内容正文:
第4章 水和人类
第1节 人类家园中的水
知识点 地球上水的分布
1.水量:地球上的水的总储量约为1.386x1018米3
2.水的分布:水存在于海洋、陆地、大气和生物体中。
3.水的分类:水可以分为咸水和淡水。其中 海洋水 是地球上最庞大的水体,约占地球总水量的96.53%,属于咸水,还有0.94%是陆地咸水。地球上的淡水(包括陆地淡水和大气水)仅占总水量的2.53%。
4.陆地淡水:陆地淡水包括冰川水、地下淡水、湖泊淡水、土壤水、河水等。虽然陆地淡水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。
5.水的存在形式:地球上大部分水以液体的形式存在,也有少量的水以固体和气体形式存在。我们平时见到的海洋水、河流水、湖泊水等都是以液体形式存在的。在寒冷的极地和高山上,如南北两极地区,水常常以固体形式存在。在空气中,水则主要以气体的形式存在。
【能力拓展】
我们通常所说的水资源是指陆地上各种可可以被人类利用的淡水资源,目前人类利用的淡水资源主要是河流水、湖泊淡水以及浅层地下水,储量仅占全球淡水总储量的0.3%。
知识点 水资源的分布
地球上的水资源具有时空分布不均衡的特点。
1.各大洲淡水水体分布不均衡
以冰川为例,冰川是最大的淡水水体,对淡水的补给具有重要意义,主要分布在高山地区和南北两极,而非洲大洋洲等地分布较少,所以非洲缺水的地方很多。
2.水循环的特点和活跃程度也导致水资源分布不均衡
河流水、湖泊水和地下水都是由大气降水汇集而成的。因此,对于一个区域来说,在一段时间内降水的总量和同期蒸发损失的水量之差,就是提供地表和地下径流的水量,也就是可供人们使用的水资源。显然,它和某个地区的水循环活跃程度密切相关。如果某地区的水循环十分活跃,该地区水资源就比较丰富。
从全球范围看,赤道附近地区和沿海地区,水资源往往比较丰富,而内陆和沙漠地区,水资源则比较贫乏。
3.缺水国家众多
据统计,全球大约有60%的地区正经受着缺水的煎熬,甚至在一些水资源比较丰富的国家,如加拿大、美国等,一些城市的供水也越来越困难。
4.我国水资源现状及分布特点
我国是一个缺水较为严重的国家。据统计,我国江河年平均径流总量约为2.7x1012米3,居世界第六位。但由于我国人口众多,人均拥有的水资源只有2200米3,仅为世界平均水平的1/4,是全球人均水资源最贫乏的国家之一。
我国的水资源在地区分布上很不均匀,大量的淡水资源集中在南方,北方淡水资源只有南方淡水资源的1/4。水资源在时间分布上也很不均衡,突出表现在夏季丰富、冬季欠缺,江河径流量的年际变化很大,尤其在北方更加明显。
知识点 地球上的水循环
海陆间大循环的5个环节:①蒸发(蒸腾、升华)、②水汽输送③降水、④下渗、⑤地表或地下径流。
1.水循环的途径
(1)陆地水、海洋水 → 大气水
蒸发:陆地上的河流水、湖泊水和海洋水以直接蒸发的形式,转化为大气水。
蒸腾:植物体会将根系吸收的水分,以蒸腾的形式释放出来,转化为大气水。
升华:冰川在一定条件下,会直接升华为水蒸气,成为大气水。
(2)大气水 → 陆地水、海洋水
空气中的水汽在一定的条件下,又会重新凝结成为液态水或凝华为固态水,并以液态雨水或固态的雪、冰雹等形式降落下来,落到陆地,成为陆地水,落到海洋,成为海洋水。
(3)陆地水 → 海洋水、地下水
降落到陆地上的水,一部分在地球引力的作用下,直接汇集成河流水、湖泊水,并形成地表径流,流入大海,成为海洋水。
另一部分则下渗转变为地下水和土壤水,并形成地下径流,流人大海,成为海洋水。
当然,还有少量陆地水转化为冰川。
2.水循环的意义
水循环是水体运动的重要形式,也是地球表面物质运动的重要组成部分。水循环使大气圈、水圈、岩石圈、生物圈之间相互联系起来;水循环把三种形态的水和不同类型的水体联系起来,形成一个运动系统;水循环使大气降水地表水地下水、土壤水之间相互转化;使水资源形成一个不断更新的统一系统。
(1)水循环:
①内因:水的物态变化
②外因:太阳辐射、地球引力
(2)水循环发生的领域:
水循环按照其发生的领域可以分为三种情况:
一是发生在海洋一大气陆地之间的水体运动即海陆间循环;
二是发生在海洋一大气之间的水体运动即海上内循环;
三是发生在陆地一大气之间的水体运动即陆上内循环。
知识点 人体中的水
水是生物生存所必需的最基本的物质之一。人体、动植物都需要水,生物体内缺水到一定程度时,生命就会终止。水和生命密不可分,有水的环境里才可能有生命。
1.水对动物的作用
动物也离不开水,水是动物生存的基本条件。一般动物体内的含水最高于植物,约为70%到80%, 其中水母的含水量高达98%。一些动物有着自己特殊的结构,可以适应缺水的环境。例如,有骆驼。一次可以喝大量的水并贮存在胃,之后几天不喝水也不会有生命危险。
2.水对人体生命的作用
对人的生命活动来说,水也是至关重要的物质。人体重量的2/3以上是水分,儿童体内的水分含量更是多达体重的4/5,一个健康的成年人每天平均约需2.5升水。一个人可以几天不进食,但不能不补充水。偶尔摄人较多的水对人体几乎是无害的,但是当人体内含水量不足时就会造成脱水,严重脱水时人就会有生命危险。
第2节 生活中的水溶液
知识点 物质的溶解
1.固体药品的取用:块状固体用镊子夹,粉末状或细晶体用__药匙__取,必要时可用纸槽取。
2. 液体药品的取用:瓶塞倒放,试剂瓶的标签 朝向手心 ,瓶口紧挨试管口,倒完后盖紧瓶塞,将试剂瓶放回原处。
3、用量筒正确量取一定体积的液体:首先应根据取用液体的量选择合适量程的量筒,然后将液体倒入量筒中,当接近刻度线时用滴管调到所需液体的量(注意:眼睛要与液面层的下沿相平)将选取的固体和液体加入到试管中。
4、按表中内容进行实验,观察、记录实验现象,并与同学进行交流。
5、总结几种混合液的特点
6、溶液:(1)能溶解其他物质的物质叫 溶剂 (如水、酒精等物质)。
(2)被溶解的物质叫 溶质 。
(3)溶液:由溶质溶解于溶剂后形成的 均一的 、 稳定的 混合物。
7、溶液、悬浊液、乳浊液的比较:
溶液
悬浊液
乳浊液
形成过程
固、液、气溶解在液体里
固体小颗粒 悬浮在液体里
小液滴 分散在液体里
稳定性
稳定
不稳定
不稳定
长期放置
均一、稳定
分层
分层
举例
糖水、汽水、饮料等
石灰水、泥水、血液等
牛奶、肥皂水
8、混合物:由 多种物质 组成的物质叫混合物。溶液、悬浊液、乳浊液都属于混合物。
9、常用的溶剂:水、酒精、汽油、丙酮等。
知识点 物质的溶解性
从实验可知,一定量的水中能溶解的蔗糖是有限度的。更多的实验表明:在一定的条件下,很多物质能够溶解的量是有限度的。物质的溶解性取决于溶解能力,在温度、溶剂一定时,溶解能力越强,能溶解的量就越多。那么,物质的溶解性又和哪些因素有关呢?
1.提出问题:影响固体物质溶解性的因素有哪些?
2.猜想假设:
(1)固体物质溶解性可能和溶质的种类有关;
(2)固体物质溶解性可能和溶剂的种类有关:
(3)固体物质溶解性可能和温度有关。
3.设计方案:根据不同的猜想、设计不同的验证方案。
对每一个假设,设计相应的实验进行检验。
4.解释数据、表达与交流:
对所获得的实验数据进行分析,思考实验结果与假设是否相符合,并与同学进行交流。
知识点 物质的溶解度
1、在一定温度下,在一定量的溶剂里,不能继续溶解某种溶质的溶液,称为这种溶质的饱和溶液。在一定温度下,在一定量的溶剂里,还能继续溶解某种溶质的溶液,称为这种溶质的不饱和溶液。
2、溶解度:在一定的温度下,某物质在100g溶剂中达到饱和状态时所溶解的溶质质量为该物质在这种溶剂里的溶解度。
注意:
(1)四个关键词:一定的温度,100g溶剂,达到饱和,溶质的质量;
(2)溶解度就是一定温度下,100g溶剂中所能溶解的溶质的最大质量;
(3)溶解度单位为克;
(4)公式:S=×100(克)
3、溶解度与温度的关系:
大多数固体物质的溶解度随温度的 升高 而明显增大,如 硝酸钾 ;
少数固体物质的溶解度受温度影响不大,如 氯化钠 ;
极少数固体物质的溶解度随温度的升高而 减小 ,如 氢氧化钙 。
4、物质的溶解性等级(以20℃的溶解度为标准):
溶解性等级
易溶
可溶
微溶
难溶
溶解度/g
>10
1~10
0.01~1
<0.01
举例
食盐
氯酸钾
氢氧化钙
碳酸钙
5、溶解度的表示方法
(1)表示方法
①溶解度表(会查看);
②溶解度曲线:以温度为横坐标,溶解度为纵坐标,形象地描绘出物质的溶解度随温度变化情况的曲线。
(2)变化规律
①大多数固体物质的溶解度随温度的升高而 增大 (陡升型),代表物质是 硝酸钾 ;
②少数固体物质的溶解度受温度影响变化较小(平缓型),代表物质是氯化钠;
③极少数固体物质的溶解度随温度的升高而 减小 (下降型),代表物质是 氢氧化钙 ;
④气体的溶解度一般随压强的增大而 增大 ,随温度的升高而 减小 。
知识点 溶液的配制
一、溶质的质量分数
(1)定义:溶液中溶质的质量分数是 溶质质量 与 溶液质量 之比,可用小数或百分数表示;
(2)公式:溶质的质量分数=×100%=×100%;
(3)变形公式:溶质的质量= 溶液的质量×溶质的质量分数 。
溶液的质量=。
2.饱和溶液溶质的质量分数:=×100% (S表示该温度下的溶解度)
变形:S=×100 g
注意:溶质的质量分数是溶液浓度的定量表示,溶质质量分数越大的溶液浓度越大。
二、溶液的配制与计算
1.溶液的配制
(1)器材:天平、量筒、烧杯、玻璃棒、药匙、胶头滴管。
(2)步骤:
①计算:计算溶剂和溶质的质量或体积;
②称量和量取:固体用天平称取;液体用量筒量取;
③溶解;将用量筒量取的水,倒入盛有氯化钠的烧杯里,用玻璃棒搅拌,玻璃棒的作用是加速溶解;
④装瓶并贴上标签。
2.溶液的溶质质量分数的误差的影响因素
①溶质的原因:如果药品中含有杂质,则导致配制的溶液中溶质的质量分数偏小;如果称量时药品和砝码位置颠倒,若未使用游码,则对溶液中溶质的质量分数没有影响;若使用了游码,则所配制溶液中溶质的质量分数偏小;
②溶剂的原因:主要是量取溶剂过程中读数的方法导致的,仰视读数导致量取的溶剂量偏多;俯视读数导致量取的溶剂量偏少;
③配制时的原因:烧杯提前用水润洗,导致实际溶剂量偏多;药品倒入烧杯中时不慎撒出,导致溶质量偏少等;
④装入试剂瓶时的原因:试剂瓶用水润洗,导致溶剂量增多。
3.溶液的稀释与浓缩
(1)依据:溶液稀释前后,溶质质量不变;
(2)注意:两种溶液混合时,质量可以相加,但体积不能相加;
(3)溶液稀释问题的计算
①原则:稀释前后,溶液中溶质的质量不变。
将溶液稀释的方法是在浓溶液中加入溶剂水,由于加入的水属于溶剂,所以溶剂的质量和溶液(溶质+溶剂)的质量增加,但溶质的质量不变,据此可以解决稀释溶液时的相关问题。
②计算公式:m浓·a%(浓)=m稀·b%(稀)或m浓·a%=(m浓+m水)·b%
扩展:V浓·ρ浓·a%(浓)=V稀·ρ稀·b%(稀)
注意:
第3节 海洋的探索
知识点 海水的淡化
全球的海水淡化技术已经日趋成熟,主要包括反渗透法、蒸馏法、冷冻法等几十种方法。中国的海水淡化技术已经取得突破性进展,并在全球占领了一定的市场。
反渗透膜是模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜,是反渗透技术的核心构件。反渗透膜能截留水中的各种无机离子和大分子溶质,而水则能从半透膜渗出,从而取得比较纯净的水。反渗透法具有净化水水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简便等优点,在海水淡化工程上得到了广泛应用。
蒸馏:把水加热,至水沸腾变成水蒸气,再经冷凝管冷却成水滴,这种净化水的方法称为蒸馏法,这样收集到的水就是蒸馏水。这种仅由一种物质组成的物质,叫作纯净物
原理:利用液体里各成分的沸点不同而进行分离的方法。
蒸馏装置组成:蒸馏烧瓶、温度计、铁架台、冷凝管、接受器、锥形瓶。
知识点 海盐的提取
一、我国的海盐生产,一般采用日晒法。利用滨海滩涂,筑坝开辟盐田,通过纳潮扬水、日照蒸发而浓缩:当氯化钠溶液达到饱和时,析出氯化钠晶体、即为原盐:像这种固体溶质从它的饱和溶液中以晶体形式析出的过程称为结晶
二、粗盐的提纯
①溶解:将粗盐在烧杯中加水溶解
②过滤:把不溶于液体的固态物质跟液体分离开的一种方法。
操作要点:一贴、二低、三靠
一贴:滤纸要紧贴漏斗内壁;
二低:滤纸要低于漏斗边缘,滤液要低于滤纸边缘;
三靠:漏斗下端紧靠烧杯内壁;玻璃棒末端轻轻斜靠在三层滤纸的一侧;倾倒滤液的烧杯口紧靠玻璃棒上端。
注:玻璃棒起引流作用。
③蒸发结晶
三、获得晶体的两种方法:
①蒸发溶剂:一般用于溶解度受温度影响不大的物质,如氯化钠(溶液较小);
②冷却热饱和溶液:适用于溶解度受温度影响大的物质,如硝酸钾。
注:通常是将以上两种方法综合起来使用,也就是先通过加热使溶液浓缩(减小溶剂),再将溶液冷却(降低温度),使溶液中的物质结晶析出。
选择几颗几何形状完整的小晶体。用线把小晶体串起来,悬挂在玻璃棒上,玻璃棒搁置在另一杯新制的200mL温度在70℃左右的澄清硫酸铜饱和溶液上,小晶体确保悬空浸没在溶波中。重复静置结晶,最后长成大晶体。
知识点 海洋的探索和开发
海洋是世界上食品、石油、天然气以及矿产资源的重要来源地
人类通过渔业捕捞、水产养殖、海上油井、海底采矿、海浪发电、海水淡化等方式获取了大量的海洋资源,为人类的生存和发展提供了有力保障。人类在开发海洋的同时要尽到保护海洋的义务,避免对海洋的过度开发,减少对海洋的污染,共同维护海洋的生态环境。
直至今日,海洋仍然有着许多未解之谜。辽阔而深邃的海洋神秘莫测,尤其是深海黑暗、寒冷、缺氧、高压的极端环境让人望而却步。那么,科学家是怎样探索海洋的呢?为了获取更多的海洋信息,科学家发明了很多探索海洋的新技术。近年来,我国的海洋科考取得了巨大进展,尤其是深海探测技术迅速发展
第4节 水的浮力
知识点 浮力
1.浮力概念:液体(气体)对浸入其中的物体都会产生向上的浮力。
浮力的方向是竖直向上的。
浮力的施力物体:液体,浮力的受力物体:浸入液体中的物体。
浮力产生的原因:物体的上、下表面受到压力差。即F浮=F下表面-F上表面
弹簧测力计测浮力的方法:先测出物体在空气中的重力G,再读出物体浸在液体中的弹簧测力计读数F,那么F浮=G-F。
注 意:(1)F浮=G-F拉适用条件:物体在水中会下沉;
(2)若物体下表面不受液体或气体的压力,则物体不受浮力。
(3)初步了解F浮=ρ液gV排液 V排是排开液体体积,而不是物体体积
2.浮力大小影响实验
实验目的
变量控制
图示
现象及分析
探究结论
探究浮力的大小与物体浸没深度的关系
同一物体浸在同一液体中,物体浸没的深度不同
乙、丙两种情况下弹簧测力计的示数相同,即浮力相同
浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关
探究浮力的大小与物体浸入液体的体积的关系
液体的密度相同,同一物体浸入液体的体积不同
乙、丙两种情况下弹簧测力计示数不同,即浮力不同,F1>F2
物体受到的浮力与物体浸入液体的体积有关
探究浮力的大小与液体密度的关系
同一物体浸在液体中的体积相同,液体密度不同
乙、丙两种情况下弹簧测力计的示数不同,即浮力不同,F2>F1
物体受到的浮力于液体的密度有关
探究浮力的大小与物体密度的关系
两个体积相同、质量不同的物体,浸入在同一液体中
甲、乙两种情况下弹簧测力计的示数差相同,即浮力相同
物体所受的浮力与物体的密度无关
【总结归纳】浮力的大小只跟液体的密度和物体浸入液体的体积有关(与物体的形状、材料、浸没的深度、液体的多少无关)。在液体密度相同时,浸入液体的体积越大,物体受到的浮力越大;在浸入液体的体积相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大。
知识点 阿基米德原理
原 理:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。
公 式:F浮=G排液=ρ液gV排液。
说 明:阿基米德原理同样适用于气体浮力的计算。
注 意:(1)浸入液体中的物体受到的浮力只与ρ液、V排有关;
(2)浮力与物体浸没在液体中的深度,物体的密度、形状无关;
(3)阿基米德原理表达式中V排是物体排开液体体积,也就是物体浸入液体中体积V浸,
但V排不同于V物。当物体部分浸入时,V排<V物;当物体完全浸没在液体中时,V排=V物;
知识点 物体的沉浮条件(受力分析)
1.物体的浮沉条件:浸没在液体中的物体的浮沉取决于 F浮和 G 的大小。(实心物体浸没在液体中)
F浮<G
F浮>G
F浮=G(V排液=V物)
F浮=G(V排液<V物)
F浮<G(V排液=V物)
ρ液<ρ物
ρ液>ρ物
ρ液=ρ物
ρ液>ρ物
ρ液<ρ物
下沉
上浮
悬浮
漂浮
沉底
2.说 明:(1)上浮和下沉都是不稳定状态,上浮的物体最终会浮出液面,处于漂浮状态;下沉的物体最终则会沉到液底处于静止状态(沉到水底时:F浮+F支持力=G);
(2)漂浮和悬浮时,物体都是受到两个力而处于平衡状态,F浮=G。
3.注 意:(1)“浸没”是指物体全部浸入液体中,被液体全部包围,V物=V排;
(2)“浸入”是指物体部分或全部浸在液体中,部分或全部被液体包围;
(3)“漂浮”是物体浮在液面上,只有部分浸入液体中,V物>V排;
(4)“悬浮”是指物体全部浸入液体中,并且可以停留在液体中的任何深度,V物=V排;
(5)“上浮”和“下沉”是物体在重力和浮力共同作用下,物体向上或向下运动的过程,
即F浮>G,物体上浮;F浮<G,物体下沉。
知识点 浮力的应用
1.密度计
工作原理是物体的漂浮条件(根据阿基米德公式F浮=ρ液V排g,漂浮时浮力一定,ρ液与V排成反比)。密度计下面的金属粒和玻璃泡能使密度计直立在液体中。密度计的刻度特点“上小下大、上疏下密”。
2.轮船,半潜船等漂浮物
轮船:将钢铁做成空心,增大排开液体的体积,增大浮力使F浮=G;
轮船的排水量即轮船满载时排开水的质量,单位为吨。
①因为漂浮时,F浮=G,所以同一艘轮船从海洋行驶到江河或从江河行驶到海洋,其受到的浮力不变;
②根据F浮=ρ液gV排液,同一艘轮船从海洋行驶到江河,因为F浮不变,ρ液减小,所以 V排液变大,即船身稍下沉;
3.潜水艇,潜航器等
潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。潜水艇是钢铁外壳,体积不能改变,只能改变自身重力,方法是在水舱内吸入或排出一定量的水。
4.热气球和飞艇:采用充密度比空气小的气体(氢气、氦气、热空气)的办法,使它受到的浮力大于重力而升空。
第5节 水资源的利用和保护
知识点 水资源的利用 水资源的保护
一、水资源的利用
人类社会的生活、生产都离不开水,水资源的开发利用直接关系到人类的生存和发展。
二、水资源保护
1、节约用水和防止水污染是水资源保护的两项重要内容
2、水的循环使用、减少用量、回收利用是节约用水的三种主要方法
3、节水标志的意义,其标志中:绿色的圆形代表地球,标志留白部分像一只手接起一滴水,节水与接水谐音,寓意节约每一滴用水。手是字母J和S的变形,寓意节水,鼓励人们从我做起,人人动手节约第一滴水;手又像一条蜿蜒的河流,象征滴水汇成江河。
知识点 水的净化
一、沉淀法:把水静置,使水中的杂质沉淀到水底的方法称为沉淀法。由于明矾或活性炭能使水中的悬浮杂质凝聚成一些较大的颗粒并慢慢沉到水底,因此,明矾、活性炭常用作凝聚剂。
二、自然界中,浑浊的水经过沉淀、过滤、吸附等净化处理,就会变得澄清,但所得的水仍然不是纯水,需要通过蒸馏才可以得到纯净的水
过滤法:根据物质的溶解性的不同,用于除去液体中混有的不溶性固体杂质的方法。
①过滤装置:如图所示。
②过滤的操作要领:
“一贴”:滤纸紧贴漏斗内壁,中间不留气泡。
“二低”:滤纸边缘低于漏斗口,滤液液面低于滤纸边缘。
“三靠”:烧杯紧靠玻璃棒,玻璃棒末端轻靠在有三层滤纸的一侧,漏斗下端紧靠烧杯内壁。
③过滤时,玻璃棒作用是引流。
④过滤器的制备:滤纸2次对折后打开。
C. 蒸馏法:根据液体物质的沸点不同,用于分离或提纯互溶的液态混合物的方法。用蒸馏法净水可除去水中已经溶解的物质。把水加热至沸腾,变成水蒸气,再经冷凝得到的水称为蒸馏水(装置如图)。
①蒸馏时,蒸馏烧瓶中应放入几片碎瓷片,以防止液体暴沸。操作时,将温度计的水银球放在蒸馏烧瓶的支管口处,以便于观察温度的变化,确定所接收液体的种类。
②蒸馏时,冷凝管中要下端进水上端出水,是因为冷凝时,冷水需充满冷凝器,防止冷凝器冷凝时受热不均匀出现炸裂,同时逆流冷凝效果好。
易错点一、人类家园中的水
1.❌地球水量巨大,淡水资源充足
✅地球绝大多数是海洋咸水;淡水主体是冰川;人类可直接利用淡水(河流水、湖泊淡水、浅层地下淡水)占比极小。
2.❌水循环动力来自风力
✅水循环的根本动力是太阳能。
3.❌陆上内循环可以大量更新陆地淡水
✅海陆间循环是陆地淡水最主要的更新来源;陆上内循环仅少量补充陆地水。
4.❌我国水资源空间分布北多南少
✅空间:南多北少、东多西少;时间:夏季丰富,冬季不足,年际变化大。
5.❌水循环只有物态变化,不存在能量交换
✅蒸发吸热、降水放热,水循环伴随能量转移。
6.❌水资源就是地球上所有的水
✅水资源一般指陆地上可被人类利用的淡水资源。
【对点训练】
1. 2024年8月5日,中柬合建的柬埔寨运河项目正式开工。运河建成后,将打通湄公河系统与泰国湾的柬埔寨海岸线。修建运河主要直接干预的水循环的主要环节是( )
A.降水 B.地表径流 C.水汽输送 D.蒸发
【答案】B
【解答】解:结合已学知识可知,修建运河主要直接干预的水循环的主要的地表径流环节。
故选:B。
2. 在下列四个区域中,水循环最活跃的是( )
A.塔克拉玛干沙漠地区 B.青藏高原地区
C.长江中下游地区 D.内蒙古大草原
【答案】C
【解答】解:塔克拉玛干沙漠地区干旱少雨,温差大,距海洋远,水循环十分缓慢,A不符合题意;青藏高原地区最典型的自然特征是高寒,植被覆盖率较低,只有在夏季水循环才开始活跃,B不符合题意;长江中下游地区河水不断从上游流入中游,而且年降水量在1000毫米以上,经常下雨,水循环比较活跃,C符合题意;内蒙古大草原年降水量不足400毫米,水循环不活跃,D不符合题意。
故选:C。
3. 2024年7月,超强台风“格美”在浙江与福建交界处登陆,给我市大部分地区带来狂风暴雨。“台风过境”和“台风雨”分别属于水循环的( )
A.②降水;①水汽输送 B.⑦蒸发;①水汽输送
C.①水汽输送;⑦蒸发 D.①水汽输送;②降水
【答案】D
【解答】解:由所学知识可知,水循环的过程包括蒸发、水汽输送、降水、地表径流等;从水循环的途径来看,台风过境属于①水汽输送,“台风雨”属于水循环的②降水,故ABC错误,D正确。
故选:D。
4. 洞头区淡水资源贫乏,需要从珊溪水库引入淡水才能满足生活所需,该方法是改变如图水循环中的( )
A.环节① B.环节② C.环节③ D.环节④
【答案】D
【解答】解:读图可知,在水循环的各个环节中,目前受人类活动影响最大的是地表径流。通过输水管道从珊溪水库引入淡水改变了环节④地表径流。
故选:D。
5. 读“水循环示意图”,回答问题:
(1)下列数字在水循环中所代表的环节是:③ 。
(2)我国的“南水北调”工程主要改变了水循环的 (填名称)环节。
(3)下列水循环的环节中,主要以地心引力作为动力的是 (选填字母)。
A.地表径流和地下径流
B.降水
C.下渗
D.蒸发
E.植物蒸腾
【答案】(1)水汽输送;
(2)地表径流;
(3)ABC。
【解答】解:读图可知,(1)水循环包括蒸发、水汽输送、降水、地表径流、下渗、地下径流等几个环节,图中①是降水,②是蒸发,③是水汽输送,④是植物蒸腾,⑤是地表径流,⑥是地下径流。
(2)南水北调工程把长江流域丰富的水资源调到华北和西北地区,其改变了水循环的⑤地表径流环节。
(3)水循环的环节中,主要以地心引力作为动力的是地表径流和地下径流、降水和下渗,蒸发和植物蒸腾都是上升运动,故ABC正确,符合题意;DE错误,不符合题意。
故答案为:
(1)水汽输送;
(2)地表径流;
(3)ABC。
易错点二、生活中的水溶液
1.❌溶液一定无色
✅溶液透明,但可以有色(硫酸铜蓝色溶液);透明≠无色。
2.❌均一、稳定的液体就是溶液
✅溶液必须是混合物;纯水是均一稳定的纯净液体,不属于溶液。
3.❌搅拌、粉碎固体,能增大物质的溶解能力
✅搅拌、升温、粉碎只能加快溶解速率,不能改变该温度下物质最大溶解量。
4.❌饱和溶液一定是浓溶液,不饱和溶液一定是稀溶液
✅两组概念相互独立。饱和看能否继续溶解;浓稀看溶质相对含量。例:熟石灰饱和溶液浓度很稀。
5.❌洗洁精清洗油污是溶解
✅属于乳化,大油滴拆成微小液滴,形成乳浊液,不是溶液。
6.❌所有固体溶解能力随温度升高而增大
✅氢氧化钙特例,温度升高,溶解能力减小。
7.❌蔗糖溶液可以导电
✅蔗糖溶于水以分子形式存在,无自由移动离子,不导电;食盐溶于水产生离子,可以导电。
【对点训练】
6. 如图所示,40℃时,将60克硝酸钾加入100g水中,充分搅拌后,烧杯②中的硝酸钾固体完全消失,再经过某一步操作,烧杯③中的溶液恰好饱和。硝酸钾的部分溶解度数据如下表所示。
温度(℃)
20
30
40
60
溶解度(g)
32
46
64
110
(1)烧杯②中的溶液属于 (选填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(2)烧杯②中溶液的溶质质量分数为多少?
(3)图中“某一步操作”的具体方法是什么?(写出2种方法,要有具体数据)
【答案】(1)不饱和;
(2)37.5%;
(3)方法一:恒温蒸发6.25g水;方法二:加入4g硝酸钾固体。
【解答】解:(1)40℃时,硝酸钾的溶解度为64g,烧杯②中的溶液中含有100g水和60g硝酸钾,所以为不饱和溶液。
(2)烧杯②中溶液的溶质质量分数为37.5%。
答:烧杯②中溶液的溶质质量分数为37.5%。
(3)烧杯②中的溶液为不饱和溶液,要转化为饱和溶液可以:
a.降温,使硝酸钾的溶解度为60g,查表,无具体数据。
b.蒸发溶剂,设40℃时 60gKNO3饱和所需水的质量为x,
x=93.75g
原来100g水,需蒸发掉100g−93.75g=6.25g水,在40℃下得到饱和溶液。
c.加溶质,在40℃时,100g水最多溶64g,已有60g,所以只需再加4gKNO3固体,就达到饱和。
故答案为:
(1)不饱和;
(2)37.5%;
(3)方法一:恒温蒸发6.25g水;方法二:加入4g硝酸钾固体。
7. 国际卫生组织建议人体每日摄入糖的量不应超过50克,已知一瓶500毫升可乐中糖的质量分数约为10.6%。
(1)可乐的贮存方法中要求避免阳光直晒及高温,主要原因是可乐中溶解了大量二氧化碳,其溶解度随温度升高而 (填“增大”或“减小”)。
(2)若小科饮用一瓶该可乐,判断其当天的摄糖量是否超标,通过计算说明。(可乐的密度约为1克/厘米3)
【答案】(1)减小;
(2)超标。
【解答】解:(1)可乐中溶解了大量二氧化碳,贮存方法中要求避免阳光直晒及高温,主要原因是二氧化碳的溶解度随温度升高而减小,温度升高,二氧化碳会从可乐中逸出。
(2)已知可乐的密度约为1克/厘米3,1毫升=1厘米3,一瓶可乐500毫升,则可乐的质量m=ρV=1克/厘米3×500厘米3=500克。可乐中糖的质量分数约为10.6%,那么一瓶可乐中糖的质量=500克×10.6%=53克;国际卫生组织建议人体每日摄入糖的量不应超过50克,53克>50克,所以小科饮用一瓶该可乐,当天摄糖量超标。
答:其当天的摄糖量超标。
故答案为:
(1)减小;
(2)超标。
8. 小明在实验室进行有关浓硫酸的实验,观察瓶上的标签(如表所示)。
(1)取100毫升该浓硫酸,质量为 克,其中含溶质硫酸 克。
浓硫酸(H2SO4)500毫升
浓度(质量分数)
98%
密度
1.84克•厘米3
相对分子质量
98
强腐蚀性,阴冷,密封贮藏
(2)若实验室要配制1000g溶质质量分数19.6%的稀硫酸,则需要该浓硫酸多少克?
【答案】(1)184;180.32;
(2)200。
【解答】解:(1)100cm3=100mL,100毫升该浓硫酸的质量1.84g/cm3×100cm3=184g;其中溶质的质量是184g×98%=180.32g。
故答案为:184;180.32。
(2)设需要这种浓硫酸的质量为x,根据溶液稀释前后溶质的质量不变,则x×98%=1000g×19.6%,x=200g。
答:需要该浓硫酸的质量为200g。
9. 盐水选种是一种巧妙的挑选优质种子的方法。长得很饱满的水稻种子,密度超过1.1×103kg/m3;干瘪的和被虫子蛀坏的种子的密度都比饱满种子的密度都要小得多。下表为食盐溶液其溶质质量分数与密度关系。
溶质质量分数
5%
10%
15%
20%
26%
溶液密度(g/cm3)
1.03
1.07
1.10
1.15
1.20
请回答下列问题:
(1)应选用表中溶质质量分数为 的食盐溶液才能挑选出很饱满的水稻种子。
(2)配制200千克质量分数为20%的食盐溶液需要食盐 千克。
(3)若取上述配制好的质量分数为20%的食盐溶液60千克,能配制质量分数为15%的食盐溶液多少千克?需加多少体积的水?
【答案】(1)15%;
(2)40;
(3)配制质量分数为15%的食盐溶液80kg;需加多少体积的水20000cm3。
【解答】解:(1)长得很饱满的水稻种子,密度超过1.1×103kg/m3,干瘪的和被虫子蛀坏的种子的密度都比饱满种子的密度都要小得多,所以应该用15%的食盐溶液(密度:1.10g/cm3=1.10×103kg/m3)才能挑选出很饱满的水稻种子。
(2)配制200千克质量分数为20%的食盐溶液需要食盐的质量为:200kg×20%=40kg;
(3)设能配制质量分数为15%的食盐溶液为m,则含盐量不变:
60kg×20%=m×15%;
m=80kg;
需加水质量为80kg﹣60kg=20kg=20000g,
体积为V20000cm3。
故答案为:(1)15%;
(2)40;
(3)配制质量分数为15%的食盐溶液80kg;需加多少体积的水20000cm3。
10. 盐水选种是利用浮力的原理,使饱满种子沉底、瘪粒上浮。这种方法关键要掌握好盐水的浓度,选小麦种子一般需要溶质质量分数为18%~22%的食盐水。请回答下列问题:
(1)用图甲所示的步骤配制100克20%的氯化钠溶液,正确的操作顺序是 。(用字母表示)
(2)实验操作中,选择用 (填“10”“50”或“100”)毫升量筒量取水。量取时,如果出现图乙操作会导致氯化钠溶液溶质的质量分数 (填“偏大”“偏小”或“不影响”)。
(3)将上述溶液变成25%的氯化钠溶液,应该蒸发多少克的水?
【答案】(1)C→B→D→E→A;
(2)100;偏大;
(3)20g。
【解答】解:(1)溶液配制的正确操作顺序为:先计算,再称量氯化钠(固体)、量取水(液体),最后溶解,结合图甲步骤,正确顺序为 C→B→D→E→A。
(2)配制100g 20%的氯化钠溶液,需氯化钠质量为100g×20%=20 g,需水的质量为100g−20g=80 g,水的体积为80mL,应选择100mL量筒;若图乙为俯视读数,实际量取的水体积偏小,溶剂变小,导致溶质质量分数偏大。
(3)设需要蒸发水的质量为m。25% m=20g
答:应该蒸发20克的水。
故答案为:(1)C→B→D→E→A;
(2)100;偏大;
(3)20g。
易错点三、海洋的探索
1.❌海水可以直接饮用
✅海水是含多种盐类的混合物,含盐量高,不能直接饮用。
2.❌海水晒盐采用降温结晶
✅食盐溶解度受温度影响很小,依靠蒸发结晶,蒸发水分析出晶体。
3.❌降温结晶适合食盐,蒸发结晶适合硝酸钾
✅溶解度随温度变化大(硝酸钾)→降温结晶;变化平缓(氯化钠)→蒸发结晶。
4.❌可燃冰是冰
✅可燃冰是甲烷水合物,不是冰;高压、低温环境形成,燃烧污染小。
5.❌蒸馏淡化海水,盐分随水蒸气一起离开
✅盐沸点高,留在原液;水先汽化再液化,得到淡水。
6.❌反渗透淡化海水,盐离子可以穿过半透膜
✅半透膜只允许水分子通过,盐离子无法通过。
【对点训练】
11. 食盐是生活的必需品。某项目化学习小组运用所学知识展开从海水中提取食盐的实践活动。请回答问题。
小明查阅资料发现,氯化钠和硝酸钾外形相同,但有非常不一样的性质。因此他又进行了如下探究,请根据如表所示的数据回答下列问题。
温度/℃
20
40
50
60
80
溶解度/克
氯化钠
36.0
36.6
37.0
37.3
38.4
硝酸钾
31.6
63.9
85.5
110
169
(1)将50℃时,100克水中最多溶解氯化钠 克。
(2)A是80℃含有120克水的硝酸钾溶液,经过如图所示的操作,得到102克硝酸钾固体。根据实验过程可得,原溶液A中含硝酸钾 克。
(3)在20℃温度下,将100克9%氯化钠溶液稀释成0.9%的氯化钠溶液(生理盐水),请计算需要加水多少克?
【答案】(1)37.0;
(2)133.6;
(3)900g。
【解答】解:(1)表中50℃时氯化钠的溶解度为37.0g,因此100g水中最多溶解37.0g氯化钠;
(2)恒温蒸发20g水后,剩余水的质量为120g﹣20g=100g。降至20℃并过滤出102g硝酸钾固体,说明剩余溶液已饱和;此时100g水中溶解的硝酸钾质量为,故原溶液A中硝酸钾的质量为102g+31.6g=133.6g;
(3)原溶液中氯化钠的质量为:100g×9%=9g;稀释后溶液的质量为:;需要加入水的质量为:1000g﹣100g=900g,
答:需要加水900g。
故答案为:
(1)37.0;
(2)133.6;
(3)900g。
12. 思维模型是依据事物发展内在规律所建立的解决问题的基本框架,能引导有序思维、增进深度理解、促进问题解决。小科建构了“混合物提纯”的思维模型:
【初步理解】根据混合物组份的性质差异,获得混合物中目标组份。
(1)海水淡化是将海水中的盐与水分开,常压加热蒸馏法是其中的一种:常压下将海水加热形成水蒸气,再液化得到淡水的过程。从建模角度分析,海水加热形成水蒸气属于上述模型中的 (填“分离转移”或“反应转化”)。
(2)【探究本质】根据组份的性质差异,选择合适方法,实现物质提纯。
从含少量氯化钠的硝酸钾固体中提纯硝酸钾,是通过溶解。蒸发浓缩 、过滤、洗涤、干燥实现的。“蒸发”操作中使用玻璃棒的作用是 。
(3)【融合创新】依据科学原理,融合技术与工程,形成新颖而有价值的解决实际问题方案。
常压加热蒸馏法,能耗大、成本高。小科查阅资料获知,现在世界上的许多大型海水淡化工厂,都已经采用低压加热蒸馏法,请解释其蕴含的科学道理 。
【答案】(1)分离转移;
(2)冷却结晶;搅拌,使液体受热均匀,防止局部温度过高,造成液滴飞溅(答案不唯一);
(3)液体的沸点随气压的降低而降低。
【解答】解:(1)海水淡化是将海水中的盐与水分开,常压加热蒸馏法是其中的一种:常压下将海水加热形成水蒸气,再液化得到淡水的过程。从建模角度分析,海水加热形成水蒸气属于上述模型中的分离转移;故答案为:分离转移;
(2)从含少量氯化钠的硝酸钾固体中提纯硝酸钾,是通过溶解、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥实现的;蒸发操作中使用玻璃棒的作用是:搅拌,使液体受热均匀,防止局部温度过高,造成液滴飞溅;故答案为:冷却结晶;搅拌,使液体受热均匀,防止局部温度过高,造成液滴飞溅;
(3)常压加热蒸馏法,能耗大、成本高,小科查阅资料获知,现在世界上的许多大型海水淡化工厂,都已经采用低压加热蒸馏法,其中蕴含的科学道理是液体的沸点随气压的降低而降低,从而节约能量消耗。故答案为:液体的沸点随气压的降低而降低。
13. 临床上发现,用25%的硫酸镁溶液与生理盐水组合起到解痉缓解疼痛的作用。氯化钠和硫酸镁的部分溶解度数据如下表所示。
氯化钠和硫酸镁的部分溶解度数据
温度(℃)
0
5
10
15
20
25
30
35
溶解度(克)
氯化钠
35.7
35.7
35.8
35.9
36.0
36.1
36.3
36.5
硫酸镁
22
24.8
27.7
30.5
33.3
36.4
39.3
41.8
(1)从上表可知,更适合采用冷却热饱和溶液获得晶体的是 。
(2)20℃时,将一定质量的硫酸镁放入盛有100克水的烧杯中,充分溶解后如图甲所示,升温到35℃时如图乙所示。试判断35℃时乙烧杯中的溶液 。
A.一定是饱和溶液
B.一定是不饱和溶液
C.不能确定
(3)配制25%的硫酸镁溶液的温度需要控制在20℃以上,请结合硫酸镁的溶解度,通过计算进行解释。
【答案】(1)硫酸镁;
(2)C;
(3)20℃时,硫酸镁的溶解度是33.3克,此温度下硫酸镁的饱和溶液的质量分数为;查表可知,硫酸镁的溶解度随温度的升高而增大,说明在20℃以下硫酸镁的最大质量分数不超过25%,所以须在20℃以上配制试剂。
【解答】解:(1)通过分析表中的数据可知,氯化钠的溶解度受温度影响较小,可用蒸发溶剂的方法结晶;硫酸镁的溶解度受温度影响较大,可用冷却热饱和溶液的方法结晶;
(2)升高温度,硫酸镁的溶解度增大,20℃时,将一定质量的硫酸镁放入盛有100克水的烧杯中,充分溶解后有固体剩余,由于不知道硫酸镁的质量,升温到35℃时,硝酸镁固体全部溶解,可能是该温度下的饱和溶液,也可能是不饱和溶液,故选:C;
(3)分析表中数据可知,20℃时,硫酸镁的溶解度是33.3克,此温度下硫酸镁的饱和溶液的质量分数为;由表中数据可知,硫酸镁的溶解度随温度的升高而增大,说明在20℃以下硫酸镁的最大质量分数不超过25%,所以须在20℃以上配制试剂。
故答案为:(1)硫酸镁;
(2)C;
(3)20℃时,硫酸镁的溶解度是33.3克,此温度下硫酸镁的饱和溶液的质量分数为;查表可知,硫酸镁的溶解度随温度的升高而增大,说明在20℃以下硫酸镁的最大质量分数不超过25%,所以须在20℃以上配制试剂。
14. 在学习了溶液相关知识后,八年级项目小组开展了硫酸铜晶体的制备与生长实验。项目小组向100克的70℃热水中加入80克硫酸铜晶体,实验过程如图所示。
(1)若要将图乙烧杯中多余的固体与溶液分离,则“?”处的操作是 。
(2)以下选项中,图丙到图戊过程中溶液的质量分数变化正确的是 。
A.B.
C.D.
(3)某物质的饱和溶液指的是:一定温度下,在一定溶剂里不能再溶解某种溶质的溶液。但小科在实验中却发现:硫酸铜饱和溶液从丁到戊的变化过程中,温度不变,溶剂质量不变,烧杯底部的晶体却在减少,饱和溶液难道还能继续溶解溶质吗?查阅资料获悉:饱和溶液边溶解溶质边析出晶体,且溶质的溶解速度等于结晶速度,处于动态平衡。小科进一步实验发现丁底部减少的晶体与戊棉线上析出的晶体质量相等。自然界中存在很多这样的动态平衡,请你再举一个类似的动态平衡例子并加以说明。 。
(4)已知硝酸钠、硝酸钾、食盐的溶解度与温度的关系如图所示,则这三种物质中也可通过上述方法制备晶体的是 。
【答案】(1)过滤;
(2)D;
(3)血糖平衡、碳氧平衡、体内水盐平衡、生态平衡(答案合理即可);
(4)硝酸钠、硝酸钾。
【解答】解:(1)过滤能将固液分离,则“?”处的操作是过滤。
(2)硫酸铜的溶解度随温度降低而减小,则降低温度后,溶解度减小,而饱和溶液的溶质质量分数100%,则溶质质量分数减小,后温度不变,溶解度不变,则溶质质量分数不变,故选D。
(3)生活中的常见的平衡为血糖平衡、碳氧平衡、体内水盐平衡、生态平衡等。
(4)由图可知,硝酸钠和硝酸钾的溶解度受温度影响比较大,则均可采用降温结晶的方法制备晶体。
故答案为:(1)过滤;
(2)D;
(3)血糖平衡、碳氧平衡、体内水盐平衡、生态平衡(答案合理即可);
(4)硝酸钠、硝酸钾。
15. 科学小组进行粗盐提纯实验及溶液配制实验。请完成下列问题:
实验一:如图是甲同学进行粗盐提纯实验的操作示意图。
(1)操作⑤中有一处明显的不正确,请指出 。图中不正确改正后,粗盐提纯实验的正确操作顺序为②⑥ (填操作示意图的序号)。
实验二:乙同学用提纯得到的精盐配制100g溶质质量分数为15%的氯化钠溶液。
(2)称量氯化钠时如果发现指针偏向右侧,正确的操作是 。
(3)配制该溶液需要量取 mL水。
【答案】(1)缺少玻璃棒引流;①④⑤③;
(2)继续向左盘添加氯化钠,直至天平平衡;
(3)85。
【解答】解:(1)过滤时要注意“一贴、二低、三靠”的原则,图中缺少玻璃棒引流;粗盐的主要成分是氯化钠,粗盐提纯是通过溶解(把不溶物与氯化钠初步分离)、过滤(把不溶物彻底除去)、蒸发(氯化钠从溶液中分离出来)得到精盐的过程,正确的操作顺序是②⑥①④⑤③。
(2)用托盘天平称量所需的氯化钠时,发现指针偏向右侧,说明砝码的质量大于药品的质量,应继续向左盘添加氯化钠,直至天平平衡。
(3)溶质质量=溶液质量×溶质的质量分数,配制100g溶质质量分数为15%的氯化钠溶液,需氯化钠的质量=100g×15%=15g;溶剂质量=溶液质量﹣溶质质量,则所需水的质量=100g﹣15g=85g(合85mL)。
故答案为:
(1)缺少玻璃棒引流;①④⑤③;
(2)继续向左盘添加氯化钠,直至天平平衡;
(3)85。
易错点四、水的浮力
1.❌物体浸入越深,浮力一定越大 ✅未浸没时,越深\(V_排\)变大,浮力变大;完全浸没后,深度增加,\(V_排\)不变,浮力不变。
2.❌浮力大小和物体密度、物体体积有关 ✅浮力只由\(\boldsymbol{\rho_液}\)、\(\boldsymbol{V_排}\)决定。
3.❌漂浮物体浮力大于重力 ✅漂浮属于平衡状态,\(\boldsymbol{F_浮=G_物}\)。
4.❌悬浮和漂浮都是物体完全浸没在液体中 ✅漂浮:部分浸入,\(V_排<V_物\);悬浮:全部浸没,\(V_排=V_物\)。
5.❌轮船从江河驶入大海,浮力变大 ✅轮船始终漂浮,重力不变,浮力不变;海水密度大,\(V_排\)变小,船身略微上浮。
6.❌潜水艇上浮是增大浮力 ✅潜水艇浸没时\(V_排\)不变,浮力不变;依靠吸水、排水改变自身重力实现浮沉。
7.❌密度计浸入越深,液体密度越大 ✅密度计重力不变,浸入越深,液体密度越小;刻度上小下大。
【对点训练】
16. 图甲为某项目化小组设计的潜水艇模型,其材质为硬质塑料瓶,塑料瓶厚度不计。内部由工作舱和水舱构成,两个舱之间密封不连通,注射器与水舱通过塑料软管相连,移动注射器活塞改变水舱中的空气体积从而改变水量,实现潜水艇的沉浮。设计要求:①潜水艇可以在水中实现上浮、悬浮、下沉三个模式相互切换。②为保证潜水艇正常工作,应尽可能提高工作舱的体积。(g=10N/kg)
(1)如图甲位置,不断向外拉动注射器活塞,则潜水艇将 (选填“上浮”或“下沉”),潜水艇受到的浮力将 。
(2)已知该小组同学采用的材料总质量为0.5千克,体积为800cm3,他们设计了四种方案的工作舱和水舱的体积,如表格所示。请根据设计要求,选择最合适的方案是 。
方案
工作舱体积/立方厘米
水舱体积/立方厘米
1
550
250
2
500
300
3
480
320
4
450
350
(3)图乙为潜水艇的横截面示意图。某次潜水器沉浮测试过程中,潜水器经过的几个位置如图丙,O点开始向水舱内注水,潜水器开始下沉;A点向外排尽水舱中的水;B点潜水艇顶端恰好到达水面;C点潜水器弧形部分恰好露出水面;D点为潜水器最后停在水面的位置。请在图丁中画出潜水器上浮过程中浮力随上升位置变化的曲线。
【答案】(1)下沉;先增大后不变;
(2)方案3;
(3)。
【解答】解:(1)向外拉动注射器活塞时,水舱内气体体积增大,气压减小,外界水在大气压作用下进入水舱,潜水艇自身重力增大,当重力大于浮力时,潜水艇下沉。在下沉过程中,潜水艇排开水的体积先增大后不变,根据F浮=ρ液gV排可知,潜水艇受到的浮力先增大后不变。
(2)潜水艇自身重力G=mg=0.5kg×10N/kg=5N,潜水艇完全浸没时受到的浮力。要使潜水艇能够下沉,水舱内注入水的重力至少为G水=F浮﹣G=8N﹣5N=3N,注入水的质量,注入水的体积。为了实现下沉,水舱的体积必须大于300cm3,因此方案1和方案2不符合要求。在满足下沉条件的方案3和方案4中,根据设计要求尽可能提高工作舱的体积,方案3的工作舱体积480cm3大于方案4的450cm3,故最合适的方案是方案3。
(3)从A点到B点,潜水艇完全浸没在水中,排开水的体积不变,根据阿基米德原理可知浮力保持不变且最大;从B点到C点,潜水艇顶端弧形部分逐渐露出水面,排开水的体积减小,且减小得越来越快,因此浮力减小得越来越快;从C点到D点,潜水艇柱形部分露出水面,排开水的体积均匀减小,浮力均匀减小;到达D点后,潜水艇漂浮在水面上,浮力等于重力,保持不变。根据上述分析画出浮力随上升位置变化的曲线如图所示。
17. 轮船上经常能看到如图1所示的“吃水线”,它又被称为“生命线”。为了安全航行,远洋轮船体上都有几条水平横线分别表示该船在不同水域和不同季节所允许的满载时的“吃水深度”。
(1)小江对这几条水平横线感到疑惑,为了解释这种现象,他查阅资料后得知:
A.不同水域,表层海水的盐度不同,会导致其密度不同;
B.不同季节,表层海水温度不同;
C.某一水域。表层海水在不同温度下的密度如表所示。
某一水域的表层海水
温度t(℃)
6
16
26
密度ρ(kg/m3)
1026.8
1025.5
1022.5
①一艘轮船满载时,若由东海驶入黄浦江(ρ海水>ρ江水),它所受的浮力将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
②根据表格中表层海水的温度t、密度p的变化情况和相关条件,可以得出密度与温度的关系: 。基于此,请你判断该船满载时冬季“吃水线”在夏季“吃水线”的 (选填“上方”或“下方”)。
(2)小江根据课堂学习的密度计原理,自制了一个密度计并将其分别放入三种不同液体中,情形如图2所示,分析:
①密度计在三种液体中受到的浮力相比较: 。
②三种液体的密度相比较:最大的是液体 。
【答案】(1)①不变;②同一水域,表层海水温度越高,海水的密度越小;下方;
(2)①浮力都是相等的;②乙。
【解答】解:(1)一艘轮船满载时,若由东海驶入黄浦江,始终漂浮,浮力等于重力,重力不变,故浮力不变;
分析表中数据可知,当温度不同时海水的密度不同,表层海水的温度越高,海水的密度越小。
根据阿基米德原理可知,F浮=ρ液gV排,液体的密度越大,轮船排开液体的体积越小,则吃水线越靠下。在同一水域,冬天时气温较低,水的密度较大,轮船排开液体的体积较小,则吃水线靠下,该船满载时冬季“吃水线”在夏季“吃水线”的下方。
艘轮船满载时,船和货物总重108牛,若由东海驶入黄浦江重力不变,浮力等于重力不变,而船上的货物卸走一部分时,重力变小,轮船所受的浮力变小。
(2)密度计利用漂浮时浮力等于重力测密度的;甲、乙、丙是相同的密度计,并且在三种液体中都漂浮,则F浮=G,所以,密度计在三种液体中受到的浮力:F甲=F乙=F丙;
由图可知密度计排开液体的体积关系为V丙排>V甲排>V乙排,则根据F浮=ρ液V排g可知两液体的密度关系为ρ丙<ρ甲<ρ乙。
故答案为:(1)①不变;②同一水域,表层海水温度越高,海水的密度越小;下方;
(2)①浮力都是相等的;②乙。
18. 用弹簧测力计通过细线吊着一个铁块慢慢浸入水中直至浸没(如图甲),同学们发现弹簧秤的示数逐渐减小。这说明:浸在水中的物体受到液体对它向上的浮力,浮力大小与___的体积有关。通过进一步的定量实验得出阿基米德原理,即F浮=G排。
(1)上述空白应填 。
【问题提出】
为什么浮力的大小等于物体排开的水受到的重力呢?在讨论阿基米德原理时,常常运用的方法是实验法。如何从理论上对此原理加以推理证明呢?
【理论推理】
(2)填写表格中空白
选取水块
铁块浸在水中时,它占据了原来由水占据的空间,因而选取被铁块排开的水块进行研究
等效替代
结合浮力产生的原因,由于该水块和铁块形状相同,所处位置相同,所以受到周围水的 相同,因此,铁块受到的浮力=水块受到的浮力
受力分析
对静止的该水块进行受力分析,如图乙所示。根据二力平衡条件,水块受到的浮力=水块的
得出结论
综合上述分析,铁块受到的浮力=排开的水块受到的重力,即F浮=G排
【实验验证】
(3)如图丙,在薄塑料袋中装满水并扎紧,用弹簧测力计将它提起后慢慢浸入水中(不碰触容器壁),当水袋全部浸没时(不碰触容器底),观察到 ,也验证了以上的探究推理过程。
【答案】(1)物体排开液体;
(2)压力;重力;
(3)弹簧测力计的示数变为0。
【解答】解:(1)铁块慢慢浸入水中的过程,水的密度不变,铁块浸入水中的体积(也就是排开水的体积)逐渐变大,弹簧测力计示数逐渐减小,说明浮力逐渐变大,因此该实验现象说明浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(2)浮力的本质是液体对物体向上和向下的压力差,也就是周围液体对物体的压力的合力。形状、位置完全相同的铁块和被排开的水块,受到周围水的压力情况完全一致,因此二者受到的浮力相等。
静止在水中的水块处于平衡状态,只受到向上的浮力和自身向下的重力,根据二力平衡条件,水块受到的浮力大小等于水块自身的重力。
(3)薄塑料袋重力可忽略,袋内装满水完全浸没在水中时,它排开水的重力大小等于袋内水的重力,根据阿基米德原理,此时水袋受到的浮力等于自身总重力,弹簧测力计对水袋的拉力为0,由称重法可知,因此观察到弹簧测力计示数变为0,直接验证了浸没时浮力等于排开液体的重力。
故答案为:(1)物体排开液体;
(2)压力;重力;
(3)弹簧测力计的示数变为0。
19. 某科学小组为验证阿基米德原理,选用相关器材进行实验。器材如下:弹簧测力计、溢水杯、小水桶、小石块和水、细线(体积忽略不计)。
(1)实验步骤如图1所示,步骤丁中,随着铁块浸入水中的体积越来越大,观察到弹簧测力计的示数逐渐 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)图1中的甲、乙、丁、戊中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4,若 成立(用已测得的物理量表示),则可以验证阿基米德原理。
(3)组员小虞利用升降台、两个相同的弹簧测力计A和B、吸管和裁剪的饮料瓶组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)等对实验进行改进,装置如图2所示。调节升降台使溢水杯上升,重物缓慢浸入装满水的溢水杯中,弹簧测力计A、B的示数变化量分别为ΔFA和ΔFB,则它们的大小关系是ΔFA ΔFB(选填“>”、“<”或“=”)。
(4)比较上述两个实验方案,小虞改进实验的优点是 。
A.确保测力计固定,从而获得更稳定的读数
B.选用日常物品作为实验器材,操作更加方便
C.能同步观察测力计A、B示数的变化,便于比较
【答案】(1)减小;
(2)F1﹣F3=F4﹣F2;
(3)=;
(4)ABC。
【解答】解:(1)步骤丁中,随着铁块浸入水中的体积越来越大,根据阿基米德原理,则物体所受浮力逐渐增大,由称重法测浮力F浮=G﹣F可知,重力G不变,F浮变大,则弹簧测力计的示数减小。
(2)浮力大小等于物体重力与物体浸在液体中时测力计示数之差F1﹣F3,排开液体重力等于排开液体与小桶总重与小桶重之差F4﹣F2。根据阿基米德原理内容:浸在液体中物体受到浮力,大小等于排开液体的重力,若阿基米德原理成立,测力计示数关系应为F1﹣F3=F4﹣F2
(3)测力计A示数变化量等于物体受到的浮力,B的变化量等于排开液体的重力。根据阿基米德原理可以知道,二者大小是相等的,即ΔFA=ΔFB。
(4)A.小虞改进实验中弹簧测力计被固定,从而获得更稳定的读数,故A符合题意;
B.选用日常物品作为实验器材,操作更加方便,属于小虞改进实验的优点,故B符合题意;
C.物体逐步浸入与液体被排出同步发生,两个测力计示数同时发生变化,且变化量相等,更能明显地观察,便于比较,故C符合题意。
故选:ABC。
故答案为:(1)减小;
(2)F1﹣F3=F4﹣F2;
(3)=;
(4)ABC。
20. 庆林要研究浮力大小与物体排开液体的体积的关系。他找来一个金属圆柱体、弹簧测力计和烧杯等器材进行了如图1所示的探究。
(1)分析图中弹簧测力计示数的变化可知物体排开液体的体积越大,所受的浮力 。
(2)实验结束后,庆林绘制了弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随浸入液体深度变化的曲线,如图2所示。分析图象可知:
①曲线 (选填“a”或“b”)描述的是金属圆柱体所受浮力的变化情况。
②该金属圆柱体所受重力为 N,金属圆柱体完全浸没时受到的浮力为 N。
【答案】越大;a;2.7;1.0
【解答】解:(1)根据图中物体浸入到液体中的体积和弹簧测力计示数的变化,物体进入到液体中的体积越大,即排开液体的体积越大,弹簧测力计的拉力越小,根据F浮=G﹣F拉可知,物体重力不变,物体受的浮力会越大;
(2)①因为在物体全部浸没前,物体进入到液体中的深度越深。排开液体的体积越大,浮力越大;物体全部浸没后,排开液体的体积不变,根据F浮=ρgV排可知,浮力不再变化;所以图象a符合金属圆柱体所受浮力和浸入深度的关系;
②图象b是弹簧测力计对金属圆柱体的拉力变化图象,物体没有浸入到水中前的拉力即为物体的重力G=F=2.7N;
由图象a可知,圆柱体完全浸没后,圆柱体受的浮力为1.0N。
故答案为:(1)越大;(2)①a;②2.7;1.0。
易错点五、水资源的利用和保护
1.❌缺水就是总水量不足
✅分为资源型缺水(水量少)、水质型缺水(水量充足,但水体污染,无法使用)。
2.❌水体富营养化是水中缺少营养物质
✅氮、磷元素过多,藻类大量繁殖;淡水叫水华,海洋叫赤潮。藻类死亡分解消耗大量溶解氧,鱼虾缺氧死亡。
3.❌过滤后的清水可以直接饮用
✅沉降、过滤只能除去不溶性固体杂质,无法除去可溶性污染物、细菌,不能直接饮用。
4.❌修建水库、跨流域调水可以增加地球上总水量
✅水库:改变水资源时间分配;跨流域调水:改变空间分布,不能增加水的总储量。
5.❌水污染只有工业废水造成
✅工业废水、农业化肥农药流失、生活污水都是重要污染源。
【对点训练】
21. 如图甲是自来水的生产过程。据图回答:
(1)自来水生产过程中使用的净水方法有 (可多选)。
①沉淀 ②过滤 ③蒸馏 ④结晶
(2)在物质分类上,自来水属于 。(选填“混合物”或“纯净物”)
(3)取适量自来水,用简易装置进行电解水实验,通电后现象如图乙,则A试管中的电极与电源 极相连。
【答案】见试题解答内容
【解答】(1)自来水生产过程中有沉淀、过滤、吸附、投药消毒等,因此选①②;
(2)自来水中含有可溶性的钙镁化合物,因此属于混合物;
(3)水通电后,正极产生氧气,负极产生氢气,体积比为1:2,所以A试管中的电极与电源负极相连。
故答案为:(1)①②(2)混合物;(3)负
22. 水是宝贵的自然资源,在工农业生产和日常生活中有着极其广泛的应用.
(1)如图1,在沉淀池和过滤池中发生的变化是 (填“物理”或“化学”)变化.
(2)过滤池是自来水的生产过程中的重要环节,其中用到了活性炭,在过滤过程中活性炭的作用是对水中的部分杂质具有 作用.
(3)图2是实验室过滤装置请写出仪器②的名称 ,玻璃棒的作用是 .
【答案】物理;吸附;漏斗;引流
【解答】解:
(1)在沉淀池和过滤池中没有新物质生成,发生的是物理变化;
(2)过滤池是自来水的生产过程中的重要环节,其中用到了活性炭,在过滤过程中活性炭的作用是对水中的部分杂质具有吸附作用.
(3)根据实验室常用仪器可知:仪器②的名称漏斗,过滤时玻璃棒的作用是引流.
答案:
(1)物理;
(2)使吸附;
(3)漏斗;引流.
23. 水是生命之源,与生活生产关系密切.保护水环境,珍爱水资源,是每个公民应尽的责任和义务.
(1)为了防止水的污染,下列做法有利于保护水资源的是 (填编号).
①抑制水中所有动、植物的生长;②不任意排放工业废水;③大量使用化肥农药;④生活污水经过净化处理后再排放.
(2)在科研中,水也是一种常用的试剂.水分子在特定条件下容易得到一个H+,形成水合氢离子(H3O+).下列对上述过程的描述不合理的是 (填序号).
A.氧元素发生了改变 B.微粒的组成发生了改变
C.微粒的化学性质发生了改变 D.与水分子比,水合离子的电子数发生了改变
(3)研究人员发现,在一定条件下,给水施加一个弱电场,在常温、常压下,水可以结成冰,称为“热冰”.“热冰”有许多实用价值,如开发新药、用于纳米打印机等,还可能用来 (填写序号)
A.代替干冰 B.防止冰川熔化 C.在室温下制作冰雕 D.建室温溜冰场.
【答案】②④;AD;CD
【解答】解:(1)不任意捧、排放工业废水和生活污水经过净化处理后再排放不会污染水资源;而抑制水中所有动、植物的生长和大量使用化肥农药会污染水资源,故选:②④;
(2)水分子在特定条件下容易得到一个H+,形成水合氢离子(H3O+),氧元素没有发生改变,与水分子相比水合离子的电子数相同,没有发生改变,故选:AD;
(3)在常温、常压下,水可以结成冰,称为“热冰”,所以“热冰”有许多实用价值,如开发新药、用于纳米打印机等,还可能用来在室温下制作冰雕以及建室温溜冰场.故选:CD.
24. 下表为某市三条内河和自来水水温、pH、溶解氧、氨﹣氮、高锰酸盐指数等五项常规指标的测定数据及国家III类水标准。
采样地点
水温(℃)
pH
溶解氧
(mg/L)
氨﹣氮
(mg/L)
高锰酸盐指数(mg/L)
甲河
19.7
6.29
2.549
4.911
5.776
乙河
19.0
5.94
4.902
3.342
8.243
丙河
18.6
6.03
8.824
0.911
5.332
自来水
18.0
6.31
10.196
0.149
1.420
Ⅲ类水标准
6~9
≥3
≤1
≤6
(1)与国家Ⅲ类水标准对比, 河中所有的指标都合格;
(2)在相同的条件下,用三条河的河水分别培养泥鳅,在不同处理时间段河水对泥鳅红细胞某项指标的影响率如图。分析该图可知, 河的河水对泥鳅红细胞的某项指标影响最大;
(2)河水中溶解氧下降可能产生的后果(写出其中一 种): 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)与国家Ⅲ类水标准对比,ph6~9,甲、丙、自来水的pH分别是6.29、6.03、6.31都符合标准,乙的ph5.94<6~9,不符合标准;溶解氧≥3,乙、丙、自来水的溶解氧分别是4.902、8.824、10.196都大于3,符合标准,甲的溶解氧2.549<3不符合标准;氨﹣氮≤1,丙、自来水的氨﹣氮分别是0.911、0.149都小于1,符合标准,甲、乙的氨﹣氮分别是4.911、3.342都大于1,不符合标准;高锰酸盐指数≤6,甲、丙、自来水的高锰酸盐指数分别是5.776、5.332、1.420都小于6,符合标准;乙高锰酸盐指数8.243>6,不符合标准。因此丙河和自来水中所有的指标都合格;
(2)在相同的条件下,用三条河的河水分别培养泥鳅,在不同处理时间段河水对泥鳅红细胞某项指标的影响率如图。可以看出甲河、乙河、丙河的河水对泥鳅红细胞的某项指标影响的最大值分别是1.1、1.5、0.7,乙河的影响值最大1.5,而且乙河的影响曲线绝大多数时间段在最上方(时间段12附近除外),因此,乙河的河水对泥鳅红细胞的某项指标影响最大;
(3)水生生物如鱼类、甲壳纲、水生植物,需要呼吸河水中溶解的氧气,如果河水中溶解氧下降可能会使一些水水生生物无法呼吸而导致死亡。
故答案为:
(1)丙;
(2)乙;
(3)水中生物死亡
25. 今年初开始我国西南地区遭受百年一遇的干旱,给一直以自然资源丰富自诩的云南一个沉重的打击.关于云南旱灾的成因,学术界给出了一个普遍的结论:全球气候变暖太平洋厄尔尼诺现象加剧破坏了大气结构,造成海洋季风无法登陆形成降雨.许建初支持这个观点,不同的只是他把研究的主要精力放在了“全球气候变暖”这个造成干旱的前提上.我们处在水资源丰富的地区,有了前车之鉴,就要时时处处注意节约水资源.如何减少大旱的发生?(列举2条措施) 、 .
【答案】提高工业生产用水系统的利用效率;改大水漫灌为喷灌、滴灌。
【解答】解:节约水资源的方法很多,提高工业生产用水用水系统的利用效率;在农业上节约用水的方法主要是改大水漫灌为喷灌、滴灌;
故答案为:提高工业生产用水系统的利用效率;改大水漫灌为喷灌、滴灌。
学科网(北京)股份有限公司1 / 10
学科网(北京)股份有限公司
$
第4章 水和人类
第1节 人类家园中的水
知识点 地球上水的分布
1.水量:地球上的水的总储量约为1.386x1018米3
2.水的分布:水存在于海洋、陆地、大气和生物体中。
3.水的分类:水可以分为咸水和淡水。其中 海洋水 是地球上最庞大的水体,约占地球总水量的96.53%,属于咸水,还有0.94%是陆地咸水。地球上的淡水(包括陆地淡水和大气水)仅占总水量的2.53%。
4.陆地淡水:陆地淡水包括冰川水、地下淡水、湖泊淡水、土壤水、河水等。虽然陆地淡水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。
5.水的存在形式:地球上大部分水以液体的形式存在,也有少量的水以固体和气体形式存在。我们平时见到的海洋水、河流水、湖泊水等都是以液体形式存在的。在寒冷的极地和高山上,如南北两极地区,水常常以固体形式存在。在空气中,水则主要以气体的形式存在。
【能力拓展】
我们通常所说的水资源是指陆地上各种可可以被人类利用的淡水资源,目前人类利用的淡水资源主要是河流水、湖泊淡水以及浅层地下水,储量仅占全球淡水总储量的0.3%。
知识点 水资源的分布
地球上的水资源具有时空分布不均衡的特点。
1.各大洲淡水水体分布不均衡
以冰川为例,冰川是最大的淡水水体,对淡水的补给具有重要意义,主要分布在高山地区和南北两极,而非洲大洋洲等地分布较少,所以非洲缺水的地方很多。
2.水循环的特点和活跃程度也导致水资源分布不均衡
河流水、湖泊水和地下水都是由大气降水汇集而成的。因此,对于一个区域来说,在一段时间内降水的总量和同期蒸发损失的水量之差,就是提供地表和地下径流的水量,也就是可供人们使用的水资源。显然,它和某个地区的水循环活跃程度密切相关。如果某地区的水循环十分活跃,该地区水资源就比较丰富。
从全球范围看,赤道附近地区和沿海地区,水资源往往比较丰富,而内陆和沙漠地区,水资源则比较贫乏。
3.缺水国家众多
据统计,全球大约有60%的地区正经受着缺水的煎熬,甚至在一些水资源比较丰富的国家,如加拿大、美国等,一些城市的供水也越来越困难。
4.我国水资源现状及分布特点
我国是一个缺水较为严重的国家。据统计,我国江河年平均径流总量约为2.7x1012米3,居世界第六位。但由于我国人口众多,人均拥有的水资源只有2200米3,仅为世界平均水平的1/4,是全球人均水资源最贫乏的国家之一。
我国的水资源在地区分布上很不均匀,大量的淡水资源集中在南方,北方淡水资源只有南方淡水资源的1/4。水资源在时间分布上也很不均衡,突出表现在夏季丰富、冬季欠缺,江河径流量的年际变化很大,尤其在北方更加明显。
知识点 地球上的水循环
海陆间大循环的5个环节:①蒸发(蒸腾、升华)、②水汽输送③降水、④下渗、⑤地表或地下径流。
1.水循环的途径
(1)陆地水、海洋水 → 大气水
蒸发:陆地上的河流水、湖泊水和海洋水以直接蒸发的形式,转化为大气水。
蒸腾:植物体会将根系吸收的水分,以蒸腾的形式释放出来,转化为大气水。
升华:冰川在一定条件下,会直接升华为水蒸气,成为大气水。
(2)大气水 → 陆地水、海洋水
空气中的水汽在一定的条件下,又会重新凝结成为液态水或凝华为固态水,并以液态雨水或固态的雪、冰雹等形式降落下来,落到陆地,成为陆地水,落到海洋,成为海洋水。
(3)陆地水 → 海洋水、地下水
降落到陆地上的水,一部分在地球引力的作用下,直接汇集成河流水、湖泊水,并形成地表径流,流入大海,成为海洋水。
另一部分则下渗转变为地下水和土壤水,并形成地下径流,流人大海,成为海洋水。
当然,还有少量陆地水转化为冰川。
2.水循环的意义
水循环是水体运动的重要形式,也是地球表面物质运动的重要组成部分。水循环使大气圈、水圈、岩石圈、生物圈之间相互联系起来;水循环把三种形态的水和不同类型的水体联系起来,形成一个运动系统;水循环使大气降水地表水地下水、土壤水之间相互转化;使水资源形成一个不断更新的统一系统。
(1)水循环:
①内因:水的物态变化
②外因:太阳辐射、地球引力
(2)水循环发生的领域:
水循环按照其发生的领域可以分为三种情况:
一是发生在海洋一大气陆地之间的水体运动即海陆间循环;
二是发生在海洋一大气之间的水体运动即海上内循环;
三是发生在陆地一大气之间的水体运动即陆上内循环。
知识点 人体中的水
水是生物生存所必需的最基本的物质之一。人体、动植物都需要水,生物体内缺水到一定程度时,生命就会终止。水和生命密不可分,有水的环境里才可能有生命。
1.水对动物的作用
动物也离不开水,水是动物生存的基本条件。一般动物体内的含水最高于植物,约为70%到80%, 其中水母的含水量高达98%。一些动物有着自己特殊的结构,可以适应缺水的环境。例如,有骆驼。一次可以喝大量的水并贮存在胃,之后几天不喝水也不会有生命危险。
2.水对人体生命的作用
对人的生命活动来说,水也是至关重要的物质。人体重量的2/3以上是水分,儿童体内的水分含量更是多达体重的4/5,一个健康的成年人每天平均约需2.5升水。一个人可以几天不进食,但不能不补充水。偶尔摄人较多的水对人体几乎是无害的,但是当人体内含水量不足时就会造成脱水,严重脱水时人就会有生命危险。
第2节 生活中的水溶液
知识点 物质的溶解
1.固体药品的取用:块状固体用镊子夹,粉末状或细晶体用__药匙__取,必要时可用纸槽取。
2. 液体药品的取用:瓶塞倒放,试剂瓶的标签 朝向手心 ,瓶口紧挨试管口,倒完后盖紧瓶塞,将试剂瓶放回原处。
3、用量筒正确量取一定体积的液体:首先应根据取用液体的量选择合适量程的量筒,然后将液体倒入量筒中,当接近刻度线时用滴管调到所需液体的量(注意:眼睛要与液面层的下沿相平)将选取的固体和液体加入到试管中。
4、按表中内容进行实验,观察、记录实验现象,并与同学进行交流。
5、总结几种混合液的特点
6、溶液:(1)能溶解其他物质的物质叫 溶剂 (如水、酒精等物质)。
(2)被溶解的物质叫 溶质 。
(3)溶液:由溶质溶解于溶剂后形成的 均一的 、 稳定的 混合物。
7、溶液、悬浊液、乳浊液的比较:
溶液
悬浊液
乳浊液
形成过程
固、液、气溶解在液体里
固体小颗粒 悬浮在液体里
小液滴 分散在液体里
稳定性
稳定
不稳定
不稳定
长期放置
均一、稳定
分层
分层
举例
糖水、汽水、饮料等
石灰水、泥水、血液等
牛奶、肥皂水
8、混合物:由 多种物质 组成的物质叫混合物。溶液、悬浊液、乳浊液都属于混合物。
9、常用的溶剂:水、酒精、汽油、丙酮等。
知识点 物质的溶解性
从实验可知,一定量的水中能溶解的蔗糖是有限度的。更多的实验表明:在一定的条件下,很多物质能够溶解的量是有限度的。物质的溶解性取决于溶解能力,在温度、溶剂一定时,溶解能力越强,能溶解的量就越多。那么,物质的溶解性又和哪些因素有关呢?
1.提出问题:影响固体物质溶解性的因素有哪些?
2.猜想假设:
(1)固体物质溶解性可能和溶质的种类有关;
(2)固体物质溶解性可能和溶剂的种类有关:
(3)固体物质溶解性可能和温度有关。
3.设计方案:根据不同的猜想、设计不同的验证方案。
对每一个假设,设计相应的实验进行检验。
4.解释数据、表达与交流:
对所获得的实验数据进行分析,思考实验结果与假设是否相符合,并与同学进行交流。
知识点 物质的溶解度
1、在一定温度下,在一定量的溶剂里,不能继续溶解某种溶质的溶液,称为这种溶质的饱和溶液。在一定温度下,在一定量的溶剂里,还能继续溶解某种溶质的溶液,称为这种溶质的不饱和溶液。
2、溶解度:在一定的温度下,某物质在100g溶剂中达到饱和状态时所溶解的溶质质量为该物质在这种溶剂里的溶解度。
注意:
(1)四个关键词:一定的温度,100g溶剂,达到饱和,溶质的质量;
(2)溶解度就是一定温度下,100g溶剂中所能溶解的溶质的最大质量;
(3)溶解度单位为克;
(4)公式:S=×100(克)
3、溶解度与温度的关系:
大多数固体物质的溶解度随温度的 升高 而明显增大,如 硝酸钾 ;
少数固体物质的溶解度受温度影响不大,如 氯化钠 ;
极少数固体物质的溶解度随温度的升高而 减小 ,如 氢氧化钙 。
4、物质的溶解性等级(以20℃的溶解度为标准):
溶解性等级
易溶
可溶
微溶
难溶
溶解度/g
>10
1~10
0.01~1
<0.01
举例
食盐
氯酸钾
氢氧化钙
碳酸钙
5、溶解度的表示方法
(1)表示方法
①溶解度表(会查看);
②溶解度曲线:以温度为横坐标,溶解度为纵坐标,形象地描绘出物质的溶解度随温度变化情况的曲线。
(2)变化规律
①大多数固体物质的溶解度随温度的升高而 增大 (陡升型),代表物质是 硝酸钾 ;
②少数固体物质的溶解度受温度影响变化较小(平缓型),代表物质是氯化钠;
③极少数固体物质的溶解度随温度的升高而 减小 (下降型),代表物质是 氢氧化钙 ;
④气体的溶解度一般随压强的增大而 增大 ,随温度的升高而 减小 。
知识点 溶液的配制
一、溶质的质量分数
(1)定义:溶液中溶质的质量分数是 溶质质量 与 溶液质量 之比,可用小数或百分数表示;
(2)公式:溶质的质量分数=×100%=×100%;
(3)变形公式:溶质的质量= 溶液的质量×溶质的质量分数 。
溶液的质量=。
2.饱和溶液溶质的质量分数:=×100% (S表示该温度下的溶解度)
变形:S=×100 g
注意:溶质的质量分数是溶液浓度的定量表示,溶质质量分数越大的溶液浓度越大。
二、溶液的配制与计算
1.溶液的配制
(1)器材:天平、量筒、烧杯、玻璃棒、药匙、胶头滴管。
(2)步骤:
①计算:计算溶剂和溶质的质量或体积;
②称量和量取:固体用天平称取;液体用量筒量取;
③溶解;将用量筒量取的水,倒入盛有氯化钠的烧杯里,用玻璃棒搅拌,玻璃棒的作用是加速溶解;
④装瓶并贴上标签。
2.溶液的溶质质量分数的误差的影响因素
①溶质的原因:如果药品中含有杂质,则导致配制的溶液中溶质的质量分数偏小;如果称量时药品和砝码位置颠倒,若未使用游码,则对溶液中溶质的质量分数没有影响;若使用了游码,则所配制溶液中溶质的质量分数偏小;
②溶剂的原因:主要是量取溶剂过程中读数的方法导致的,仰视读数导致量取的溶剂量偏多;俯视读数导致量取的溶剂量偏少;
③配制时的原因:烧杯提前用水润洗,导致实际溶剂量偏多;药品倒入烧杯中时不慎撒出,导致溶质量偏少等;
④装入试剂瓶时的原因:试剂瓶用水润洗,导致溶剂量增多。
3.溶液的稀释与浓缩
(1)依据:溶液稀释前后,溶质质量不变;
(2)注意:两种溶液混合时,质量可以相加,但体积不能相加;
(3)溶液稀释问题的计算
①原则:稀释前后,溶液中溶质的质量不变。
将溶液稀释的方法是在浓溶液中加入溶剂水,由于加入的水属于溶剂,所以溶剂的质量和溶液(溶质+溶剂)的质量增加,但溶质的质量不变,据此可以解决稀释溶液时的相关问题。
②计算公式:m浓·a%(浓)=m稀·b%(稀)或m浓·a%=(m浓+m水)·b%
扩展:V浓·ρ浓·a%(浓)=V稀·ρ稀·b%(稀)
注意:
第3节 海洋的探索
知识点 海水的淡化
全球的海水淡化技术已经日趋成熟,主要包括反渗透法、蒸馏法、冷冻法等几十种方法。中国的海水淡化技术已经取得突破性进展,并在全球占领了一定的市场。
反渗透膜是模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜,是反渗透技术的核心构件。反渗透膜能截留水中的各种无机离子和大分子溶质,而水则能从半透膜渗出,从而取得比较纯净的水。反渗透法具有净化水水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简便等优点,在海水淡化工程上得到了广泛应用。
蒸馏:把水加热,至水沸腾变成水蒸气,再经冷凝管冷却成水滴,这种净化水的方法称为蒸馏法,这样收集到的水就是蒸馏水。这种仅由一种物质组成的物质,叫作纯净物
原理:利用液体里各成分的沸点不同而进行分离的方法。
蒸馏装置组成:蒸馏烧瓶、温度计、铁架台、冷凝管、接受器、锥形瓶。
知识点 海盐的提取
一、我国的海盐生产,一般采用日晒法。利用滨海滩涂,筑坝开辟盐田,通过纳潮扬水、日照蒸发而浓缩:当氯化钠溶液达到饱和时,析出氯化钠晶体、即为原盐:像这种固体溶质从它的饱和溶液中以晶体形式析出的过程称为结晶
二、粗盐的提纯
①溶解:将粗盐在烧杯中加水溶解
②过滤:把不溶于液体的固态物质跟液体分离开的一种方法。
操作要点:一贴、二低、三靠
一贴:滤纸要紧贴漏斗内壁;
二低:滤纸要低于漏斗边缘,滤液要低于滤纸边缘;
三靠:漏斗下端紧靠烧杯内壁;玻璃棒末端轻轻斜靠在三层滤纸的一侧;倾倒滤液的烧杯口紧靠玻璃棒上端。
注:玻璃棒起引流作用。
③蒸发结晶
三、获得晶体的两种方法:
①蒸发溶剂:一般用于溶解度受温度影响不大的物质,如氯化钠(溶液较小);
②冷却热饱和溶液:适用于溶解度受温度影响大的物质,如硝酸钾。
注:通常是将以上两种方法综合起来使用,也就是先通过加热使溶液浓缩(减小溶剂),再将溶液冷却(降低温度),使溶液中的物质结晶析出。
选择几颗几何形状完整的小晶体。用线把小晶体串起来,悬挂在玻璃棒上,玻璃棒搁置在另一杯新制的200mL温度在70℃左右的澄清硫酸铜饱和溶液上,小晶体确保悬空浸没在溶波中。重复静置结晶,最后长成大晶体。
知识点 海洋的探索和开发
海洋是世界上食品、石油、天然气以及矿产资源的重要来源地
人类通过渔业捕捞、水产养殖、海上油井、海底采矿、海浪发电、海水淡化等方式获取了大量的海洋资源,为人类的生存和发展提供了有力保障。人类在开发海洋的同时要尽到保护海洋的义务,避免对海洋的过度开发,减少对海洋的污染,共同维护海洋的生态环境。
直至今日,海洋仍然有着许多未解之谜。辽阔而深邃的海洋神秘莫测,尤其是深海黑暗、寒冷、缺氧、高压的极端环境让人望而却步。那么,科学家是怎样探索海洋的呢?为了获取更多的海洋信息,科学家发明了很多探索海洋的新技术。近年来,我国的海洋科考取得了巨大进展,尤其是深海探测技术迅速发展
第4节 水的浮力
知识点 浮力
1.浮力概念:液体(气体)对浸入其中的物体都会产生向上的浮力。
浮力的方向是竖直向上的。
浮力的施力物体:液体,浮力的受力物体:浸入液体中的物体。
浮力产生的原因:物体的上、下表面受到压力差。即F浮=F下表面-F上表面
弹簧测力计测浮力的方法:先测出物体在空气中的重力G,再读出物体浸在液体中的弹簧测力计读数F,那么F浮=G-F。
注 意:(1)F浮=G-F拉适用条件:物体在水中会下沉;
(2)若物体下表面不受液体或气体的压力,则物体不受浮力。
(3)初步了解F浮=ρ液gV排液 V排是排开液体体积,而不是物体体积
2.浮力大小影响实验
实验目的
变量控制
图示
现象及分析
探究结论
探究浮力的大小与物体浸没深度的关系
同一物体浸在同一液体中,物体浸没的深度不同
乙、丙两种情况下弹簧测力计的示数相同,即浮力相同
浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关
探究浮力的大小与物体浸入液体的体积的关系
液体的密度相同,同一物体浸入液体的体积不同
乙、丙两种情况下弹簧测力计示数不同,即浮力不同,F1>F2
物体受到的浮力与物体浸入液体的体积有关
探究浮力的大小与液体密度的关系
同一物体浸在液体中的体积相同,液体密度不同
乙、丙两种情况下弹簧测力计的示数不同,即浮力不同,F2>F1
物体受到的浮力于液体的密度有关
探究浮力的大小与物体密度的关系
两个体积相同、质量不同的物体,浸入在同一液体中
甲、乙两种情况下弹簧测力计的示数差相同,即浮力相同
物体所受的浮力与物体的密度无关
【总结归纳】浮力的大小只跟液体的密度和物体浸入液体的体积有关(与物体的形状、材料、浸没的深度、液体的多少无关)。在液体密度相同时,浸入液体的体积越大,物体受到的浮力越大;在浸入液体的体积相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大。
知识点 阿基米德原理
原 理:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。
公 式:F浮=G排液=ρ液gV排液。
说 明:阿基米德原理同样适用于气体浮力的计算。
注 意:(1)浸入液体中的物体受到的浮力只与ρ液、V排有关;
(2)浮力与物体浸没在液体中的深度,物体的密度、形状无关;
(3)阿基米德原理表达式中V排是物体排开液体体积,也就是物体浸入液体中体积V浸,
但V排不同于V物。当物体部分浸入时,V排<V物;当物体完全浸没在液体中时,V排=V物;
知识点 物体的沉浮条件(受力分析)
1.物体的浮沉条件:浸没在液体中的物体的浮沉取决于 F浮和 G 的大小。(实心物体浸没在液体中)
F浮<G
F浮>G
F浮=G(V排液=V物)
F浮=G(V排液<V物)
F浮<G(V排液=V物)
ρ液<ρ物
ρ液>ρ物
ρ液=ρ物
ρ液>ρ物
ρ液<ρ物
下沉
上浮
悬浮
漂浮
沉底
2.说 明:(1)上浮和下沉都是不稳定状态,上浮的物体最终会浮出液面,处于漂浮状态;下沉的物体最终则会沉到液底处于静止状态(沉到水底时:F浮+F支持力=G);
(2)漂浮和悬浮时,物体都是受到两个力而处于平衡状态,F浮=G。
3.注 意:(1)“浸没”是指物体全部浸入液体中,被液体全部包围,V物=V排;
(2)“浸入”是指物体部分或全部浸在液体中,部分或全部被液体包围;
(3)“漂浮”是物体浮在液面上,只有部分浸入液体中,V物>V排;
(4)“悬浮”是指物体全部浸入液体中,并且可以停留在液体中的任何深度,V物=V排;
(5)“上浮”和“下沉”是物体在重力和浮力共同作用下,物体向上或向下运动的过程,
即F浮>G,物体上浮;F浮<G,物体下沉。
知识点 浮力的应用
1.密度计
工作原理是物体的漂浮条件(根据阿基米德公式F浮=ρ液V排g,漂浮时浮力一定,ρ液与V排成反比)。密度计下面的金属粒和玻璃泡能使密度计直立在液体中。密度计的刻度特点“上小下大、上疏下密”。
2.轮船,半潜船等漂浮物
轮船:将钢铁做成空心,增大排开液体的体积,增大浮力使F浮=G;
轮船的排水量即轮船满载时排开水的质量,单位为吨。
①因为漂浮时,F浮=G,所以同一艘轮船从海洋行驶到江河或从江河行驶到海洋,其受到的浮力不变;
②根据F浮=ρ液gV排液,同一艘轮船从海洋行驶到江河,因为F浮不变,ρ液减小,所以 V排液变大,即船身稍下沉;
3.潜水艇,潜航器等
潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。潜水艇是钢铁外壳,体积不能改变,只能改变自身重力,方法是在水舱内吸入或排出一定量的水。
4.热气球和飞艇:采用充密度比空气小的气体(氢气、氦气、热空气)的办法,使它受到的浮力大于重力而升空。
第5节 水资源的利用和保护
知识点 水资源的利用 水资源的保护
一、水资源的利用
人类社会的生活、生产都离不开水,水资源的开发利用直接关系到人类的生存和发展。
二、水资源保护
1、节约用水和防止水污染是水资源保护的两项重要内容
2、水的循环使用、减少用量、回收利用是节约用水的三种主要方法
3、节水标志的意义,其标志中:绿色的圆形代表地球,标志留白部分像一只手接起一滴水,节水与接水谐音,寓意节约每一滴用水。手是字母J和S的变形,寓意节水,鼓励人们从我做起,人人动手节约第一滴水;手又像一条蜿蜒的河流,象征滴水汇成江河。
知识点 水的净化
一、沉淀法:把水静置,使水中的杂质沉淀到水底的方法称为沉淀法。由于明矾或活性炭能使水中的悬浮杂质凝聚成一些较大的颗粒并慢慢沉到水底,因此,明矾、活性炭常用作凝聚剂。
二、自然界中,浑浊的水经过沉淀、过滤、吸附等净化处理,就会变得澄清,但所得的水仍然不是纯水,需要通过蒸馏才可以得到纯净的水
过滤法:根据物质的溶解性的不同,用于除去液体中混有的不溶性固体杂质的方法。
①过滤装置:如图所示。
②过滤的操作要领:
“一贴”:滤纸紧贴漏斗内壁,中间不留气泡。
“二低”:滤纸边缘低于漏斗口,滤液液面低于滤纸边缘。
“三靠”:烧杯紧靠玻璃棒,玻璃棒末端轻靠在有三层滤纸的一侧,漏斗下端紧靠烧杯内壁。
③过滤时,玻璃棒作用是引流。
④过滤器的制备:滤纸2次对折后打开。
C. 蒸馏法:根据液体物质的沸点不同,用于分离或提纯互溶的液态混合物的方法。用蒸馏法净水可除去水中已经溶解的物质。把水加热至沸腾,变成水蒸气,再经冷凝得到的水称为蒸馏水(装置如图)。
①蒸馏时,蒸馏烧瓶中应放入几片碎瓷片,以防止液体暴沸。操作时,将温度计的水银球放在蒸馏烧瓶的支管口处,以便于观察温度的变化,确定所接收液体的种类。
②蒸馏时,冷凝管中要下端进水上端出水,是因为冷凝时,冷水需充满冷凝器,防止冷凝器冷凝时受热不均匀出现炸裂,同时逆流冷凝效果好。
易错点一、人类家园中的水
1.❌地球水量巨大,淡水资源充足
✅地球绝大多数是海洋咸水;淡水主体是冰川;人类可直接利用淡水(河流水、湖泊淡水、浅层地下淡水)占比极小。
2.❌水循环动力来自风力
✅水循环的根本动力是太阳能。
3.❌陆上内循环可以大量更新陆地淡水
✅海陆间循环是陆地淡水最主要的更新来源;陆上内循环仅少量补充陆地水。
4.❌我国水资源空间分布北多南少
✅空间:南多北少、东多西少;时间:夏季丰富,冬季不足,年际变化大。
5.❌水循环只有物态变化,不存在能量交换
✅蒸发吸热、降水放热,水循环伴随能量转移。
6.❌水资源就是地球上所有的水
✅水资源一般指陆地上可被人类利用的淡水资源。
【对点训练】
1. 2024年8月5日,中柬合建的柬埔寨运河项目正式开工。运河建成后,将打通湄公河系统与泰国湾的柬埔寨海岸线。修建运河主要直接干预的水循环的主要环节是( )
A.降水 B.地表径流 C.水汽输送 D.蒸发
2. 在下列四个区域中,水循环最活跃的是( )
A.塔克拉玛干沙漠地区 B.青藏高原地区
C.长江中下游地区 D.内蒙古大草原
3. 2024年7月,超强台风“格美”在浙江与福建交界处登陆,给我市大部分地区带来狂风暴雨。“台风过境”和“台风雨”分别属于水循环的( )
A.②降水;①水汽输送 B.⑦蒸发;①水汽输送
C.①水汽输送;⑦蒸发 D.①水汽输送;②降水
4. 洞头区淡水资源贫乏,需要从珊溪水库引入淡水才能满足生活所需,该方法是改变如图水循环中的( )
A.环节① B.环节② C.环节③ D.环节④
5. 读“水循环示意图”,回答问题:
(1)下列数字在水循环中所代表的环节是:③ 。
(2)我国的“南水北调”工程主要改变了水循环的 (填名称)环节。
(3)下列水循环的环节中,主要以地心引力作为动力的是 (选填字母)。
A.地表径流和地下径流
B.降水
C.下渗
D.蒸发
E.植物蒸腾
易错点二、生活中的水溶液
1.❌溶液一定无色
✅溶液透明,但可以有色(硫酸铜蓝色溶液);透明≠无色。
2.❌均一、稳定的液体就是溶液
✅溶液必须是混合物;纯水是均一稳定的纯净液体,不属于溶液。
3.❌搅拌、粉碎固体,能增大物质的溶解能力
✅搅拌、升温、粉碎只能加快溶解速率,不能改变该温度下物质最大溶解量。
4.❌饱和溶液一定是浓溶液,不饱和溶液一定是稀溶液
✅两组概念相互独立。饱和看能否继续溶解;浓稀看溶质相对含量。例:熟石灰饱和溶液浓度很稀。
5.❌洗洁精清洗油污是溶解
✅属于乳化,大油滴拆成微小液滴,形成乳浊液,不是溶液。
6.❌所有固体溶解能力随温度升高而增大
✅氢氧化钙特例,温度升高,溶解能力减小。
7.❌蔗糖溶液可以导电
✅蔗糖溶于水以分子形式存在,无自由移动离子,不导电;食盐溶于水产生离子,可以导电。
【对点训练】
6. 如图所示,40℃时,将60克硝酸钾加入100g水中,充分搅拌后,烧杯②中的硝酸钾固体完全消失,再经过某一步操作,烧杯③中的溶液恰好饱和。硝酸钾的部分溶解度数据如下表所示。
温度(℃)
20
30
40
60
溶解度(g)
32
46
64
110
(1)烧杯②中的溶液属于 (选填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(2)烧杯②中溶液的溶质质量分数为多少?
(3)图中“某一步操作”的具体方法是什么?(写出2种方法,要有具体数据)
7. 国际卫生组织建议人体每日摄入糖的量不应超过50克,已知一瓶500毫升可乐中糖的质量分数约为10.6%。
(1)可乐的贮存方法中要求避免阳光直晒及高温,主要原因是可乐中溶解了大量二氧化碳,其溶解度随温度升高而 (填“增大”或“减小”)。
(2)若小科饮用一瓶该可乐,判断其当天的摄糖量是否超标,通过计算说明。(可乐的密度约为1克/厘米3)
8. 小明在实验室进行有关浓硫酸的实验,观察瓶上的标签(如表所示)。
(1)取100毫升该浓硫酸,质量为 克,其中含溶质硫酸 克。
浓硫酸(H2SO4)500毫升
浓度(质量分数)
98%
密度
1.84克•厘米3
相对分子质量
98
强腐蚀性,阴冷,密封贮藏
(2)若实验室要配制1000g溶质质量分数19.6%的稀硫酸,则需要该浓硫酸多少克?
9. 盐水选种是一种巧妙的挑选优质种子的方法。长得很饱满的水稻种子,密度超过1.1×103kg/m3;干瘪的和被虫子蛀坏的种子的密度都比饱满种子的密度都要小得多。下表为食盐溶液其溶质质量分数与密度关系。
溶质质量分数
5%
10%
15%
20%
26%
溶液密度(g/cm3)
1.03
1.07
1.10
1.15
1.20
请回答下列问题:
(1)应选用表中溶质质量分数为 的食盐溶液才能挑选出很饱满的水稻种子。
(2)配制200千克质量分数为20%的食盐溶液需要食盐 千克。
(3)若取上述配制好的质量分数为20%的食盐溶液60千克,能配制质量分数为15%的食盐溶液多少千克?需加多少体积的水?
10. 盐水选种是利用浮力的原理,使饱满种子沉底、瘪粒上浮。这种方法关键要掌握好盐水的浓度,选小麦种子一般需要溶质质量分数为18%~22%的食盐水。请回答下列问题:
(1)用图甲所示的步骤配制100克20%的氯化钠溶液,正确的操作顺序是 。(用字母表示)
(2)实验操作中,选择用 (填“10”“50”或“100”)毫升量筒量取水。量取时,如果出现图乙操作会导致氯化钠溶液溶质的质量分数 (填“偏大”“偏小”或“不影响”)。
(3)将上述溶液变成25%的氯化钠溶液,应该蒸发多少克的水?
易错点三、海洋的探索
1.❌海水可以直接饮用
✅海水是含多种盐类的混合物,含盐量高,不能直接饮用。
2.❌海水晒盐采用降温结晶
✅食盐溶解度受温度影响很小,依靠蒸发结晶,蒸发水分析出晶体。
3.❌降温结晶适合食盐,蒸发结晶适合硝酸钾
✅溶解度随温度变化大(硝酸钾)→降温结晶;变化平缓(氯化钠)→蒸发结晶。
4.❌可燃冰是冰
✅可燃冰是甲烷水合物,不是冰;高压、低温环境形成,燃烧污染小。
5.❌蒸馏淡化海水,盐分随水蒸气一起离开
✅盐沸点高,留在原液;水先汽化再液化,得到淡水。
6.❌反渗透淡化海水,盐离子可以穿过半透膜
✅半透膜只允许水分子通过,盐离子无法通过。
【对点训练】
11. 食盐是生活的必需品。某项目化学习小组运用所学知识展开从海水中提取食盐的实践活动。请回答问题。
小明查阅资料发现,氯化钠和硝酸钾外形相同,但有非常不一样的性质。因此他又进行了如下探究,请根据如表所示的数据回答下列问题。
温度/℃
20
40
50
60
80
溶解度/克
氯化钠
36.0
36.6
37.0
37.3
38.4
硝酸钾
31.6
63.9
85.5
110
169
(1)将50℃时,100克水中最多溶解氯化钠 克。
(2)A是80℃含有120克水的硝酸钾溶液,经过如图所示的操作,得到102克硝酸钾固体。根据实验过程可得,原溶液A中含硝酸钾 克。
(3)在20℃温度下,将100克9%氯化钠溶液稀释成0.9%的氯化钠溶液(生理盐水),请计算需要加水多少克?
12. 思维模型是依据事物发展内在规律所建立的解决问题的基本框架,能引导有序思维、增进深度理解、促进问题解决。小科建构了“混合物提纯”的思维模型:
【初步理解】根据混合物组份的性质差异,获得混合物中目标组份。
(1)海水淡化是将海水中的盐与水分开,常压加热蒸馏法是其中的一种:常压下将海水加热形成水蒸气,再液化得到淡水的过程。从建模角度分析,海水加热形成水蒸气属于上述模型中的 (填“分离转移”或“反应转化”)。
(2)【探究本质】根据组份的性质差异,选择合适方法,实现物质提纯。
从含少量氯化钠的硝酸钾固体中提纯硝酸钾,是通过溶解。蒸发浓缩 、过滤、洗涤、干燥实现的。“蒸发”操作中使用玻璃棒的作用是 。
(3)【融合创新】依据科学原理,融合技术与工程,形成新颖而有价值的解决实际问题方案。
常压加热蒸馏法,能耗大、成本高。小科查阅资料获知,现在世界上的许多大型海水淡化工厂,都已经采用低压加热蒸馏法,请解释其蕴含的科学道理 。
13. 临床上发现,用25%的硫酸镁溶液与生理盐水组合起到解痉缓解疼痛的作用。氯化钠和硫酸镁的部分溶解度数据如下表所示。
氯化钠和硫酸镁的部分溶解度数据
温度(℃)
0
5
10
15
20
25
30
35
溶解度(克)
氯化钠
35.7
35.7
35.8
35.9
36.0
36.1
36.3
36.5
硫酸镁
22
24.8
27.7
30.5
33.3
36.4
39.3
41.8
(1)从上表可知,更适合采用冷却热饱和溶液获得晶体的是 。
(2)20℃时,将一定质量的硫酸镁放入盛有100克水的烧杯中,充分溶解后如图甲所示,升温到35℃时如图乙所示。试判断35℃时乙烧杯中的溶液 。
A.一定是饱和溶液
B.一定是不饱和溶液
C.不能确定
(3)配制25%的硫酸镁溶液的温度需要控制在20℃以上,请结合硫酸镁的溶解度,通过计算进行解释。
14. 在学习了溶液相关知识后,八年级项目小组开展了硫酸铜晶体的制备与生长实验。项目小组向100克的70℃热水中加入80克硫酸铜晶体,实验过程如图所示。
(1)若要将图乙烧杯中多余的固体与溶液分离,则“?”处的操作是 。
(2)以下选项中,图丙到图戊过程中溶液的质量分数变化正确的是 。
A.B.
C.D.
(3)某物质的饱和溶液指的是:一定温度下,在一定溶剂里不能再溶解某种溶质的溶液。但小科在实验中却发现:硫酸铜饱和溶液从丁到戊的变化过程中,温度不变,溶剂质量不变,烧杯底部的晶体却在减少,饱和溶液难道还能继续溶解溶质吗?查阅资料获悉:饱和溶液边溶解溶质边析出晶体,且溶质的溶解速度等于结晶速度,处于动态平衡。小科进一步实验发现丁底部减少的晶体与戊棉线上析出的晶体质量相等。自然界中存在很多这样的动态平衡,请你再举一个类似的动态平衡例子并加以说明。 。
(4)已知硝酸钠、硝酸钾、食盐的溶解度与温度的关系如图所示,则这三种物质中也可通过上述方法制备晶体的是 。
15. 科学小组进行粗盐提纯实验及溶液配制实验。请完成下列问题:
实验一:如图是甲同学进行粗盐提纯实验的操作示意图。
(1)操作⑤中有一处明显的不正确,请指出 。图中不正确改正后,粗盐提纯实验的正确操作顺序为②⑥ (填操作示意图的序号)。
实验二:乙同学用提纯得到的精盐配制100g溶质质量分数为15%的氯化钠溶液。
(2)称量氯化钠时如果发现指针偏向右侧,正确的操作是 。
(3)配制该溶液需要量取 mL水。
易错点四、水的浮力
1.❌物体浸入越深,浮力一定越大 ✅未浸没时,越深\(V_排\)变大,浮力变大;完全浸没后,深度增加,\(V_排\)不变,浮力不变。
2.❌浮力大小和物体密度、物体体积有关 ✅浮力只由\(\boldsymbol{\rho_液}\)、\(\boldsymbol{V_排}\)决定。
3.❌漂浮物体浮力大于重力 ✅漂浮属于平衡状态,\(\boldsymbol{F_浮=G_物}\)。
4.❌悬浮和漂浮都是物体完全浸没在液体中 ✅漂浮:部分浸入,\(V_排<V_物\);悬浮:全部浸没,\(V_排=V_物\)。
5.❌轮船从江河驶入大海,浮力变大 ✅轮船始终漂浮,重力不变,浮力不变;海水密度大,\(V_排\)变小,船身略微上浮。
6.❌潜水艇上浮是增大浮力 ✅潜水艇浸没时\(V_排\)不变,浮力不变;依靠吸水、排水改变自身重力实现浮沉。
7.❌密度计浸入越深,液体密度越大 ✅密度计重力不变,浸入越深,液体密度越小;刻度上小下大。
【对点训练】
16. 图甲为某项目化小组设计的潜水艇模型,其材质为硬质塑料瓶,塑料瓶厚度不计。内部由工作舱和水舱构成,两个舱之间密封不连通,注射器与水舱通过塑料软管相连,移动注射器活塞改变水舱中的空气体积从而改变水量,实现潜水艇的沉浮。设计要求:①潜水艇可以在水中实现上浮、悬浮、下沉三个模式相互切换。②为保证潜水艇正常工作,应尽可能提高工作舱的体积。(g=10N/kg)
(1)如图甲位置,不断向外拉动注射器活塞,则潜水艇将 (选填“上浮”或“下沉”),潜水艇受到的浮力将 。
(2)已知该小组同学采用的材料总质量为0.5千克,体积为800cm3,他们设计了四种方案的工作舱和水舱的体积,如表格所示。请根据设计要求,选择最合适的方案是 。
方案
工作舱体积/立方厘米
水舱体积/立方厘米
1
550
250
2
500
300
3
480
320
4
450
350
(3)图乙为潜水艇的横截面示意图。某次潜水器沉浮测试过程中,潜水器经过的几个位置如图丙,O点开始向水舱内注水,潜水器开始下沉;A点向外排尽水舱中的水;B点潜水艇顶端恰好到达水面;C点潜水器弧形部分恰好露出水面;D点为潜水器最后停在水面的位置。请在图丁中画出潜水器上浮过程中浮力随上升位置变化的曲线。
17. 轮船上经常能看到如图1所示的“吃水线”,它又被称为“生命线”。为了安全航行,远洋轮船体上都有几条水平横线分别表示该船在不同水域和不同季节所允许的满载时的“吃水深度”。
(1)小江对这几条水平横线感到疑惑,为了解释这种现象,他查阅资料后得知:
A.不同水域,表层海水的盐度不同,会导致其密度不同;
B.不同季节,表层海水温度不同;
C.某一水域。表层海水在不同温度下的密度如表所示。
某一水域的表层海水
温度t(℃)
6
16
26
密度ρ(kg/m3)
1026.8
1025.5
1022.5
①一艘轮船满载时,若由东海驶入黄浦江(ρ海水>ρ江水),它所受的浮力将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
②根据表格中表层海水的温度t、密度p的变化情况和相关条件,可以得出密度与温度的关系: 。基于此,请你判断该船满载时冬季“吃水线”在夏季“吃水线”的 (选填“上方”或“下方”)。
(2)小江根据课堂学习的密度计原理,自制了一个密度计并将其分别放入三种不同液体中,情形如图2所示,分析:
①密度计在三种液体中受到的浮力相比较: 。
②三种液体的密度相比较:最大的是液体 。
18. 用弹簧测力计通过细线吊着一个铁块慢慢浸入水中直至浸没(如图甲),同学们发现弹簧秤的示数逐渐减小。这说明:浸在水中的物体受到液体对它向上的浮力,浮力大小与___的体积有关。通过进一步的定量实验得出阿基米德原理,即F浮=G排。
(1)上述空白应填 。
【问题提出】
为什么浮力的大小等于物体排开的水受到的重力呢?在讨论阿基米德原理时,常常运用的方法是实验法。如何从理论上对此原理加以推理证明呢?
【理论推理】
(2)填写表格中空白
选取水块
铁块浸在水中时,它占据了原来由水占据的空间,因而选取被铁块排开的水块进行研究
等效替代
结合浮力产生的原因,由于该水块和铁块形状相同,所处位置相同,所以受到周围水的 相同,因此,铁块受到的浮力=水块受到的浮力
受力分析
对静止的该水块进行受力分析,如图乙所示。根据二力平衡条件,水块受到的浮力=水块的
得出结论
综合上述分析,铁块受到的浮力=排开的水块受到的重力,即F浮=G排
【实验验证】
(3)如图丙,在薄塑料袋中装满水并扎紧,用弹簧测力计将它提起后慢慢浸入水中(不碰触容器壁),当水袋全部浸没时(不碰触容器底),观察到 ,也验证了以上的探究推理过程。
19. 某科学小组为验证阿基米德原理,选用相关器材进行实验。器材如下:弹簧测力计、溢水杯、小水桶、小石块和水、细线(体积忽略不计)。
(1)实验步骤如图1所示,步骤丁中,随着铁块浸入水中的体积越来越大,观察到弹簧测力计的示数逐渐 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)图1中的甲、乙、丁、戊中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4,若 成立(用已测得的物理量表示),则可以验证阿基米德原理。
(3)组员小虞利用升降台、两个相同的弹簧测力计A和B、吸管和裁剪的饮料瓶组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)等对实验进行改进,装置如图2所示。调节升降台使溢水杯上升,重物缓慢浸入装满水的溢水杯中,弹簧测力计A、B的示数变化量分别为ΔFA和ΔFB,则它们的大小关系是ΔFA ΔFB(选填“>”、“<”或“=”)。
(4)比较上述两个实验方案,小虞改进实验的优点是 。
A.确保测力计固定,从而获得更稳定的读数
B.选用日常物品作为实验器材,操作更加方便
C.能同步观察测力计A、B示数的变化,便于比较
20. 庆林要研究浮力大小与物体排开液体的体积的关系。他找来一个金属圆柱体、弹簧测力计和烧杯等器材进行了如图1所示的探究。
(1)分析图中弹簧测力计示数的变化可知物体排开液体的体积越大,所受的浮力 。
(2)实验结束后,庆林绘制了弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随浸入液体深度变化的曲线,如图2所示。分析图象可知:
①曲线 (选填“a”或“b”)描述的是金属圆柱体所受浮力的变化情况。
②该金属圆柱体所受重力为 N,金属圆柱体完全浸没时受到的浮力为 N。
易错点五、水资源的利用和保护
1.❌缺水就是总水量不足
✅分为资源型缺水(水量少)、水质型缺水(水量充足,但水体污染,无法使用)。
2.❌水体富营养化是水中缺少营养物质
✅氮、磷元素过多,藻类大量繁殖;淡水叫水华,海洋叫赤潮。藻类死亡分解消耗大量溶解氧,鱼虾缺氧死亡。
3.❌过滤后的清水可以直接饮用
✅沉降、过滤只能除去不溶性固体杂质,无法除去可溶性污染物、细菌,不能直接饮用。
4.❌修建水库、跨流域调水可以增加地球上总水量
✅水库:改变水资源时间分配;跨流域调水:改变空间分布,不能增加水的总储量。
5.❌水污染只有工业废水造成
✅工业废水、农业化肥农药流失、生活污水都是重要污染源。
【对点训练】
21. 如图甲是自来水的生产过程。据图回答:
(1)自来水生产过程中使用的净水方法有 (可多选)。
①沉淀 ②过滤 ③蒸馏 ④结晶
(2)在物质分类上,自来水属于 。(选填“混合物”或“纯净物”)
(3)取适量自来水,用简易装置进行电解水实验,通电后现象如图乙,则A试管中的电极与电源 极相连。
22. 水是宝贵的自然资源,在工农业生产和日常生活中有着极其广泛的应用.
(1)如图1,在沉淀池和过滤池中发生的变化是 (填“物理”或“化学”)变化.
(2)过滤池是自来水的生产过程中的重要环节,其中用到了活性炭,在过滤过程中活性炭的作用是对水中的部分杂质具有 作用.
(3)图2是实验室过滤装置请写出仪器②的名称 ,玻璃棒的作用是 .
23. 水是生命之源,与生活生产关系密切.保护水环境,珍爱水资源,是每个公民应尽的责任和义务.
(1)为了防止水的污染,下列做法有利于保护水资源的是 (填编号).
①抑制水中所有动、植物的生长;②不任意排放工业废水;③大量使用化肥农药;④生活污水经过净化处理后再排放.
(2)在科研中,水也是一种常用的试剂.水分子在特定条件下容易得到一个H+,形成水合氢离子(H3O+).下列对上述过程的描述不合理的是 (填序号).
A.氧元素发生了改变 B.微粒的组成发生了改变
C.微粒的化学性质发生了改变 D.与水分子比,水合离子的电子数发生了改变
(3)研究人员发现,在一定条件下,给水施加一个弱电场,在常温、常压下,水可以结成冰,称为“热冰”.“热冰”有许多实用价值,如开发新药、用于纳米打印机等,还可能用来 (填写序号)
A.代替干冰 B.防止冰川熔化 C.在室温下制作冰雕 D.建室温溜冰场.
24. 下表为某市三条内河和自来水水温、pH、溶解氧、氨﹣氮、高锰酸盐指数等五项常规指标的测定数据及国家III类水标准。
采样地点
水温(℃)
pH
溶解氧
(mg/L)
氨﹣氮
(mg/L)
高锰酸盐指数(mg/L)
甲河
19.7
6.29
2.549
4.911
5.776
乙河
19.0
5.94
4.902
3.342
8.243
丙河
18.6
6.03
8.824
0.911
5.332
自来水
18.0
6.31
10.196
0.149
1.420
Ⅲ类水标准
6~9
≥3
≤1
≤6
(1)与国家Ⅲ类水标准对比, 河中所有的指标都合格;
(2)在相同的条件下,用三条河的河水分别培养泥鳅,在不同处理时间段河水对泥鳅红细胞某项指标的影响率如图。分析该图可知, 河的河水对泥鳅红细胞的某项指标影响最大;
(2)河水中溶解氧下降可能产生的后果(写出其中一 种): 。
25. 今年初开始我国西南地区遭受百年一遇的干旱,给一直以自然资源丰富自诩的云南一个沉重的打击.关于云南旱灾的成因,学术界给出了一个普遍的结论:全球气候变暖太平洋厄尔尼诺现象加剧破坏了大气结构,造成海洋季风无法登陆形成降雨.许建初支持这个观点,不同的只是他把研究的主要精力放在了“全球气候变暖”这个造成干旱的前提上.我们处在水资源丰富的地区,有了前车之鉴,就要时时处处注意节约水资源.如何减少大旱的发生?(列举2条措施) 、 .
学科网(北京)股份有限公司1 / 10
学科网(北京)股份有限公司
$