中考化学复习：水的组成和净化（知识解读）（解析版）

2.4水的组成和净化（知识解读）（解析版）

知识导航

•知识点1水的组成和性质

•知识点2电解水实验

•知识点3水的净化（过滤）

•知识点4蒸发和蒸播操作及硬水和软水

•知识点5水资源的综合利用

•作业巩固训练

知识点1水的组成和性质

知识点讲解

1、水的组成：水由氢、氧两种元素组成:两元素的质量比为1：8。

2、水的性质

（1）物理性质是：纯净的水是无色、无味、无形的透明液体,在101kPa时,水的凝固点是

0T,沸点是100℃,4℃时相对密度最大1g/cm3；水结冰时体积膨胀，所以冰的密度小于水

的密度,能浮在水面上,还有，水能够溶解很多种物质，是最常用的溶剂。

（2）化学性质

①在通电的条件下，能够分解成氢气和氧气。

②水能够与二氧化碳等非金属氧化物反应,生成碳酸等相应的酸。

③水能够与氧化钙等金属氧化物反应，生成氢氧化钙等相应的碱。

⑷水能够与氧气、铁等金属发生反应,使金属锈蚀。

⑤水与二氧化碳被绿色植物利用，能够进行光合作用,合成有机物（主要是淀粉），该反应

的化学方程式为：6C02+6H20匕C6H1206+602O

⑥水能够跟较活泼金属或碳反应（即氧化性），使氢被还原成氢气;例如，2Na+2H2O=2NaOH+H2

T,Mg+2H20=Mg（OH）2+H2T,C+HQ高温）CO+H,等。

3、水的应用：水的应用是非常的广泛，它是人及一切生物生存所必需的，可以说，没有水

就没有生命，水在日常生活中的应用，都比较熟悉，就不多说了：农业上用水在浇灌农作物,

使之进行光合作用等;工业上用水作原料、制冷或洗涤等:化学实验中常用水作反应物、制

冷、溶解物质、稀释浓溶液、洗涤仪器、灭火或用排水法收集气体等等。

’典例分析题型分类举一反三

X__________Z

【典例1-1］关于水的说法正确的是

A.水蒸气可以用胆研来检验B.水的反常膨胀跟水分子之间的缔合有关

C.电解水实验证明水是由氢气和氧气组成的D.自来水生产中通入氯气的作用是吸附

微生物

【答案】B

【详解】A、胆研不能与水反应，水蒸气不可以用胆研来检验，错误；

B、水的反常膨胀跟水分子之间的缔合有关，正确；

C、电解水时，负极产生氢气，正极产生氧气，氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成,

化学变化中元素的种类不变，电解水实验证明水是由氢元素和氧元素组成，水是纯净物，水

中不存在氢气和氧气，错误；

D、自来水生产中通入氯气的作用消毒杀菌，不是吸附微生物，错误。

故选Bo

【典例1-2】“水是生存之本，文明之源”，请回答下列有关水的问题：

⑴识水：宏观上水是由_____组成，微观上若用不同颜色的小球代表不同原子，下列模型中

能表示水分子的是(填选项)；

A.”B.C.O：

(2)净水：自来水厂常用吸附水中的色素和异味；

⑶用水：我国空间站中，航天员所需的氧气可以通过电解水的方式来获得，请写出电解水

的符号表达式o

【答案】⑴氢元素、氧元素C

(2)活性炭

通电

⑶H20fH2+O2

【详解】(1)水是由氢、氧元素组成；

一个水分子中含有两个氢原子和一个氧原子，且三个原子不在一条直线上，故选C。

(2)活性炭具有吸附性，能吸附水中的色素和异味。

［甬由

(3)电解水生成氢气和氧气，反应的符号表达式为：H2O^H2+O2O

【变式1-1】水是生命之源，下列关于水的认识错误的是

A.构成：水是由水分子构成的B.性质：水通电分解生成氢气和氧气

C.净化：自来水经活性炭过滤后硬度不变D.用途：煤炉边放一盆水可预防煤气中毒

【答案】D

【详解】A、水是由水分子构成的，故A不符合题意；

B、水通电分解能生成氢气和氧气，故B不符合题意；

C、自来水经活性炭过滤后，只将水中的色素，异味吸附，但硬度不变，故C不符合题意；

D、煤气的主要成分是一氧化碳，一氧化碳不溶于水，所以在煤炉边放一盆水不能预防煤气

中毒，故D符合题意。

故选Do

【变式1-2】回答下列与水有关的问题。

⑴保持水化学性质的最小粒子是o

（2）实验室常用来区别硬水和软水的物质是o

⑶电解水的实验中，证明水中含有氧元素的实验方法是=

⑷工业生产自来水的过程中，可用方法除去水中不溶性的固体杂质。

【答案】⑴水分子/出。

⑵肥皂水

⑶用带火星的木条检验与电源正极相连（或产生气体较少）的玻璃管内产生的气体

⑷过滤

【详解】（1）水是由水分子构成的，保持水化学性质的最小粒子是水分子；

（2）肥皂水在软水中泡沫较多，在硬水中泡沫较少，所以生活中区别硬水和软水最简便的

方法可采用肥皂水；

（3）通电分解水，用带火星的木条验证正极收集的气体，带火星的木条复燃，说明生成了

氧气，氧气是由氧元素组成的，说明水中含有氧元素；

（4）过滤能将固液分开，除去水中难溶性杂质的操作是过滤。

知识点2电解水实验（V）

知识点讲解

1、实验用品有：灰感、试萱、直流电、石墨电极（正极不能用铜等金属或与氧气反应的电

极）、12V的直流电源。

2、实验过程及现象：连接好装置，为增强水的导电性，可在水中加入少量稀硫酸或氢氧化

钠溶液（一般不加氢氧化钠溶液，容易起泡沫），闭合电路后，会看到试管内的电极上出现

气泡，过一段时间，与电源正（氧气）,负极（氢气）相连的试管产生的气体体积比约为1:

2,（氧气的密度为1.429g/mL,氢气的为0.089g/mL；通过计算可得氧气与氢气的质量比为

8：1,氢，氧两种分子和原子个数比都是2：1）；可简单概括为：“正氧负氢1：2,质量比

为8：1”：（简记：正氧负氢，氢二氧一）。

3、实验结论或推论

（1）水由氢、氧两种元素组成。

（2）水（分子）中，氢、氧两种元素的原子个数比为2：1,通电后生成氢气、氧气两种气

体的分子个数比为21、体积比为2：1。

（3）水通电生成氢气、氧气,正极产生的是氧气,负极产生的是氢气,该反应的文字方程

式为水垣曳1氢气+氧气。

（4）化学反应前后，原子种类、个数不变,元素种类不变。

（5）在化学变化中，分子可分,而原子不可分。

（6）化学反应的实质是在化学变化中分子分解成原子,原子重新组合成新的分子（或聚集

后直接构成物质）。

（7）分子是保持物质化学性质的最小粒子。

（8）原子是化学变化中的最小粒子。

（9）氧气是由氧元素组成;氢气是由氢元素组成。

（10）水是由水分子构成的;一个水分子是由二个氢原子和一个氧原子构成;一个氢气分子

是由二个氢原子构成;一个氧气分子是由二个氧原子构成。

（11）水是纯净物中的化合物中的氧化物,氧气和氢气是纯净物中的单质。

（12）该实验中发生的化学反应属于分解反应。

4、电解水时的误差分析

（1）氧气、氢气在水中的溶解度不同造成的，由于氧气的溶解度比氢气的稍大些,导致氧

气、氢气的体积比小于1：2。

（2）电极的氧化造成的，当使用金属电极进行实验时，由于氧气的化学性质比较活泼,所

以有可能有一部分氧气在电极处与电极发生了反应,使氧气损耗了一部分;导致氧气、氢气

的体积比小于1：2。

（3）电极产生副反应等造成的,如用稀硫酸溶液作电解液，可能会有下列副反应发生：

+

H2S04=H+HS04-,在阴极：2H++2e=H”在阳极：2HS（V-2e=H2s小式过二硫酸），H2S208+H20=H2S04+H2S05

（过一硫酸），H2S05+H20=H202+H2S04；生成的过氧化氢在酸性溶液中较稳定，不易放出氧气,

从而使生成的氢气增多了，导致氧气、氢气的体积比小于1：2；克服的办法是，在电解液

中加入碱比加入酸的误差会小些,或者事先将电解液用氧气饱和,可以消除因溶解度不同而

产生的误差，或者电极不能是金属或易与氧气、氢气反应等。

5、水的电解实验分析

实验装置实验步骤实验现象现象分析

两电极端均产生气泡，一段

相同条件下，负极产生

活塞A活塞1.接通电源时间后，负极端气体体积约

氢可气体较快较多

一氧气为正极端气体体积2倍

2.用燃着的木条正极端气体让小木条燃烧正极端气体具有助燃

分别检验两极气更旺,负极端气体能燃烧，性;负极端气体具有可

电源

I体产生淡蓝色火焰燃性

实验结论反应表达式注意事项

文字表达式：电源选择直流电;水中

水通电生成氢气

水通苣氢气+氧气加入硫酸钠或氢氧化

和氧气，说明水

钠的目的:增强水的导

氢气f下氧气由氢元素和氧元符号表达式：

■o电性

素组成通电

.一水耳0士一耳+。2

反思交流

-I电源p—

1.气体聚集在玻璃管上端，说3.本实验得到的气体体积比和质量比

明气体具有什么性质？图像

气体密度小于水，且溶解性不

大

【典例2-1】图甲是电解水实验装置图，图乙是过滤实验装置图，下列有关说法错误的是

A.通过电解水的实验，说明水由氢气和氧气组成

B.图甲中b试管内收集的气体是氧气，具有助燃性

C.图乙过滤操作中，玻璃棒的作用是引流

D.图乙导致滤液浑浊的可能原因是液面高于滤纸的边缘

【答案】A

【详解】A、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。通过电解水

的实验，说明水由氢元素和氧元素组成。A错误；

B、电解水生成氢气和氧气的体积比是2:1,据图可知，b试管内收集的气体体积较小，是氧

气，氧气具有助燃性。B正确；

C、为防止液体冲破滤纸，图乙过滤操作中，用玻璃棒引流，使液体沿玻璃棒流下。即玻璃

棒的作用是引流。C正确；

D、过滤时，漏斗内的液面高于滤纸的边缘，则部分待过滤液体不经过滤纸直接进入下方烧

杯中，会导致滤液浑浊。D正确。

综上所述：选择A。

【典例2-2］如图A所示为测定水的组成的实验装置

G

活%活塞

甲乙

.

.

.

.

三

-

k

A

"b"）。

"a"或

（填

极为

源正

（1）电

o

体是

这种气

焰，

_色火

到___

可以看

体，

的气

管中

甲试

点燃

火柴

（2）用

o

气体是

判断该

象，

验现

据实

，根

检验

体可用

中的气

试管

⑶乙

】（l）b

【答案

气

力/氢

淡蓝

⑵

气

5/氧

的木条

带火星

⑶

产生气

可确定

，由此

氧一"

，氢二

氧负氢

是"正

，规律

与氧气

成氢气

水时生

）电解

】（1

【详解

b；

填：

，故

正极

电源

b端为

连的

之相

，与

氧气

体是

内气

试管

的乙

较少

体体积

气

管中的

定甲试

此可确

，由

氧一"

氢二

氢，

氧负

是“正

规律

氧气，

氢气与

时生成

电解水

（2）

出；

气或

、氢

蓝色

：淡

故填

火焰，

蓝色的

产生淡

燃烧并

气中

在空

，能够

氢气

体是

填:

，故

检验

木条

星的

带火

可用

燃，

条复

的木

火星

使带

能够

氧气

氧气，

气体是

试管内

（3）乙