专题八 自然界的水（解析版）

专题八自然界的水【知识归纳】一、爱护水资源1.人类拥有的水资源：地球表面约71%被水覆盖着。但淡水只约占全球水储量的2.53%，其中大部分还分布在两极和高山的冰雪及永久冻土，难以利用，可利用的只约占其中的30.4%。海水中含量最多的物质是水(H20)，含量最多的元素是氧元素，最多的金属元素是钠元素。2.保护水资源(节约用水、防止水体污染）（1）节约用水：①提高水的利用效率；如家庭中一水多用，使用中水（生活污水处理后，达到一定水质标准的非饮用水）洗车，洗菜的水浇花等，工业用水重复使用；②使用新技术、改革工艺；如农业上改漫灌为喷灌、滴灌；③改变用水习惯；如刷牙用口杯接水，洗澡用盆浴、等。（2）水体污染的主要因素：①工业废水未达标排放水中；②农业上农药、化肥的不合理施用；③生活污水的任意排放。（3）防止水体污染的措施：①减少污染物的产生，不使用含磷洗衣粉；②对被污染的水体进行处理，使之符合排放标准；③农业上提倡使用农家肥，合理使用农药和化肥；④生活污水集中处理后再排放。二、水的净化1.水的净化方法（1）过滤:把不溶于液体的固体物质与液体分离。（2）吸附沉降:常用明矾、活性炭对水中的杂质吸附而沉降。①明矾是一种常用的净水剂，作用吸附杂质使其沉降，以达到净水的且的。②活性炭具有疏松多孔的结构，可以吸附水中的悬浮物，也可以吸附溶于水的色素和异味。但需要注意的是，活性炭不能吸附钙、镁化合物，活性炭不能降低水的硬度。【点拨】活性炭净水器的入水口在净水器的下面，可以使净水效果更好。（3）蒸馏:除去水中可溶性杂质的方法，净化程度相对较高，得到的蒸馏水是纯净物。（4）杀菌:在水中加入适量的药物进行杀菌、消毒。如漂白粉、氯气(Cl2)、二氧化氯(ClO2)等。(3)水的净化方法净化方法原理作用静置沉淀静置使不溶性的杂质沉降下来并与水分层除去大颗粒不溶物吸附沉淀利用明矾溶于水后生成的胶状物[Al(OH)3]吸附杂质，使杂质沉降达到净水除去水中悬浮杂质过滤把液体和不溶于液体的固体分离除去不溶性杂质吸附利用活性炭或木炭的吸附作用把自然水中一些不溶性杂质和一些溶解性杂质吸附在表面，除去色素和异味。滤去不溶性杂质和除去一些可溶性杂质蒸馏通过加热的方法使水变成水蒸气，再冷凝成水，得到纯净物。除去不溶性和可溶性杂质2.自来水厂净化过程原水→静置→絮凝沉淀（明矾）→反应沉淀→过滤→吸附（活性炭）→消毒（化学过程）（消毒用的物质有：漂白粉、氯气、臭氧）→生活用水。【点拨】没有蒸馏和煮沸的的步骤。在净化水的方法中，只有投药消毒属于化学变化，其余都属于物理变化。三、基本实验操作1.过滤（1）所用仪器：铁架台（带铁圈）、漏斗

、玻璃棒（作用：引流）、烧杯、滤纸（2）适用范围：分离液体中的不溶性固体杂质。（3）操作要点：一贴二低三靠一贴：滤纸紧贴漏斗内壁（滤纸与漏斗内壁不得有气泡，否则影响过滤的速度）；二低：滤纸边缘低于漏斗边缘；液面低于滤纸边缘；三靠：烧杯口紧靠玻璃棒；玻璃棒轻轻靠在三层滤纸的一边（玻璃棒的作用是引流）；漏斗下端紧靠烧杯内壁（防止液体飞溅）。【点拨】过滤时先过滤上层清液，后过滤下层浊液。若先过滤下层浊液，滤纸上将会残留着大量不溶性杂质，再过滤上层清液时，不溶物会阻碍清液的通过，影响过滤速度。（4）过滤后滤液浑浊的原因：滤纸破损、液面高于滤纸边缘、仪器不干净。（注：若过滤后的滤液仍然浑浊，应重新过滤。）2.蒸馏1.装置不漏气；2.烧瓶内加入水的体积不能超过2/3，也不能少于1/3，并加入几片沸石（或碎瓷片），防止液体暴沸。3.温度计水银球位于蒸馏烧瓶的支管处，测量蒸气的温度。4.冷凝管中冷却水应下口进，上口出，水的作用：使水蒸气冷凝成液态水。四、软水与硬水1.概念：含较多可溶性钙、镁化合物的水叫硬水；不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水叫软水。2.硬水和软水鉴别：分别取少量的软水和硬水于试管中，滴加等量的肥皂水，振荡。有较多泡沫产生的水是软水；泡沫很少，产生浮渣的水是硬水。3.硬水软化方法：生活中用煮沸工业上用蒸馏的方法可以使硬水软化。硬水在加热或长久放置时会有水垢生成，化学方程式为:Ca(HCO3)2=CaCO3↓+H2O+CO2↑4.硬水的危害:（1）用硬水洗涤衣物，既浪费肥皂又洗不干净衣物，时间长了还会使衣物变硬。（2）锅炉用水硬度高了十分危险，因为锅炉内结垢之后不仅浪费燃料,而且会使锅炉内管道局部过热，易引起管道变形或损坏，严重时还可能引起爆炸。（3）长时间饮用硬水有害健康。五、水的组成：1.氢气（1）物理性质：无色、无味，难溶于水的气体（排水法收集），密度比空气小（向下排空气法收集），相同条件下，氢气是最轻的气体。（2）化学性质:①氢气的可燃性：纯净的氢气在空气中安静燃烧，火焰呈淡蓝色、并放出大量热；如何证明氢气燃烧的产物是水？

点燃氢气，将一干冷的烧杯罩在火焰的上方，烧杯内壁有水雾产生，证明氢气燃烧生成了水。②纯净的氢气在空气中安静燃烧，不纯的氢气在空气或氧气里燃烧会发生爆炸，故点燃氢气之前一定要检验氢气的纯度。③检验氢气的纯度的方法：用拇指堵住集满氢气的的试管口，靠近火焰，移开拇指点火，若有尖锐的爆鸣声表明氢气不纯；若声音很小则表示氢气较纯。（3）氢气的用途：充灌探空气球（密度最小）；作燃料（具有可燃性）2.水的组成与电解（1）简易装置图：（正氧负氢、氢二氧一）“正养父亲，亲二养一”（2）实验现象①通电后，正负极上都有气体产生；②通电一段时间后，正极与负极产生的气体体积比约为1：2，质量比为8:1。（3）气体检验①用带火星木条接近正极产生的气体，木条能复燃，说明气体为氧气；②用燃着的木条接近负极产生的气体，气体能燃烧，火焰呈淡蓝色，说明气体为氢气。（4）结论：①水在通电的条件下，发生分解反应产生氢气和氧气。②水是由氢元素和氧元素组成的。（在反应前后，参与反应的元素种类没有变化）③在化学反应中，分可分成原，而原不能再分。（5）注意事项：①为了增强水的导电性加硫酸钠或氢氧化钠，②接直流电。（6）实验误差分析：在实验过程中正、负两极所收集气体的体积比往往小于1∶2，原因可能：①氧气微溶于水而氢气难溶于水

②金属电极与氧气发生了反应消耗了部分氧气【专题突破】基础性习题：1.下列叙述正确的是（

）A.水是由氢气和氧气组成的B.水分是由氢单质和一个氧原组成的C.水是由两个氢元素和一个氧元素组成的D.水是由氢元素和氧元素组成的【解析】本题主要从宏观和微观角度考查水的组成基本知识。对于水的组成，从宏观角度讲，水是由氢元素和氧元素组成的；从微观角度讲，一个水分是由两个氢原和一个氧原构成的。【答案】D2.在电解水的实验中，正确的实验现象是(

)A.通电后，两个电极上都有气泡产生；过一段时间后，发现两玻璃管内气体体积比约为2∶1B.负、正两极分别有氢气和氧气，而且体积比约为2∶1C.水是由氢、氧两元素组成的D.水发生分解反应，在插入正极的玻璃管内产生的是氢气【解析】实验现象是凭我们的感官感觉到的，如眼看、鼻闻、触摸等。A.所描述的，确实是我们通过眼睛看到的，并做了直接描写，所以是题目所要求的答案。B.选项所描述为负、正两极分别有氢气和氧气，且它们的体积分别是2∶1，只能通过我们进一步的实验，得出的结论，而不应算作实验现象，所以不能是题目的答案。C.D.选项都是通过实验现象得出的结论，所以它们都不是本题的答案。【答案】A3.2021年3月22日是第29个世界水日，今年的主题是“珍惜水、爱护水”。下列对于水的认识正确的是（）A．用废水浇灌农田以降低成本B．使用无磷洗涤剂减少水体污染C．利用活性炭可以软化硬水D．经自来水厂处理后的生活用水是纯净物【解析】A.废水中含有大量的污染物，会污染土壤，不符合题意；B.使用无磷洗涤剂，可以减少水体富营养化，减少“水华”现象的发生，保护水资源，符合题意；C.活性炭只能吸附水中的色素和异味，不能除去可溶性杂质，不能软化硬水，不符合题意；D.自来水处理后的生活用水中还含有可溶性杂质，属于混合物，不是纯净物，不符合题意。【答案】B4.小兰已经知道，电解水时生成氢气和氧气的体积比为2∶1，但实验所得数据氢气和氧气的体积比略大于2∶1。针对这一发现，你认为下列做法不可取的是(

)A.反复多次实验查找原因B.实验所得数据与理论值相差不多，可以认为实验已经成功C.大胆提出假设：氧气比氢气易溶于水D.查找实验装置是否漏气【解析】化学是以实验为基础的学科，许多重大发现都是通过实验得到的，做实验时一定要严肃、认真，大胆猜想，勇于创新。【答案】B5.下列有关水的说法正确的是（）A．为了保护水资源，应禁止使用农药、化肥B．水是由氢原和氧原构成的C．净化水的方法有沉淀、过滤、吸附、蒸馏、加肥皂水等D．电解水时，与电源正极相连的电极上产生的气体是氧气【解析】A.为了保护水资源，应合理使用农药、化肥，不是禁止，A错误；B.水是由水分构成的，水分由氢原和氧原构成，B错误；C.净化水的方法有沉淀、过滤、吸附、蒸馏等，加肥皂水可以鉴别硬水和软水，不能净化水，C错误；D.电解水时“正氧负氢”，与电源正极相连的电极上产生的气体是氧气，D正确。【答案】D6.1661年，英国科学家波义耳（R.Boyle）指出：元素是组成复杂物体和分解复杂物体时最后得到的那种最简单的物质。当时还没有电解技术，人们认为水是一种元素。根据你的理解和现在所学的知识判断，下列选项正确的是(

)A.水是最简单的物质

B.水是一种元素C.水含有氢和氧两种单质

D.水是纯净物【解析】根据波义耳的说法，他所指的元素实际上是单质。今天，我们通常说：由同一种元素形成的物质叫做单质。显然，元素和单质不是一回事。电解水实验证实，水是由氢和氧两种元素形成的化合物，属于纯净物。【答案】D7.关于电解水的实验现象，描述正确的是(

)A．正极产生一种可燃性气体B．负极产生的气体体积是正极的2倍C．负极产生的气体可使带火星的木条复燃D．两极产生的气体都比空气轻【解析】电解水时，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气，因此正极产物助燃，负极产物可燃。且氢气体积是氧气体积的二倍。【答案】B8.根据电解水的实验装置图完成下列问题：（1）指出电源的正、负极，左边为____________，右边为____________，事先往水里加少量硫酸，目的是为了____________。（2）左试管中产生的是，检验该气体的方法是____________；右试管中产生的是_______，检验该气体的方法是_________。由以上实验事实得出结论：说明水是由_________组成的。通电分解水的简易装置【解析】在电解水的实验中，连接电源正极的试管内得到的气体是氧气，该气体能使带火星的木条复燃；连接电源负极的试管内得到的气体是氢气，该气体能被燃着的木条点燃。由此可检验两种气体的存在。其体积比是1∶2，质量比是8∶1。【答案】（1）负极；正极；增强水的导电性（2）氢气；用燃着的木条点燃，该气体能燃烧，并发出淡蓝色火焰；氧气；将带火星的木条伸入该气体中，木条复燃；氢、氧两种元素。拓展性习题：1.水是生命之源。下列有关水的说法正确的是（）A．水变燃油可以实现 B．冰水共存物属于混合物C．电解水的实验中，电源正极产生氢气 D．生活中常用煮沸的方法降低水的硬度【解析】A.燃油中含碳元素，水中不含碳元素，根据质量守恒反应前后元素种类不变，水不可能变为燃油，A错误。B.冰水共存物只含有一种分水分，属于纯净物，B错误。C.电解水的实验中，电源正极产生氧气，C错误。D.加热煮沸可以使水中可溶性钙镁矿物质转化为水垢，生活中常用煮沸的方法降低水的硬度，D正确。【答案】D2.水是一切生命体生存所必需的物质。下列处理水的方式中，涉及化学变化的是（）A.实验室用蒸馏法获得蒸馏水B.利用活性炭吸附水中的杂质C.浑浊的河水过滤后可得到清澈的水D.自来水厂净水过程中，用药剂消毒后才能供给用户【解析】A.蒸馏没有生成新物质，是物质状态的变化，属于物理变化，不符合题意。B.利用活性炭吸附水中的杂质，利用活性炭吸附性，没有生成新物质，属于物理变化，不符合题意。C.浑浊的河水过滤后可得到清澈的水，没有生成新物质，属于物理变化，不符合题意。D.自来水厂净水过程中，用药剂消毒后才能供给用户，杀菌消毒生成了新物质，属于化学变化，符合题意。【答案】D3.下列关于水相关知识的描述完全正确的是（）A．过滤可降低水的硬度B．鉴别硬水和软水，加肥皂水产生泡沫多的为硬水C．由电解水可知水由氢气和氧气组成D．电解水时，正、负极端产生的气体体积比约为1:2【解析】A.生活中可通过煮沸来降低水的硬度，过滤只能除去不溶性杂质，不能降低水的硬度，该选项说法不正确；B.生活中用肥皂水鉴别硬水和软水，产生泡沫多的为软水，该选项说法不正确；C.从电解水得到氢气和氧气，可知水是由氢元素和氧元素组成的，该选项说法不正确；D.电解水时，根据正氧负氢、氧一氢二，正、负极端产生的气体体积比约为1:2，该选项说法正确。【答案】D4.关于电解水实验的叙述中氢气表现出的化学性质是(

)A.产生的氢气无色、无味B.试管中能收集到氢气，说明氢气难溶于水C.氢气的密度小于空气，收集氢气后试管口应向下放置D.将收集氢气的试管移近火焰，可以听到尖锐的爆鸣声【解析】氢气是一种无色、无味的气体单质，由氢元素组成。氢气是相同情况下密度最小的气体，难溶于水。纯净的氢气能够在空气中安静地燃烧，产生淡蓝色火焰，产物是水。A、B、C均描述了氢气的物理性质。【答案】D5.水是生命的源泉。下列有关水的说法正确的是（）A．生物体内水不参与反应 B．水不能分解为H2和O2C．常温常压下水的液体 D．干冰融化得到H2O【解析】A.生物体内水也会参与反应，如蛋白质、多糖的水解等，不符合题意；B.水电解时能分解为氢气和氧气，不符合题意；C.常温常压下水为液体，符合题意；D.干冰是固态的二氧化碳，融化后得到二氧化碳，不符合题意。【答案】C6.水是生命之源。城市生活用水经自来水厂净化处理的过程如下图。下列说法错误的是（）A．通过反应沉淀池、过滤池除去水中不溶性杂质B．吸附池内常用活性炭吸附色素和异味C．自来水厂投入明矾进行消毒D．硬度较高的自来水，用户可用煮沸的方法来降低其硬度【解析】A.通过反应沉淀池，使悬浮的杂质沉降，过滤除去不溶性杂质，不符合题意；B.活性炭具有吸附性，可以吸附水中的色素和异味，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，不能进行消毒，符合题意；D.可溶性钙、镁化合物在加热时，能形成沉淀，煮沸可以降低水的硬度，不符合题意。【答案】C7.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【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。【答案】C8.硬水加热时易产生水垢，很多工业用水需要对硬水进行软化处理。小组同学利用1.5%的肥皂水比较水的硬度。（查阅资料）硬水含较多可溶性钙、镁化合物；软水不含或含较少可溶性钙，镁化合物。Ⅰ、探究水的硬度、肥皂水的用量与产生泡沫量的关系（进行实验）向蒸馏水中加入CaCl2和MgCl2的混合溶液，配制两种不问硬度的硬水。用蒸馏水和两种硬水完成三组实验，记录如下：组别第1组第2组第3组实验操作实验序号①②③④⑤⑥⑦⑧⑨混合溶液用量/滴0001x1222肥皂水用量/滴510205102051020产生泡沫量少多很多无少多无无少（解释与结论）（1）对比②和⑧可知，肥皂水能区分软水和硬水，依据的现象是______。（2）设计第2组实验时，为控制水的硬度相同，⑤中x应为______。（3）第2组实验的目的是______。（4）由上述三组实验得到的结论是______。Ⅱ、比较不同水样的硬度（进行实验）