2023年中考化學(xué)知識點突破與檢測專題05　水組成的實驗探究水的凈化愛護水資源

專題05水組成的實驗探究水的凈化愛護水資源【知識網(wǎng)絡(luò)】電解水實驗正極產(chǎn)生氧氣，負極產(chǎn)生氫氣，氫氣和氧氣的體積比為2：1組成化學(xué)方程式：2H2O2H2↑+O2↑結(jié)論：水是由氫氧兩種元素組成的凈化方法：沉淀、過濾、吸附、蒸餾硬水：含較多可溶性鈣鎂化合物的水分類用肥皂水區(qū)分水軟水：不含或含較少可溶性鈣鎂化合物的水常見的飲用水：自來水、礦泉水、純凈水等自來水生產(chǎn)過程：取水---加絮凝劑---沉淀---活性炭吸附---消毒--自來水工業(yè)上：“三廢”的任意排放 水的污染農(nóng)業(yè)上：化肥農(nóng)藥的不合理使用生活上：生活污水任意排放加強水質(zhì)監(jiān)測水污染防治措施工業(yè)“三廢”經(jīng)處理達標后排放農(nóng)業(yè)上化肥農(nóng)藥合理使用生活污水經(jīng)處理達標后排放，禁止使用含磷洗滌劑【考點梳理】考點一、水的電解實驗1.實驗裝置如下圖所示：2.實驗現(xiàn)象：電極上有氣泡，一段時間后，試管2和試管1所收集氣體的體積比約為2：1。3.檢驗氣體：用帶火星的木條檢驗試管l中的氣體，發(fā)現(xiàn)木條復(fù)燃，證明是氧氣；試管2中的氣體接近火焰時，氣體能夠燃燒，火焰呈淡藍色，證明是氫氣。4.實驗結(jié)論：（1）水在通電的條件下，發(fā)生分解反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣和氧氣。2H2O2H2↑+O2↑（2）水是由氫(H)、氧(O)兩種元素組成的，氫氣由氫元素組成，氧氣由氧元素組成?！究键c詮釋】1.電解水時電極上出現(xiàn)的氣體可巧記為“正氧負氫、氫二氧一”。2.點燃氫氣前一定要檢驗氫氣的純度。因為當(dāng)氫氣中混有空氣時，點燃混合氣體就可能發(fā)生爆炸，氫氣的爆炸極限為4％～74.2％（即空氣中混有氫氣的體積分數(shù)為4％～74.2％）。檢驗氫氣純度的方法為：用排水法收集一試管氫氣，用拇指堵住試管口，移近火焰，移開拇指點火。如果聽到尖銳的爆鳴聲，就表明氫氣不純，需要再收集，再檢驗，直到響聲很小，才表明氫氣已純凈。如果用向下排空氣法收集氫氣，經(jīng)檢驗不純而需要再檢驗時，應(yīng)用拇指堵住試管口一會兒，再收集氫氣檢驗純度，因為試管內(nèi)氫氣火焰可能沒有熄滅，使發(fā)生器內(nèi)不純的氫氣燃燒發(fā)生爆炸?？键c二、水的凈化

1.自來水廠的主要凈水過程：（1）先加入絮凝劑，使懸浮在水中的微小顆粒狀雜質(zhì)被吸附凝聚，然后在沉淀池中沉降分離；（2）使沉淀池里較澄清的水，經(jīng)過濾池和活性炭吸附池，得到更清的水；（3）在過濾后的水中通入適量氯氣（或二氧化氯）進行消毒滅菌后，得到較純凈的自來水（自來水屬于混合物）。2.純水與天然水的區(qū)別：純水是無色、無臭、清澈透明的。自然界中的河水、湖水、井水、海水等天然水里含有許多可溶性和不溶性雜質(zhì)，因此常呈渾濁。

3.過濾：把不溶性的固體與液體分開的一種方法叫過濾。4.硬水：含有較多可溶性鈣、鎂化合物的水叫做硬水。泉水、井水等都是硬水。5.軟水：不含或含較少可溶性鈣、鎂化合物的水叫做軟水。蒸餾水屬于軟水。6.硬水軟化的方法：生活中常用煮沸的方法降低水的硬度，實驗室常用蒸餾的方法得到蒸餾水以降低水的硬度。7.硬水和軟水的區(qū)別方法：在水中滴加肥皂水，攪拌，產(chǎn)生泡沫較多的是軟水，泡沫較少或有浮渣出現(xiàn)的是硬水。

【考點詮釋】1.活性炭具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，能夠吸附色素、異味、不溶性雜質(zhì)和部分可溶性雜質(zhì)。2.在凈化水的方法中，凈化程度由低到高的順序依次為：靜置沉淀、過濾、吸附、蒸餾。3.在凈水的各種方法中，吸附、沉淀、過濾發(fā)生的是物理變化，用氯氣或漂白粉給水消毒，發(fā)生的是化學(xué)變化。4.自來水廠凈化水過程：取水--加絮凝劑--沉淀--活性炭吸附--消毒--自來水考點三、水的污染和防治1.水的污染：（1）工業(yè)上：“三廢”的任意排放；（2）農(nóng)業(yè)上：化肥農(nóng)藥的不合理使用；（3）生活上：生活污水任意排放。2.水污染防治措施：（1）加強水質(zhì)監(jiān)測；（2）工業(yè)“三廢”達標后排放；（3）農(nóng)業(yè)上化肥農(nóng)藥合理使用；（4）生活污水處理達標后排放，禁止使用含磷洗滌劑?！究键c詮釋】防止水體污染，不能采取因噎廢食的方法。不能因為要防止水體污染，工業(yè)上就不進行造紙、農(nóng)藥、化肥等的生產(chǎn)，農(nóng)業(yè)上就不使用農(nóng)藥、化肥，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)就不進行網(wǎng)箱養(yǎng)殖，生活上就不使用洗滌劑等。防止水體污染，應(yīng)在不影響正常的生產(chǎn)和生活的前提下，采用科學(xué)的方法降低或消除污染。【典型例題】類型一、考查水的電解實驗及水的性質(zhì)例1.下圖是水的電解實驗裝置示意圖，關(guān)于該實驗的說法不正確的是（）A．該實驗的主要目的是驗證水的組成B．水電解產(chǎn)生的氫氣和氧氣的質(zhì)量比是2：1C．試管1中的氣體能使帶火星的木條復(fù)燃D．電解水的化學(xué)方程式是2H2O2H2↑+O2↑【思路點撥】根據(jù)題圖所示水電解生成氫氣和氧氣的體積比，結(jié)合水、氧氣、氫氣等物質(zhì)的性質(zhì)來解答?！敬鸢浮緽【解析】因水通電分解生成氫氣和氧氣，由元素守恒可知水中含有H、O元素，則該實驗可驗證水的組成，故A說法正確。由題圖可知氫氣和氧氣的體積比為2：1，而質(zhì)量比為1：8，故B說法不正確。因試管1中的氣體為氧氣，氧氣具有助燃性，則可使帶火星的木條復(fù)燃，故C說法正確。根據(jù)水分解生成氫氣和氧氣，反應(yīng)條件為通電，則化學(xué)方程式為2H2O2H2↑+O2↑，故D說法正確?！究偨Y(jié)升華】本題考查水的通電分解實驗，學(xué)生應(yīng)學(xué)會利用圖中給出的信息來解答，并注意學(xué)科方法及化學(xué)用語在解題中的應(yīng)用。例2.在電解水的實驗中，可以直接觀察到的現(xiàn)象是（）A.水由氫、氧兩種元素組成B.有氫氣和氧氣產(chǎn)生，且體積比為2：1C.在電極上均有氣泡產(chǎn)生，兩個試管內(nèi)氣體的體積之比約為2：1D.每個水分子是由兩個氫原子和一個氧原子構(gòu)成的【思路點撥】根據(jù)電解水的實驗現(xiàn)象進行分析判斷即可，要注意實驗現(xiàn)象與實驗結(jié)論的區(qū)別?！敬鸢浮緾【解析】“水由氫、氧兩種元素組成”，是通過電解水的實驗得出的實驗結(jié)論，故A不符合題意?！坝袣錃夂脱鯕猱a(chǎn)生”，是通過電解水的實驗得出的實驗結(jié)論，故B不符合題意。水通電后，“在電極上均有氣泡產(chǎn)生，兩個試管內(nèi)氣體的體積之比約為2：1”，此現(xiàn)象能直接觀察到，故C為正確選項。“每個水分子是由兩個氫原子和一個氧原子構(gòu)成的”，是通過電解水的實驗得出的實驗結(jié)論，故D選項不符合題意?！究偨Y(jié)升華】水通電分解時，正極產(chǎn)生的氣體為氧氣、負極產(chǎn)生的氣體為氫氣，兩氣體的體積比為1：2；通過該實驗驗證了水由氫氧兩種元素組成；該實驗過程中水分子分成氫原子和氧原子，氫、氧原子又重新組合成氫分子和氧分子，即水分子發(fā)生了變化，氫原子、氧原子沒有變化。例3.電解水生成氫氣和氧氣的過程屬于（）A．化學(xué)變化B．物理變化C．化合反應(yīng)D．置換反應(yīng)【思路點撥】根據(jù)反應(yīng)前、反應(yīng)后的物質(zhì)種類，看是否有新物質(zhì)生成，從而判斷是物理變化還是化學(xué)變化；還需了解四種基本反應(yīng)類型的區(qū)別。【答案】A【解析】由題目中所給信息，電解水生成氫氣和氧氣可知，反應(yīng)前的物質(zhì)是水，反應(yīng)后的物質(zhì)是氫氣和氧氣，有新物質(zhì)生成，所以屬于化學(xué)變化；該反應(yīng)由一種物質(zhì)（水）分解生成了兩種物質(zhì)（氫氣和氧氣），屬于分解反應(yīng)。

【總結(jié)升華】水電解時兩極上產(chǎn)生氣體的識記和驗證，是解答與水電解實驗有關(guān)試題的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。物理變化與化學(xué)變化的本質(zhì)區(qū)別：是否有新物質(zhì)生成；分解反應(yīng)的特點是“一變多”，化合反應(yīng)的特點是“多變一”，置換反應(yīng)是單質(zhì)與化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物。舉一反三：【變式1】有關(guān)電解水實驗（如圖所示）的下列敘述，錯誤的是（）A．試管甲中的氣體是氫氣B．試管乙中的氣體能使帶火星的木條復(fù)燃C．該實驗證明水由氫氣和氧氣組成D．電解水的過程中電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能【答案】C【變式2】如圖所示是水的電解實驗。該實驗的主要目的是（）A．觀察水分解的現(xiàn)象B．研究水分解產(chǎn)物的性質(zhì)C．探究水分解的條件D．驗證水由氧元素和氫元素組成【答案】D類型二、考查水的凈化、水的污染和防治例4.自然界的水因含有許多雜質(zhì)而需要凈化，下列操作中不能使水得到凈化的是（）A．蒸餾B．活性炭吸附C．加入肥皂水D．過濾【思路點撥】根據(jù)凈化水的操作原理及在凈化過程中所起到的作用，進行分析判斷即可?！敬鸢浮緾【解析】蒸餾，使水通過蒸發(fā)、冷凝處理，處理后的水中只含水一種物質(zhì)（稱為蒸餾水），所以蒸餾能使水得到凈化；活性炭吸附沉淀是利用了活性炭的吸附性，除去水中的異味、不溶性固體雜質(zhì)以及可溶性的雜質(zhì)，能使水得到凈化；加入肥皂水，根據(jù)產(chǎn)生泡沫的多少，可以檢驗是硬水還是軟水，但不能使水得到凈化；過濾可除去水中不溶性雜質(zhì)，所得的水盡管還含有可溶性雜質(zhì)，但能使水得到凈化。故ABD不符合題意，選C。【總結(jié)升華】本題難度不大，考查了常見凈化水的方法，明確沉淀、過濾、吸附、蒸餾的原理是正確解答本題的關(guān)鍵。例5.“人離不開水，沒有水就沒有生命”。在生產(chǎn)自來水的過程中不能加入或通入的物質(zhì)是（）A．明礬B．漂白粉C．臭氧D．硫酸銅【思路點撥】可以根據(jù)加入水的物質(zhì)的性質(zhì)進行分析、判斷，從而得出正確的結(jié)論?！敬鸢浮緿【解析】明礬、漂白粉、臭氧都能對水進行消毒，對人體無害．硫酸銅屬于重金屬鹽，對人體有害。故選D。【總結(jié)升華】解答本題的關(guān)鍵是要掌握各種物質(zhì)的性質(zhì)，只有掌握了物質(zhì)的性質(zhì)才能確定物質(zhì)的用途。例6.下列凈化水的方法中，凈化程度最高的是（）A．吸附B．沉降C．過濾D．蒸餾【思路點撥】根據(jù)吸附會除去異味和雜質(zhì)，沉降會除去顆粒較大的雜質(zhì)，過濾操作的原理，蒸餾可以將水轉(zhuǎn)化成水蒸氣，然后再液化得到純凈的水進行分析解答?！敬鸢浮緿

【解析】A、吸附只會除去水中的異味和色素，不會除去其他可溶性的雜質(zhì)；B、沉降只會除去顆粒較大的雜質(zhì)，不會除去其他的雜質(zhì)；C、過濾可以除去不溶性顆粒較小的雜質(zhì)，不會除去細菌和可溶性的雜質(zhì)；D、蒸餾是將水轉(zhuǎn)化成水蒸氣，然后再液化的一種操作，得到純凈的水；故凈化程度最高的凈水方法是蒸餾?！究偨Y(jié)升華】首先分析各種操作的凈水效果，然后結(jié)合具體的情況進行分析解答。舉一反三：【變式1】下圖所示的各項操作中，能使硬水軟化的是（）【答案】C【解析】硬水是溶有較多可溶性鈣、鎂化合物的水，硬水軟化就是完全除去或部分除去水中的鈣、鎂化合物，最常用的方法就是將硬水煮沸，使水中的鈣、鎂化合物發(fā)生變化而沉淀出來。A，D的操作只能除去水中的不溶性雜質(zhì)，B的操作既不能除去可溶性雜質(zhì)，也不能除去不溶性雜質(zhì)?！咀兪?】浙江省委、省政府發(fā)出了“治污水、防洪水、排澇水、保供水、抓節(jié)水”的五水共治動員令。下列做法與“五水共治”行動相符合的是（）A．圍湖造田B．隨意傾倒生活垃圾C．及時擰緊水龍頭D．工業(yè)廢水直接排人河流【答案】C【解析】圍湖造田是指將湖泊的淺水草灘由人工圍墾成為農(nóng)田，過度圍墾往往會損害湖泊自然資源，破壞湖泊生態(tài)環(huán)境和調(diào)蓄功能，故A不合題意；B、D的做法會污染水體，也不合題意。C可防止水的滴漏，節(jié)約用水，符合題意。【鞏固練習(xí)】一、選擇題(每小題只有一個選項符合題意)1．如圖所示，有關(guān)電解水實驗的下列敘述，錯誤的是（）A．試管甲中的氣體是氫氣B．試管乙中的氣體是氧氣C．該實驗證明水由氫氣和氧氣組成D．該實驗證明水由氫元素和氧元素組成【答案】C【解析】水是純凈物，并非混合物，不能說水由氫氣和氧氣組成。2．向過濾器內(nèi)傾倒待過濾液體時，若液面高于濾紙邊緣，引起的后果是（）A．液面高度將濾紙壓壞B．液體會溢出漏斗C．液體從濾紙和漏斗之間的間隙流入接收器D．濾紙被壓得過緊，不能起到過濾作用【答案】C【解析】過濾時液面高于濾紙邊緣導(dǎo)致的后果是液體從濾紙和漏斗之間的間隙流入接收器，使濾液不純。3．下列說法不正確的是（）A．經(jīng)沉淀、過濾、吸附等凈化處理后，渾濁的水變澄清了，變成了純水B．通過煮沸的方法，一般可降低水的硬度C．用硬水洗衣服，既浪費肥皂，又洗不干凈衣服D．通過蒸餾凈化處理可軟化硬水【答案】A【解析】經(jīng)過沉淀、過濾、吸附后的水雖然澄清透明，但仍含有可溶性雜質(zhì)，不是純水。4.小蘭通過化學(xué)方程式知道，電解水時生成氫氣和氧氣的體積比為2∶1，但實驗所得數(shù)據(jù)氫氣和氧氣的體積比略大于2∶1。針對這一發(fā)現(xiàn)，你認為下列做法不可取的是（）A．反復(fù)多次實驗查找原因B．實驗所得數(shù)據(jù)與理論值相差不多，可以認為實驗已經(jīng)成功C．大膽提出假設(shè)，氧氣比氫氣易溶于水D．查找實驗裝置是否漏氣【答案】B【解析】實驗中遇到所得結(jié)果與理論上不相符時，應(yīng)該從多方面查找原因，認為數(shù)據(jù)差不多，實驗已獲得成功不是正確的態(tài)度。5.空氣和水是人類寶貴的自然資源，下列關(guān)于空氣和水的說法不正確的是（）A.空氣的主要成分是氮氣和氧氣B.造成空氣污染的主要氣體有CO、CO2、SO2等。C.凈化水的常用方法有：沉淀、過濾、吸附、蒸餾等D.人類可用的淡水資源十分有限，所以我們應(yīng)當(dāng)愛護水資源【答案】B【解析】CO2含量的增加會導(dǎo)致溫室效應(yīng)加劇，但CO2本身并不是大氣的污染物，相反的，CO2是大自然碳氧循環(huán)體系中的重要組成物質(zhì)。6．下列做法中，不利于節(jié)約用水的是（）A．用淘米水澆花B．用洗過衣服的水沖廁所C．將隔夜的白開水直接倒掉D．洗澡擦沐浴露時暫時關(guān)閉水龍頭【答案】C【解析】隔夜的白開水可以用來洗衣服、沖廁所等，直接倒掉就白白浪費了，不利于節(jié)約用水。7．蘇州市采取下列相應(yīng)措施建設(shè)衛(wèi)生城市，其中屬于保障飲用水水源地水質(zhì)達標的是（）A．在太湖漁洋山水源地一級保護區(qū)設(shè)置藍藻監(jiān)測、衛(wèi)星浮標和人工巡視三道防線B．市容市政管理局發(fā)布公開征集對《蘇州市生活垃圾分類促進辦法》意見的公告C．將停建燃煤電廠和陸續(xù)關(guān)停30萬千瓦以下的小電廠，如關(guān)閉拆除蘇州熱電廠D．秸稈綜合利用率達100％以杜絕秸稈焚燒現(xiàn)象，建設(shè)工作、學(xué)習(xí)等無煙公共場所【答案】A【解析】A項措施涉及水質(zhì)監(jiān)測及水源地的保護，符合題意；B項可防止資源浪費和環(huán)境污染，但并不特別針對水資源保護，不合題意；C、D項有利于防止空氣污染，不合題意。8.對湖泊出現(xiàn)的“水華”現(xiàn)象，下列敘述不正確的是（）A．生活污水不經(jīng)處理排入湖泊，容易引發(fā)藻類過度繁殖B．湖水溫度升高是引起藻類大量繁殖的主要因素C．藻類植物過度繁殖，會破壞湖泊原有生態(tài)系統(tǒng)D．藻類植物過度繁殖可導(dǎo)致魚蝦死亡【答案】B【解析】藻類大量繁殖，主要是水體富營養(yǎng)化的結(jié)果，與水溫并沒有直接的聯(lián)系。9．下列關(guān)于水的說法不正確的是（）A．水是人類寶貴的資源B．長期飲用蒸餾水有益健康C．水是一種常用的溶劑D．自然界的水都是混合物【答案】B【解析】蒸餾水在蒸餾的過程中，已經(jīng)除去里面的礦物質(zhì)，長期飲用將會導(dǎo)致人體內(nèi)缺乏必要的營養(yǎng)元素而影響人體健康。10.我們的生活離不開水，下列有關(guān)對水的認識正確的是（）A.我國的人均水量居世界第一B.使用含磷洗衣粉有利于保護水資源C.用煮沸的方法可降低水的硬度D.水分子由氫分子和氧原子構(gòu)成【答案】C【解析】煮沸是生活中降低水的硬度的有效方法之一，通過加熱可將水中的可溶性的鈣鎂化合物轉(zhuǎn)化為不溶性的鈣鎂化合物，從而降低水的硬度。11.下列說法錯誤的是（）A．渾濁的水是硬水，清澈透明的水是軟水B．井水是硬水，蒸餾水是軟水C．水（H2O）屬于化合物D．用肥皂水可以鑒別軟水與硬水【答案】A【解析】硬水是指含較多可溶性鈣、鎂化合物的水，軟水是指含較少或不含可溶性鈣、鎂化合物的水。井水、蒸餾水都清澈透明，但井水中含較多可溶性鈣、鎂化合物，是硬水；硬水中加入肥皂水起浮渣，用肥皂水可以鑒別硬水和軟水。二、填空題12.環(huán)保人員對受污染的自來水進行了投入活性炭等處理?；钚蕴康淖饔檬牵l(fā)生的是變化。【答案】除掉異味物理【解析】活性炭具用疏松多孔的結(jié)構(gòu)，可以吸附毒氣、顏色、異味等。13.水在自然環(huán)境中不易分解，但在通電的條件下可以分解，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式，在下圖所示的裝置中，當(dāng)電源接通一段時間后，b管中氣體的體積與a管中氣體的體積之比為?！敬鸢浮?H2O2H2↑+O2↑1︰2【解析】電解水時生成的氫氣與氧氣，規(guī)律是“正氧負氫，氫二氧一”。14.端午節(jié)期間，邵陽地區(qū)大雨不斷，資江河水猛漲，河水渾濁，水質(zhì)受到一定程度的污染，人們的生活用水必須經(jīng)過一系列凈化才能使用。（1）取資江水樣，經(jīng)靜置、沉淀、________等操作除去水中不溶性雜質(zhì)，渾水變清水，然后加人活性炭，利用其________性，除去異味，再消毒殺菌得到生活用水。（2）判斷生活用水是硬水還是軟水，可加入________進行檢驗。生活中常用的方法降低水的硬度。（3）愛護水資源人人有責(zé)。請你提出一條保護資江河水的合理化建議：________?！敬鸢浮浚?）過濾吸附（2）肥皂水煮沸（3）禁止向河水中排放污水等（合理即可）【解析】（1）可通過過濾操作除去水中不溶性雜質(zhì)；活性炭有吸附性，可吸附水中的色素和異味。（2）可用肥皂水區(qū)別硬水和軟水；生活中可通過煮沸使水中部分可溶性鈣鎂化合物轉(zhuǎn)化為沉淀（水垢），從而降低水的硬度。（3）保護資江河水的建議可從防止河水污染角度考慮，如禁止向河水中排放污水等。15.水是生命之源，也是人類最寶貴的資源。用你學(xué)過的化學(xué)知識回答下列問題：（1）自然界中的水都不是純水，凈水時需加入明礬的目的是。（2）欲除去水中不溶性雜質(zhì)，需進行過濾操作，該操作過程中玻璃棒所起的作用是。（3）生活中為降低水的硬度并殺滅水中的病原生物，可采用的方法是。（4）某同學(xué)在完成電解水實驗時，發(fā)現(xiàn)正極產(chǎn)生了10m