第2章空气与水资源 第4节水的组成和净化—2026-2027学年九年级化学沪教版上册

**基本信息** 初中化学新授课同步练，以“水的组成和净化”为主题，通过“基础-中档-压轴”三层次设计，实现从核心概念巩固到科学探究与实践能力提升的递进。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |第1关（基础）|电解水实验现象、水的净化方法等单一知识点|选择题为主，聚焦化学观念中物质组成与性质的直接应用| |第2关（中档）|实验数据图表分析、自制装置操作等综合应用|填空与探究题结合，体现科学思维的证据推理与模型建构| |第3关（压轴）|异常现象探究、跨学科实践等拓展延伸|情境化探究题，强化科学探究与实践及科学态度与责任|

第 4节 水的组成和净化 第1 课时 探究水的组成 提分点 1.水的组成 2.氢气的性质 学科网（北京）股份有限公司 第1关 对基础题达到眼疾手快 1.下列关于电解水实验的描述，正确的是 ( ) A.电解水实验证明了化学变化中分子可以再分 B.该实验能证明水中含有氢气和氧气 C.生成氧气、氢气的体积比约为2：1 D.电解过程中水分子没有发生改变 2.下列有关电解水和氢气燃烧的实验，说法错误的是( ) A.管a中的气体由分子构成，每个分子含有两个原子 B.氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水雾 C.一段时间后，管b中气体体积约为管a中气体体积的 D.上述两实验，只有电解水实验能证明水是由氢、氧两种元素组成 3.为探究水的组成及变化，某同学进行电解水实验，先在电解器玻璃管里加满水(含少量NaOH)，再接通直流电源。回答下列问题： (1)写出电解水的文字表达式 ，该反应中电能转化为 。 (2)图1中a管收集到的气体是 。 (3)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2，可以得出的结论是 。本实验通过记录收集等体积氢气所需的时间来比较电解水速率，除此以外，还可以记录 。 第2关 练准确率 对中档题做到准确无误 4.如图是一定体积的氢气和不同体积的氧气化合成水(液态)的实验数据的关系图(横坐标表示通入氧气的体积，纵坐标表示反应后剩余的气体体积，气体体积均在同温同压下测定)，下列说法错误的是( ) A.反应中消耗氢气2mL B.虚线部分表示剩余的氧气 C.实线与虚线的交点表示两种气体恰好完全反应 D.实线部分表示剩余的氢气 5.某化学兴趣小组自制如图所示装置探究水的组成。 步骤1：检查装置气密性，用烧杯向广口瓶中加入500 mL 1%的氢氧化钠溶液，将导线穿过橡胶塞与自制红铜电极连接，将塑料管套在红铜电极上，上端插入橡胶塞上。塞紧胶塞，将橡胶管与50mL的注射器3连接好。 步骤2：取下注射器1，用注射器3向瓶中打气，使溶液进入塑料管中，直到刚有溶液溢出再安上注射器1；取下注射器2，进行同上操作后，安装注射器2。 (1)步骤3：将导线与24 V 的学生电源相连，打开开关，观察到的现象是 ,大约2 min 后注射器1与注射器 2 收集 到 的 气 体体积 比约为 ，接电源正极处变黑，关闭电源。 (2)步骤4：取下注射器1，将带火星木条放在针头处，推动注射器1 的活塞，木条复燃，说明注射器 1 中产生的气体是 。取下注射器2，点火，推动注射器2 的活塞，写出该反应的文字表达式： 。通过该实验得出水的组成结论。 (3)实验反思：接电源正极处变黑是因为发生了 (文字表达式)。 第3关练思维 对压轴题实现思维突破 6.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，发现与正极相连的石墨电极上出现黄绿色气体。这激发了小红探究的欲望。请你一起参与小红的探究活动吧！ 【提出问题】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 …… ②氯化钠溶液就是在水中加了氯化钠。 【作出假设】 假设1：电极上分别生成了氧气和氯气； 假设2：电极上分别生成了氢气和氧气； 假设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。 实验步骤 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 ②用拇指堵住 b试管，移近点燃的酒精灯，松开拇指 实验现象 a试管收集到黄绿色气体，b试管收集到无色气体 听到 解释 或结论 通过对气体颜色的分析，说明猜想 肯定是错误的 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，请写出在水中加入氯化钠通电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，原因是 。 学科网（北京）股份有限公司 第2 课时 水的净化 水资源的综合利用 提分点 1.水的净化 2.水的利用 3.过滤 第1关练速度 对基础题达到眼疾手快 1.水是一种宝贵的自然资源，下列有关水的说法不正确的是( ) A.在净水过程中明矾起消毒杀菌作用 B.天然水经过沉淀、过滤、吸附等净化处理后得到的水是混合物 C.工业废水经处理符合排放标准后排放 D.硬水是含有较多可溶性钙、镁化合物的水 2.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. 2025年3月1日是赣州东江源向香港供水60周年纪念日。下列保护东江源水资源的做法错误的是( ) A.生活污水集中处理后排放 B.利用滴灌技术灌溉园林 C.农业生产中合理使用化肥 D.工业废水随意排入河流 4.过滤器的制作和过滤装置图如图，下列有关说法不正确的是( ) A.过滤时，为了加快过滤速度，可用玻璃棒在漏斗内搅拌 B.过滤时，滤液不能高于滤纸边缘 C.图中制过滤器时加水湿润，是为了使滤纸能紧贴漏斗内壁 D.过滤后的液体中可能会含有可溶性物质 5.水是生命之源。某学校九年级的同学模拟黄河水变成自来水的部分净化过程如下。 (1)取100 mL 黄河水注入烧杯中，加入少量 (填物质名称)，用玻璃棒搅拌使之溶解，静置。 (2)实验室在过滤操作中使用玻璃棒的作用是 。 (3)吸附池内常用 吸附色素和异味。 第2关 练准确率 对中档题做到准确无误 6.水是所有生物体的重要组成部分，对气候具有调节作用。如图是自然界水循环示意图。下列说法正确的是( ) A.水在天然循环过程中实现了自身净化 B.净化水时应先添加活性炭后添加絮凝剂 C.图中②代表的环节是水的蒸发 D.南水北调工程主要改变的是地下水径流 7.如图所示，在蒸馏烧瓶中加入几粒碎瓷片，再加入约体积的自来水，连接装置进行制取蒸馏水的实验。下列说法不正确的是( ) A.制取得到的蒸馏水一定是软水 B.实验时，冷凝管进、出水的方向：b进a出 C.图中所示装置，温度计的位置不对，水银球应该插入液态水中 D.陶土网的作用是使蒸馏烧瓶均匀受热，碎瓷片的作用是防止加热时出现暴沸 8.学习小组以“自制海水淡化器”为主题开展跨学科实践活动，甲、乙两组同学设计的作品如图所示。下列说法不正确的是( ) A.两个作品的设计都利用了蒸馏的原理 B.水变为水蒸气过程中，水分子的体积和间隔都增大 C.甲组的设计中，硬币将保鲜膜下压，有利于汇聚冷凝水 D.乙组的设计不是密封装置，会导致水蒸气散发损失 9.学校安装了直饮水机，只要将它与自来水连接，便可以除去水中的部分杂质得到直饮水。某品牌直饮水机的工作原理如图所示： (1)紫外光消毒时发生的是 (填“物理”或“化学”)变化。 (2)滤膜的作用类似于实验室中的过滤操作。 ①请指出图中的两处明显错误： 。 ②改正错误后进行过滤，若经过两次过滤，滤液仍然浑浊，可能原因是 (任写一条)。 (3)用硬水洗涤衣物会使衣物变硬。将硬水通过如图中的阳离子交换柱后，可变成软水(图中阴离子未画出)，交换后的水仍然呈电中性，则一个 可以交换出 个 。 第3关 练思维 对压轴题实现思维突破 10.某校科技兴趣小组的同学在老师的指导下，对居民区附近的一条河(如图甲)进行溶解氧和藻类的测定，并根据所测结果绘成图乙，发现在AB 段溶解氧和藻类大量减少。通过调查，了解到河流A上游附近有一个酿造厂将污水直接排入该河流。 请据此回答： (1)在河流AB段，溶解氧大量减少的主要原因是 。 (2)D段后，水中的溶解氧和藻类的量基本恢复，说明该河流生态系统具有一定的 。 (3)对此污染问题的处理，请你提出一条合理化建议： 。 第4节 水的组成和净化 第1课时 探究水的组成 1. A解析：电解水生成氧气和氢气，分子种类改变，则说明化学变化中分子可以再分，A正确；水在通电条件下生成氢气和氧气，可推知水中含有氢、氧元素，B错误；电解水实验生成氧气、氢气的体积比约为1：2，C错误；电解过程中氧原子和氢原子没有发生改变，水分子发生改变，生成氢分子和氧分子，D错误。 2. D解析：电解水生成氢气和氧气，氢气燃烧生成水，氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，根据反应前后元素种类不变，则两个实验均能证明水的元素组成，D错误。 3.(1)水通电氢气+氧气 化学能(2)氢气(或H₂) (3)氢氧化钠溶液浓度相同时，电压越大，电解水速率越快(或电压相同时，氢氧化钠溶液浓度越大，电解水速率越快)等时间内收集氢气的体积 解析：(2)电解水与电源正极相连的电极产生的气体是氧气，与电源负极相连的电极产生的气体是氢气，氢气和氧气的体积比为2：1，图中玻璃管a收集的气体较多，所以收集的气体是氢气。(3)从图2数据可以得出的结论：电压越高，电解水的速率越快(或相同电压下，NaOH 溶液浓度越高，电解水速率越快)。除此之外，还可以记录相同时间内收集到的气体体积来比较电解水速率。 4. A解析：每增加1mL的氧气，氢气则对应消耗了2mL，当氧气体积小于 2 mL 时，氢气有剩余；当氧气体积为 2 mL时，两者恰好完全反应，所以反应中消耗氢气4mL，A错误；氧气大于2mL时，氢气被反应完，氧气有剩余，虚线部分表示剩余的气体是氧气，B正确；当氧气体积为2mL时，两者恰好完全反应，所以实线与虚线的交点表示两种气体恰好完全反应，C正确；每增加 1mL的氧气，氢气则对应消耗了2mL，当氧气体积小于2mL时，氢气有剩余，所以实线部分表示剩余的氢气，D正确。 5.(1)注射器1和2的下方针头上有气泡冒出，并且注射器1和2的活塞上升 1：2(2)氧气 氢气+氧气点燃→水(3)铜+氧气通电→氧化铜 解析：(1)将导线与24 V的学生电源相连，打开开关，观察到的现象是注射器1和2的下方针头上有气泡冒出，并且注射器1和2的活塞上升。注射器1与电源正极相连，收集到的气体是氧气，注射器2与电源负极相连，收集到的气体是氢气，因此大约2min后注射器1与注射器2收集到的气体体积比约为1：2。(2)氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃。注射器2与电源负极相连，收集到的气体是氢气，取下注射器2，点火，推动注射器2的活塞，氢气燃烧生成水。(3)正极材质为铜，产生的气体是氧气，接电源正极处变黑可能是因为铜与氧气在通电条件下反应生成了氧化铜。 6.(1)增强导电性(2)【作出假设】电极上分别生成了氢气和氯气【设计实验】2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按照如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。 第2课时 水的净化 水资源的综合利用 1. A解析：自来水净化中加入明矾，明矾溶于水生成的胶状物具有吸附性，吸附水中的悬浮物形成较大颗粒而沉降，A错误。 2. D解析：沉降可以除去水中颗粒较大的不溶性固体杂质，但无法除去溶解的物质或细小颗粒；过滤可以除去水中的不溶性固体颗粒，但无法除去溶解的物质或微生物；吸附可以除去水中的部分溶解性杂质，但无法除去所有溶解的无机物或微生物；蒸馏能除去水中几乎所有类型的杂质，包括溶解物和悬浮物。 3. D解析：工业废水含有毒化学物质等，直接排放会严重污染水源，D错误。 4. A解析：过滤时，用玻璃棒在漏斗内搅拌，容易使滤纸破损，起不到过滤的作用，A错误。 5.(1)明矾(2)引流(3)活性炭 解析：(1)净化黄河水时加入少量明矾，明矾溶于水形成胶状物质，能够吸附水中悬浮的杂质，加快其沉降。(2)过滤操作中使用玻璃棒的作用是引流。(3)活性炭或木炭具有吸附性，能够吸附水中的色素和异味。 6. A解析：水在天然循环过程中实现了水的自身净化，A正确；净化水时应先添加絮凝剂除去不溶性杂质，后添加活性炭吸附可溶性的色素和异味，B错误；图中过程②大气中的水蒸气液化或凝华，该过程代表的环节是降水，C错误；南水北调工程主要改变的是地表水径流，D错误。 7. C解析：实验时，温度计的水银球应在蒸馏烧瓶的支管口处，图中位置正确，C错误。 8. B解析：分子间隔：气体>液体，则水变为水蒸气过程中，水分子的间隔变大，但水分子的体积不变，B错误。 9.(1)化学(2)①没有用玻璃棒引流、漏斗下端没有紧靠烧杯内壁 ②滤纸破损(或漏斗内的液面高于滤纸边缘或承接滤液的烧杯不干净，合理即可)(3)2 解析：(1)紫外线的作用是杀菌消毒，是化学变化。(2)①该装置图中有两处明显的错误：没有用玻璃棒引流、漏斗下端没有紧靠烧杯内壁；②用改正错误后的装置过滤，发现滤液仍然浑浊，可能的原因是滤纸破损，或漏斗内的液面高于滤纸边缘，或承接滤液的烧杯不干净等。(3)1个 带两个单位的正电荷，一个Na⁺带1个单位的正电荷，交换后的水仍然呈电中性，所以一个 可以交换出2个Na⁺。 10.(1)污水的排放导致藻类大量死亡，从而使溶解氧减少 (2)自我净化能力 (3)酿造厂产生的废水处理达标后再排放(或搬迁酿造厂等合理说法均可) 解析：(1)在河流AB段，污水的排放导致藻类大量死亡，从而使溶解氧减少。(2)生态系统都具有一定的自我净化能力。(3)酿造厂产生的废水处理达标后再排放或搬迁酿造厂等(合理说法均可)。 学科网（北京）股份有限公司 $