資源簡介

專題二 自然界的水
知識點講解
考法一 從水電解探究水的組成(★★★★)
1、實驗原理
2、實驗裝置
3、實驗現(xiàn)象
通電一段時間后，兩個電極表面都有無色氣泡產(chǎn)生，正極的少，負極的多，正負極氣體的體積比大約為 1：2。
巧記：正氧負氫，氫二氧一
4、氣體檢驗
（1）用帶火星的木條靠近氣體體積較小的玻璃管的尖嘴處，帶火星的木條能夠復燃；證明與正極相連的玻璃管內產(chǎn)生的是氧氣
（2）用燃著的木條靠近氣體體積較大的玻璃管的尖嘴處，氣體燃燒（有輕微爆鳴聲）并產(chǎn)生淡藍色火焰；證明與負極相連的玻璃管內產(chǎn)生的是氫氣
5、實驗結論
（1）水在通電條件下生成氫氣和氧氣
（2）水是由氫、氧兩種元素組成的
（3）1個水分子由2個氫原子和1個氧原子構成
（4）本實驗同時驗證了“在化學變化中，分子可以分裂成原子，但原子不能再分”
6、實驗誤差分析
在實驗操作中正、負極產(chǎn)生的氣體體積比往往小于1：2，這是因為氧氣在水中的溶解度比氫氣稍大；氧氣在電極上發(fā)生了化學反應，少部分被消耗了。
7、注意事項
電解水時通常在水中加入少量硫酸鈉（或氫氧化鈉）以增強導電性，它們本身并未參加反應。
8、水分子分解的微觀過程
水電解微觀變化實質
水在直流電作用下的分解揭示了化學變化的本質：在化學變化中，反應的分子先分裂成原子，原子再重新合成新的分子。
考法二 從氫氣燃燒探究水的組成(★★)
1、氫氣
(1)物理性質
氫氣是一種無色、無臭、難溶于水的氣體，密度比空氣小，是相同條件下密度最小的氣體。
(2)化學性質
①氫氣具有可燃性?；煊幸欢靠諝饣蜓鯕獾臍錃庥雒骰饡l(fā)生爆炸，因此在點燃氫氣前一定要檢驗其純度。
②氫氣具有還原性。
(3)檢驗氫氣的純度
用拇指堵住集滿氫氣的試管口，靠近火焰，移開拇指點火。發(fā)出尖銳的爆鳴聲，表明氫氣不純，聲音很小則表明氫氣較純。
(4)氫氣的用途
①充灌探空氣球——密度最小的氣體。
②做高能燃料——燃燒放熱，熱值高，且為清潔能源。
2、氫氣在空氣中的燃燒——水的生成
氫氣在空氣（或氧氣）中燃燒時放出大量的熱，火焰呈淡藍色，唯一的生成物是水。該反應可表示為：；
結論：氫氣在氧氣中燃燒生成的唯一產(chǎn)物是水，說明水是由氫元素和氧元素組成的。
考法三 水的凈化(★★★★)
1、自來水廠凈水過程
2、凈化方法
凈化方法 原理 作用
沉淀 靜置沉淀 利用重力作用使水中較大顆粒的不溶性雜質沉降 除去不溶性雜質
吸附沉淀 利用明礬溶于水后生成的膠狀物對雜質進行吸附，使懸浮的小顆粒吸附在一起形成較大顆粒的不溶物而沉降下來
過濾 把液體與不溶于該液體的固體物質分離 除去不溶性雜質
吸附 利用活性炭等物質的吸附作用，除去水中的一些不溶性雜質、部分可溶性雜質 除去一些不溶性雜質、部分可溶性雜質、色素和異味
蒸餾 利用混合物中各成分的沸點不同將其分離 除去不溶性雜質和可溶性雜質
殺菌消毒 利用殺菌劑的強氧化性 除去水中的微生物
易錯提示：
①凈水方法中凈化程度最高的是蒸餾。
②凈水的各種方法中，屬于物理變化的是沉淀（或沉降）過濾、吸附、蒸餾，屬于化學變化的是殺菌消毒。
③常用的絮凝劑是明礬，吸附水中雜質，使雜質沉降下來
④活性炭的凈水作用：活性炭具有疏松多孔的結構，有吸附性，可吸附不溶性雜質，還可吸附某些可溶性雜質，常用來吸附色素、異味、毒氣。吸附過程屬于物理變化。
⑤如果經(jīng)過過濾之后濾液仍然渾濁，原因可能是濾紙破損或過濾時漏斗內液體的液面高于濾紙邊緣，這時應重新過濾。
⑥過濾操作中玻璃棒的作用是引流。
3、過濾的基本操作
（1）實驗器材
帶鐵圈的鐵架臺、漏斗、玻璃棒、燒杯
（2）操作要領（一貼、二低、三靠、玻璃棒引流）
“一貼”：濾紙用水潤濕緊貼漏斗內壁無氣泡
“二低”：①濾紙邊緣低于漏斗口 ②濾液液面低于濾紙邊緣
“三靠”：①燒杯緊靠玻璃棒 ②玻璃棒緊靠三層濾紙 ③漏斗下端緊靠燒杯內壁
4、蒸餾
(1)定義：給液體加熱，使它變?yōu)檎魵?，再使蒸氣冷卻，凝聚成液體，這種方法叫蒸餾。
(2)作用：通過蒸餾，可以把沸點不同的物質從混合物中分離出來，也可以把揮發(fā)性液體與溶解在液體中的不揮發(fā)性雜質分離開來，達到分離和提純的目的。蒸餾水就是用蒸餾的方法得到的。
(3)裝置
(4)注意事項
①蒸餾燒瓶下必須墊石棉網(wǎng)，不能直接加熱。
②蒸餾燒瓶里的液體不能少于其容積的1/3，也不能多于其容積的2/3；應加入幾粒沸石（或碎瓷片），以防加熱時暴沸。
③各連接部位不能漏氣。
④溫度計不能直接插入蒸餾燒瓶的液體之中，應使水銀球上端恰好與蒸餾燒瓶支管口位于同一水平線上。這是因為蒸餾時需控制的是出口蒸氣的溫度。
⑤制取蒸餾水的簡易裝置中的導氣管很長，這樣可以使水蒸氣達到最好的冷卻效果。
⑥冷凝管中冷水的流向應是下口進，上口出，使蒸氣被充分冷凝。
⑦棄去開始餾出的部分液體，因為里面可能含有低沸點雜質和儀器表面的雜質。
考法四 硬水和軟水(★★★★)
1、定義
（1）硬水：含有較多可溶性鈣、鎂化合物的水。
（2）軟水：不含或含較少可溶性鈣、鎂化合物的水。
2、鑒別方法
（1）肥皂水法（常用）
取少量水樣加肥皂水振蕩，泡沫多、浮渣少的為軟水，泡沫少、浮渣多的為硬水。
（2）蒸發(fā)法
蒸發(fā)皿底部有較多白色固體的為硬水，蒸發(fā)皿底部沒有或有很少量固體的為軟水
3、硬水軟化方法
（1）生活中：煮沸（煮沸硬水，可使部分可溶性鈣、鎂化合物沉淀析出，從而降低水的硬度）
（2）工業(yè)上和實驗室中：蒸餾法、離子交換法等
考法五 愛護水資源(★★★★)
一方面要節(jié)約用水，另一方面要防治水體污染
1、節(jié)約用水
（1）生活中：隨手關閉水龍頭；一水多用（如用淘米水澆花等）；使用節(jié)水器具
（2）農(nóng)業(yè)上：改大水漫灌為噴灌或滴灌
（3）工業(yè)上：使用新技術、改革工藝、循環(huán)使用
2、防治水體污染
(1)工業(yè)上：應用新技術、新工藝減少污染物的產(chǎn)生，對污染的水體做處理使之符合排放標準。
(2)農(nóng)業(yè)上：提倡使用農(nóng)家肥、合理使用化肥、農(nóng)藥。
(3)生活上：生活污水集中處理和排放，推廣無磷洗滌劑。
典例剖析
【例1】自來水廠凈水過程中不常用的方法是
A．沉淀 B．過濾 C．吸附 D．蒸餾
【例2】自來水生產(chǎn)過程中，可用來殺菌消毒的物質是
A．明礬 B．細沙 C．活性炭 D．氯氣
【例3】凈水操作中，相對凈化程度最高的是
A．吸附 B．沉淀 C．過濾 D．蒸餾
【例4】下列關于水的說法正確的是
A．水中氫、氧元素的質量比為2：1
B．水由氫原子和氧原子組成
C．水中異味與色素可用活性炭吸附
D．水資源取之不盡用之不竭
【例5】水是一切生命生存所必需的物質。下列有關水的說法正確的是
A．水由氫氣和氧氣組成
B．正常雨水一般顯中性
C．水分子是保持水化學性質的最小粒子
D．硬水經(jīng)活性炭處理可以轉化為軟水
【例6】水是生命之源。下列關于水的操作正確的是
A．活性炭凈水器凈水
B．除水中不溶物
C．量水的體積
D．測水的pH
例題答案以及解析
1．答案：D
解析：自來水廠凈水過程中用到沉淀（除去水中較大的難溶性雜質）、過濾（除去水中的難溶性雜質）、吸附（除去水中的色素和異味）、消毒（殺滅水中的微生物）等，沒有用到蒸餾操作，故選D。
2．答案：D
解析：
A、明礬溶于水可以吸附水中的懸浮雜質而加速其沉降，但不能殺菌消毒，故A錯誤；
B、細沙起到了過濾的作用，可以除去水中的難溶性雜質，但不能殺菌消毒，故B錯誤；
C、活性炭具有吸附作用，可以除去水中的色素和異味，但不能殺菌消毒，故C錯誤；
D、氯氣溶于水，并與水反應生成次氯酸和鹽酸，次氯酸可以殺死水中的細菌進行消毒，故D正確。
故選：D。
3．答案：D
解析：
A、吸附只能除去水中的色素和異味；
B、沉淀只能使懸浮的雜質沉降；
C、過濾只能除去不溶性的雜質；
D、蒸餾可除去所有雜質。
因此凈化程度最高的方法是蒸餾。
故選：D。
4．答案：C
解析：
A、水中氫、氧元素的質量比為（2×1）：（1×16）＝1：8，選項錯誤；
B、水是由水分子構成，選項錯誤；
C、活性炭具有吸附性，可用于吸附去除水中色素和異味，選項正確；
D、地球上的淡水資源儲量有限，應節(jié)約用水，保護水資源，選項錯誤。
故選C
5．答案：C
解析：
A、水由氫元素和氧元素組成，錯誤。
B、正常雨水一般顯酸性，因為水和二氧化碳會形成碳酸，錯誤。
C、分子是保持由分子構成的物質的化學性質的最小微粒。水是由水分子構成的。水分子是保持水化學性質的最小粒子，正確。
D、活性炭不能除去可溶性的鈣鎂離子，硬水經(jīng)活性炭處理后仍然為硬水。錯誤。
故選C。
6．答案：A
解析：
A、用活性炭凈水器凈水，水從下端進入，這樣可以充分吸附色素和異味，符合題意；
B、過濾時，應遵循“一貼、二低、三靠”的原則，圖中缺少玻璃棒引流，不符合題意；
C、常用量筒量取一定體積的液體，讀數(shù)時，視線應與液體凹液面的最低處保持水平，圖中操作錯誤，不符合題意；
D、測定水的pH，用潔凈、干燥的玻璃棒蘸取待測液點在pH試紙上，觀察顏色的變化，然后與標準比色卡對照，不能將pH試紙伸入溶液中，會污染溶液，不符合題意。
故選A。
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