第15讲 水及相关知识.doc

初三科学第十五讲 自然界的水【知识要点】一、水的组成1. 水的电解实验电解反应表达式： 正极产生氧气，负极产生氢气，体积比，氢气：氧气 = 2：1氢气的检验：用拇指堵住试管口，靠近火焰，移开拇指点火，气体能够燃烧， 火焰呈淡蓝色（如果气体量少，可能发出爆呜声），证明是氢气。实验结论：水不是由一种元素组成的，而是由氢元素和氧元素组成的。在化学反应中，分子是可分的，而原子不可分，化学变化的实质是：分子分成原子，原子又重新结合成新的分子。（分子是保持化学性质的最小微粒）2. 水的物理性质纯净的水是没有颜色、没有气味、没有味道的透明液体。在标准大气压下，水的凝固点是0，沸点是100。4时，密度最大为1g/cm。3. 氢气的用途和性质物理性质：是一种无色、无味的、难溶于水的气体，密度比空气小得多，是最轻的气体。加热点燃化学性质：可燃性 注：氢气与空气或氧气混合燃烧会发生爆炸 还原性 氢气 + 金属氧化物 金属 + 水用途：充灌气球；作高能燃料；产生盐酸；冶炼金属收集方法：可用向下排空气法，也可用排水集气法。检验氢气的纯度：用拇指堵住试管口，靠近火焰，移开拇指点火，如果听到尖锐的爆鸣声，说明氢气不纯，如果听到轻微的声音，说明氢气己纯。如果氢气中混有氧气，在点燃时容易发生爆炸，因此一切可燃性气体点燃前都必须检验纯度。4. 单质和化合物单质化合物概念由同种元素组成的纯净物组成中含有不同种元素的纯净物区别由同种元素组成由不同种元素组成举例氧气（）、氢气（）高锰酸钾（）、水（）联系单质都是纯净物，单质 化合物混合物5. 物质的简单分类单质物质化合物纯净物 二、 分子和原子1. 构成物质的微粒：分子、原子等2. 分子的性质A. 分子的质量和体积都很小。B. 分子是不断运动的，而且温度越高，分子的能量越大，运动速率也加快。C. 分子之间有间隔，并且温度越高，间隔越大。压强越大，间隔越小。D. 同种物质的分子性质相同，不同种物质的分子性质不同。E. 分子是由原子构成的，不同的分子其原子的构成不同。F. 物理变化时，分子没有发生改变；化学变化时，分子发生改变。3. 分子概念如果物质的分子没有发生改变，那么它的化学性质也没有变。例如水蒸发时，水分子没有改变，所以化学变化也没有改变。而电解水时，水分子发生了变化，变成了氢气分子和氧气分子，水分子发生了变化，因此化学性质也发生了变化。 *分子是保持物质化学性质最小的微粒。在纯净物中，只含有一种分子，而混合物则含有两种或以上的分子。4. 原子的概念基本性质：原子的质量和体积都很小 原子是不断运动的 原子之间有间隔 化学过程中，原子的数量和种类都没有改变。原子是化学变化中最小的微粒。5. 原子与分子的区别分子原子相同点质量、体积都非常小，彼此间有间隔，总是在不停地运动不同点分子是保持物质化学性质的最小微粒。在化学反应中，分子分成原子，原子重新组合成分子。分子可直接构成物质。原子是化学变化中最小的微粒。化学反应中，原子不可再分，也不会变成其他原子。原子可构成分子，也可以直接构成物质。联系在一定条件下，原子和分子可以互相转化。构成分成原子分子构成构成物质三、 水的净化1. 净时常用的方法：沉淀、过滤、吸附、蒸馏。2. 自来水的净化自来水厂净水过程示意图 加絮凝剂：明矾溶于水后生成的胶状物对杂质有吸附作用，可以使杂质沉降达到净水效果。明矾可做絮凝剂。 过滤可以除去液体中混有的固体杂质。 吸咐：活性炭具有吸附作用，不仅可以过滤一些不溶性的杂质，也可以吸附掉一些可溶性杂质，还可以除臭味。 消毒：用氯气做消毒剂可以刹死水中的细菌，用漂白粉（次氯酸钙）也可以消毒刹菌。3. 过滤装滤装置：铁架台、烧杯、滤纸、漏斗、玻璃棒。注意事项：一贴、二低、三靠一贴：滤纸要紧贴漏斗内壁，中间不要留有气泡。二低：滤纸边缘要略低于漏斗口，待过滤的液体向漏斗内倾倒时液面始终要低于滤纸边缘。 三靠：漏斗下端的管口要紧靠烧杯的内壁，防止过滤时滤液溅出；引流用的玻璃棒下端要靠在三层滤纸一侧。4. 活性炭：活性炭具有疏松多孔的结构，因此具有很强的吸附能力，可以吸附一些有颜色的气体或液体，除去水中的臭味，同时对水起到过滤作用，因此利用活性炭净化水。5. 硬水和软水硬水：含有较多可溶性钙、镁化合物的水。软水：不含或含有较少可溶性钙、镁化合物的水。鉴别方法：取等量的软水和硬水，向其中加入等量的肥皂水搅拌，观察，产生大量泡沫的是软水，不起泡沫或泡沫很少，易起浮渣的是硬水。硬水的危害：用硬水洗涤衣物既浪费肥皂又不能洗净衣物，时间长了还会使衣物变硬。 锅炉用水硬度高了，炉内会形成水垢，锅炉内结垢不仅浪费燃料，而且会使锅炉内管道局部过热，容易使管道变形或损坏，严重时还可能爆炸。 硬水的软化方法：生活中通过煮沸水可以降低水的硬度。或用蒸馏的方法也可以使硬水软化。6. 蒸馏实验装置：注意事项：加热时，烧瓶中应放入几料沸石（或碎瓷片），以防止加热时出现暴沸。 加热烧瓶，注意不要使液体沸腾得太剧烈，以防止液体通过导管直接流到试管量。 温度计插入的位置应使液泡对准支管处，用以测量蒸气的温度，注意控制温度在100。刚开始蒸馏出的部分液体不能要，因为水中的杂质受热分解产生的物质会随水蒸气蒸馏出来。蒸馏烧瓶应垫石棉网加热，使其均匀受热，加热液体不能少于其容积的1/3。7. 爱护水资料：一方面节约用水，另一方面防止水体污染。【经典练习】可能用到的相对原子质量：Fe-56 O-16 H-1 Cl-35.5 Na-23 一、选择题（1-8题每题1分，9-12题每题2分，共16分）1. (08年河南)下列实验方案不可行的是 ( )A.用肥皂水区分硬水与软水 B.用水区分硝酸铵固体与蔗糖固体C.用pH试纸区分澄清石灰水和食盐水 D.用紫色石蕊试液区分稀盐酸与稀硫酸2. (08年重庆)下列关于水的说法正确的是 ( )A.水的污染会引起土壤污染 B.地球上淡水资源非常丰富C.过滤能够除去水中所有杂质 D.水由氢气和氧气组成3. (08年汕头)用右图的简易净水器处理河水，下面对该净水器分析正确的是 ( )A.能杀菌消毒 B.能把硬水变为软水C.能得到纯净水 D.活性炭主要起吸附杂质的作用4. (08年南通)下列有关水的叙述中，不正确的是 ( )A.水汽化时分子间隔发生了变化 B.用明矾溶液可以区分硬水和软水C.工业废水处理后可以循环使用 D.水是能溶解多种物质的常用溶剂5.(08年烟台)科学家发现特殊条件下，水能表现出许多有趣的结构和性质。一定条件下给水施加一个弱电场，常温常压下水结成冰，俗称“热冰”，下图为模拟图。下列说法正确的是( ) A.水结成“热冰”的过程中原子个数发生变化B.上述变化过程中分子问间隔没有发生变化C.在弱电场下，水分子运动从有序转变为无序D.利用该性质，人们在常温常压下可建成溜冰场6.(08年昆明)有关电解水实验(如右图)的下列叙述，错误的是 ( )A.试管甲中的气体是氢气B.试管乙中的气体是氧气C.该实验证明水由氢气和氧气组成D.该实验证明水由氢元素和氧元素组成7.节约用水和合理利用水资源是公民应尽的责任和义务，你认为下列做法与之不相符的是 ( )A.洗菜、洗衣、淘米的水用来浇花、拖地、冲厕所 B.将活性炭放入硬水中使其软化C.合理施用农药、化肥，以减少水体污染 D.加强工业废水的排放监控，坚持达标排放8.（07常州）比较、推理是化学学习常用的方法，以下是根据一些反应事实推导出的影响化学反应的因素，其中推理不合理的是序号化学反应事实影响化学反应的因素A铁丝在空气中很难燃烧，而在氧气中能剧烈燃烧反应物浓度B碳在常温下不与氧气发生反应，而在点燃时能与氧气反应反应温度C双氧水在常温下较难分解，而在加入二氧化锰后迅速分解催化剂D铜片在空气中很难燃烧，铜粉在空气中较易燃烧反应物的种类9.据报道，太湖水由于水体富营养化，导致蓝藻快速繁殖生长，死亡腐烂，水位下降后，太湖底泥上泛，使水体产生异味。为改善水质，除去水中的异味，下面建议不合理的是 ( ) A人工捞藻，投加活性炭B加入大量生石灰和明矾 C增加水量，促进水体流动D严格控制各种污染源，确保达标后排放10. (07山东)下列对一些事实的微观解释错误的是 ( )事实解释A食盐溶于水不溶于油微粒间相互作用不同B炎热的夏天自行车胎容易爆裂分子运动加快C水电解产生氢气和氧气分子是可以再分的D架在高处的电线夏季变得比冬季长原子的体积热胀冷缩11. （07烟台）净化水的方法有：过滤加明矾吸附沉降蒸馏消毒杀菌。要将混有泥沙的天然水净化成生活用的自来水，应选用的方法和顺序为 ( ) A B. C. D.12.化学实验中有一种加热方式叫“热水浴”。针对这种加热方式，下列说法错误的是 ( ) A.三脚架上应该垫上石棉网 B.试管内试剂受热比较均匀(和用酒精灯直接加热相比)C.如果试管中为饱和的石灰水，加热后试管中出现浑浊 D.如果试管中盛有硬度较大的硬水，长时间加热不会有任何变化二、填空题（共16分，每空1分）13.(08年河南)天然水受到污染后，净化时需要运用科学的方法。(1)天然水污染的来源有_(写出一种即可)；常用的净水方法有_ _(写出一种即可)。(2)漂白粉可用水的杀菌消毒，其有效成分是次氯酸钙化学式为Ca(ClO)2。次氯酸钙可发生如下反应：Ca(ClO)2+X+H2OCaCO3+2HClO,则X的化学式为_。次氯酸钙中氯元素的化合价是_。14.(08年山西)自来水消毒过程中常会发生如下化学反应，其反应的微观过程可用下图表示：(1)写出甲图所示反应的化学方程式 ；(2)乙图所示反应的基本反应类型为 ；(3)上述物质中属于单质的有 (填化学式)；(4)D物质中氯元素的化合价为 ；(5)以甲图为例分析，你能总结出的一条结论是 。15.(08年福州)2008年5月12日汶川大地震牵动全国人民的心，灾区饮水安全成为人们关注的重要问题。请你运用以下资料及所学的化学知识为灾区人民提供饮水安全常识。【资料在线】我国生活饮月水的标准感官指标化学指标细菌学指标水质无色无味且澄清透明pH6.58.5；总硬度250mg/L(以碳酸钙计)；铜 1.0mg/L等细菌总数100个mL等(1)除去水中难溶性的固体物质可用 的方法。(2)测定水样的pH可选用 。(填标号)A.酚酞溶液 B.pH试纸 C.石蕊溶液检验水样是硬水还是软水，可用的物质是 。(3)符合感官和化学指标的水还不一定是安全的饮用水，理由是 。16.（07济宁）在盛有冷水的烧杯中放入少量品红，一段时间后，烧杯中的水逐渐变为红色，而在盛有热水的烧杯中则迅速变红，这是因为_；然后再向烧杯中放几块木炭，稍等片刻，发现_，说明木炭具有_作用。三、简答题（共20分）17.(08年南京)2008年“中国水周”活动的宣传主题为“发展水利，改善民生”。(1)水 (填“属于”或“不属于”)六大类营养素之一。保持水的化学性质的最小粒子是 。(2)右图是活性炭净水器示意图，其中活性炭的作用是：不仅可以 的物质，还可以 的杂质。(3)有一杯主要含有MgCl2和CaC2的硬水。某兴趣小组设计出软化水的部分实验方案，请你一起来完成。可供选用的物质有：Ca(OH)2溶液、NaOH溶液、饱和Na2CO3溶液、肥皂水 实验步骤 现象 结论或化学方程式取少量水样于试管中，向其中滴加 Ca(0H)：溶液，直到不再产生沉淀有白色沉淀产生MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2 +CaCl2继续向上述试管中滴加 ， 直到不再产生沉淀有白色沉淀产生化学方程式： 过滤滤液澄清 证明硬水已软化18.(08年烟台)2008年5月12日，我国汶川发生大地震。全国人民“众志成城，抗震救灾”。(1)“拯救生命是第一位的”。为搜救埋在废墟下的幸存者，调用了许多搜救犬。搜救犬能根据人体发出的气味发现幸存者。从微观的角度分析搜救犬能发现幸存者的原因是 。 A.分子的质量很小 B.不同分子性质不同 C.分子不断运动 D.分子间有间隔(2)地震中许多原有的水源被破坏。新水源需检测和处理后才能成为饮用水。我国规定水质必须在感官性指标、化学指标、病理学指标等方面均达标方可成为生活饮用水。感官性指标中有一项要求为：不得含有肉眼可见物，水应澄清透明。为达到此要求，净化水时，可以通过加入絮凝剂凝聚、沉降，然后通过 (填操作名称)而实现。化学指标中含有水源的pH和硬度两项。测定液体pH的方法是 。日常生活中如何区分硬水与软水?请简述实验步骤与现象： 。病理学指标中对细菌的含量有严格的限制。要杀灭细菌可以向水中加入 等消毒剂，也可以通过 操作，既杀灭细菌，又能得到几乎纯净的水。(3)为防止灾后疫情的发生，某医疗小分队用溶质质量分数为0.5的过氧乙酸溶液对灾民的居住环境进行消毒。要配制溶质质量分数为0.5的过氧乙酸溶液300kg，需溶质质量分数为15的过氧乙酸溶液 kg，配制的主要步骤是： 、 、 。四、实验与探究题（共20分，每空2分）19.(08年江西)为了测定水的组成选用下列装置回答问题：(氢气用盐酸和锌制得) (1)为准确测定水的组成，为防止杂质干扰，正确的连接顺序为：己_ 丙；(2)乙装置的作用是 _ _ 。(3)若测得丁装置中样品在实验前后减少6.4克，乙装置中药品增加了7.2克，丙装置增加了3.6克，根据此可求出水中H、O质量比为(只写计算式)_ 。(4)实验结束后，若丁处仍有黑色固体，这对实验的结果的影响是_(填“氧的质量偏大”、“氢的质量偏大”、“无影响” )；(5)装置中的丙能否省去？ 为什么？ 。20.(08年江西)某自来水厂用源水处理成自来水的流程如下：(1)加入活性炭的作用是 ；在乡村没有活性炭，常加入 来净水。(2)若该地区源水中含有较多的MgCl2，请写出在源水处理流程中加入CaO时有关化学方程式 ； 。五、计算题（共8分）21电解水时，常常要加入少量氢氧化钠使反应容易进行。现将加有氢氧化钠的水通电一段时间后，产生lg氢气，其中氢氧化钠的质量分数也由48变为5。计算：(1)生成氧气的质量。(2)电解后剩余水的质量。22.十堰市是南水北调工程的水源地之一。近日市环保局对某工厂含少量硫酸的废水进行了抽样检查:取一定量废水用1%的氢氧化钠溶液中和（其它杂质不与氢氧化钠反应），当测得pH等于7时，消耗氢氧化钠溶液质量为40g，同时测得反应后溶液质量为138g。请计算该工厂排放的废水中硫酸的质量分数。参考答案：一、选择123456789101112DADBDCBDCDCD二、填空13(1)工业废水或生活污水的任意排放，不合理使用农药、化肥等任写一种即可沉淀、蒸馏、吸附、过滤、煮沸等任写一种即可14(1)H2O+C12 = HCl+ HClO (2)分解反应 (3)Cl2、O2 (4)+1价 (5)在化学变化中，分子可分成原子，原子不可分。15(1)过滤 (2)B 肥皂水 (3)安全的饮用水还需要符合细菌学指标16温度越高，分子运动速率越快