2024-2025学年九年级化学上册第四单元 自然界的水 单元测试卷(含解析)（人教版2024新教材）

2024-2025学年九年级化学上册单元测试卷第四单元《自然界的水》注意事项：1．试卷满分：100分，考试时间：60分钟。答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改用橡皮擦千净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题（共15小题）1．“绿水青山就是金山银山”。下列属于节水标志的是（）A． B． C． D．2．2024年3月22~28日是第三十七届“中国水周”，主题为“精打细算用好水资源，从严从细管好水资源”。完成下面小题。（1）下列净水方法中，净化程度最高的是（）A．消毒 B．吸附 C．过滤 D．蒸馏（2）下列爱护水资源的措施中，合理的是（）A．使用无磷洗衣粉 B．洗手打香皂时不关水龙头C．禁止使用化肥农药 D．抑制水中所有动植物的生长（3）用下图装置进行电解水实验，下列说法不正确的是（）A．实验前两支试管内应装满水B．2中气体能使带火星木条复燃，说明水中含有氧气C．正负两极气体的体积比为1:2D．实验目的是探究水的组成3．同学们在实验室中进行了“将少量明矾粉末加入浑浊的汾河水中，然后过滤，取滤液加热煮沸”的实验，实验过程中的以下操作正确的是（）A．取用明矾 B．进行过滤C．倾倒滤液 D．煮沸滤液4．下列符号中，表示一个氧分子的是（）A．O2 B．2O C．O2- D．2O25．医学研究表明，偏硅酸（H2SiOx）有软化血管的作用。已知偏硅酸中硅元素的化合价为+4，则x的值为（）A．1 B．2 C．3 D．46．下列物质可制造用于治疗癌症等疾病的纳米酶，其中属于单质的是（）A．金 B．氧化铁 C．氧化铈 D．四氧化三铁7．在一定条件下，某化学反应的微观示意图如图。生成物微粒符号表示正确的是（）A．H2 B．OH C．H2O D．H2O28．化学用语是学习化学的重要工具。下列有关物质化学式书写正确的一项是A．氧气：2O B．氯化钙：CaClC．氧化铁：Fe2O3 D．氢氧化钠：Na（OH）9．关于硝酸（HNO3）和硝酸铵（NH4NO3）的说法正确的是（）A．物质类别相同 B．氮元素的化合价相同C．组成元素相同 D．氮、氧元素的质量比相同10．下列关于水的说法错误的是（）A．加强工业废水的排放监控，坚持达标排放 B．生活中常用煮沸的方法降低水的硬度C．水结冰后水分子仍然在运动 D．用活性炭吸附可使海水转化为淡水11．（2024·常州）《本草纲目》记载食肉桂能“面生光华”。肉桂酸（C9H8O2）是肉桂的主要有效成分，下列说法正确的是（）A．肉桂酸由碳、氢、氧三种原子构成 B．肉桂酸中碳与氢元素质量比为9∶8C．肉桂酸中氧元素的质量分数为21.6% D．一个肉桂酸分子中含有一个氧分子12．某同学自制的简易净水器如图所示，下列说法错误的是（）A．活性炭可吸附水中的色素和异味B．该装置可除去泥沙等难溶性杂质C．该装置净水过程发生了化学变化D．河水经该装置净化后仍是混合物13．在水电解器的玻璃管中注满水,接通直流电源一段时间后的情况如图所示。下列叙述错误的是（）A．通电过程中，观察到b中液面下降B．a和c中收集气体的方法均为排水法C．可用带火星的木条检验a中的气体D．通过水通电生成的两种物质可以确定水由氢、氧元素组成14．空间站里的废水处理系统把航天员产生的废水收集起来，经特殊处理后实现水的循环利用，处理过程如下图所示。下列说法不正确的是（）A．银离子消毒，此过程发生化学变化B．催化改变了反应条件，能使反应生成更多的氧气C．变化①与②的本质区别是水分子本身是否发生了变化D．经过变化后①的水基本不保留水中的可溶性钙镁化合物，这样的饮用水属于软水15．海水中含有氯离子、钠离子、镁离子等。氯离子和镁离子的存在，会干扰电解海水制氢。在电解过程中氯离子转化为有毒气体—氯气；镁离子会生成难溶的氢氧化镁沉积在电极表面，影响电极寿命。我国研究团队研制出了海水直接制氢新技术，实现了无副反应、无额外能耗的制氢，其原理如图所示。下列说法错误的是（）A．聚四氟乙烯膜能防止氯离子和镁离子的渗透B．B电极与电源的正极相连C．该装置制氢过程能量转化的主要方式为电能转化为化学能D．直接电解海水制氢，可能会污染空气二、填空题（共4小题）16．“净化一方水土，守护母亲河流”，水在生产生活及科学实验过程中都起着重要的作用，请回答下列问题。（1）利用实验一简易净水器可对河水进行净化，该装置中的活性炭可以除去水中的色素和异味，原因是活性炭具有________性。（2）实验二与实验三的变化在本质上不同，从微观角度看实验二的变化前后________种类没有改变。（3）实验三，与玻璃管a端连接的是电源的________（填“正”或“负”）极。（4）实验四，两个集气瓶底水的作用________（填“相同”或“不相同”）。17．“生命吸管”是军事上的重要发明，它可以解决士兵在野外极限环境中的饮水问题，主要原理与自来水的净化过程相似（如图甲所示）。回答下列问题。（1）图中双层纺织网的主要作用是除去颗粒较大的________（选填“难溶性”或“可溶性”）杂质；（2）活性炭层所起到的作用是________作用；（3）将硬水通过图乙的阳离子交换柱后，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Ca2+可以交换出________个Na+；（4）通过“生命吸管”净化后的水属于________（选填“纯净物”或“混合物”）。18．水是生命的源泉，根据你的生活经验回答下列问题。（1）电解水实验时，当与负极相连的试管内产生的气体为10mL时，与正极相连的试管内产生的气体为________mL；在电解水过程中不变的微粒是________（写化学符号）。（2）在净化水的过程中，常加入高铁酸钠（Na2FeO4）做消毒剂，高铁酸钠中铁元素的化合价为________。（3）我们在生活中要节约每一滴水，请你写出一种节约用水的具体做法________。19．蛋白质由甘氨酸（C2H5O2N）等多种氨基酸构成。计算：（1）甘氨酸由________种元素组成（写数值）。（2）一个甘氨酸分子中含有________个原子。（3）75g甘氨酸中含有氮元素的质量为________g。三、实验探究题（共2小题）20．某校化学兴趣小组的同学在老师的指导下进行了“水的组成及变化的探究”实验。【提出问题】水是由哪些元素组成的？【设计并进行实验】实验1（燃烧法）：在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气，观察到火焰呈________色，然后在火焰上方一个冷而干燥的小烧杯，过一会儿，观察到烧杯壁有________且烧杯外壁发热。实验2（电解法）：按如图进行电解水实验。在两试管内产生的气体中，a为________，b为________。【实验结论】由上述两个实验都能得到的实验结论是________________。【拓展提升】（1）下列有关说法正确的是________。A．点燃纯净的氢气会发生爆炸B．含氧的化合物是氧化物C．冰块与水混合得到混合物D．电解水的反应属于分解反应（2）若电解水产生了mg氢气，则同时产生了________g（用含m的代数式表示）氧气。（3）水是一切生命体生存所必需的物质，我们必须爱护水资源，一方面要________，另一方面要防治水体污染。请提出一条预防和治理水体污染的措施：________________。21．水是生命之源、万物之基，是人类宝贵的自然资源，人类从未停止过对水的研究。（I）1783年，拉瓦锡利用如图装置探究水的组成：往A中滴加少量的水，水通过灼热的铁管时发生汽化，水蒸气与灼热的铁反应，生成一种黑色固体四氧化三铁和“可燃空气”，将气体通过放在冷水中的铜管，在B装置中收集到纯净的“可燃空气”。最终拉瓦锡证明了水的组成。（1）将B装置收集到的“可燃空气”在氧气中点燃，生成了水。“可燃空气”是一种气体单质，其化学式为________。（2）将气体通过放在冷水中的铜管，目的是除去________________。（Ⅱ）1800年，英国化学家尼科尔森通过电解水得到氢气和氧气，后人不断研究和改进该实验。现有化学兴趣小组的同学设计的如图所示的电解水装置来测定水的组成。【实验步骤】I．按如图安装好装置，检查装置的气密性；Ⅱ．往U形管中装入水（水面略低于支管口）；III．取下注射器，打开电源一段时间后，关闭电源；Ⅳ．将注射器活塞推到顶后，连接注射器，再次打开电源。当注射器Ⅱ中活塞停留在10mL刻度线处，关闭电源；V．检验气体。【问题讨论】（3）电解水的反应的文字表达式为________________。（4）电解水前向水中加入少量氢氧化钠的目的是________________。（5）通过电解水实验能得到的实验结论是：水是由________组成的。（6）实验结束时注射器I中活塞停留在刻度线________处。将该注射器I接上针头，移向燃着的木条旁，推动活塞，观察到的现象是________________。（7）电解水过程有如图步骤的模拟构成（图中的表示氧原子，表示氢原子），完整表示电解水过程的顺序是________（填标号）。A． B． C． D．四、综合应用题（共1小题）22．由于高铁列车车厢是密闭的空间，因此需要提供清洁的空气和保持车厢的卫生。高铁酸钠（Na2FexO4）是高铁上常用的一种“绿色、环保、高效”的消毒剂。（1）已知高铁酸钠的相对分子质量为166，则x的值为________，“Fe”元素的化合价为________；高铁酸钠中铁元素与钠元素的质量之比为________（写出最简整数比）。（2）________g的高铁酸钠中含有4.6g的钠元素。（3）33.2g的高铁酸钠中含有多少克铁元素？（请写计算过程）参考答案一、选择题（共15小题）1．C【解析】A、表示可回收标志，故A错误；B、表示节能标志，故B错误；C、表示节水标志，故C正确；D、表示禁止烟火标志，故D错误。故选C。2．（1）D（2）A（3）B【解析】（1）A、消毒可以杀死水中的病菌、微生物；B、吸附只会除去水中的异味和色素，不会除去其他可溶性的杂质；C、过滤只会除去难溶性杂质，不会除去其他的杂质；D、蒸馏可以将水转化成水蒸气，然后再液化的一种操作，可以除去水中的所有杂质，得到纯净的水；综上所述，净化程度最高的净水方法是蒸馏；故选D；（2）A、使用无磷洗衣粉可以防止水体污染，有利于水资源的保护，符合题意；B、洗手打香皂时不关水龙头会造成水的浪费，不有利于水资源的保护，不符合题意；C、为防止水体污染应合理使用化肥和农药，但不能禁止使用，不符合题意；D、抑制水中所有动植物的生长来保护水资源是不现实的，不符合题意；故选A；（3）A、实验前两支试管内应装满水，选项说法正确；B、2中气体体积较小，是氧气，氧气能使带火星木条复燃，说明水中含有氧元素，而不是含有氧气，选项说法错误；C、由“正氧负氢、氢二氧一”可知，正负两极气体的体积比为1：2，选项说法正确；D、电解水生成氢气和氧气，氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，由质量守恒定律可知，水是由氢元素与氧元素组成的，因此实验目的是探究水的组成，选项说法正确；故选B。3．D【解析】A、取用固体粉末状药品时，应用药匙取用，瓶塞要倒放，不能用手接触药品，图中瓶塞没有倒放，图中所示操作错误；B、过滤时要注意“一贴、二低、三靠”的原则，图中缺少玻璃棒引流，图中所示操作错误；C、向试管中倾倒液体药品时，瓶塞要倒放，标签要对准手心，瓶口紧挨试管口，图中烧杯口没有紧挨试管口，图中所示操作错误；D、给试管中的液体加热时，用酒精灯的外焰加热试管里的液体，且液体体积不能超过试管容积的三分之一，图中所示操作正确；故选D。4．A【解析】A、O2表示一个氧分子，符合题意；B、2O表示两个氧原子，不符合题意；C、O2-表示氧离子，不符合题意；D、2O2表示两个氧分子，不符合题意。故选A。5．C【解析】偏硅酸中硅元素的化合价为+4价，氢元素的化合价为+1价，氧元素的化合价为-2价，在化合物中各元素正负化合价代数和为零，则，解得；；故选C。6．A【解析】A、金是由金元素组成的纯净物，属于单质，符合题意；B、氧化铁是由Fe、O元素组成的纯净物，属于化合物，不符合题意；C、氧化铈是由铈、氧元素组成的纯净物，属于化合物，不符合题意；D、四氧化三铁是由Fe、O元素组成的纯净物，属于化合物，不符合题意。故选A。7．C【解析】由反应的微观过程图可知，该反应是4个氢分子与2个氧分子反应生成了4个水分子，反应后剩余1个氧分子，生成物微粒符号为H2O。故选C。8．C【解析】A、每个氧分子由2个氧原子构成，化学式为：O2，不符合题意；B、氯化钙中钙元素显+2价，氯元素显-1价，化学式为：CaCl2，不符合题意；C、氧化铁中铁元素显+3价，氧元素显-2价，化学式为：Fe2O3，符合题意；D、氢氧化钠中钠元素显+1价，氢氧根离子显-1价，化学式为：NaOH，不符合题意。故选C。9．C【解析】A、硝酸是能解离出氢离子和硝酸根离子的化合物，属于酸；硝酸铵是由铵根离子和硝酸根离子构成的化合物，属于盐；物质类别不相同，故选项说法错误。B、硝酸中氢元素显+1价，氧元素显-2价，设氮元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得:（+1）+x+（-2）×3=0，则x=+5；硝酸铵（NH4NO3）中铵根显+1价，氢元素显+1价，设铵根中氮元素的化合价是y，由原子团中元素的化合价代数和等于原子团的化合价，可得:y+（＋1）×4=+1，则y=-3；硝酸根显-1价，氧元素显-2价，设硝酸根中氮元素的化合价是z，由原子团中元素的化合价代数和等于原子团的化合价，可得:z+（-2）×3=-1，则z=+5，氮元素的化合价不完全相同，故选项说法错误；C、硝酸是由氢、氮、氧三种元素组成的，硝酸铵是由氢、氮、氧三种元素组成的，组成元素相同，故选项说法正确；D、硝酸中氮、氧元素的质量比为14:（16×3）=7:24，硝酸铵中氮、氧元素的质量比为（14×2）：（16×3）=7:12，故选项说法错误；故选C。10．D【解析】A、加强工业废水的排放监控，坚持达标排放，能减少水污染，说法正确，不符合题意；B、煮沸可使水中的钙、镁离子转化为沉淀，生活中常用煮沸的方法降低水的硬度，说法正确，不符合题意；C、水分总在不断运动，水结冰后水分子仍然在运动，说法正确，不符合题意；D、活性炭具有吸附性，能吸附水中的色素和异味，但不能吸附海水中的盐分，不能使海水转化为淡水，说法错误，符合题意。故选D。11．C【解析】A、肉桂酸是由肉桂酸分子构成的，肉桂酸分子是由碳、氢、氧三种原子构成的，错误；B、肉桂酸中碳与氢元素质量比为（12×9）：（1×8）=27：2，不是9∶8，错误；C、肉桂酸中氧元素的质量分数=，正确；D、根据肉桂酸（C9H8O2）化学式可知，一个肉桂酸分子中含有2个氧原子，而不是含有一个氧分子，错误。故选C。12．C【解析】A、活性炭具有吸附性，能吸附水中的色素和异味，说法正确，不符合题意；B、小卵石、石英砂等能起到过滤作用，可除去泥沙等难溶性杂质，说法正确，不符合题意；C、整个过程主要是过滤和吸附，只是除去了固体杂质、色素和异味，没有新物质生成，发生的不是化学变化，说法错误，符合题意；D、河水经该装置净化后，只是除去了固体杂质、色素和异味，仍含有其他可溶性物质等，仍是混合物，说法正确，不符合题意。故选C。13．A【解析】A、电解水实验水在通电时反应生成H2和O2，玻璃管内气体增多，压强增大，将水压入容器b中，使b中液面上升，A项错误；B、a和c中均是利用产生的气体将水从玻璃管中排出而收集气体，属于排水法，B项正确；C、电解水实验中，与正极一端相连的a中产生的是O2，O2具有助燃性，可用带火星的木条检验，C项正确；D、水在通电条件下生成H2和O2，依据化学反应前后元素种类不变可确定水由氢、氧元素组成，D项正确。故选A。14．B【解析】A、银离子消毒的过程中有新物质生成，发生化学变化，说法正确；B、催化改变了反应条件，改变了化学反应的速率，但不能使反应生成更多的氧气，说法错误；C、途径①没有新物质生成，因此水分子本身没有改变，途径②是水分解为氢气和氧气，有新物质生成，水分子发生了变化，说法正确；D、通过粒子过滤（RO）多层过滤床过滤后的水基本不保留水中的可溶性钙镁化合物，这样的饮用水属于软水，说法正确；故选B。15．B【解析】A、海水通过聚四氟乙烯膜后变成了淡水，所以聚四氟乙烯膜能防止氯离子和镁离子的渗透，该项正确；B、电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，所以B电极与电源的负极相连，该项错误，符合题意；C、该装置消耗电能，产生氢气和氧气，所以制氢过程能量转化的主要方式为电能转化为化学能，该项正确；D、在电解过程中氯离子转化为有毒气体—氯气，所以直接电解海水制氢，可能会污染空气，该项正确；故选B。二、填空题（共4小题）16．（1）吸附；（2）分子；（3）正；（4）不相同【解析】（1）活性炭具有疏松多孔的结构，能吸附水中的色素和异味；（2）实验二：加热水，水由液态变为气态，状态改变，分子种类不变；（3）实验三：电解水，“正氧负氢，氧一氢二”，玻璃管a端产生的气体少，为氧气，则与玻璃管a端连接的是电源的正极；（4）硫燃烧生成二氧化硫，有毒，加入水，可以吸收生成的二氧化硫，防止空气污染；铁丝燃烧生成四氧化三铁固体，加入水是为了防止高温熔融物溅落瓶底，使集气瓶炸裂；故两个集气瓶底水的作用不相同。17．（1）难溶性；（2）吸附；（3）2；（4）混合物【解析】（1）图中双层纺织网的主要作用是过滤，除去颗粒较大的难溶性物质；（2）活性炭具有吸附性，能吸附水中的色素和异味；（3）由于交换后的水仍然呈电中性，而1个钙离子带2个单位的正电荷，1个钠离子带1个单位的正电荷，则一个Ca2+可以交换出2个Na+；（4）通过“生命吸管”净化后的水，只是除去了其中难溶性杂质，仍含有可溶性杂质，属于混合物。18．（1）5O、H；（2）+6；（3）淘米水浇花（合理即可）【解析】（1）电解水时“正氧负氢、氢二氧一”。若负极收集到气体10mL，则正极可以收集到气体5mL；发生变化的微粒是水分子，没有发生变化的微粒是氢原子和氧原子，符号为：O、H；（2）设铁元素的化合价为x，则有（+1）×2+x+（-2）×4=0，解得x=+6；（3）用洗菜、淘米的水冲洗厕所可以节约水资源。19．（1）4；（2）10；（3）14【解析】（1）甘氨酸由C、H、O、N4种元素组成；（2）化学式中右下角的数字表示1个分子中原子的个数，则一个甘氨酸分子中含有2+5+1+2=10个原子；（3）75g甘氨酸中含有氮元素的质量为g。三、实验探究题（共2小题）20．【设计并进行实验】实验1：淡蓝；水珠产生；实验2：氢气；氧气；【实验结论】水由氢元素和氧元素组成；【拓展提升】（1）D；（2）8m；（3）节约用水；工业废水处理达标后排放。【解析】【设计并进行实验】实验1（燃烧法）：在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气，氢气和氧气在点燃的条件下生成水，可以观察到火焰呈淡蓝色，然后在火焰上方一个冷而干燥的小烧杯，过一会儿，观察到烧杯壁有水珠产生且烧杯外壁发热。实验2（电解法）：按如图进行电解水实验，电解水时正极产生氧气，负极产生氢气，氧气和氢气的体积比约为1：2，则在两试管内产生的气体中，a为氢气，b为氧气。【实验结论】根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，则由上述两个实验都能得到的实验结论是水由氢元素和氧元素组成。【拓展提升】（1）A、点燃纯净的氢气不会发生爆炸，故选项说法错误；B、由两种元素组成并且其中一种元素是氧元素的化合物是氧化物，故选项说法错误；C、纯净物是由一种物质组成的物质，冰块与水混合的物质中只有水一种物质，属于纯净物，故选项说法错误；D、水在通电的条件下生成氢气和氧气，该反应符合一变多的特征，属于分解反应，故选项说法正确；故选：D。（2）由水通电分解的化学方程式2H2O通电¯2H2↑+O2↑可知，产生氢气和氧气的质量比为1：8，若电解水产生了mg氢气，则同时产生了8mg（3）水是一切生命体生存所必需的物质，我们必须爱护水