
除去不溶性杂质
过滤
把液体与不溶于液体的固体分离
除去不溶性杂质
吸附
利用木炭或活性炭的吸附作用,或者利用明矾溶于水后生成的胶状物,把天然水中的一些不溶性杂质和一些可溶性杂质吸附在其表面,沉降下去
除去不溶性杂质、一些可溶性杂质和异味等
蒸馏
通过加热的方法使水变成水蒸气后,然后冷凝成水
除去可溶性杂质和不溶性杂质
知识点06 浮力
1.浮力产生的原因:浸在液体或气体里的物体受到液体或气体向上托的力叫做浮力浮力的产生原因是因为物体下表面受到向上的压力大于物体上表面受到的向下的压力.
2.阿基米德原理
阿基米德定律是物理学中力学的一条基本原理。浸在液体(或气体)里的物体受到向上的浮力作用,浮力的大小等于被该物体排开的液体的重力。其公式可记为F浮=G排=ρ液•g•V排液。
3.物体的浮沉条件及其应用
物体在液体中的浮沉条件
上浮:F浮>G 悬浮:F浮=G 漂浮:F浮=G
下沉:F浮<G 沉底:F浮+N=G
理解:研究物体的浮沉时,物体应浸没于液体中(V排=V物),然后比较此时物体受到的浮力与重力的关系。如果被研究的物体的平均密度可以知道,则物体的浮沉条件可变成以下形式:①ρ物<ρ液,上浮 ②ρ物=ρ液,悬浮 ③ρ物>ρ液,下沉
浮沉条件的应用
潜水艇是通过改变自身的重来实现浮沉的;热气球是通过改变空气的密度来实现浮沉的;密度计的工作原理是物体的漂浮条件,其刻度特点是上小下大,上疏下密;用硫酸铜溶液测血液的密度的原理是悬浮条件。此外,轮船、气球、飞艇等都是利用了沉浮条件的原理而设计的。
【典例1】(2025拱墅区校级期末)一物体,用细绳系着挂在弹簧测力计的挂钩上,弹簧秤竖直放置,此时弹簧秤的读数为8牛;把物体慢慢浸入水中,当物体一半浸入水中时弹簧秤的读数为2牛。此时用剪刀把细绳剪断,当物体静止时,物体受到水的浮力为( )
A.6N B.8N C.12N D.4N
【答案】B
【解答】解:根据题意得G物=8N,将物体缓慢浸入水中时,排开水的体积逐渐变大,由阿基米德原理F浮=ρ液gV排知所受浮力逐渐变大,由F浮=G﹣F示知弹簧秤的示数逐渐减小;当物体一半浸入水中时,所受到的浮力为:F浮=G﹣F=8N﹣2N=6N,
此时F浮=ρ液gV物,G物=ρ物gV物,由上述两式可得 ρ物ρ液ρ液,所以当剪刀把细绳剪断,当物体静止时,物体处于漂浮状态此时所受到的浮力等于重力。
故选:B。
解|题|技|巧
浮力的计算方法
称重法
用弹簧测力计测出物体的重力G;再将物体浸入液体中,记下此时弹簧测力计的示数F,则物体 所受的浮力F浮=G-F示
压力差法
根据浮力产生的原因,浸在液体中的物体在上、下表面受到液体的压力差就是浮力,即F浮= F向上-F向下,一般用于已知形状规则的物体在液体中的深度时浮力的计算
公式法
F浮=G排液=ρ液gV排液。应用阿基米德原理的公式时,需要注意的是公式中的V排液是物体排开液 体的体积,而不是液体的总体积,也不一定是物体的体积,计算时需要已知ρ液和V排液
平衡法
当物体在液体中悬浮或漂浮时,物体所受的浮力等于自身的重力,即
F浮=G物
【即时检测1】
(2025南湖区期末)如图所示,在容器中放一个上、下表面积均为10cm2、高为6cm、体积为100cm3的均匀、对称的石鼓,其下表面与容器底部完全紧密接触,石鼓全部浸没于水中且其上表面与水面齐平,则石鼓受到的浮力是( )
A.0N B.0.4N C.0.6N D.1.0N
【答案】B
【解答】解:由浮力产生的原因是物体在液体总上下面的压力差,石鼓下面与容器底部紧密接触,底部没有液体的压强,就没有液体的压力,故体积V1=S底h=10cm2×6cm=60cm3的部分体积不受浮力
物体受浮力部分的体积V′=V﹣V1=100cm3﹣60cm3=40cm3
所以,石鼓受到水的浮力
F浮=V′ρ水g=40×10﹣6m3×1.0×103kg/m3×10N/kg=0.4N
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选:B。
【即时检测2】
(2025金华期末)有甲、乙、丙三个实心物体,密度分别为ρ甲=0.85g/cm3,ρ乙=1.05g/cm3,ρ丙=1.25g/cm3。现将它们放在密度为1.05g/cm3的液体中,当三个物体静止时,甲、乙、丙三个物体所在的位置对应如图中所示的序号可能是( )
A.1、2、4 B.1、4、3 C.1、2、3 D.2、3、4
【答案】A
【解答】解:由题意知,ρ甲=0.85g/cm3<ρ液=1.05g/cm3,故甲物体一定漂浮,其应该处于位置1,故D错误;
ρ乙=1.05g/cm3=ρ液=1.05g/cm3,两者密度相等,故乙物体应该悬浮,其应该处于位置2或3或4(当4对容器底没有压力时);
ρ丙=1.25g/cm3>ρ液=1.05g/cm3,故丙物体应该下沉,其应该处于位置4,故BC错误;
由此分析可知:A正确。
故选:A。
【典例2】(2025南湖区校级期末)2024年8月,我国自主研制的载人飞艇AS700(图1)成功实现跨省区长途飞行。图2是它的内部结构简化图,飞艇的主气囊中填充的是氦气,这是一种密度比空气小的气体,为飞艇提供了浮力。通过风机控制副气囊中的空气进出(整个过程中气艇的总体积保持不变),来改变内部气体的密度,从而实现浮沉的控制。要使飞艇下降,风机的工作状态和此时飞艇在竖直方向上的受力情况是( )
A.充入空气,F浮总小于G总
B.充入空气,F浮总大于G总
C.释放空气,F浮总小于G总
D.释放空气,F浮总大于G总
【答案】A
【解答】解:根据物体的浮沉条件可知,要使飞艇下降,使得自身的重力变大,则需要向副气囊中充入空气,使密度变大,飞艇受到的重力变大,当大于其受到的总浮力即可实现下降,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选:A。
解|题|技|巧
物体的浮沉条件
物体在液体中处于什么状态,可通过物体所受的浮力和重力的大小关系来判断,也可通过物体的密度和液体的密度的大小关系来判断。具体如下。
物体浮沉的条件:
漂浮:F浮=G,ρ物<ρ液
上浮:F浮>G,ρ物<ρ液
悬浮:F浮=G,ρ物=ρ液
下沉:F浮<G,ρ物>ρ液
【即时检测1】(2025镇海区校级期末)三个相同容器内分别盛满不同的液体,现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中。小球静止后状态如图所示,关于三个容器中小球受到的浮力大小判断正确的是( )
A.F甲>F乙>F丙 B.F甲<F丙<F乙
C.F甲>F乙=F丙 D.F甲<F乙=F丙
【答案】D
【解答】解:由图知,小球在甲容器中下沉,浮力小于其重力;
小球在乙容器中漂浮,在丙容器中悬浮,所以小球所受的浮力与自身的重力相等,
已知三个完全相同的小球,则其重力相等;所以小球受到的浮力大小关系是F甲<F乙=F丙。
故选:D。
【即时检测2】(2025西湖区校级期末)我国研制的水下滑翔机“海燕﹣X”,将世界深海下潜最大深度“刷新”到了10619米。如图所示是水下滑翔机的模型,机身上搭载的油囊可在油泵的控制下进行收缩或膨胀。当油囊收缩时滑翔机下潜,当油囊膨胀时滑翔机上浮。下列说法正确的是( )
A.滑翔机是通过改变自身重力来实现浮沉的
B.油囊收缩过程中滑翔机所受的浮力逐渐减小
C.油囊膨胀时滑翔机所受的浮力小于滑翔机的重力
D.滑翔机下潜时排开水的重力大于上浮时排开水的重力
【答案】B
【解答】解:A、机身上搭载的油囊可在油泵的控制下进行收缩或膨胀,则油馕排开的水的体积不同,受到的浮力不同,所以能实现浮沉,故A错误;
B、油囊收缩时,排开的水的体积变小,水的密度不变,根据阿基米德原理可知,滑翔机受到的浮力减小,故B正确;
C、油囊膨胀时,滑翔机会上浮,根据物体的浮沉条件可知,滑翔机所受的浮力大于滑翔机的重力,故C错误;
D、滑翔机本身的重力不变,上浮时滑翔机排开水的重力大于滑翔机的重力,下潜时排开水的重力小于滑翔机的重力,所以上浮时滑翔机排开水的重力大于下潜时排开水的重力,故D错误。
故选:B。
【典例3】(2025钱塘区校级期末)如图甲所示,用弹簧测力计将一长方体物体从装有水的杯子中匀速拉出,物体的底面积为20cm2,杯子的底面积为100cm2,拉力随时间的变化关系如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.该物体的质量为0.3kg
B.当物体有一半露出水面时,受到的浮力为2N
C.该物体上表面离开水面到物体整个露出水面用时1s
D.该物体的体积为4×10﹣4m3
【答案】C
【解答】解:A.由图像可知,物体的重力G=5N,物体的质量为:,故A错误;
B.由图像可知,物体浸没在水中受到的浮力为:F浮=G﹣F=5N﹣3N=2N,根据阿基米德公式可知,当物体有一半露出水面时,排开液体体积为浸没时的一半,所以浮力为浸没时受到浮力的一半,即为1N,故B错误;
C.由图像可知,t=2s时长方体上表面到达水面,t=3s时长方体下表面离开水面,所以该物体上表面离开水面到物体整个露出水面用时1s,故C正确;
D.由F浮=ρ水gV排可知,物体浸没时排开水的体积即长方体的体积为:,故D错误。
故选:C。
解|题|技|巧
浮力的综合计算
浮力的综合计算在初中科学中占有重要地位,能有效考查学生的逻辑思维及综合分析能力。解题的一般思路:(1)确定研究对象,并对物体进行受力分析;(2)在受力分析的基础上,列出力的关系式,如
F浮=G-F;(3)把阿基米德原理的公式或密度、重力的计算公式代入关系式;(4)根据已知条件求出待求量。
【即时检测1】(2025平阳县校级期末)港珠澳大桥是连接香港、珠海、澳门的超大型跨海通道,大桥在水下施工时,要向水中沉放大量的施工构件。现将边长2m的正方体沉入水中,在下沉过程中,其下表面到水面的距离为h(如图甲),钢绳拉力、物体所受浮力随着h的增大而变化(如图乙)。下列选项说法正确的是(ρ水=1.0×l03kg/m3,g=10N/kg)( )
A.表示正方体构件所受浮力变化的图像是①
B.该构件浸没在水中所受浮力为4×104N
C.该正方体构件的质量为16吨
D.该构件的密度是1.5×103kg/m3
【答案】C
【解答】解:
A、由图甲可知,正方体构件在浸没之前排开水的体积变大,所以浮力逐渐变大,当正方体构件浸没后排开水的体积不变,浮力不变,故正方体构件受到的浮力先增大后不变,则图乙中反映正方体构件所受浮力变化的图像是②,反映拉力随深度变化的图线是①;故A错误;
B、当正方体构件浸没在水中时,排开水的体积等于构件的体积:V排=V=(2m)3=8m3,
构件浸没在水中所受浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8m3=8×104N,故B错误;
C、由图乙可知,当构件浸没后所受的拉力等于浮力,所以构件浸没后,在缓缓沉入的过程中,所受的拉力与浮力大小之和等于构件的重力,
即G=F拉+F浮=2×8×104N=1.6×105N,
由G=mg可知,构件的质量:m1.6×104kg=16t,故C正确;
D、构件的密度:ρ2×103kg/m3,故D错误。
故选:C。
【即时检测2】(2025鹿城区期末)如图所示,弹簧上端与物块m相连接,下端固定在容器底部。当物块浸没在水中静止时与浸没在酒精中静止时,弹簧的弹力大小相等。物块的体积为100cm3,酒精的密度为0.8×103kg/m3(不计弹簧质量及体积)其中正确的是( )
A.物块浸没在水中静止时弹簧对底部的拉力为0.2N
B.当弹簧脱离容器底部后静止时物块露出水面的体积为物块体积的
C.物块浸没在酒精中静止时弹簧对物块的支持力是0.1N
D.物块的质量为0.9kg
【答案】C
【解答】解:物块的体积V物=100cm3=1×10﹣4m3,物块浸没在水和酒精中时V排=V物=1×10﹣4m3,
物块浸没在水中:F浮=ρ水gV物=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣4m3=1N。
物块浸没在酒精中:F浮′=ρ酒精gV物=0.8×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣4m3=0.8N。
物块浸没在水中和酒精中受力分析分别如图甲、乙所示;
若物块都受弹簧的支持力,由于重力不变,浮力不同,故这种情况不可能;同理都受弹簧的拉力也不可能。
只可能是一个为拉力,另一个为支持力。由于物块在水中浮力大,物块会上浮,故弹簧会对它有拉力;在酒精中物块会受支持力作用。
所以根据物体受力平衡可得:
图甲中:F浮=F拉+G,
所以,F拉=F浮﹣G=1N﹣G﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
图乙中:F浮′+F支=G,
所以,F支=G﹣F浮′=G﹣0.8N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
已知:当物块浸没在水中静止时与浸没在酒精中静止时,弹簧的弹力大小相等;
即:F拉=F支,
所以,1N﹣G=G﹣0.8N
解得:G=0.9N;
A、物块浸没在水中静止时,弹簧会对物块的拉力为F拉=F浮﹣G=1N﹣0.9N=0.1N,
由于力的作用是相互的,则弹簧对底部的拉力F拉′=F拉=0.1N,故A错误;
B、当弹簧脱离容器底部后静止时物块处于漂浮,则:F浮″=G=0.9N,
根据F浮=ρ液gV排可得:V排″9×10﹣5m3,
所以,;故B错误;
C、物块浸没在酒精中静止时弹簧对物块的支持力F支=G﹣F浮′=0.9N﹣0.8N=0.1N;故C正确;
D、质量m0.09kg,故D错误。
故选:C。
【典例4】(2024春•镇海区校级期末)某容器中装有盐水若干,老师让小科倒入质量分数1%的盐水100克以配成质量分数2%的盐水,但小科却错误的倒入100克水,老师发现后说你再将第三种盐水50克倒入水中就可得到2%的盐水了,那么第三种盐水的质量分数为( )
A.2% B.4% C.4.5% D.5%
【答案】B
【解答】解:质量分数1%的盐水100克中含有氯化钠的质量为100g×1%=1g;但小科却错误的倒入100克水,即第一次少倒进氯化钠1g,第二次将少倒进的1g氯化钠补上,则第二次倒进的氯化钠溶液中应含氯化钠50g×2%+1g=2g,那么第三种盐水的质量分数为100%=4%。
故选:B。
解|题|技|巧
溶质质量分数计算
当溶液饱和时,
【即时检测1】(2025上城区校级期末)如图所示为蒸发氯化钠溶液的实验过程,其中①→②→③为恒温蒸发过程,③→④为升温蒸发过程,②溶液恰好为饱和状态,分析实验过程,可以作出的正确判断是( )
A.在①→②过程中,氯化钠的质量分数保持不变
B.在②→③过程中,氯化钠的溶解度不断增大
C.在③→④过程中,氯化钠的质量分数不断减小
D.在②→④过程中,氯化钠的质量分数先不变后增大
【答案】D
【解答】解:A、根据①溶液变化为②溶液,没有晶体析出,所以图①和图②中溶液的溶质质量相等,在①→②过程中,溶剂质量减少,所以溶质质量分数②>①故A说法错误;
B、②③都是恒温蒸发得到的氯化钠的饱和溶液,所以图②和图③中溶液的温度不变,溶解度不变,故B说法错误;
C、在③→④过程中,升温蒸发水分,此时溶解度变大,溶质的质量分数④>③,所以溶剂水的质量分数③>④,即溶剂质量分数减小,氯化钠的质量分数不断增大,故C说法错误;
D、在②→③过程中,氯化钠的溶解度不变,溶质质量分数不变,在③→④过程中,升温蒸发水分,此时溶解度变大,溶质的质量分数④>③,故D说法正确;
故选:D。
【即时检测2】(2023春•宁波期末)今有40g溶质的质量分数为10%的氢氧化钠溶液,欲将其溶质的质量分数增大一倍,应采用的方法是( )(以下方法最终都不会有晶体析出)
A.把溶剂蒸发掉一半
B.加入4g氢氧化钠固体
C.把溶剂蒸发掉20g
D.加入25%的氢氧化钠溶液16g
【答案】C
【解答】解:A.设需要蒸发水的质量为x,(40g﹣x)×20%=40g×10%,x=20g,应将溶剂蒸发掉溶液质量的一半,而不是溶剂质量的一半,故A错误;
B.设需要再溶解该物质的质量为y,(40g+y)×20%=40g×10%+y,y=5g,故B错误;
C.根据A选项的分析,可蒸发掉20克水,故C正确;
D.加入25%的氢氧化钠溶液16g,所得溶液中溶质质量分数为,故D错误。
故选:C。
基础通关练(测试时间:10分钟)
1.(2025金华期末)钱塘江是浙江省的最大河流,也是吴越文化的主要发源地之一。在如图所示的水循环中,钱塘江水流入东海属于( )
A.① B.② C.③ D.④
【答案】C
【解答】解:读图,①为水汽输送,②是降水,③是地表径流,④是地下径流,钱塘江水流入东海属于③地表径流,C正确,ABD错误。
故选:C。
2.(2025丽水期末)一定温度下,对固体甲的水溶液恒温蒸发,实验记录如图,下列说法正确的是( )
A.①溶液是不饱和溶液,②溶液可能是饱和溶液
B.③和④溶液中,甲的溶质质量分数不相等
C.从①→②,溶质、溶剂和溶液的质量都在减小
D.从①→②→③→④,随着水不断蒸发,甲的溶解度不变
【答案】D
【解答】解:A、第一次蒸发10g水,没有晶体析出,所得溶液可能是不饱和溶液也可能是恰好饱和;第二次恒温蒸发掉10g水,结果析出1gA,则溶液为饱和溶液;第三次再蒸发10g水时,共析出2.5g晶体,即第三次蒸发10g水,析出了1.5g晶体,说明该温度下的饱和溶液,蒸发10g水,析出1.5g晶体,则①溶液是不饱和溶液,②溶液也是不饱和溶液,故选项说法错误。
B、③和④均是该温度下的饱和溶液,甲的溶质质量分数相等,故选项说法错误。
C、①~②中,溶剂和溶液的质量在减小,溶质质量不变,故选项说法错误。
D、从①→②→③→④,随着水不断蒸发,由于是恒温蒸发,温度不变,甲的溶解度不变,故选项说法正确。
故选:D。
3.(2025金华期末)“生命吸管”可以解决野外极限环境中的饮水问题。“生命吸管”中没有用到的净水方法是( )
A.过滤 B.吸附 C.消毒 D.蒸馏
【答案】D
【解答】解:A、Uf超滤膜可起着过滤的作用,故选项错误。
B、活性炭具有吸附性,能吸附异味和色素,故选项错误。
C、抗菌球起着消毒的作用,故选项错误。
D、蒸馏是通过加热汽化的方法而将物质分离的一种方法,是利用物质的沸点不同,通过加热的方法,使低沸点物质先蒸发,再冷凝而得以分离的一种实验操作,“生命吸管”中没有用到的净水方法是蒸馏,故选项正确。
故选:D。
4.(2025杭州校级期末)A、B、C三个物体放入水中静止时的状态如图所示,其中A、B两物体的体积相同,B、C两物体的质量相等,下列说法中正确的是( )
A.物体A所受的浮力一定大于B所受的浮力
B.物体C所受的浮力一定小于A所受的浮力
C.物体C所受的浮力一定小于B所受的浮力
D.物体C所受的浮力一定大于A所受的浮力
【答案】C
【解答】解:A、由图可知,A漂浮,B悬浮,则V排A<VA,V排B=VB,
由于A与B体积相同,则:V排A<V排B;
根据F浮=ρgV排可知:F浮A<F浮B;故A错误;
BCD、放入水中静止后,B悬浮,C沉底,
根据浮沉条件可知:F浮B=GB,F浮C<GC;
已知B、C质量相等,则:GB=GC;
所以,F浮B>F浮C,
由于F浮A<F浮B;F浮B>F浮C。
所以,B物体所受浮力一定是最大的,A、C的浮力大小关系无法比较,故BD错误,C正确。
故选:C。
重难突破练(测试时间:10分钟)
5.(2025金华期末)如图为公益广告“祖辈的井、父辈的井、子孙的井”。从科学角度分析看,广告主要表达了( )
A.现今采水技术不断提升
B.水污染日趋加剧
C.过量开采地下水形势严峻
D.降水日渐充沛
【答案】C
【解答】解:读图可得,图中以三口井为主体,每口井都配有一个木桶,而打水的绳子从“祖辈的井、父辈的井、子孙的井”顺序大幅增长,说明了地下水越来越匮乏,水资源形势严峻。综上所述,故C符合题意。
故选:C。
6.(2025金华校级期末)读“水循环示意图”,关于图中水循环各环节的说法,正确的是( )
A.人工增雨会改变④的时空分布
B.南水北调工程主要是对③的影响
C.图中①所表示的水循环环节是降水
D.植树造林种草会造成⑥的减少
【答案】A
【解答】解:A、人工增雨会改变降水④的时空分布,故正确。
B、南水北调工程是改变地表径流⑤的影响,③是蒸发,故错误。
C、图中①所表示的水循环环节是水汽输送,故错误。
D、植树造林种草会造成⑥下渗的增加,故错误。
故选:A。
7.(2025拱墅区校级期末)在一只盛有温度为 60℃不饱和硝酸钾溶液的水槽中放着一只乒乓球,乒乓球处于漂浮状态。一段时间后温度降低到20℃,乒乓球仍处于漂浮状态(不计溶液体积的变化)。其中一定没有发生变化的是( )
A.硝酸钾的溶解度
B.乒乓球露出液面的体积
C.乒乓球所受到的浮力
D.硝酸钾溶液的质量分数
【答案】C
【解答】解:
A、温度越低,硝酸钾的溶解度越小,所以硝酸钾的溶解度一定发生变化,故A错误;
B、不饱和硝酸钾温度降低前后,液体的密度发生变化,根据F浮=ρgV排可知,其排开硝酸钾溶液的体积一定发生变化,则露出液面的体积也一定发生变化,故B错误;
C、不饱和硝酸钾温度降低前后,乒乓球始终漂浮,其重力不变,所受浮力一定不变,故C正确;
D、温度降低后,不饱和硝酸钾溶液可能变为饱和硝酸钾溶液,该溶液的溶质质量分数一定发生变化,故D错误。
故选:C。
8.(2025苍南县校级期末)小科是一个科学迷,在观看了野外求生的电视节目后,自己也试着自制净水装置,在较大容器内装有天然水,中间放置另一相对小一些的容器,在大容器上方用保鲜膜封上,并将一颗小石子置于保鲜膜上,且恰好停留在小容器的正上方,然后将装置置于烈日底下,一段时间以后,小容器内获得了纯净的水。小科利用这个装置获得纯净水的过程中,运用的主要方法是( )
A.吸附 B.过滤 C.沉淀 D.蒸馏
【答案】D
【解答】解:在大容器上方用保鲜膜封上,并将一颗小石子置于保鲜膜上恰好停留在小容器的正上方,然后将装置置于烈日底下,一段时间以后,小容器内获得了纯净的水是利用水蒸发变为水蒸气,水蒸气冷却变为水,属于蒸馏的过程,所以利用这个装置获得纯水的过程中,运用的主要方法是蒸馏。
故选:D。
9.(2025春•象山县校级期末)潜水艇从海水高密度区驶入低密度区,急剧下降的过程称为“掉深”。如图,某潜水艇从a处驶入低密度海水区,“掉深”到b处。与a处相比,潜水艇在b处( )
A.受到浮力大小变小 B.受到浮力大小变大
C.排开液体重力不变 D.排开液体重力变大
【答案】A
【解答】解:某潜水艇从a处高密度海水区驶入b处低密度海水区时,由于V排不变,海水密度减小,由F浮=G排=ρ液gV排可知其受到的浮力减小、其排开液体的重力减小,故A正确。
故选:A。
综合拓展练(测试时间:15分钟)
10.(2025椒江区期末)小科利用粗盐配制一定质量分数的食盐溶液。
(1)粗盐中含有少量的泥沙,需对粗盐精制。如图为粗盐精制的实验步骤,其正确操作顺序为 乙、甲、丙 (填序号)。
(2)操作甲中,玻璃棒的作用是 搅拌,防止因局部温度过高造成液滴飞溅 。
(3)小科利用获得的精盐配制100克溶质质量分数为15%的食盐溶液。
①在称量食盐时,发现指针偏向左侧,下一步操作是 减少氯化钠,至天平平衡 。
②下列情况会导致所配制的食盐溶液溶质质量分数偏小的有 AC 。
A.制得的食盐不纯
B.量取水时俯视读数
C.用内壁有蒸馏水的试剂瓶盛装溶液
D.装瓶时,不小心洒出一部分溶液
【答案】(1)乙、甲、丙;
(2)搅拌,防止因局部温度过高造成液滴飞溅;
(3)①减少氯化钠,至天平平衡;
②AC。
【解答】解:(1)粗盐中含有少量的泥沙,需对粗盐精制。如图为粗盐精制的实验步骤,正确操作顺序为溶解、过滤、蒸发,故选:乙、甲、丙;
(2)操作甲中,玻璃棒的作用是:搅拌,防止因局部温度过高造成液滴飞溅;
(3)①在称量食盐时,发现指针偏向左侧,下一步操作是:减少氯化钠,至天平平衡;
②A、制得的食盐不纯,氯化钠质量减少,导致所配制的食盐溶液溶质质量分数偏小,故正确;
B、量取水时俯视读数,溶剂少了,导致所配制的食盐溶液溶质质量分数偏大,故错误;
C、用内壁有蒸馏水的试剂瓶盛装溶液,溶剂质量多了,导致所配制的食盐溶液溶质质量分数偏小,故正确;
D、装瓶时,不小心洒出一部分溶液,溶液是均一、稳定的混合物,溶质质量分数不变,故错误。
故选:AC。
故答案为:(1)乙、甲、丙;
(2)搅拌,防止因局部温度过高造成液滴飞溅;
(3)①减少氯化钠,至天平平衡;
②AC。
11.(2025金华期末)某兴趣小组的同学做粗盐(含有难溶性杂质)精制实验,并用所得的精盐配制一定质量分数的氯化钠溶液。
实验一:如图是甲组同学做粗盐精制实验的操作示意图。请回答下列问题:
(1)上述操作中的一处明显错误是 中没有用玻璃棒引流 (写出编号及错误)。
(2)改正错误后,粗盐精制的操作顺序是 ①③②④ (用编号排列)。
(3)步骤④中,当观察到蒸发皿中出现较多固体时,要采取的操作 B (填字母)。
A.移去酒精灯,停止搅拌
B.移去酒精灯,用玻璃棒继续搅拌
C.继续加热蒸干水分,再移去酒精灯
实验二:用精制得到的精盐配制50g质量分数15%的氯化钠溶液。
(4)用天平称取7.5g精盐,再用量筒量取42.5mL的水进行溶液配制。下列实验操作会使制得的氯化钠溶液溶质的质量分数大于15%的是 B (填序号)
A.精盐中仍然含有少量杂质
B.将量好的水倒入烧杯时,量筒有少量水残留
C.量取水时,仰视读数
D.配好的溶液装瓶时,有少量溶液洒出
【答案】(1)②中没有用玻璃棒引流;
(2)①③②④;
(3)B;
(4)B。
【解答】解:(1)操作中的一处明显错误是:②中没有用玻璃棒引流,过滤时液体可能溅出;故答案为:②中没有用玻璃棒引流;
(2)粗盐提纯实验的操作顺序为溶解、过滤、蒸发,故选:①③②④;
(3)第④步骤中,当观察到蒸发皿中出现较多固体时,移去酒精灯,用玻璃棒继续搅拌,利用余热蒸干固体,故选B;
(4)根据溶质质量分数100%分析;
A、精盐中仍然含有少量杂质,氯化钠的质量偏小,配制的溶液的溶质质量分数偏小,错误;
B、将量好的水倒入烧杯时,有少量水残留,即倒入的水的体积偏小,配制的溶液的溶质质量分数偏大,正确;
C、量取水时,仰视读数,读数偏小,量取的水的体积偏大,配制的溶液的溶质质量分数偏小,错误;
D、溶液具有均一性,配好的溶液装瓶时,有少量溶液洒出,不会影响溶液的溶质质量分数,错误。
故填:B。
12.(2025拱墅区校级期末)探究“浮力的大小跟物体浸入液体的深度是否有关”。
(1)用弹簧测力计测出物块重,并把它慢慢放入水中。根据测力计的示数,绘制了弹簧测力计对物块的拉力和物块所受浮力随浸入水中的深度变化的图象。分析图象可知:
① b (选填“a”或“b”)是描述物块所受浮力随浸入水的深度变化的图象。
②F1、F2或F3这三个力之间的关系是 F1=F2+F3 。
(2)实心圆柱物块密度的表达式为:ρ物= ρ水 (水的密度用ρ水表示)。
(3)根据图像分析,本次实验的结论是 物体浸没前,深度越深,浮力越大;物体浸没后,浮力与深度无关 。
【答案】(1)①b; ②F1=F2+F3;(2)ρ水;
(3)物体浸没前,深度越深,浮力越大;物体浸没后,浮力与深度无关。
【解答】解:(1)物块排开水的体积随浸入水深度的增大而增大,根据公式F浮=ρ水gV排可知浮力变大,则图乙中,图象b表示的是随物体浸入液体深度的增大,物体受到的浮力开始越来越大,最后保持不变;图象a表示的是随物体浸入液体深度的增大,物体受到的拉力开始越来越小,最后保持不变。所以描述浮力与深度关系的是b;
(2)图乙中,图象a表示的是随物体浸入液体深度的增大,物体受到的拉力越来越小,在没有浸入水中时,弹簧测力计的示数即为图中F1的大小(物体的重力);
图象a中的F3表示物体全部浸没后弹簧测力计的拉力;图象b中的F2表示物体全部浸没后,物体所受的浮力不变;又知道物体全部浸没后受到三个力的作用,向下的重力和向上的浮力、拉力,此时物体处于静止状态,受的是平衡力,即重力等于浮力加拉力,所以F1=F2+F3;
(3)物体的质量m,
当物体完全浸没时,受到的浮力为F浮=F2,
F浮=ρ水gV排
物体的体积V=V排,
物体的密度:ρ物•ρ水;
根据图像,浸没前浮力是变大的,浸没后浮力不变,故可得出:物体浸没前,深度越深,浮力越大;物体浸没后,浮力与深度无关。
故答案为:(1)①b; ②F1=F2+F3;(2)ρ水;
(3)物体浸没前,深度越深,浮力越大;物体浸没后,浮力与深度无关。
13.(2025镇海区校级期末)如图所示是小谭自制的用来探究影响浮力大小因素的装置:将弹簧和标尺固定在支架上,用细线将一个金属块悬挂在弹簧下端,弹簧静止时指针正对标尺上的A位置(本装置使用时,弹簧未超过弹性限度)。
(1)向杯中缓慢注水,从金属块底部接触水面,到金属块刚好浸没水中的过程中,指针由标尺上的A位置慢上移至C位置,继续向杯中注水,指针 不动 (选填“上移”、“不动”或“下移”),说明物体所受浮力的大小跟 排开液体的体积 有关。
(2)将水倒尽,向杯中缓慢注入某种液体(ρ液≠ρ水),从金属块底部接触液面,到金属块刚好浸没液体中的过程中,指针由标尺上的A位置缓慢上移至B位置,分析可金属块所受浮力的大小与 液体的密度 有关。
(3)小徐同学认为通过以上实验得出结论不可靠,下列能成为她的理由是 AB 。
A.没有进行多次重复实验
B.没有换用其它液体进行重复实验
C.没有进行物体部分浸入水中的实验
【答案】(1)不动;排开液体的体积;(2)液体的密度;(3)AB。
【解答】解:(1)向杯中缓慢注水,从金属块底部接触水面,到金属块刚好浸没水中的过程中,指针由标尺上的A位置缓慢上移至C位置,弹簧受到竖直向上的力变小,即测力计示数变小,根据称重法F示=G﹣F浮可得出物体受到的浮力增大,因排开液体的密度不变,故说明物体所受浮力的大小跟排开液体的体积有关;
继续向杯中注水,因排开液体的体积不变,由阿基米德原理F浮=ρ液gV排知金属块受到的浮力不变,由称重法F示=G﹣F浮知测力计减小的示数不变,故指针不动;
(2)金属块刚好浸没在液体和刚好浸没在水中,指针在标尺上的位置分别在C和B位置,说明金属块刚好浸没在液体和水中受到的拉力不同,由F浮=G﹣F拉可知受到的浮力大小不同,因物体排开液体的体积相同,说明物体所受浮力的大小跟液体的密度有关;
(3)由题知,向杯中缓慢注水,从金属块底部接触水面,到金属块刚好浸没水中的过程中,指针由标尺上的A位置缓慢上移至C位置,说明金属块排开水的体积不同时,其受到浮力的大小不同,所以不需要进行物体部分浸入水中时的实验;
为得到普遍性的规律,应换用不同液体以及不同的物体进行多次重复实验,多测几组数据进行分析,从而得出结论,故AB正确。
故答案为:(1)不动;排开液体的体积;(2)液体的密度;(3)AB。
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