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让教与学更高效
专题04水
5大高频考点
考点01水的净化
考点02硬水、软水及其鉴别
考点03氢气燃烧实验探究水的组成
考点04电解水实验探究水的组成
考点05水资源与保护
2》
考点01水的净化
1.【答案】B
2.【答案】D
3.【答案】C
4【答案】D
5.【答案】B
6.【答案】(1)明矾
(2)①难溶性
②引流
(3)吸附色素和异
味
(4)C
(5)①在其他条件相同时,氢氧化钠溶液浓度越大,电解水的反应速率
越快
②C
考点02硬水、软水及其鉴别
1.【答案】B
2.【答案】(1)①分子在不断运动
②Sic
③CH
(2)①C0g
②
900℃~940C
(3)①28②不符合
③煮沸
Fe,O3+CO
3.【答案】(1)中硬水
(2)①吸附
②大于
(3)2
(4)
通电
A
(5)①2
②能
(6)①20
②H,0H2+02
③
A
(7)
(8)①铁丝和NaOH溶液
②NaOH溶液和
铁丝分别作电极和电解液时,两极产生的气体体积比接近理论值1:2
(9)
高湿
H2O+Fe→Fe3O4+H2
(10)不能,未反应的水蒸气也会使烧杯内壁有水雾
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4.【答案】(1)①在不停地运动
②Na、Cl
(2)①H20、CO2
②
900℃-940℃
(3)①28
②不符合
③
CO+Fe,O3
CO,+FeO
煮
沸
④B
》
考点03氢气燃烧实验探究水的组成
1.【答案】C
①考点04电解水实验探究水的组成
1.【答案】A
2.【答案】D
3.【答案】B
4【答案】B
5.【答案】(1)煮沸
(2)吸附
(3)氢、氧(或H、O)
6.【答案】(1)吸附水中的色素和异味
(2)①过滤
②增加了过滤次
数
(3)降低
高温
(4)Fe+H,0-Fe,04+H2
(5)水中含有氧元
>374℃
素
(6)C+H2O
→
CO,+H2
>221×107Pa
7.【答案】(1)C
(2)低
(3)①氢(H)
②A
(4)①氢
气分子间的间隙
②单质·
③3
8.【答案】(1)①Fe+H,0
高湿
点燃
→
H,+FeO
②H,+02
H,O
(2)
①H②水是由氢元素和氧元素组成
③电
(3)使水中悬浮杂质快速沉
降
(4)过滤
(5)活性炭
(6)Cl2+H20
→HC1+HClO
9.【答案】(1)①过滤
②吸附水中的色素和异味
(2)①D
②分解反
通电
应
(3)①氧气02
②2H0,82H↑+02↑
③氧气比氢气更易溶于水或氧气与电
高温
极反应而被消耗等(合理即可)
(4)3Fe+4HO
Fe304+4H2
10.【答案】(1)助燃性
(2)电能
(3)氢离子在B电极上得到电子生成氢原子,
氢原子与氢原子结合成氢气分子
(4)失去
(5)A
(6)①
40%
②1.2
11.【答案】(1)①负
②将带火星的木条放到a管尖嘴处,打开活塞,木条复燃,则证明是氧
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(2)①H20
通电
②分解反应
(3)点燃氢气,在火焰的上方罩一个
冷而干燥的烧杯,观察到烧杯内壁有水雾生成
(4)①物理变化
②大
于
(5)①吸附水中的素色和异味
②A(6)Fe0:
太阳能
(7)
乙
8(8)能耗低
12.【答案】(1)①负
②将带火星的木条放在a管尖嘴处,打开a管的活塞,观察到带火星的
木条复燃现象,证明该气体是氧气
(2)①2H,0通电
②分解反
应
(3)将纯净的氢气点燃,在其火焰上方罩一干燥的烧杯,观察到烧杯内壁有水珠生成
(4)①物理变化
②大于
(5)①吸附水中的色素和异味
②
(6)2Fe304
太阳能
A
(7)8kg
(8)能耗低(合理即可)
13.【答案】(1)①负
②增强水的导电性
(2)①ClO2+H2O→HClO3+HCl
②10.65
(3)①CH4
②由化学反应方程式可知,反应①消耗水的量大于
反应②生成水的量
》
考点05水资源与保护
1.【答案】B
2.【答案】D
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专题04 水
5大高频考点
考点01 水的净化
考点02 硬水、软水及其鉴别
考点03 氢气燃烧实验探究水的组成
考点04 电解水实验探究水的组成
考点05 水资源与保护
考点01 水的净化
1.(2024-2025九上·江苏苏州·期中)为防止疾病传染,河水需经处理后方能饮用。常用的措施有:①加热煮沸②用消毒剂杀菌消毒③过滤④自然沉降。较为合理的处理顺序是
A. ①②③④ B. ④③②① C. ④②③① D. ②④③①
2.(2025-2026九上·江苏苏州工业园·期中)自来水厂的净水过程中没有涉及到的净水方法是
A. 沉淀 B. 吸附 C. 过滤 D. 蒸馏
3.(2024-2025九上·江苏苏州工业园区五校·期中)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.(2025-2026九上·江苏苏州工业园区校·期中)海水淡化的实质是将海水中的盐分与水分离,蒸馏法是海水淡化的方式之一。下列相关说法正确的是
A. 蒸馏是利用水和盐分的密度不同 B. 蒸馏过程中,水分子的体积增大
C. 蒸馏后剩余的浓海水中盐分的质量分数不变 D. 蒸馏后剩余的浓海水可以提取其他物质
5.(2024-2025九上·江苏苏州吴中、吴江、相城、高新·期中)下列有关水的说法正确的是
A. 清澈见底的河水属于纯净物
B. 增强水资源节约意识,合理用水,防止水污染
C. 用明矾、三氯化铁等絮凝剂可除去水中的所有杂质
D. 如图从海水中获取淡水的过程属于化学变化
6.(2025-2026九上·江苏省苏州市工业园区东沙湖实验中学·期中)水是生命之源,人类从未停止过对水的研究。以下是兴趣小组同学整理的水净化发展的几个关键阶段:
(1)早期探索:古代时期人们让水中的泥土砂砾等沉淀物自然沉降后撇去饮用,后来将水煮沸来净化饮用水。现在人们通常在水中加入 (填物质名称)来加速颗粒物沉降。
(2)希波克拉底的贡献:公元前5世纪,希波克拉底提出用水通过布来帮助清除淤泥和其他沉积物的概念。这种固液分离的操作能去除水中的 (填“可溶性”或“难溶性”)杂质。完成此操作用到的玻璃棒的作用是 。
(3)第一个净水器专利:18世纪中期,约瑟夫艾米获得了第一个净水器的专利,他的设计结合了羊毛、海绵和木炭层来净化饮用水。木炭层起的作用与活性炭相似,木炭层净水时的作用是 。
(4)现代技术:利用海水淡化将是解决水资源短缺的重要途径,海水淡化可采用膜隔离技术(如图),水分子()可以透过淡化膜,其它离子(如:、)不能透过。以下分析正确的是_______(填字母)。
A. 该变化是化学变化 B. 淡化膜可用普通滤纸
C. 用膜分离技术得到的淡水为软水 D. 右侧池中海水密度不变
(5)研究影响电解水反应速率的因素
为研究影响电解水反应速率的因素,兴趣小组的同学利用13V直流电源进行了相关实验探究,数据如表:(已知:纯水的导电能力很弱)
编号
温度
氢氧化钠溶液浓度
b管气体体积
a管气体体积
电解时间
1
20℃
2%
20 mL
9.8 mL
54.0 s
2
20℃
5%
20 mL
9.8 mL
36.2 s
3
30℃
2%
20 mL
9.9 mL
4
30℃
5%
20 mL
9.9 mL
35.4 s
①比较实验1和2,可得到的结论是 。
②分析四组实验数据,实验3的电解时间“”可能是 (填字母序号)。
A32.4 B.35.2 C.50.2 D.55.6
考点02 硬水、软水及其鉴别
1.(2024-2025九上·江苏苏州工业园区五校·期中)下列有关硬水性质实验的操作,正确的是
A. 取样品
B. 滴加肥皂水
C. 振荡
D. 加热水样
2.(2025-2026九上·江苏省苏州市工业园区东沙湖实验中学·期中)国庆长假时,于城市漫步中,寻味苏州。
(1)品狮山市集烟火
①各种小吃香味扑鼻,说明分子 。
②小吃锅体采用铝合金材质,表面通过碳化硅陶瓷工艺形成。碳化硅的结构类似于金刚石,则构成碳化硅的微粒是 (填“化学符号”)
③液化石油气是常用的燃料,其主要成分之一是丙烷,丙烷是一种碳氢化合物,其中碳元素和氢元素质量之比为9:2,其相对分子质量为44,丙烷的化学式为 。
(2)画粉墙红砖黛瓦
①临街店铺门环上铜绿斑驳。铜绿主要成分是碱式碳酸铜。铜绿可能是铜与空气中的水和和 (填化学式)发生一系列复杂化学反应的产物。
②烧制青砖:“火候足,止薪之候,泥固塞其孔,然后使水转釉”。该过程中主要的反应是在900℃~940℃时,CO将红砖中的氧化铁转化为氧化亚铁而形成青砖,同时生成二氧化碳,其化学表达式为 。
(3)望小桥流水人家
我国规定饮用水的硬度不能超过25度。硬度的表示方法是:将水中的和都看作,并将其质量折算成CaO的质量。通常把1升水中含有10毫克CaO称为1度,8度以上为硬水,8度以下为软水。
①取某水样1 L,经实验测定,其中含,此水样的硬度约为 度, (填“符合”或“不符合”)饮用水标准。
②生活中常用 的方法降低水的硬度。
3.(2025-2026九上·江苏苏州·期中)化学实践小组的同学们设计了一系列实践活动,对水质检测、水的净化、水的组成进行了项目式学习。
任务一:检测水质
【查阅资料】国家有关水的硬度的标准为:
类别
极软水
软水
中硬水
硬水
高硬水
以CaCO3浓度计/(mg/L)
0~75
75~150
150~300
300~450
450~700
(1)同学们取少量水库水,用便携式水硬度检测仪测得该水库水的硬度为286.2 mg/L,说明该水库水属于 (填水的类别)。
任务二:水的净化
(2)活性炭能除去水中的异味,是因为活性炭具有良好的 性。水中的细菌、病毒等微生物被超滤膜除去,则细菌、病毒等微生物的粒径 (填“大于”或“小于”)超滤膜的孔径。
(3)自来水厂常用明矾作絮凝剂,明矾【KAl(SO4)m·12H2O】化学式中的m= 。
(4)图1中①②处需填入活性炭和石英砂,最佳的装填顺序应是______(填字母)。
A. ①石英砂→②活性炭 B. ①活性炭→②石英砂
(5)离子交换树脂中阳离子交换柱的交换过程如图2所示(图中阴离子未画出)。
①1个Mg2+可以交换出 个Na⁺。
②离子交换树脂 (填“能”或“不能”)起到软化水的作用。
任务三:探究水的组成
(6)小组同学按照图3装置进行电解水实验,观察到玻璃管a产生气体体积为10 mL,则玻璃管b产生气体体积约为 mL,写出该反应的符号表达式是 ,此过程中的能量转化形式为下列中的 (填字母)。
A.电能转化为化学能 B.化学能转化为电能
(7)在下图的方框内补全电解水反应前的微观示意图。
任务四:探究影响电解水速率的因素
使用不同材质电极和电解液进行实验,探究不同材质电极和电解液对实验结果的影响。现象和两极产生的V(O2):V(H2)情况如下表。
电解液(浓度10%)
现象/两极产生的V(O2):V(H2)
碳棒
铜棒
铁丝
稀硫酸
1.1:6.9
正极气泡很少
铁丝溶解
NaOH溶液
1.0:7.0
3.3:7.7
3.2:6.5
(8)通过比较,本实验中最佳电极和电解液分别是 ,理由是 。
任务五:重温历史——拉瓦锡探究水的组成实验
【查阅资料】碱石灰能吸收水蒸气
兴趣小组利用图4装置重温拉瓦锡探究水的组成,将水蒸气通过盛有铁粉的玻璃管,在高温的条件下,经检验有黑色固体(四氧化三铁)生成,同时得到了氢气。
(9)水蒸气与铁发生反应的符号表达式为 。
(10)若缺少B装置,通过“C中观察到烧杯内壁有水雾”能否得出反应中有氢气产生?理由是 。
4.(2025-2026九上·江苏省苏州中学伟长实验部·期中)国庆长假时,于城市漫步中,寻味苏州。
(1)品姑苏市集烟火
①各种小吃香味扑鼻,说明分子 。
②食盐是重要的调料之一,其主要成分氯化钠的构成微粒为 (填符号)。
(2)画粉墙红砖黛瓦
①临街店铺门环上铜绿斑驳。铜绿主要成分是碱式碳酸铜[]。铜绿可能是铜与空气中的 (填化学式)和发生一系列复杂化学反应的产物。
②烧制背砖“火候足,止薪之候,泥固塞其孔,然后使水转釉”。该过程中主要的反应是在900℃~940℃时,CO将红砖中的氧化铁转化为氧化亚铁而形成青砖,同时生成二氧化碳,其符号表达式为 。
(3)望小桥流水人家
我国规定饮用水的硬度不能超过25度。硬度的表示方法是:将水中的和都看作,并将其质量折算成的质量。通常把1升水中含有10毫克称为1度,8度以上为硬水,8度以下为软水。
①取某水样1 L,经实验测定,其中含 0.2 g,此水样的硬度约为 度, (填“符合”或“不符合”),饮用水标准。
②生活中常用 的方法降低水的硬度
③儿童缺钙易得 (填字母)
A.侏儒症 B.佝偻症 C.贫血
考点03 氢气燃烧实验探究水的组成
1.(2025-2026九上·江苏省苏州市工业园区东沙湖实验中学·期中)兴趣小组用如图装置研究铁与水蒸气的反应。加热一段时间后,用火柴点燃肥皂液中鼓起的气泡,听到爆鸣声,观察到淡蓝色的火焰。下列说法不正确的是
A. 铁与水蒸气反应产生的气体可能为氢气
B. 实验开始时,先加热试管的湿棉花处,一段时间后再加热铁粉处
C. 实验结束时,先熄灭全部酒精灯,再移出导气管
D. 干燥剂的作用是为了干燥氢气
考点04 电解水实验探究水的组成
1.(2024-2025九上·江苏苏州·期中)如图为电解水的实验装置,下列说法正确的是
A. 实验过程中电能转化为化学能 B. b试管内收集的气体是氢气
C. a试管内收集的气体能使带火星的木条复燃 D. 电解水实验可以证明水是由氢气和氧气组成
2.(2025-2026九上·江苏省苏州市高新区实验初中学·期中)有关如图实验的说法正确的是
A. 点燃氢气前不用检验纯度 B. 干冷烧杯内壁无明显变化
C. b管气体能使带火星木条复燃 D. 两个实验均可证明水的组成
3.(2025-2026九上·江苏苏州工业园·期中)电解水制氢能耗大,效率低,因而未被广泛应用。某种光解水的过程如图所示,下列有关说法中错误的是
A. 电解水过程中将电能转化为化学能
B. 光解水过程需要不断补充Fe3O4和FeO以推动反应持续进行
C. 光解水与电解水相比能充分利用太阳能,成本更低
D. 反应Ⅱ的符号表达式为
4.(2024-2025九上·江苏苏州工业园区星湾学校·期中)某种光分解水的过程如图所示,下列说法不正确的是
A. 水分解产生的氢气和氧气的体积比为2:1
B. 该过程需要不断补充Fe3O4和 FeO以推动反应
C. 该方法与电解水相比能充分利用太阳能,能耗更低
D. 反应Ⅱ的符号表达式为H2O+FeOH2+Fe3O4
5.(2025-2026九上·江苏苏州工业园区·期中)水是一切生命体存在所必需的物质,我们必须爱护水资源,回答下列问题。
(1)生活中通过 的方法降低水的硬度;
(2)自来水厂常利用活性炭的 性,除去水中的异味;
(3)电解水实验,证明水是由 两种元素组成的。
6.(2025-2026九上·江苏苏州·期中)水是维持生命的重要物质,也常用于科研、工业生产。
(一)水的净化
下图是某家用净水器的净水流程示意图。
(1)该净水器中,活性炭的作用是 。
(2)该净水器中,UF膜及折叠PP棉可以有效阻挡泥沙、铁锈等大颗粒,作用与 (填实验操作名称)类似,将PP棉折叠可以提高净水效率,原因是 。
(3)纯净水通过减压蒸馏和冷凝等处理可进一步净化,减小压强可使水的沸点 (选填“升高”或“降低”)。
(二)水的组成
(4)1784年,法国化学家拉瓦锡将水加入灼热的铁质枪管,实现了水的“分解”,生成了氢气和四氧化三铁,该反应的符号表达式为 。
(5)1800年,英国科学家尼科尔森用电池完成了水的分解实验。某同学利用如图所示装置进行电解水实验。经检验A管收集到的是O2,由此得出关于水的组成的推论是 。
(三)水的利用
(6)超临界水是常态水在温度超过374℃、压强超过2.21×107Pa下形成的气、液密度相等的一种特殊状态的物质。煤(主要成分是碳)的超临界水汽化技术可将煤转化为高纯度H2和CO2,该反应的符号表达式为 。
7.(2025-2026九上·江苏苏州·期中)氢能是一种清洁能源,氢气的生产和储存是科学研究的重要方向。
目前制氢的方法主要有化石能源制氢和电解水制氢。由化石能源(煤、天然气)制得的中含有CO,利用液氮的低温可将CO液化分离,从而获得纯净的氢气。电解水法制氢的能量转化如图所示,氚可用于核能发电,氚是一种原子核中有1个质子和2个中子的原子。
氢气的储存有物理储氢和化学储氢。物理储氢包括加压储氢和吸附储氢。用物理方法将石墨进行剥离,得到的石墨烯可用于常温吸附氢气。锂氮化合物可用于化学储氢。
(1)下列有关氢能的说法不正确的是______。
A. 氢气的燃烧产物无污染,所以氢能是一种清洁能源
B. 利用太阳能发电并电解水制氢可实现二氧化碳零排放
C. 现阶段氢能已经能完全替代化石能源
(2)利用液氮的低温能将与CO分离,说明氢气的沸点比CO的沸点 。
(3)①氚属于 元素的一种原子。
②下列示意图能表示氚原子的是 (填序号)。
(4)①将氢气压缩进储氢瓶过程中,发生改变的是 (从微观角度解释)。
②石墨烯是一种 (填“单质”或“化合物”)。
③化合物中质量比,则 。
8.(2025-2026九上·江苏省苏州市立达、沧浪、景范中学校·期中)水是生命之源,在生产生活中都有着重要的作用。
I 探究水的组成实验
(1)为证明水不是由“水元素”组成的,1785年,拉瓦锡在高温的条件下,用水蒸气与红热的铁反应,将水转化为氢气,同时生成四氧化三铁。模拟实验装置如图1所示。
①该反应的化学符号表达式为 。
②用肥皂水收集氢气后点燃,该反应的化学符号表达式为 。
(2)电解水实验的简易装置如图2所示,a中收集到的气体是 (填化学式);从a管收集到的气体,你可以得到关于水的组成的结论是 ;从能量变化角度看,该过程是将 能转化为化学能。
II .水的净化
化学兴趣小组收集了一瓶浑浊的京杭大运河的河水,模拟自来水厂进行水的净化过程。其实验过程如下所示,请回答以下问题。
(3)加入混凝剂A的目的是 。
(4)为了将混凝后的固体与液体分离,需进行操作1,其操作名称为 。
(5)操作2的主要目的是通过吸附去除液体C中一些异味和色素,可选用的物质是 。
(6)操作3是消毒杀菌。该过程一般利用液氯汽化后的氯气(双原子分子)与水反应生成盐酸和次氯酸(HClO),该反应的符号表达式是 。
9.(2024-2025九上·江苏苏州吴中、吴江、相城、高新·期中)水是生命之源,人类从未停止过对水的研究。
Ⅰ.探究水的净化
(1)图-1为自制简易净水器示意图。
①用小石子、细砂处理水中不溶性杂质,相当于实验室进行的基本操作: (填操作名称)。
②活性炭的作用是 。
Ⅱ.探究水的分解
(2)图-2为水在一定条件下分解的微观过程。虚线框内应填的微观图示是 (选填A、B、C、D),该反应属于的基本反应类型是 。
(3)图-3所示装置是电解水的装置。
①a管收集到气体是 ;反应的化学方程式为 。
②若用碳棒作电极进行电解水实验,一段时间后,得到氢气和氧气的体积比大于理论值,对产生此现象原因的解释是: 。
Ⅱ.探究水的反应
(4)1785年,拉瓦锡将水蒸气通过红热的铁制枪管将水转化为氢气,同时生成四氧化三铁,实验示意图如图-4所示。
该反应的化学方程式为 。
10.(2024-2025九上·江苏苏州吴中、吴江、相城、高新·期中)化学在认识自然、服务社会中发挥着不可替代的作用。
Ⅰ.化学与科技
(1)火箭可采用液氧液氢推进剂,体现氧气具有的性质是 。
(2)神舟十八号载人飞船使用的锂电池供电时,能量的转化形式为:化学能转化为 。
(3)利用太阳能电厂富余电力电解水制氢,电极上微观粒子的变化情况如图-1所示。B电极表面生成H2的过程可描述为 。
Ⅱ.化学与健康
(4)镁是人体所需的重要元素,具有促进蛋白质合成、肌肉收缩及保持骨骼健康等作用。镁原子的结构示意图如图-2所示。镁原子在化学变化中容易 (填“得到”或“失去”)电子。
(5)元素与健康息息相关,奶、豆类和虾皮等含有丰富的钙,缺钙会发生_____(填字母序号)。
A. 骨质疏松 B. 贫血 C. 甲状腺肿大
(6)某钙片的商品标签如图-3所示,小明同学正处于生长发育阶段,需要摄入比成年人更多的钙元素。碳酸钙中钙元素的质量分数为 。若每天需要服用2片这种钙片,他每天至少可以摄入钙元素的质量为 g。
11.(2024-2025九上·江苏省苏州市立达中学·期中)水是生命之源,学习化学可以帮助我们正确认识水、利用水。
Ⅰ.水的组成
(1)利用图1装置进行电解水实验可初步证明水的组成。b管电极连接电源的 极(填“正”或“负”),检验a管气体的方法是 。
(2)电解水反应的符号表达式为 ,基本反应类型为 。
(3)要证明水的组成,还可用的实验方案是 (操作和现象)。
Ⅱ.水的净化
(4)某家用净水机采用了反渗透系统净化水,工作原理如图2所示。该过程属于 (填“物理变化”或“化学变化”)。净化后,废水中金属离子的浓度 原水中金属离子的浓度(填“大于”、“等于”或“小于”)。
(5)两位同学用塑料瓶、纱布等材料制作了简易净水器,如图3所示。其中,活性炭的作用是 。装置设计较合理的是 (填“A”或“B”)。
Ⅲ.水的利用
利用太阳能将水转化为氢气是一种理想途径。某种光解水制氢的过程如图4。
(6)反应Ⅰ的符号表达式为 。
(7)光解水时,每消耗水中含有的氢元素质量为 kg。
(8)与电解水相比,光解水制氢气有很多优点,请写出一条 。
12.(2024-2025九上·江苏省苏州市景范中学·期中)水是生命之源,学习化学可以帮助我们正确认识水、利用水。
I.水的组成
(1)利用图1装置进行电解水实验可初步证明水的组成。b管电极连接电源的 极(填“正”或“负”),检验a管气体的方法是 。
(2)电解水反应的化学方程式为 ,基本反应类型为 。
(3)要证明水的组成,还可用的实验方案是 (操作和现象)。
Ⅱ.水的净化
(4)某家用净水机采用了反渗透系统净化水,工作原理如图2所示。该过程属于 (填“物理变化”或“化学变化”)。净化后,废水中金属离子的浓度 原水中金属离子的浓度(填“大于”、“等于”或“小于”)。
(5)两位同学用塑料瓶、纱布等材料制作了简易净水器,如图3所示。其中,活性炭的作用是 。装置设计较合理的是 (填“A”或“B”)。
Ⅲ.水的利用
利用太阳能将水转化为氢气是一种理想途径。某种光解水制氢的过程如图4。
(6)反应Ⅰ的化学方程式为 。
(7)光解水时每消耗水生成氢气的质量为 。
(8)与电解水相比,光解水制氢气有很多优点,请写出一条 。
13.(2024-2025九上·江苏苏州工业园区五校·期中)近代以来,科学家通过对水的生成和分解实验的研究认识了水的组成。
Ⅰ.电解分解水:
(1)1800年,英国化学家尼科尔森通过电解水得到氢气和氧气,现有某同学在水电解器中加入蒸馏水,并加入少量稀硫酸溶液,通直流电一段时间后现象如图1所示。
①图1中左侧为 (填“正”或“负”)极。
②电解器中加入稀硫酸的目的是 。
(2)二氧化氯()是净化饮用水的一种十分有效的净水剂,如图2是用二氧化氢净水过程中发生反应的微观示意图,其中丙为氯酸(),请回答下列问题。
①写出图2中反应的符号表达式
②20.25g二氧化氯中氯元素的质量为 g。
Ⅱ.光催化分解水:
(3)我国科学家利用太阳光在某种新型催化剂表面分解水后,再利用某种高效催化剂将二氧化碳转化成有机物燃料X。反应过程如图3所示,回答下列问题:
①X由碳氢元素组成的化合物,相对分子质量为28,碳氢元素质量比为6∶1,则X的化学式为 .
②图3反应②生成的水全部循环利用,为使该过程持续发生,但反应①需要不断补充水,其原因是 。
考点05 水资源与保护
1.(2025-2026九上·江苏苏州吴中·期中)水是生命之源,是人类宝贵的自然资源。下列图标是我国“国家节水标志”的是
A.
B.
C.
D.
2.(2025-2026九上·江苏省苏州市振华中学校·期中)“秋风起,蟹脚痒”,又到螃蟹膏满黄肥之时。苏州阳澄湖是中国最为著名的大闸蟹产地,而保持良好水质是阳澄湖大闸蟹养殖的第一制约因素。下列有关保护阳澄湖水质的做法,不适合的是( )
A. 水源保护区内禁止设立排污口 B. 适量种植金鱼藻、水花生等水草
C. 出台阳澄湖水源水质保护条例 D. 大量使用明矾等净水剂净化水质
试卷第1页,共3页
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专题04 水
5大高频考点
考点01 水的净化
考点02 硬水、软水及其鉴别
考点03 氢气燃烧实验探究水的组成
考点04 电解水实验探究水的组成
考点05 水资源与保护
考点01 水的净化
1.(2024-2025九上·江苏苏州·期中)为防止疾病传染,河水需经处理后方能饮用。常用的措施有:①加热煮沸②用消毒剂杀菌消毒③过滤④自然沉降。较为合理的处理顺序是
A. ①②③④ B. ④③②① C. ④②③① D. ②④③①
【答案】B
【解析】将河水转化为饮用水的处理过程:一般先进行自然沉降(除去水中的难溶性大颗粒),然后过滤(除去难溶性杂质),再经用消毒剂杀菌消毒(杀死微生物)等过程,最后加热煮沸即可饮用,所以顺序为:④ ③ ② ① 。故选B。
2.(2025-2026九上·江苏苏州工业园·期中)自来水厂的净水过程中没有涉及到的净水方法是
A. 沉淀 B. 吸附 C. 过滤 D. 蒸馏
【答案】D
【解析】试题分析:自来水厂的净水过程是:沉淀,过滤,吸附,消毒。故选D。
考点:水的净化
3.(2024-2025九上·江苏苏州工业园区五校·期中)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
【解析】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.(2025-2026九上·江苏苏州工业园区校·期中)海水淡化的实质是将海水中的盐分与水分离,蒸馏法是海水淡化的方式之一。下列相关说法正确的是
A. 蒸馏是利用水和盐分的密度不同 B. 蒸馏过程中,水分子的体积增大
C. 蒸馏后剩余的浓海水中盐分的质量分数不变 D. 蒸馏后剩余的浓海水可以提取其他物质
【答案】D
【解析】A、蒸馏是利用水和盐分的沸点不同进行分离,不是利用密度不同。此选项错误。
B、蒸馏过程中水分子体积不变,水分子之间的间隔发生变化。此选项错误。
C、蒸馏时水减少,盐的质量分数变大。此选项错误。
D、浓海水中含有多种盐,可用于提取其他物质。此选项正确。
故选D。
5.(2024-2025九上·江苏苏州吴中、吴江、相城、高新·期中)下列有关水的说法正确的是
A. 清澈见底的河水属于纯净物
B. 增强水资源节约意识,合理用水,防止水污染
C. 用明矾、三氯化铁等絮凝剂可除去水中的所有杂质
D. 如图从海水中获取淡水的过程属于化学变化
【答案】B
【解析】A、清澈见底的河水中含有水、可溶性物质等,属于混合物,故A错误;
B、增强水资源节约意识,合理用水,防止水污染,故B正确;
C、用明矾、三氯化铁等絮凝剂可除去水中悬浮性的杂质,使其沉降,故C错误;
D、如图从海水中获取淡水的过程中没有新物质的生成,属于物理变化,故D错误。
故选B。
6.(2025-2026九上·江苏省苏州市工业园区东沙湖实验中学·期中)水是生命之源,人类从未停止过对水的研究。以下是兴趣小组同学整理的水净化发展的几个关键阶段:
(1)早期探索:古代时期人们让水中的泥土砂砾等沉淀物自然沉降后撇去饮用,后来将水煮沸来净化饮用水。现在人们通常在水中加入 (填物质名称)来加速颗粒物沉降。
(2)希波克拉底的贡献:公元前5世纪,希波克拉底提出用水通过布来帮助清除淤泥和其他沉积物的概念。这种固液分离的操作能去除水中的 (填“可溶性”或“难溶性”)杂质。完成此操作用到的玻璃棒的作用是 。
(3)第一个净水器专利:18世纪中期,约瑟夫艾米获得了第一个净水器的专利,他的设计结合了羊毛、海绵和木炭层来净化饮用水。木炭层起的作用与活性炭相似,木炭层净水时的作用是 。
(4)现代技术:利用海水淡化将是解决水资源短缺的重要途径,海水淡化可采用膜隔离技术(如图),水分子()可以透过淡化膜,其它离子(如:、)不能透过。以下分析正确的是_______(填字母)。
A. 该变化是化学变化 B. 淡化膜可用普通滤纸
C. 用膜分离技术得到的淡水为软水 D. 右侧池中海水密度不变
(5)研究影响电解水反应速率的因素
为研究影响电解水反应速率的因素,兴趣小组的同学利用13V直流电源进行了相关实验探究,数据如表:(已知:纯水的导电能力很弱)
编号
温度
氢氧化钠溶液浓度
b管气体体积
a管气体体积
电解时间
1
20℃
2%
20 mL
9.8 mL
54.0 s
2
20℃
5%
20 mL
9.8 mL
36.2 s
3
30℃
2%
20 mL
9.9 mL
4
30℃
5%
20 mL
9.9 mL
35.4 s
①比较实验1和2,可得到的结论是 。
②分析四组实验数据,实验3的电解时间“”可能是 (填字母序号)。
A32.4 B.35.2 C.50.2 D.55.6
【答案】(1)明矾 (2)① 难溶性 ② 引流 (3)吸附色素和异味 (4)C (5)① 在其他条件相同时,氢氧化钠溶液浓度越大,电解水的反应速率越快 ② C
【解析】(1)净水时用明矾加速悬浮物沉降,利用的是明矾溶于水生成的胶状物对杂质进行吸附,使杂质沉降;
(2)用水通过布来帮助清除淤泥和其他沉积物,这种固液分离的操作是过滤,能去除水中的难溶性杂质。 完成过滤操作用到的玻璃棒的作用是引流,防止液体洒出。
(3)木炭层起的作用与活性炭相似,木炭层净水时的作用是吸附色素和异味,因为木炭具有疏松多孔的结构,有吸附性。
(4)A、利用膜隔离技术海水淡化过程中没有新物质生成,属于物理变化,不是化学变化,错误;
B、普通滤纸不能使水分子透过,而其它离子不能透过,所以淡化膜不可用普通滤纸,错误;
C、用膜分离技术得到的淡水几乎不含钙、镁离子化合物,为软水,正确;
D、右侧池中海水溶质质量不变,但溶剂水减少,所以海水密度变大,错误。
故选C。
(5)① 比较实验 1 和 2,温度相同,氢氧化钠溶液浓度不同,浓度越大,电解时间越短,可得到的结论是在其他条件相同时,氢氧化钠溶液浓度越大,电解水的反应速率越快;
② 比较实验 1 和 3,氢氧化钠溶液浓度相同,温度升高,反应速率加快,电解时间应缩短,实验 1 的电解时间为54.0s,所以x应小于54.0s;比较实验 3 和 4,温度相同,实验 4 氢氧化钠溶液浓度大,电解时间短(35.4s),所以x应大于35.4s,符合条件的是50.2s。
故选C。
考点02 硬水、软水及其鉴别
1.(2024-2025九上·江苏苏州工业园区五校·期中)下列有关硬水性质实验的操作,正确的是
A. 取样品
B. 滴加肥皂水
C. 振荡
D. 加热水样
【答案】B
【解析】A、使用滴管取用液体药品时,瓶塞要倒立在桌面上,如图错误;
B、向试管内滴加液体时胶头滴管要在试管口正上方正立,不要伸到试管内,更不能触壁,如图操作正确;
C、振荡试管时不能上下振荡会使液体药品溅出,要左右振荡,如图操作错误;
D、给液体加热时,液体体积不超过试管的三分之一,用酒精灯外焰加热,如图试管内液体过多,容易溅出伤人,操作错误;
答案为:B。
2.(2025-2026九上·江苏省苏州市工业园区东沙湖实验中学·期中)国庆长假时,于城市漫步中,寻味苏州。
(1)品狮山市集烟火
①各种小吃香味扑鼻,说明分子 。
②小吃锅体采用铝合金材质,表面通过碳化硅陶瓷工艺形成。碳化硅的结构类似于金刚石,则构成碳化硅的微粒是 (填“化学符号”)
③液化石油气是常用的燃料,其主要成分之一是丙烷,丙烷是一种碳氢化合物,其中碳元素和氢元素质量之比为9:2,其相对分子质量为44,丙烷的化学式为 。
(2)画粉墙红砖黛瓦
①临街店铺门环上铜绿斑驳。铜绿主要成分是碱式碳酸铜。铜绿可能是铜与空气中的水和和 (填化学式)发生一系列复杂化学反应的产物。
②烧制青砖:“火候足,止薪之候,泥固塞其孔,然后使水转釉”。该过程中主要的反应是在900℃~940℃时,CO将红砖中的氧化铁转化为氧化亚铁而形成青砖,同时生成二氧化碳,其化学表达式为 。
(3)望小桥流水人家
我国规定饮用水的硬度不能超过25度。硬度的表示方法是:将水中的和都看作,并将其质量折算成CaO的质量。通常把1升水中含有10毫克CaO称为1度,8度以上为硬水,8度以下为软水。
①取某水样1 L,经实验测定,其中含,此水样的硬度约为 度, (填“符合”或“不符合”)饮用水标准。
②生活中常用 的方法降低水的硬度。
【答案】(1)① 分子在不断运动 ② SiC ③ C3H8 (2)① CO2 ② (3)① 28 ② 不符合 ③ 煮沸
【解析】(1)① 分子在不断运动,各种小吃香味扑鼻,是含有香味的分子运动到了空气中;
② 碳化硅中碳元素显-4价,硅元素显+4价,正负化合价代数和为零,化学式为:SiC;
③ 丙烷是一种碳氢化合物,其中碳元素和氢元素质量之比为9:2,碳元素与氢元素的原子个数比为::=3:8,又由于该化合物的相对分子质量为44,所以;该化合物的化学式为:C3H8;
(2)① 由碱式碳酸铜的化学式可知,其是由铜、碳、氢、氧元素组成的,根据质量守恒定律,铜能提供铜元素,氧气能提供氧元素,水能提供氢元素和氧元素,空气中还应有物质提供碳元素,空气中能提供碳元素的物质是二氧化碳,故反应物还有二氧化碳,化学式为:CO2;
② 在900℃∼940℃时CO与氧化铁转反应氧化亚铁和二氧化碳,反应的化学表达式为: ;
(3)① 取某水样1L,经实验测定,其中含Ca2+0.2g=200mg,含有氧化钙的质量为:,硬度约为280mg÷10mg=28,不符合饮用水标准;
② 硬水中含有较多的钙镁化合物,煮沸能将水中的钙镁化合物转化成沉淀,从而降低水的硬度。
3.(2025-2026九上·江苏苏州·期中)化学实践小组的同学们设计了一系列实践活动,对水质检测、水的净化、水的组成进行了项目式学习。
任务一:检测水质
【查阅资料】国家有关水的硬度的标准为:
类别
极软水
软水
中硬水
硬水
高硬水
以CaCO3浓度计/(mg/L)
0~75
75~150
150~300
300~450
450~700
(1)同学们取少量水库水,用便携式水硬度检测仪测得该水库水的硬度为286.2 mg/L,说明该水库水属于 (填水的类别)。
任务二:水的净化
(2)活性炭能除去水中的异味,是因为活性炭具有良好的 性。水中的细菌、病毒等微生物被超滤膜除去,则细菌、病毒等微生物的粒径 (填“大于”或“小于”)超滤膜的孔径。
(3)自来水厂常用明矾作絮凝剂,明矾【KAl(SO4)m·12H2O】化学式中的m= 。
(4)图1中①②处需填入活性炭和石英砂,最佳的装填顺序应是______(填字母)。
A. ①石英砂→②活性炭 B. ①活性炭→②石英砂
(5)离子交换树脂中阳离子交换柱的交换过程如图2所示(图中阴离子未画出)。
①1个Mg2+可以交换出 个Na⁺。
②离子交换树脂 (填“能”或“不能”)起到软化水的作用。
任务三:探究水的组成
(6)小组同学按照图3装置进行电解水实验,观察到玻璃管a产生气体体积为10 mL,则玻璃管b产生气体体积约为 mL,写出该反应的符号表达式是 ,此过程中的能量转化形式为下列中的 (填字母)。
A.电能转化为化学能 B.化学能转化为电能
(7)在下图的方框内补全电解水反应前的微观示意图。
任务四:探究影响电解水速率的因素
使用不同材质电极和电解液进行实验,探究不同材质电极和电解液对实验结果的影响。现象和两极产生的V(O2):V(H2)情况如下表。
电解液(浓度10%)
现象/两极产生的V(O2):V(H2)
碳棒
铜棒
铁丝
稀硫酸
1.1:6.9
正极气泡很少
铁丝溶解
NaOH溶液
1.0:7.0
3.3:7.7
3.2:6.5
(8)通过比较,本实验中最佳电极和电解液分别是 ,理由是 。
任务五:重温历史——拉瓦锡探究水的组成实验
【查阅资料】碱石灰能吸收水蒸气
兴趣小组利用图4装置重温拉瓦锡探究水的组成,将水蒸气通过盛有铁粉的玻璃管,在高温的条件下,经检验有黑色固体(四氧化三铁)生成,同时得到了氢气。
(9)水蒸气与铁发生反应的符号表达式为 。
(10)若缺少B装置,通过“C中观察到烧杯内壁有水雾”能否得出反应中有氢气产生?理由是 。
【答案】(1)中硬水 (2)① 吸附 ② 大于 (3)2 (4)A (5)① 2 ② 能 (6)① 20 ② ③ A (7) (8)① 铁丝和NaOH溶液 ② NaOH溶液和铁丝分别作电极和电解液时,两极产生的气体体积比接近理论值1:2 (9) (10)不能,未反应的水蒸气也会使烧杯内壁有水雾
【解析】(1)同学们取少量水库水,用便携式水硬度检测仪测得该水库水的硬度为286.2 mg/L,处于150mg/L~300mg/L的范围内,属于中硬水;
(2)活性炭疏松多孔,具有吸附性,能吸附水中的色素和异味;
水中的细菌、病毒等微生物被超滤膜除去,则细菌、病毒等微生物的粒径大于超滤膜的孔径,故填:大于;
(3)根据化合物中正负化合价代数和为零的原则,钾元素的化合价为+1价,铝元素的化合价为+3价,硫酸根的化合价为-2价,则有:(+1)+(+3)+(−2)×m=0,解得m=2;
(4)要获得较好的净水效果,最上面放的是颗粒大的石英砂,下面放活性炭吸附除去水中的色素和异味,故选A;
(5)① 1个镁离子带两个单位的正电荷,1个钠离子带一个单位的正电荷,因此1个Mg2+可以交换出2个Na+;
② 离子交换树脂可以降低水中钙离子和镁离子的含量,能起到软化水的作用;
(6)水的电解实验中,根据“正氧负氢、氧一氢二”,a管产生的气体较少,则a管产生的气体为氧气,b管产生的气体较多,则b管产生的气体为氢气,氢气和氧气的体积比约为2:1,若观察到玻璃管a产生气体体积为10mL,则玻璃管b产生气体体积,10mL×2=20mL;
符号表达式为:;
此反应过程中,电能转化为化学能,故选A;
(7)据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和数目不变,生成物中含H、O的个数分别是4、2,反应物中含H、O的个数也应是4、2,每个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成,故图中应补充2个水分子,即;
(8)由表中数据可知,NaOH溶液和铁丝分别作电极和电解液时,两极产生的气体体积比接近理论值1:2,所以用NaOH溶液和铁丝分别作电极和电解液最佳;
(9)水蒸气与铁在高温下生成四氧化三铁和氢气,符号表达式为:;
(10)由于A中发生的反应为铁和水蒸气的反应,为了防止未反应的水蒸气干扰C装置的检验,则B装置的碱石灰作用为除去氢气中水蒸气,所以若缺少B装置,通过“C中观察到烧杯内壁有水雾”不能得出反应中有氢气产生。
4.(2025-2026九上·江苏省苏州中学伟长实验部·期中)国庆长假时,于城市漫步中,寻味苏州。
(1)品姑苏市集烟火
①各种小吃香味扑鼻,说明分子 。
②食盐是重要的调料之一,其主要成分氯化钠的构成微粒为 (填符号)。
(2)画粉墙红砖黛瓦
①临街店铺门环上铜绿斑驳。铜绿主要成分是碱式碳酸铜[]。铜绿可能是铜与空气中的 (填化学式)和发生一系列复杂化学反应的产物。
②烧制背砖“火候足,止薪之候,泥固塞其孔,然后使水转釉”。该过程中主要的反应是在900℃~940℃时,CO将红砖中的氧化铁转化为氧化亚铁而形成青砖,同时生成二氧化碳,其符号表达式为 。
(3)望小桥流水人家
我国规定饮用水的硬度不能超过25度。硬度的表示方法是:将水中的和都看作,并将其质量折算成的质量。通常把1升水中含有10毫克称为1度,8度以上为硬水,8度以下为软水。
①取某水样1 L,经实验测定,其中含 0.2 g,此水样的硬度约为 度, (填“符合”或“不符合”),饮用水标准。
②生活中常用 的方法降低水的硬度
③儿童缺钙易得 (填字母)
A.侏儒症 B.佝偻症 C.贫血
【答案】(1)① 在不停地运动 ② 、 (2)① 、 ② (3)① 28 ② 不符合 ③ 煮沸 ④ B
【解析】(1)① 分子在不断运动,各种小吃香味扑鼻,是含有香味的分子运动到了空气中;
② 氯化钠是由钠离子和氯离子构成,离子符号分别为:、。
(2)① 由碱式碳酸铜的化学式可知,其是由铜、碳、氢、氧元素组成的,根据质量守恒定律,铜能提供铜元素,氧气能提供氧元素,空气中还应有物质提供碳元素和氢元素,空气中能提供这两种元素的物质是二氧化碳和水,故反应物种有二氧化碳和水,化学式分别为:、。
②在900℃~940℃时,将红砖中的氧化铁转化为氧化亚铁而形成青砖,同时生成二氧化碳,据此写出符号表达式:。
(3)① 取某水样1L,经实验测定,其中含0.2g,0.2g=200mg,含有氧化钙的质量为:,1升水中含有10毫克称为1度,则含有280mg的水样为28度;饮用水的硬度不能超过25度,故不符合饮用水标准;
② 生活中常用煮沸的方法来降低水的硬度,经过煮沸后水中的钙离子、镁离子可以转化为沉淀。
③ A、缺锌会导致侏儒症,该选项不符合题意;
B、缺钙会导致儿童佝偻症,该选项符合题意;
C、缺铁会导致贫血,该选项不符合题意;
故选B。
考点03 氢气燃烧实验探究水的组成
1.(2025-2026九上·江苏省苏州市工业园区东沙湖实验中学·期中)兴趣小组用如图装置研究铁与水蒸气的反应。加热一段时间后,用火柴点燃肥皂液中鼓起的气泡,听到爆鸣声,观察到淡蓝色的火焰。下列说法不正确的是
A. 铁与水蒸气反应产生的气体可能为氢气
B. 实验开始时,先加热试管的湿棉花处,一段时间后再加热铁粉处
C. 实验结束时,先熄灭全部酒精灯,再移出导气管
D. 干燥剂的作用是为了干燥氢气
【答案】C
【解析】A、铁与水蒸气反应产生的气体能燃烧,且淡蓝色的火焰,所以铁与水蒸气反应产生的气体可能为氢气,选项A正确;
B、实验开始时,先加热试管的湿棉花处,让湿棉花处的水变成水蒸气,一段时间后再加热铁粉处,让铁与水蒸气充分反应,选项B正确;
C、实验结束时,应该先将导气管移出肥皂液,后熄灭全部酒精灯,防止肥皂液倒吸进入试管,使试管炸裂,选项C错误;
D、反应后导出的气体是氢气和水蒸气的混合物,干燥剂用于吸收其中的水蒸气,从而得到干燥的氢气,故选项D正确;
故选C。
考点04 电解水实验探究水的组成
1.(2024-2025九上·江苏苏州·期中)如图为电解水的实验装置,下列说法正确的是
A. 实验过程中电能转化为化学能 B. b试管内收集的气体是氢气
C. a试管内收集的气体能使带火星的木条复燃 D. 电解水实验可以证明水是由氢气和氧气组成
【答案】A
【解析】根据电解水时,与电源负极相连的玻璃管内的气体体积多,是氢气;与电源正极相连的玻璃管内产生的气体体积少,是氧气;且两者的体积之比大约是2:1,可简记为:正氧负氢、氢二氧一。
【解析】
A、电解水时该反应将电能转化为化学能,故选项说法正确;
B、电解水时“正氧负氢、氢二氧一”可知,装置中b管收集的气体是氧气,故选项说法错误;
C、电解水时“正氧负氢、氢二氧一”可知,装置中a管收集的气体是氢气,不具有助燃性,不能使带火星的木条复燃,故选项说法错误;
D、电解水生成氢气和氧气,氢气和氧气分别是由氢元素和氧元素组成的,说明水是由氢元素和氧元素组成的,故选项说法错误。
故选A。
2.(2025-2026九上·江苏省苏州市高新区实验初中学·期中)有关如图实验的说法正确的是
A. 点燃氢气前不用检验纯度 B. 干冷烧杯内壁无明显变化
C. b管气体能使带火星木条复燃 D. 两个实验均可证明水的组成
【答案】D
【解析】A、氢气具有可燃性,如果不纯点燃氢气可能发生爆炸的危险,所以点燃前必须检验纯度,不符合题意;
B、氢气燃烧生成水,干冷烧杯罩住火焰,内壁有水雾产生,不符合题意;
C、电解水时正极产生氧气,负极产生氢气,所以 b管气体是氢气,氢气能燃烧,氢气不能使带火星木条复燃,不符合题意;
D、水通电分解生成氢气和氧气,根据质量守恒定律可知水是由氢元素和氧元素组成的;氢气在氧气中燃烧化合生成水,根据质量守恒定律也可知水是由氢元素和氧元素组成的;两个实验均可证明水的组成,符合题意。故选D。
3.(2025-2026九上·江苏苏州工业园·期中)电解水制氢能耗大,效率低,因而未被广泛应用。某种光解水的过程如图所示,下列有关说法中错误的是
A. 电解水过程中将电能转化为化学能
B. 光解水过程需要不断补充Fe3O4和FeO以推动反应持续进行
C. 光解水与电解水相比能充分利用太阳能,成本更低
D. 反应Ⅱ的符号表达式为
【答案】B
【解析】A、电解水的过程中,涉及的能量转化是电能转化为化学能,该选项不符合题意。
B、观察反应I和反应Ⅱ,反应Ⅰ中是反应物,是生成物;反应Ⅱ中是反应物,是生成物,所以和可以循环利用,不需要不断补充,该选项符合题意。
C、与电解水相比,此方法利用太阳能提供能源,能够节约能源,能耗更低,该选项不符合题意。
D、由图可知,反应Ⅱ是和水反应生成四氧化三铁和氢气,其符号表达式为,该选项不符合题意。
故选B。
4.(2024-2025九上·江苏苏州工业园区星湾学校·期中)某种光分解水的过程如图所示,下列说法不正确的是
A. 水分解产生的氢气和氧气的体积比为2:1
B. 该过程需要不断补充Fe3O4和 FeO以推动反应
C. 该方法与电解水相比能充分利用太阳能,能耗更低
D. 反应Ⅱ的符号表达式为H2O+FeOH2+Fe3O4
【答案】B
【解析】A、由图可知,该反应为水在太阳能和催化剂的作用下反应生成氢气和氧气,该反应的化学方程式为: ,则生成氢气和氧气的体积比为2:1,不符合题意;
B、反应I中四氧化三铁是反应物,FeO是生成物,反应Ⅱ中FeO是反应物,四氧化三铁是生成物,四氧化三铁和FeO可以循环利用,不需要不断补充,符合题意;
C、与电解水相比,该方法利用太阳能提供能源,可以节约能源,能耗更低,不符合题意;
D、由图可知,反应Ⅱ为FeO和水反应生成四氧化三铁和氢气,该反应的符号表达式为:,不符合题意。
故选B。
5.(2025-2026九上·江苏苏州工业园区·期中)水是一切生命体存在所必需的物质,我们必须爱护水资源,回答下列问题。
(1)生活中通过 的方法降低水的硬度;
(2)自来水厂常利用活性炭的 性,除去水中的异味;
(3)电解水实验,证明水是由 两种元素组成的。
【答案】(1)煮沸 (2)吸附 (3)氢、氧(或、)
【解析】(1)硬水中含有较多的钙镁化合物,加热煮沸时钙镁化合物转化为碳酸钙、氢氧化镁沉淀,从而降低水的硬度。所以生活中常用加热煮沸的方式降低水的硬度,故填:煮沸;
(2)活性炭结构疏松多孔,具有吸附性,能够吸附水中的色素或异味物质,故填:吸附;
(3)电解水的过程中,水分解生成氢气和氧气,而化学变化过程中元素种类不变,所以说明水是由氢元素和氧元素组成的,故填氢、氧或(、)。
6.(2025-2026九上·江苏苏州·期中)水是维持生命的重要物质,也常用于科研、工业生产。
(一)水的净化
下图是某家用净水器的净水流程示意图。
(1)该净水器中,活性炭的作用是 。
(2)该净水器中,UF膜及折叠PP棉可以有效阻挡泥沙、铁锈等大颗粒,作用与 (填实验操作名称)类似,将PP棉折叠可以提高净水效率,原因是 。
(3)纯净水通过减压蒸馏和冷凝等处理可进一步净化,减小压强可使水的沸点 (选填“升高”或“降低”)。
(二)水的组成
(4)1784年,法国化学家拉瓦锡将水加入灼热的铁质枪管,实现了水的“分解”,生成了氢气和四氧化三铁,该反应的符号表达式为 。
(5)1800年,英国科学家尼科尔森用电池完成了水的分解实验。某同学利用如图所示装置进行电解水实验。经检验A管收集到的是O2,由此得出关于水的组成的推论是 。
(三)水的利用
(6)超临界水是常态水在温度超过374℃、压强超过2.21×107Pa下形成的气、液密度相等的一种特殊状态的物质。煤(主要成分是碳)的超临界水汽化技术可将煤转化为高纯度H2和CO2,该反应的符号表达式为 。
【答案】(1)吸附水中的色素和异味 (2)① 过滤 ② 增加了过滤次数 (3)降低 (4) (5)水中含有氧元素 (6)
【解析】(1)活性炭具有疏松多孔的结构,具有吸附性,起吸附作用,可用活性炭除去水中的色素和异味。
(2)PP棉可以有效阻挡泥沙、铁锈、虫卵等大颗粒,是将水中固体不溶物分离出去,所以该作用与过滤类似;将PP棉折叠,可以提高净水效率,原因是增加了过滤次数;
(3)压强越高,水的沸点越高,根据压强和沸点的关系可知,减小压强可使水的沸点降低。
(4)水加入灼热的铁质枪管生成了氢气和四氧化三铁,据此可以写出符号表达式:。
(5)根据化学反应前后元素的种类不变可知,生成物氧气中有氧元素,则可推理出水中有氧元素。
(6)煤(主要成分是碳)的超临界水汽化技术可将煤转化为高纯度和,据此可以写出符号表达式:。
7.(2025-2026九上·江苏苏州·期中)氢能是一种清洁能源,氢气的生产和储存是科学研究的重要方向。
目前制氢的方法主要有化石能源制氢和电解水制氢。由化石能源(煤、天然气)制得的中含有CO,利用液氮的低温可将CO液化分离,从而获得纯净的氢气。电解水法制氢的能量转化如图所示,氚可用于核能发电,氚是一种原子核中有1个质子和2个中子的原子。
氢气的储存有物理储氢和化学储氢。物理储氢包括加压储氢和吸附储氢。用物理方法将石墨进行剥离,得到的石墨烯可用于常温吸附氢气。锂氮化合物可用于化学储氢。
(1)下列有关氢能的说法不正确的是______。
A. 氢气的燃烧产物无污染,所以氢能是一种清洁能源
B. 利用太阳能发电并电解水制氢可实现二氧化碳零排放
C. 现阶段氢能已经能完全替代化石能源
(2)利用液氮的低温能将与CO分离,说明氢气的沸点比CO的沸点 。
(3)①氚属于 元素的一种原子。
②下列示意图能表示氚原子的是 (填序号)。
(4)①将氢气压缩进储氢瓶过程中,发生改变的是 (从微观角度解释)。
②石墨烯是一种 (填“单质”或“化合物”)。
③化合物中质量比,则 。
【答案】(1)C (2)低 (3)① 氢(H) ② A (4)① 氢气分子间的间隙 ② 单质 ③ 3
【解析】(1)A. 氢气的燃烧产物无污染,所以氢能是一种清洁能源,此选项正确;B. 利用太阳能发电并电解水制氢可实现二氧化碳零排放,此选项正确;C. 氢气的制取成本太高,储存比较困难,所以现阶段氢能还不能替代化石能源,此选项错误。故选C。
(2)利用液氮的低温可将CO液化分离,从而获得纯净的氢气,说明氢气的沸点比CO的沸点低。
(3)① 氚原子中有一个质子,所以氚属于氢元素的一种原子。② 因为原子中质子数=核外电子数,则下列示意图能表示氚原子的是A。
(4)① 将氢气压缩进储氢瓶过程中,氢气分子的大小不变,发生改变的是氢气分子间的间隙。② 石墨烯是由碳元素组成的纯净物,是一种单质。③ 化合物中质量比,则3。
8.(2025-2026九上·江苏省苏州市立达、沧浪、景范中学校·期中)水是生命之源,在生产生活中都有着重要的作用。
I 探究水的组成实验
(1)为证明水不是由“水元素”组成的,1785年,拉瓦锡在高温的条件下,用水蒸气与红热的铁反应,将水转化为氢气,同时生成四氧化三铁。模拟实验装置如图1所示。
①该反应的化学符号表达式为 。
②用肥皂水收集氢气后点燃,该反应的化学符号表达式为 。
(2)电解水实验的简易装置如图2所示,a中收集到的气体是 (填化学式);从a管收集到的气体,你可以得到关于水的组成的结论是 ;从能量变化角度看,该过程是将 能转化为化学能。
II .水的净化
化学兴趣小组收集了一瓶浑浊的京杭大运河的河水,模拟自来水厂进行水的净化过程。其实验过程如下所示,请回答以下问题。
(3)加入混凝剂A的目的是 。
(4)为了将混凝后的固体与液体分离,需进行操作1,其操作名称为 。
(5)操作2的主要目的是通过吸附去除液体C中一些异味和色素,可选用的物质是 。
(6)操作3是消毒杀菌。该过程一般利用液氯汽化后的氯气(双原子分子)与水反应生成盐酸和次氯酸(HClO),该反应的符号表达式是 。
【答案】(1)① ② (2)① H2 ② 水是由氢元素和氧元素组成 ③ 电 (3)使水中悬浮杂质快速沉降 (4)过滤 (5)活性炭 (6)
【解析】(1)① 在高温的条件下,用水蒸气与红热的铁反应,将水转化为氢气,同时生成四氧化三铁,反应的符号表达式为: ;
② 氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水,反应的符号表达式为: 。
(2)a与电源负极相连,a中收集到的气体为氢气,化学式为H2;水电解生成氢气和氧气,氢气由氢元素组成,氧气由氧元素组成,该反应为分解反应,根据化学反应前后元素种类不变,说明反应后物质中所含有的氢元素和氧元素都来自水中,所以可以得出水是由氢元素和氧元素组成的。
(3) 明矾溶于水形成胶状物,该物质有吸附性,能吸附水中的悬浮物,使其快速沉降,故答案填:使水中悬浮杂质快速沉降。
(4) 过滤是借助多孔介质(滤纸、滤网)等,将固液混合物中的固体颗粒与液体(或将颗粒大小不同的物质)加以分离的一种方法,操作1是将固液混合物加以分离,故该操作名称为过滤。
(5)活性炭具有疏松多孔的结构,具有吸附性,起吸附作用,可用活性炭除去水中的色素和异味;
(6)氯气(双原子分子)与水反应生成盐酸和次氯酸(HClO),该反应的符号表达式为: 。
9.(2024-2025九上·江苏苏州吴中、吴江、相城、高新·期中)水是生命之源,人类从未停止过对水的研究。
Ⅰ.探究水的净化
(1)图-1为自制简易净水器示意图。
①用小石子、细砂处理水中不溶性杂质,相当于实验室进行的基本操作: (填操作名称)。
②活性炭的作用是 。
Ⅱ.探究水的分解
(2)图-2为水在一定条件下分解的微观过程。虚线框内应填的微观图示是 (选填A、B、C、D),该反应属于的基本反应类型是 。
(3)图-3所示装置是电解水的装置。
①a管收集到气体是 ;反应的化学方程式为 。
②若用碳棒作电极进行电解水实验,一段时间后,得到氢气和氧气的体积比大于理论值,对产生此现象原因的解释是: 。
Ⅱ.探究水的反应
(4)1785年,拉瓦锡将水蒸气通过红热的铁制枪管将水转化为氢气,同时生成四氧化三铁,实验示意图如图-4所示。
该反应的化学方程式为 。
【答案】(1)① 过滤 ② 吸附水中的色素和异味 (2)① D ② 分解反应 (3)① 氧气O2 ② 2H2O 2H2↑+O2↑ ③ 氧气比氢气更易溶于水或氧气与电极反应而被消耗等(合理即可) (4)3Fe+4H2O Fe3O4+4H2
【解析】(1)① 用小石子、细砂处理水中不溶性杂质,相当于实验室进行的基本操作过滤;
② 活性炭结构疏松多孔,具有吸附性,作用是吸附水中的色素和异味;
(2)由质量守恒定律可知,化学反应前后原子种类与数目不变,反应前有4个H、2个O,反应后有4个H,则虚线框内含有2个O,即为图示中为D;
水在一定条件下分解生成氢气和氧气,该反应符合“一变多”的特点,属于分解反应;
(3)①a管与正极相连,收集到气体是氧气;水通电分解生成氢气和氧气,反应的化学方程式为 ;
② 若用碳棒作电极进行电解水实验,一段时间后,得到氢气和氧气的体积比大于理论值,对产生此现象原因合理的猜想是相同条件下,氧气比氢气更易溶于水或氧气与电极反应而被消耗等(合理即可);
(4)铁和水蒸气高温下反应生成四氧化三铁和氢气,化学方程式为3Fe+4H2O Fe3O4+4H2。
10.(2024-2025九上·江苏苏州吴中、吴江、相城、高新·期中)化学在认识自然、服务社会中发挥着不可替代的作用。
Ⅰ.化学与科技
(1)火箭可采用液氧液氢推进剂,体现氧气具有的性质是 。
(2)神舟十八号载人飞船使用的锂电池供电时,能量的转化形式为:化学能转化为 。
(3)利用太阳能电厂富余电力电解水制氢,电极上微观粒子的变化情况如图-1所示。B电极表面生成H2的过程可描述为 。
Ⅱ.化学与健康
(4)镁是人体所需的重要元素,具有促进蛋白质合成、肌肉收缩及保持骨骼健康等作用。镁原子的结构示意图如图-2所示。镁原子在化学变化中容易 (填“得到”或“失去”)电子。
(5)元素与健康息息相关,奶、豆类和虾皮等含有丰富的钙,缺钙会发生_____(填字母序号)。
A. 骨质疏松 B. 贫血 C. 甲状腺肿大
(6)某钙片的商品标签如图-3所示,小明同学正处于生长发育阶段,需要摄入比成年人更多的钙元素。碳酸钙中钙元素的质量分数为 。若每天需要服用2片这种钙片,他每天至少可以摄入钙元素的质量为 g。
【答案】(1)助燃性 (2)电能 (3)氢离子在B电极上得到电子生成氢原子,氢原子与氢原子结合成氢气分子 (4)失去 (5)A (6)① 40% ② 1.2
【解析】(1)火箭可采用液氧液氢推进剂,体现氧气具有的性质是助燃性,故填:助燃性;
(2)使用的锂电池供电时,能量的转化形式为:化学能转化为电能,故填:电能;
(3)氢气是由氢分子构成,由图1可知,B电极表面生成H2的过程可描述为氢离子在B电极上得到电子生成氢原子,氢原子与氢原子结合成氢气分子,故填:氢离子在B电极上得到电子生成氢原子,氢原子与氢原子结合成氢气分子;
(4)由图2可知,镁原子最外层电子数是2,小于4,在化学变化中容易失去电子,故填:失去;
(5)缺钙会发生骨质疏松,故选A;
(6)碳酸钙中钙元素的质量分数为;由图3可知,每片中碳酸钙的含量,若每天需要服用2片这种钙片,他每天至少可以摄入钙元素的质量为,故填:40%;1.2。
11.(2024-2025九上·江苏省苏州市立达中学·期中)水是生命之源,学习化学可以帮助我们正确认识水、利用水。
Ⅰ.水的组成
(1)利用图1装置进行电解水实验可初步证明水的组成。b管电极连接电源的 极(填“正”或“负”),检验a管气体的方法是 。
(2)电解水反应的符号表达式为 ,基本反应类型为 。
(3)要证明水的组成,还可用的实验方案是 (操作和现象)。
Ⅱ.水的净化
(4)某家用净水机采用了反渗透系统净化水,工作原理如图2所示。该过程属于 (填“物理变化”或“化学变化”)。净化后,废水中金属离子的浓度 原水中金属离子的浓度(填“大于”、“等于”或“小于”)。
(5)两位同学用塑料瓶、纱布等材料制作了简易净水器,如图3所示。其中,活性炭的作用是 。装置设计较合理的是 (填“A”或“B”)。
Ⅲ.水的利用
利用太阳能将水转化为氢气是一种理想途径。某种光解水制氢的过程如图4。
(6)反应Ⅰ的符号表达式为 。
(7)光解水时,每消耗水中含有的氢元素质量为 kg。
(8)与电解水相比,光解水制氢气有很多优点,请写出一条 。
【答案】(1)① 负 ② 将带火星的木条放到a管尖嘴处,打开活塞,木条复燃,则证明是氧气 (2)① ② 分解反应 (3)点燃氢气,在火焰的上方罩一个冷而干燥的烧杯,观察到烧杯内壁有水雾生成 (4)① 物理变化 ② 大于 (5)① 吸附水中的素色和异味 ② A (6) (7)8 (8)能耗低
【解析】(1)根据电解水“正氧负氢,氢二氧一”,b管中生成的气体较多,生成的气体为氢气,与电源的负极相连;a管中生成的气体较少,生成的是氧气,氧气具有助燃性,则检验a管气体的方法是将带火星的木条放到a管尖嘴处,打开活塞,木条复燃,则证明是氧气,故填:负;将带火星的木条放到a管尖嘴处,打开活塞,木条复燃,则证明是氧气;
(2)水在通电的条件下生成氢气和氧气,反应的符号表达式为 ,该反应符合“一变多”的特点,属于分解反应,故填: ;分解反应;
(3)点燃氢气,在火焰的上方罩一个冷而干燥的烧杯,观察到烧杯内壁有水雾生成,证明氢气燃烧生成水,氢气是由氢元素组成,氧气是由氧元素组成,根据质量守恒定律,反应前后元素的种类不变,则可证明水是由氢元素和氧元素组成的,故填:燃氢气,在火焰的上方罩一个冷而干燥的烧杯,观察到烧杯内壁有水雾生成;
(4)某家用净水机采用了反渗透系统净化水,工作原理如图2所示,该过程中没有新物质的生成,属于物理变化;由图2可知,金属离子无法通过反渗透膜,则净化后,废水中金属离子的浓度大于原水中金属离子的浓度,故填:物理;大于;
(5)活性炭具有吸附性,能够吸附水中的素色和异味;净水时,应先除去水中不溶性的固体杂质,再用活性炭进行吸附,则装置设计较合理的是A,故填:吸附水中的素色和异味;A;
(6)由图4可知,反应Ⅰ为四氧化三铁在太阳能作用下生成氧气和氧化亚铁,反应的符号表达式为 ,故填: ;
(7)每消耗72kg水中含有的氢元素质量为,故填:8;
(8)与电解水相比,该方法不需要通电,利用太阳能即可,所以优点是能耗低,故填:能耗低。
12.(2024-2025九上·江苏省苏州市景范中学·期中)水是生命之源,学习化学可以帮助我们正确认识水、利用水。
I.水的组成
(1)利用图1装置进行电解水实验可初步证明水的组成。b管电极连接电源的 极(填“正”或“负”),检验a管气体的方法是 。
(2)电解水反应的化学方程式为 ,基本反应类型为 。
(3)要证明水的组成,还可用的实验方案是 (操作和现象)。
Ⅱ.水的净化
(4)某家用净水机采用了反渗透系统净化水,工作原理如图2所示。该过程属于 (填“物理变化”或“化学变化”)。净化后,废水中金属离子的浓度 原水中金属离子的浓度(填“大于”、“等于”或“小于”)。
(5)两位同学用塑料瓶、纱布等材料制作了简易净水器,如图3所示。其中,活性炭的作用是 。装置设计较合理的是 (填“A”或“B”)。
Ⅲ.水的利用
利用太阳能将水转化为氢气是一种理想途径。某种光解水制氢的过程如图4。
(6)反应Ⅰ的化学方程式为 。
(7)光解水时每消耗水生成氢气的质量为 。
(8)与电解水相比,光解水制氢气有很多优点,请写出一条 。
【答案】(1)① 负 ② 将带火星的木条放在a管尖嘴处,打开a管的活塞,观察到带火星的木条复燃现象,证明该气体是氧气 (2)① ② 分解反应 (3)将纯净的氢气点燃,在其火焰上方罩一干燥的烧杯,观察到烧杯内壁有水珠生成 (4)① 物理变化 ② 大于 (5)① 吸附水中的色素和异味 ② A (6) (7)8kg (8)能耗低(合理即可)
【解析】(1)电解水实验的过程中,根据“正氧负氢,氢二氧一”的特点,由图可知b管产生的气体较多,是氢气,故b管电极连接电源的负极;
a管气体是氧气,有助燃性,检验方法是将带火星的木条放在a管尖嘴处,打开a管的活塞,观察到带火星的木条复燃现象,证明该气体是氧气;
(2)电解水生成氢气和氧气,反应的化学方程式为 ;
该反应符号“一变多”的特点,属于分解反应;
(3)要证明水的组成,根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,还可通过氢气在氧气中燃烧生成水的实验来实现,故可将将纯净的氢气点燃,在其火焰上方罩一干燥的烧杯,观察到烧杯内壁有水珠生成,证明水是由氢元素和氧元素组成的;
(4)由图2可知,采用反渗透系统净化水过程中没有新的物质生成,属于物理变化;
由水分子透过了反渗透膜,而金属离子没有,故净化后,废水中金属离子的浓度大于原水中金属离子的浓度;
(5)活性炭有疏松多孔的结构,具有吸附性,活性炭的作用是吸附水中的色素和异味;
小砾石、石英砂纱布起过滤作用,活性炭的作用主要是吸附色素,所以其中装置制作较合理的是A;
(6)根据光分解水的过程图可知,反应I的化学方程式为 ;
(7) ,光解水时每消耗水生成氢气的质量为8kg;
(8)与电解水相比,该方法不需要通电,利用太阳能即可,所以优点是能耗低。
13.(2024-2025九上·江苏苏州工业园区五校·期中)近代以来,科学家通过对水的生成和分解实验的研究认识了水的组成。
Ⅰ.电解分解水:
(1)1800年,英国化学家尼科尔森通过电解水得到氢气和氧气,现有某同学在水电解器中加入蒸馏水,并加入少量稀硫酸溶液,通直流电一段时间后现象如图1所示。
①图1中左侧为 (填“正”或“负”)极。
②电解器中加入稀硫酸的目的是 。
(2)二氧化氯()是净化饮用水的一种十分有效的净水剂,如图2是用二氧化氢净水过程中发生反应的微观示意图,其中丙为氯酸(),请回答下列问题。
①写出图2中反应的符号表达式
②20.25g二氧化氯中氯元素的质量为 g。
Ⅱ.光催化分解水:
(3)我国科学家利用太阳光在某种新型催化剂表面分解水后,再利用某种高效催化剂将二氧化碳转化成有机物燃料X。反应过程如图3所示,回答下列问题:
①X由碳氢元素组成的化合物,相对分子质量为28,碳氢元素质量比为6∶1,则X的化学式为 .
②图3反应②生成的水全部循环利用,为使该过程持续发生,但反应①需要不断补充水,其原因是 。
【答案】(1)① 负 ② 增强水的导电性 (2)① ② 10.65 (3)① C2H4 ② 由化学反应方程式可知,反应① 消耗水的量大于反应② 生成水的量
【解析】(1)① 由图1可知,a试管中生成的气体较多,则生成的是氢气,与电源的负极相连,故填:负;
② 水的导电性差,则电解器中加入稀硫酸的目的是增强水的导电性,故填:增强水的导电性;
(2)① 由图2可知,二氧化氯与水反应生成HClO3和HCl,则反应的符号表达式为,故填:;
②20.25g二氧化氯中氯元素的质量为,故填:10.65;
(3)① 设该化学式为CnHm,有 ,则X的化学式为C2H4;
② 由图可知,反应① 为 、反应② 为 ,由化学反应方程式可知,反应① 消耗水的量大于反应② 生成水的量,所以反应① 需要不断补充水,故填:由化学反应方程式可知,反应① 消耗水的量大于反应② 生成水的量。
考点05 水资源与保护
1.(2025-2026九上·江苏苏州吴中·期中)水是生命之源,是人类宝贵的自然资源。下列图标是我国“国家节水标志”的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】A、该图标为循环利用标志,选项错误;
B、该图标为“国家节水标志”,选项正确;
C、该图标为严禁烟火标志,选项错误;
D、该图标为国家节能标志,选项错误;
故选B。
2.(2025-2026九上·江苏省苏州市振华中学校·期中)“秋风起,蟹脚痒”,又到螃蟹膏满黄肥之时。苏州阳澄湖是中国最为著名的大闸蟹产地,而保持良好水质是阳澄湖大闸蟹养殖的第一制约因素。下列有关保护阳澄湖水质的做法,不适合的是( )
A. 水源保护区内禁止设立排污口 B. 适量种植金鱼藻、水花生等水草
C. 出台阳澄湖水源水质保护条例 D. 大量使用明矾等净水剂净化水质
【答案】D
【解析】A、水源保护区内禁止设立排污口,可以保护水源,不符合题意;
B、适量种植金鱼藻、水花生等水草,可以改善水质,不符合题意;
C、出台阳澄湖水源水质保护条例,可以保护水资源,不符合题意;
D、明矾中含有钾元素,大量使用明矾等净水剂,会使水体富营养化,不利于水资源保护,符合题意。
故选D。
试卷第1页,共3页
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