2.3自然界中的水九年级化学上册讲义（全国）

2.3自然界中的水目标导航目标导航学习目标重难点1．认识水的组成，能利用水的分解和合成反应来分析水的组成。2．知道天然水、自来水、饮用水、矿泉水和蒸馏水的区别；初步认识硬水的组成及其危害。3．认识到水是人类不可缺少的宝贵资源，培养节约用水、自觉保护水资源的意识。4．了解造成水污染的因素和水净化的基本方法；掌握利用过滤分离固液混合物的原理，学习并熟练进行过滤装置的组装及过滤操作。重点：认识水的组成。难点：过滤装置的组装及过滤操作。思维导图思维导图知识精讲知识精讲知识点01水的认识1.水的性质与用途2.水的组成电解水实验：（1）实验原理：水在通电的条件下生成氢气和氧气。（2）实验装置：如图（3）实验现象：与正负极相连的试管中收集到无色的气体，体积比为1:2。（4）实验结论：水是由氢元素和氧元素组成的。（5）注意事项：=1\*GB3①纯水的导电性很弱，电解水时可加入稀硫酸或氢氧化钠溶液增强水的导电性。=2\*GB3②水是由氢元素和氧元素组成的，但水中不含有氢气与氧气。=3\*GB3③正负极产生气体的体积比是1:2，不是质量比。氢气燃烧试验：（1）实验原理：氢气在氧气中燃烧生成水。（2）实验现象：产生淡蓝色的火焰，并有水蒸气生成。（3）实验结论：水是由氢元素和氧元素组成的。（4）注意事项：氢气是可燃性气体，遇明火可能会发生爆炸。知识点02自来水生产的一般过程1.自来水的生产过程：水库→絮凝池→沉淀池→过滤池→吸附池→消毒池→用户2.絮凝池作用是聚集沉降，常用的絮凝剂是明矾；沉淀池发生的是物理变化；过滤池的作用是除去不溶于水的杂质；吸附池的作用是吸附水中的色素和异味等，常用的吸附剂是活性炭；消毒池可以杀死水中残留的细菌等。知识点03硬水和软水1.硬水：含有较多可溶性钙、镁物质的水；软水：不含或含有少量可溶性钙、镁物质的水。2.区分硬水和软水的方法：分别向两种水中滴加肥皂水，产生泡沫较多，垢状物少的为软水，泡沫较少，垢状物多的为硬水。3.硬水的危害：（1）影响清洗剂的使用效率（2）影响人体健康（3）破坏工业设备等4.软化硬水的方法：生活中可通过煮沸水的方法降低水的硬度。实验室通过蒸馏的方法得到蒸馏水。5.天然水、矿泉水等一般多属于硬水，蒸馏水属于软水。知识点04过滤1.定义：过滤是一种将液体和固体分离的方法。2.应用：利用过滤方法可以将不溶于水（液体）的固体和水（固体）分离开来。3.仪器与用品：烧杯、玻璃棒、漏斗、滤纸、铁架台。4.操作要点：“一贴二低三靠”a.一贴：滤纸紧贴漏斗壁。b.二低：滤纸上沿低于漏斗口；液面低于滤纸上沿。c.三靠：漏斗颈下端紧靠承接滤液的烧杯内壁；引流的玻璃棒下端轻靠滤纸三层一侧；盛待过滤的烧杯的尖嘴部靠在玻璃棒的中下部。5.玻璃棒的作用是引流。补充：用过滤装置净化少量浑浊的河水时，得到的澄清液体是纯水吗？为什么？不是纯水，过滤装置只能分离出不溶于水的固体物质，能溶于水的液体物质不能过滤出来。知识点05水资源的利用与保护1.水资源状况全世界有近半数的国家和地区严重缺水，我国人均水量约为世界人均水量的1/4，属于贫水国家；人类生产、生活所造成的水体污染，进一步加剧水资源危机。海洋是水资源的宝库，并且蕴藏着丰富的矿物质，但无法直接利用。科学家正在探索高效淡化海水的化学方法，以提高海水的利用价值。2.水是人类和许多生物必要的生存条件，我们必须树立保护水资源的意识，防止水体污染，养成节约用水的好习惯。知识拓展知识拓展拓展01电解水所用电源为直流电。直流电电流大小和方向都不变，交流电电流的大小和方向随时间周期性变化。=1\*GB3①为增强水的导电性，常在水中加入少量NaOH溶液或稀硫酸。=2\*GB3②判断气体种类的方法有：一是根据产生气体的体积大小判断，体积大的是氢气，体积小的是氧气；二是根据电极判断，与电源负极相连的玻璃管中产生的是氢气，与电源正极相连的玻璃管中产生的是氧气。拓展02氢气燃烧也能证明水是由氢元素和氧元素组成的。=1\*GB3①氢气属于可燃性气体，不纯时遇明火可能发生爆炸，因此在点燃氢气前，一定要检验氢气的纯度。=2\*GB3②氢气的密度小，可用于填充气球，但由于气球具有可燃性，不纯时遇明火可能发生爆炸，为避免危险，可以选用密度较小、化学性质相对稳定的氦气作为气球的填充气体。拓展03加絮凝剂（明矾）的作用是什么？明矾溶于水后生成的胶状物吸附水中悬浮杂质而沉降活性炭的主要作用是什么？吸附水中色素和异味消毒常用氯气、二氧化氯，变化类型是什么？化学变化自来水是纯净物还是混合物？混合物，只有用蒸馏方法得到的蒸馏水才是纯净物，净化程度最高典型例题典型例题题型01探究水的组成（电解水实验）【例1】如图是电解水实验的装置图，下列说法错误的是A．在水中可加入少量氢氧化钠以增强导电性B．反应一段时间后，a、b玻璃管中产生的气体体积比约为2：1C．由电解水实验得出结论：水是由氢、氧两种元素组成的D．将燃着的木条分别放在两个玻璃管尖嘴口，打开活塞，a管的气体使燃着的木条燃烧更旺，b管的气体被点燃【答案】D【解析】A、电解水试验中水的导电性很弱，故在水中可加入少量氢氧化钠以增强水的导电性，使水的分解加快，A正确；B、反应过程中a玻璃管中生成的是氢气，b玻璃管中生成的是氧气，氢气与氧气的体积比为2:1，B正确；C、根据化学反应前后元素的种类不变，由电解水实验得出结论是水是由氢、氧两种元素组成，C正确；D、b玻璃管中生成的是氧气，氧气不具有可燃性不能被点燃，D错误。故选：D题型02水的净化【例2】关于水的说法错误的是A．人体中水的质量分数约为70%B．地球上的水总储量很大，但淡水很少，我们要节约用水C．明矾用于自来水杀菌、消毒D．自来水厂的净水过程包括沉淀、过滤、吸附等方法【答案】C【解析】A、人体中水的质量分数约为70%，说法正确，不符合题意；B、地球上的水总储量很大，但是淡水资源很少，且分布不均，因此，我们要节约用水，不符合题意；C、明矾溶于水形成的胶状物具有吸附性，可以吸附水中悬浮的杂质，加速其沉降，不能杀菌、消毒，符合题意；D、自来水厂的净水过程包括沉淀（使悬浮的难溶性杂质沉降）、过滤（除去难溶性杂质）、吸附（吸附色素和异味）、消毒（除去病毒和细菌）等方法，不符合题意。故选C。题型03水资源的综合利用【例3】2021年3月22日是第二十九届“世界水日”，3月2228日是第三十四届“中国水周”今年“世界水日”的主题为“ValuingWater”（珍惜水、爱护水），“中国水周”活动的主题为“深入贯彻新发展理念，推进水资源集约安全利用”下列做法不符合这一主题的是A．生活中提倡使用无磷洗衣粉 B．地球上水资源丰富，取之不尽，用之不竭C．农业和园林浇灌釆用喷灌、滴灌 D．工业废水经处理达标后循环使用【答案】B【解析】A、生活中提倡使用无磷洗衣粉，避免水富营养化，造成水体污染，符合这一主题，不符合题意。B、地球上水资源丰富，但是可利用淡水资源却非常少，并不是取之不尽，用之不竭，符合题意。C、农业和园林浇灌釆用喷灌、滴灌节约用水，符合这一主题，不符合题意。D、工业废水经处理达标后循环使用，减少了水资源浪费，符合这一主题，不符合题意。故选：B。课后强化课后强化1．在完成“电解水实验”时，发现该反应速率较慢，且氢气与氧气的体积比很难达到理论值。为探究电解水时所需NaOH溶液的最佳浓度，在图1所示装置中分别注入不同溶质质量分数的NaOH溶液，在相同电压下电解3min，电解时NaOH的质量不发生变化，产生氢气和氧气的体积如图2所示。下列说法正确的是A．上述反应中分子的种类和数目都不变B．a管中产生的气体能支持燃烧，b管中产生的气体能燃烧C．该实验中氢氧化钠溶液的浓度越大，产生气体的速率越快D．电解质量分数为14%的NaOH溶液所产生的氢气、氧气体积比最接近理论值【答案】D【详解】A、水在通电过程中生成氢气和氧气，分子种类、数目发生变化，故A错误；B、图1所示电解水实验中，管a产生的气体比管b产生的多，则管a产生的气体为氢气、管b产生的气体为氧气，即管a中的气体能够燃烧、管b中产生的气体能支持燃烧，故B错误；C、由图2可知，电解质量分数为20%的NaOH溶液比电解质量分数为18%的NaOH溶液产生的气体体积少，该结果说明实验中氢氧化钠溶液的浓度越大，产生气体的速率不一定越快，故C错误；D、电解水时产生的氢气和氧气的理论体积比为2：1，而由图2可知，电解质量分数为14%的NaOH溶液所产生的氢气、氧气体积比最接近理论值，故D正确。故选D。2．如图是通过电解水来探究水的组成的实验，下列说法错误的是A．b管中产生气泡的速度较快B．生成的氢气和氧气体积比约为2：1C．水是由氢气和氧气组成的D．在实验过程中加少量氢氧化钠溶液以增加水的导电性【答案】C【详解】A、在电解水实验中，“正氧负氢”，生成氢气和氧气的体积比约为2：1，a管与正极相连，产生的是氧气，b管与负极相连，产生的是氢气，故b管中产生气泡的速度较快，不符合题意；B、在电解水实验中，“正氧负氢”，生成氢气和氧气的体积比约为2：1，不符合题意；C、电解水生成氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，可得水是由氢元素和氧元素组成，符合题意；D、纯水不导电，在实验过程中加少量氢氧化钠溶液以增加水的导电性，不符合题意。故选C。3．以下实验操作正确的是A．点燃酒精灯B．加热液体C．量取液体D．过滤A．A B．B C．C D．D【答案】C【详解】A、点燃酒精灯时，不能用燃着的酒精灯去引燃另一个酒精灯，以防引起火灾，实验操作错误；B、加热液体药品，使用酒精灯外焰加热，试管内液体不能超过试管容积的三分之一，以免喷溅出来伤人，实验操作错误；C、量筒量取液体药品，读数时视线要与量筒凹液面最低处保持水平，实验操作正确；D、过滤时要用玻璃棒引流，实验操作错误；故选C。4．如图。下列实验操作正确的是A．过滤 B．配制氯化钠溶液C．检查装置的气密性 D．氧气检验【答案】D【详解】A、过滤液体时，要注意一贴二低三靠的原则，图中无玻璃棒引流，液体会溅出，错误；B、量筒只能用来量取液体，不能用于配置溶液，错误；C、该装置没有形成密封体系，装置的气密性无论是否良好，都没有明显的实验现象，不能确定装置气密性是否良好，错误；D、氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，氧气检验的方法是将带火星的木条插入瓶内，若木条复燃，则该气体是氧气，正确。故选D。5．云南省水资源短缺严重，爱护水资源，人人有责。如图是某品牌直饮水机的工作原理图，下列说法正确的是A．滤膜可除去水中的一切杂质 B．活性炭在该装置中起吸附作用C．紫外光消毒可将硬水转化为软水 D．自来水是混合物，直饮水是纯净物【答案】B【详解】A、滤膜可除去水中的不溶性杂质，可溶性杂质不能除，说法错误，不符合题意；B、活动性疏松多孔有吸附性，活性炭起到吸附色素和异味的作用，说法正确，符合题意；C、紫外光消毒只能除去细菌等，不能除去钙、镁化合物将硬水转化为软水，说法错误，不符合题意；D、直饮水没有除去可溶性杂质，仍然为混合物，说法错误，不符合题意。故选B。6．水是人类宝贵的自然资源。下列有关水的净化说法正确的是A．过滤可以除去水中所有的杂质B．活性炭有吸附性，可降低水的硬度C．蒸馏既可以净化水，也可以降低水的硬度D．明矾可以除去水中的可溶性杂质【答案】C【详解】A、过滤可以除去水中难溶解的固体杂质，不能除去所有的杂质，此选项错误；B、活性炭具有吸附性，可除去异味和色素，但是活性炭不能除去水中的可溶性钙镁化合物，不能降低水的硬度，此选项错误；C、蒸馏可以除去水中的所有杂质，蒸馏后得到的水是纯净物，所以蒸馏后既可以净化水，也可以降低水的硬度，此选项正确；D、明矾溶于水形成的胶状物，具有吸附性，可以吸附悬浮杂质并加速其沉降，但是明矾不可以除去水中的可溶性杂质，此选项错误；故选C。7．中国空间站中航天员生活所需的氧气来自电解水，下列关于如图电解水实验的说法正确的一项是

A．电解水时加入硫酸钠可增强水的导电性 B．该反应的基本反应类型为化合反应C．负极与正极产生气体的质量之比为2∶1 D．与电源正极相连的一端产生的气体是氢气【答案】A【详解】A、纯水的导电性很弱，硫酸钠在水中能解离出自由移动的离子，电解水时常加入硫酸钠可增强水的导电性，正确；B、水通电分解生成氢气和氧气，该反应是一种物质生成两种物质，符合“一变多”的特点，属于分解反应，错误；C、水通电分解生成氢气和氧气，化学方程式为：，与电源正极相连的一端产生的气体是氧气，与电源负极相连的一端产生的气体是氢气，氢气和氧气的体积比为2：1，氢气和氧气的质量比为4：32=1：8，错误；D、水通电分解生成氢气和氧气，与电源正极相连的一端产生的气体是氧气，与电源负极相连的一端产生的气体是氢气，错误；故选A。8．如图是兴趣小组设计的电解水实验创新装置，下列有关说法正确的是A．实验中观察到注射器针筒内气体的质量之比为1:2B．与电源正极端相连的注射器针筒内液面下降速率更快C．在水中加入硫酸钠溶液，可增强水的导电性D．与负极相连的注射器针筒内，产生的气体可以使带火星的木条复燃【答案】C【详解】A、电解水时，生成的氧气和氢气的体积比为1：2，而不是质量比，质量比应为8：1，该选项说法不正确；B、电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，且生成氧气和氢气的体积比为1：2，则与电源负极端相连的注射器针筒内液面下降速率更快，该选项说法不正确；C、向水中加入硫酸钠溶液，溶液中的离子浓度增多，则导电性增强，该选项说法正确；D、负极产生的气体为氢气，氢气具有可燃性，而不是助燃性，不能使燃着的木条燃烧更旺，该选项说法不正确。故选C。9．下列关于水的说法错误的是A．肥皂水可以鉴别硬水和软水B．净水过程利用了活性炭的吸附性C．喷灌和滴灌可节约用水D．厨房废水滤去固体后可直接排向河道【答案】D【详解】A、加入肥皂水，产生泡沫较多的是软水，产生泡沫较少的是硬水，故选项说法正确；B、活性炭具有疏松多孔的结构，能吸附色素和异味，体现活性炭的吸附性，故选项说法正确；C、园林以喷灌和滴灌形式浇灌可以减少水的浪费，节约用水，故选项说法正确；D、厨房废水滤去固体后不能直接排向河道，否则造成水体污染，故选项说法错误。故选：D。10．为了探究分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用，某同学在化学课上完成了如图所示实验，下列相关分析错误的是A．步骤①带火星木条没有复燃，说明没有氧气生成B．步骤②的试管壁上可能会沾上黑色粉末C．上述实验说明二氧化锰能加速过氧化氢分解D．实验后可通过过滤、洗涤、干燥等操作回收二氧化锰【答案】A【详解】A、步骤①带火星的木条不复燃，不能说明没有氧气生成，可能是氧气的浓度太低，不能使带火星的木条复燃，故A说法不正确；B、步骤②中试管中已经有液体，直接加固体粉末，试管壁上可能会沾上黑色粉末，故B说法正确；C、步骤①带火星的木条不复燃，步骤②加入二氧化锰，步骤③带火星的木条复燃，说明二氧化锰能加速过氧化氢分解，故C说法正确；D、二氧化锰难溶于水，实验后可通过过滤、洗涤、干燥等操作回收二氧化锰，故D说法正确；故选：A。11．项目式化学小组同学制作了简易净水器(如下图)，下列有关分析合理的是A．石英砂能吸附水中的悬浮杂质 B．活性炭能除去水中的色素和异味C．烧杯中得到的水是软水 D．该净水器可用于淡化海水【答案】B【详解】A、石英砂间存在空隙，起过滤作用，活性炭具有吸附性，能吸附色素和异味，故A不合理；B、活性炭具有吸附性，能除去水中的色素和异味，故B合理；C、该净化过程不能除去河水中可溶性钙、镁化合物，得到的水不是软水，故C不合理；D、该净水器不能出去水中的可溶性杂质，不可用于淡化海水，故D不合理；故选：B。12．混合物分离的方法在生产、生活和科学实验中有着广泛的应用。下列做法中应用了过滤方法的是A．除去盐酸中的硫酸 B．分离豆浆和豆渣C．除去混在铜粉中的铁粉 D．用海水晒盐【答案】B【详解】A、盐酸和硫酸均是液体，不能用过滤的方法除杂，故A错误；B、豆渣不溶于水，可采用过滤的方法分离豆浆和豆渣，故B正确；C、铜粉和铁粉都不溶于水，不能用过滤的方法除杂，故C错误；D、海水晒盐是利用了蒸发结晶的方法得到粗盐，所以该过程中应用了结晶的方法，故D错误；故选：B。13．氢气与氧化铜反应的实验如图所示，相关分析正确的是A．每通入1mol氢气就会产生1mol水B．通入氢气前应检验氢气的纯度C．固体减少的质量等于生成的水的质量D．固体全部变为红色时，先停止通氢气再熄灭酒精灯【答案】B【详解】A、氢气还原氧化铜的实验中，需要先通入氢气，排净装置内的空气，防止加热时发生爆炸，所以通入试管中的氢气并不能全部参与反应，因此生成的水的物质的量小于通入的氢气的物质的量，故A错误；B、氢气具有可燃性，与空气混合遇明火或加热可能发生爆炸，所以通入氢气前应检验氢气的纯度，故B正确；C、氢气还原氧化铜生成铜和水，化学方程式为：，试管中的固体由氧化铜转化为铜，固体减少的质量是氧化铜中氧元素的质量，不等于生成水的质量，故C错误；D、氢气还原氧化铜生成铜和水，实验中当固体全部变为红色时，先熄灭酒精灯，继续通氢气至试管冷却为止，防止生成的铜再次被氧化，故D错误；故选：B。14．项目式学习小组利用自制简易净水器处理泥水(如图所示)。下列对泥水处理过程分析错误的是A．该过程中发生的是物理变化B．活性炭能除去泥水中的颜色和异味C．小卵石和石英砂能除去泥水中难溶性杂质D．该简易净水器能将泥水转化为软水【答案】D【详解】A、该过程并没有新物质生成，属于物理变化，该选项分析正确；B、活性炭具有吸附性，能吸附色素和异味，该选项分析正确；C、小卵石和石英砂能除去泥水中难溶性杂质，该选项分析正确；D、该简易净水器只能除去水中的难溶性杂质、颜色和异味，并不能除去其中的可溶性杂质，则不能将泥水转化为软水，该选项分析不正确。故选D。15．水是生命之源。下列说法不正确的是A．实验甲可以区分硬水和软水B．实验乙可以将硬水软化C．实验乙中的固体既可滤去不溶性物质，又可吸附一些溶解的杂质D．实验丙中a端产生的是氢气，b端产生的是氧气【答案】B【详解】A、向水样中加入等量的肥皂水，泡沫多、浮渣少的是软水，泡沫少、浮渣多的是硬水，可以区分硬水和软水，不符合题意；B、实验乙中的活性炭可以除去水中的难溶性杂质，色素和异味，不能除去可溶性杂质，不能将硬水软化，符合题意；C、实验乙中的活性炭可以起到过滤的作用，除去水中的难溶性杂质，同时活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，可以吸附水中的色素和异味，不符合题意；D、在电解水实验中，“正氧负氢”，生成氢气和氧气的体积比约为2:1，a端产生的气体较多，是氢气，b端产生的气体较少，是氧气，不符合题意。故选B。16．小丽收集到一瓶浑浊的河水，模拟自来水厂的净水过程，最终制成蒸馏水。其净水流程如图所示：请回答下列问题：(1)加入明矾的作用是；在液体A中加入活性炭，其作用是；(2)在液体B中通入氯气杀菌、消毒，该过程发生变化（填“物理”或“化学”）。(3)操作②的名称是；操作过程中发现水流动的速度较低，可能的原因是。(4)上述流程中①②都用到玻璃棒，第一次是，第二次是。(5)比较河水和蒸馏水的硬度，需要加入药品，具体操作方法是。(6)饮用水中含有铁、锰、铜、锌、钙等多种矿物质。这里的铁、锰、铜、锌、钙等是指（填“分子”、“原子”或“元素”）。【答案】(1)吸附悬浮杂质，并加速其沉降吸附水中的色素和异味(2)化学(3)过滤滤纸堵塞或滤纸未紧贴漏斗内壁(4)搅拌、加速溶解引流(5)肥皂水取等体积的河水和蒸馏水，加入等量的肥皂水并搅拌，产生泡沫较多的是软水，产生泡沫较少的是硬水(6)元素【详解】（1）明矾溶于水形成的胶状物，具有吸附性，可以吸附悬浮杂质，并加速其沉降；活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，在液体A中加入活性炭，其作用是吸附水中的色素和异味；（2）在液体B中通入氯气杀菌、消毒，该过程有新物质生成，发生了化学变化；（3）操作②分离难溶性固体与液体的方法，即过滤操作；滤纸堵塞或滤纸未紧贴漏内壁，会导致操作过程中水流动的速度较低，过滤速度太慢；（4）上述流程中①②都用到玻璃棒，第一次溶解过程中，玻璃棒的作用是搅拌，加速溶解；第二次过滤操作中，玻璃棒的作用是引流；（5）比较河水和蒸馏水的硬度，需要加入的物质是肥皂水，具体操作方法是取等体积的河水和蒸馏水，加入等量的肥皂水并搅拌，产生泡沫较多的是软水，产生泡沫较少的是硬水；（6）物质是由元素组成的，这里的铁、锰、铜、锌、钙等不是以分子、原子等形式存在，这里是强调存在的元素，与具体形态无关。17．阅读下面科普短文。地球是一个美丽的“水球”，表面约71%被水覆盖，淡水仅占总水量的2.5%，其余是海水或咸水，海水淡化是解决人类淡水资源短缺的有效措施，全球海水淡化水用途如图1所示。海水淡化技术主要有热分离法和膜分离法，热分离法利用蒸发和冷凝分离水与非挥发性物质，能耗大、成本高；膜分离法利用薄膜的选择透过性实现海水淡化，但现有薄膜的水通量低，应用受到限制。有科学家提出，给石墨烯“打上”许多特定大小的孔，制成单层纳米孔：维薄膜，可进行海水淡化，石墨烯海水淡化膜工作原理如图2所示。依据上文，回答下列问题。(1)全球海水淡化水用途排在首位的是。(2)热分离法中，水发生了（填“物理变化”或“化学变化”）。限制热分离法大规模应用的原因是。(3)海水淡化除去的一种离子是。(4)图3为某自来水厂的净化步骤，其中与膜分离法将海水淡化的原理相同的净水步骤是（填字母）。自来水厂的净水过程（填“能”或“不能”）将硬水转化成软水。生活中将硬水软化的方法是。(5)石墨烯、金刚石和C60均属于碳单质，下列说法正确的是_____（填字母）。A．都由碳元素组成 B．都由碳原子构成 C．物理性质相似【答案】(1)市政供水(2)物理变化能耗大、成本高(