专题2.3 自然界中的水（九大题型）（沪教版全国）（学生版）习题

专题2.3自然界中的水题型题型梳理【题型1】电解水实验【题型2】氢气的燃烧及验纯【题型3】宏微结合分析水的组成和构成【题型4】硬水与软水【题型5】过滤操作要点【题型6】常用的几种净水方法【题型7】自来水的生成过程【题型8】简易净水器【题型9】保护水资源举一反三举一反三【知识点1】电解水实验1.电源种类：直流电；2.加入少量硫酸或氢氧化钠的目的：增强水的导电性3.实验现象：两电极均产生气泡，负极产生气体速度较快，一段时间后，正、负极玻璃管内气体体积比为1:24.气体检验：在正极端玻璃管口置一根带火星的木条，木条复燃，证明是O2；在负极端玻璃管口置一根燃着的木条，气体燃烧，发出淡蓝色的火焰，证明是H2。通电5.表达式：水氢气↑+氧气↑通电通电H2OH2↑+O2↑通电6.实验结论：=1\*GB3①水是由氢、氧元素组成的；=2\*GB3②化学变化中，分子可分，原子不可分【题型1】电解水实验【例1】如图是水电解实验示意图，下列有关说法正确的是

A．正极连接的玻璃管内产生氢气B．产生两种气体质量比为2：1C．实验结论水由氢气氧气组成D．负极连接的玻璃管内产生的气体能燃烧【变式1-1】用如图所示装置电解水，下列说法错误的是A．将带火星的木条放在收集满b管中的气体的集气瓶口时，木条会复燃B．点燃a管中的气体时，需要先检验其纯度C．若b管产生的气体体积约为8mL，则a管产生气体的体积约为4mLD．可以在水中加入少量氢氧化钠以增强导电性【变式1-2】水是一种重要的资源。如图，甲、乙两图都是电解水的简易装置。回答下列问题。

(1)装置甲比装置乙有一个明显的优点，这个优点是。(2)图中显示表明，实验是未开始，刚开始还是已进行一段时间了？，请写出反应的文字表达式。(3)关于这个实验，说法正确的是。A．在实验前加入少量氢氧化钠，为了增强水的导电性，其本身不参加反应B．开始电解后，A管收集到氧气，B管收集到可燃性气体C．在刚开始的时候，负极气体体积：正极气体体积大于2：1，可能是氢气比氧气更难溶于水D．装置乙的作用是便于检验生成物【变式1-3】水是生命之源，是“永远值得探究的物质”，人类从未停止过对水的研究。(1)1766年，英国化学家卡文迪许用锌和稀硫酸制得“可燃空气”，他所说的“可燃空气”成分是（填化学式）。“可燃空气”在纯氧中燃烧生成水，可得出“水是一个结合物而不是简单元素。”(2)1785年，拉瓦锡将水蒸气通过红热的铁制枪管（高温条件）将水转化为氢气，同时生成四氧化三铁，实验示意图如图1所示。上述反应的文字表达式为。(3)1800年，英国化学家尼科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，现有某同学在水电解器中加入NaOH溶液，至充满管A和管B（NaOH不参与反应），通直流电一段时间后现象如图2所示。电解结束后将容器内所有液体倒入烧杯中，下列说法正确的是（填字母）。a、NaOH在水中可增强水的导电性

b、实验中化学能转化为电能c、管A中气体与管B中气体的质量比为1：2

d、中间漏斗中液面会上升(4)某研究性学习小组，进行电解水实验，测定两极溢出气体的体积，记录如下：请填写下列空白：电解时间（min）123456789负极生成气体体积（mL）81625344454647484正极生成气体体积（mL）247111621263136分析表格中实验数据，你会发现，自第分钟起，每分钟内负极与正极产生的气体的体积比为理论比值。【知识点2】氢气的性质1.氢气的可燃性点燃实验现象：纯净的氢气在空气中安静地燃烧，发出淡蓝色火焰，放出热量，罩在火焰上方的烧杯内壁有水珠产生点燃点燃2.文字表达式：氢气+氧气水点燃符号表达式：H2+O2H2O3.混有一定量的空气或氧气的氢气遇明火会发生爆炸，因此点燃前必须验纯。4.检验氢气纯度的方法是：收集一小试管氢气，用拇指堵住试管口，移近酒精灯火焰，移开拇指点火。如果听到尖锐的爆鸣声，说明氢气不纯；如果声音很小，就说明氢气较纯。【题型2】氢气的燃烧及验纯【例2】下列关于氢气的说法错误的是A．在标准状况下，氢气的密度比空气小 B．氢气在空气中燃烧时，产生淡蓝色火焰C．氢气难溶于水 D．点燃氢气时一定会发生爆炸【变式2-1】检验氢气纯度时，用排水法收集一试管气体，移到酒精灯火焰上点燃，没有听到声音，下列原因中最不可能的是A．氢气已经纯净 B．点燃时，试管口离火焰太远C．过早收集气体 D．移动试管过程中漏气【变式2-2】用排空气法收集氢气检验纯度，有爆鸣声，接下去的操作是A．用向上排空气法收集B．可以做有关氢气性质的实验C．用拇指堵住管口一会儿，再用向下排空气法收集D．立即用原试管再收集，再检验纯度【变式2-3】有关如图实验的说法不正确的是

A．点燃氢气前检验纯度 B．两个实验均可证明水的组成C．干冷烧杯内壁无明显变化 D．a管气体能使带火星木条复燃【题型3】宏微结合分析水的组成和构成【例3】如图是电解水实验装置图：（1）a试管中的气体是；b试管中的气体检验方法是。该反应的化学方程式是。（2）理论上ab试管中的气体体积比，实际实验过程中往往ab试管两种气体体积比比理论值偏高，可能的原因是。（写出一种可能）（3）结合实验和电解水微观解释图示，你能得到什么结论？（至少写一条）【变式3-1】下图所示是氢气在空气中燃烧的微观表示：(1)根据图示反映出保持物质化学性质的微粒是，在反应前后不变的微粒是。(2)纯净的氢气在空气中的安静的燃烧，产生色的火焰，若点燃与氧气的混合气体就有可能引起爆炸，因此点燃氢气前一定要。【变式3-2】如图所示，在电解器玻璃管里加满水，接通直流电源，一段时间后断开电源。用燃着的木条分别在两个玻璃管尖嘴口检验电解反应中产生的气体。(1)打开管a活塞，观察到。(2)该实验的结论是：。(3)请列举一条日常生活中的节水措施：。(4)下列关于净化水的过程，说法不正确的是___________（填字母）。A．活性炭可吸附水中的色素和有异味的物质B．明矾可以使硬水转化为软水C．自来水厂净化水的方法主要有沉淀、过滤、吸附、消毒杀菌D．家用活性炭净水器不能将硬水软化(5)如图2是电解水的微观示意图，用符号表达式表示该反应为，该化学反应的实质是。【变式3-3】在“宏—微—符”之间建立联系是化学特有的思维。根据电解水实验,回答下列问题。（1）从宏观上观察:如图所示,试管a和b中产生气体的体积比约为。（2）从微观上分析:下列说法正确的是（填字母）。A水是由氢气和氧气组成的B水是由氢分子和氧原子构成的C每个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的（3）从符号上表示:电解水的化学方程式为。（4）画ab反应的微观过程。【知识点3】硬水与软水1.硬水是含有较多可溶性钙、镁化合物的水；软水是不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水。2.鉴别方法：用肥皂水，有浮渣产生或泡沫较少的是硬水，泡沫较多的是软水3.硬水软化的方法：蒸馏、煮沸4.长期使用硬水的坏处：浪费肥皂，洗不干净衣服；锅炉容易结成水垢，不仅浪费燃料，还易使管道变形甚至引起锅炉爆炸。【题型4】硬水与软水【例4】软水和硬水的本质区别是A．软水含杂质少，硬水含杂质多B．软水是纯净物，硬水是混合物C．硬水是含较多可溶性钙、镁的化合物，软水是不含或含少量可溶性钙、镁的化合物D．软水密度大，硬水密度小【变式4-1】下列关于硬水、软水的说法错误的是A．煮沸可降低水的硬度B．加肥皂，硬水泡沫更多C．烧硬水的锅炉更易产生水垢D．软水中可溶性钙、镁化合物的含量更低【变式4-2】自然界的水硬度较大，在日常生活使用时需要进行软化，关于软水和硬水的描述下列说法不正确的是A．可以用肥皂水来区分硬水和软水 B．明矾净水能起到软化水的作用C．长期饮用硬水对身体健康不利 D．烧硬水的锅炉更容易产生水垢【变式4-3】小明同学假期在家看电视台一档“家有妙招”栏目中介绍一种“活性炭软化水”的妙招。心里泛起了嘀咕：活性炭真的可以除去硬水中钙、镁离子而使硬水软化吗？于是他到学校实验室进行了如下一系列的探究。探究一：活性炭能否软化硬水他按节目中介绍的方法做了一个与“妙招”制作原理相同的简易的净水装置。【实验1】在两个体积相等的烧杯中，一个加入自来水。一个加经过简易净水器净化后的自来水，各20mL，再分别加等体积的肥皂水，振荡，观察到的现象如下：。【得出结论】用活性炭不能软化硬水。【评价与反思】日常生活中常采用方法软化硬水。探究二：煮沸一定能软化硬水吗？【查阅资料】（1）水的硬度是水中所溶解的可溶性钙镁化合物引起的，硬水中所溶解的钙镁化合物可分为两类：钙、镁的碳酸氢盐，如Ca（HCO3）2等；钙、镁的硫酸盐或氯化物。如CaCl2等。一般所说水的硬度是由上述两类化合物引起的。（2）Ca（HCO3）2加热分解产生碳酸钙（CaCO3）、水、二氧化碳等物质。碳酸钙难溶于水，请写出Ca（HCO3）2加热分解的反应的符号表达式。【实验2】为方便研究他准备了碳酸氢钙溶液和氯化钙溶液来代表两类不同的钙镁化合物。实验编号实验操作实验现象①分别取5mL的碳酸氢钙溶液和氯化钙溶液于A、B两支试管中，同时加热A试管中产生大量气泡，有沉淀产生，B试管无明显现象②在上述实验后，分别滴加4滴肥皂水，振荡A试管中有大量的泡沫，B试管中泡沫较少【得出结论】煮沸实际上只能降低类所引起的水的硬度。【评价与反思】小芳同学提出，上述实验②不做也可以得出实验的结论，理由是。【知识点4】过滤1.过滤：用于分离难溶性固体与液体（或可溶性固体）2.仪器：铁架台、烧杯、玻璃棒、漏斗、滤纸3.玻璃棒的作用：引流作用4.注意事项：“一贴二低三靠”一贴：滤纸紧贴漏斗的内壁二低：滤纸的边缘低于漏斗口；漏斗内的液面低于滤纸的边缘三靠：漏斗下端的管口紧靠烧杯内壁；用玻璃棒引流时，玻璃棒下端轻靠在三层滤纸的一边；用玻璃棒引流时，烧杯尖嘴紧靠玻璃棒中部5.过滤后，滤液仍然浑浊的可能原因有:承接滤液的烧杯不干净；倾倒液体时液面高于滤纸边缘；滤纸破损【题型5】过滤操作要点【例5】某同学过滤含有泥沙的水，过滤完后滤液仍然浑浊，其原因可能是A．滤纸与漏斗内壁未紧贴B．倾倒液体时液面高于滤纸边缘C．漏斗的下端未靠在烧杯内壁上D．过滤时玻璃棒靠在三层滤纸一边【变式5-1】小刚同学用洁净的塑料瓶从河中取回一定量的水样，然后进行如下研究分析：(1)将浑浊的河水样品倒入烧杯中，加入明矾粉末（吸附杂质，使杂质沉降）搅拌，溶解后静置一会儿；将静置后的河水采用如图装置进行过滤，请问图中还缺少的一种仪器是，其作用是；

(2)过滤操作后发现滤液仍然浑浊，原因可能是（填序号）a．漏斗内的滤纸有破损b．漏斗下端未靠在烧杯壁c．漏斗内液面高于滤纸的边缘(3)指出两处错误：，。(4)将过滤装置仪器改进后得到澄清、透明的水，但不是纯水。若要制得纯水，还需要采用的净化方法是：。【变式5-2】下列有关过滤操作的解释中，不正确的是A．滤纸要紧贴在漏斗内壁上—一为了加快过滤速度B．倾倒液体时烧杯尖嘴要紧靠在玻璃棒上—一防止冲破滤纸C．玻璃棒要轻靠在三层滤纸处——防止弄破滤纸D．漏斗下端要紧靠在烧杯内壁上——防止滤液溅出【变式5-3】老师演示过滤实验时，过滤后所得水仍然浑浊，下列不属于出现该现象的原因的是（

）A．滤纸破损 B．液面高于滤纸边缘C．滤纸没有紧贴漏斗内壁 D．装过滤后的水的烧杯不干净【知识点5】常用净水方法1.沉淀：（1）静置沉淀（2）加混凝剂吸附沉淀明矾净水原理：利用明矾溶于水形成的胶状物对水的杂质进行吸附，从而达到净化的目的。2.过滤：用于分离难溶性固体与液体（或可溶性固体）3.吸附：活性炭（具有吸附性），除去水的难溶性杂质、色素和异味。颗粒状的活性炭有过滤和吸附双重净水效果4.蒸馏：利用液体沸点不同将液体分离的方法5.水的净化效果由低到高的是沉淀、过滤、吸附、蒸馏（均为物理方法），其中净化效果最好的操作是蒸馏；既有过滤作用又有吸附作用的净水剂是活性炭。【题型6】常用的几种净水方法【例6】下列有关水的净化说法错误的是A．肥皂水可以鉴别硬水软水 B．投药消毒过程中发生化学变化C．煮沸可以降低水的硬度 D．明矾除去水中所有不溶性杂质【变式6-1】下列说法错误的是A．活性炭吸附过程是化学变化 B．过滤可除难溶性杂质C．肥皂水可区分硬水和软水 D．蒸馏可降低水的硬度【变式6-2】下列关于水的净化说法中正确的是A．吸附能使硬水转化成软水B．过滤操作利用的是物质的化学性质C．活性炭的吸附性可使海水转化成淡水D．蒸馏能除去天然水中的所有杂质【变式6-3】人类的日常生活和工农业生产离不开水。下列关于水的叙述正确的是A．水可以溶解任何物质 B．用活性炭可除去水中所有杂质C．用肥皂水可以区分硬水和软水 D．过滤可以使硬水变成软水【知识点6】自来水的制备1.自来水厂净水步骤：取水、加絮凝剂、反应沉淀池、过滤池、活性炭吸附池、清水池、投药消毒、配水泵2.加入明矾的作用：明矾溶于水生成胶状物，吸附杂质产生沉淀，达到净水的目的。3.活性炭吸附池的作用：活性炭能吸附水中的可溶性杂质，也可滤去不溶性杂质，使水达到进一步净化。4.自来水生产过程中，只有消毒是化学变化，其余均为物理变化5.上述过程净化过的水仍然是混合物，还含有可溶性杂质。【题型7】自来水的生成过程【例7】自来水厂净水过程的主要流程如下图：结合流程图试回答下列问题。(1)上述过程中吸附池内起吸附作用的物质A的名称为；(2)杀菌清毒时加入的液氯与水反应生成盐酸和次氯酸，这个变化属于（填“化学变化”或“物理变化”）；(3)要鉴別自来水是软水还是硬水，我们可向自来水样品中加入适量的，搅拌，如果观察到现象，则样品为硬水；生活中将硬水转化为软水的方法是；(4)水是生命之源，下列有关水的说法正确的是______。A．水是由氢元素和氧元素组成的 B．水是最常见的溶剂C．水是人体主要的供能物质 D．水中氧元素含量很高，能提供人体所需的氧气【变式7-1】城镇自来水厂生产流程可用下图表示，试回答相关问题：

①自来水生产过程中，除去水中不溶性固态杂质的设备是；投药（多为）的作用是；②自然界的水多含有杂质。含有较多可溶性钙、镁化合物的水通常称为硬水，生活中常用的一种软化硬水的简易方法是；③自来水厂生产自来水的过程中常加入活性炭，其主要作用为。【变式7-2】城市用的自来水取自于自然界，其净化过程如图所示：(1)根据以上图填空：①操作a为，液体C仍然浑浊的原因可能是（写一个即可）。②操作b主要是吸附水中的一些异味和色素，应选用的物质是。③水的硬度是一项重要的化学指标，生活中常用的方法来降低水的硬度。(2)如图为太阳能海水淡化装置示意图。利用此装置得到淡水的方法与实验室通过（填操作名称）净水的方法原理相同。【变式7-3】水是生命之源。自然界中的水都含有杂质，经自来水厂净化处理获得生活用水。下图为自来水厂净水过程示意图：

(1)“过滤池”可除去杂质；“吸附池中选用活性炭除去水中的色素和异味，活性炭具有吸附性的原因是。(2)自来水都具有一定的硬度，生活中将硬水软化的方法是；热水瓶长时间使用后，瓶胆内整常附着一层水垢【主要成分是CaCO3和Mg(OH)2】，可以选择厨房里的来浸泡去除。(3)节约用水、防止水污染应成为我们的自觉行为。下列叙述正确的是。a．生活中养成良好的用水习惯，尽可能充分利用每一滴水b．为了改善水质，可以向其中加入大量的净水剂和消毒剂c．大量使用农药、化肥可以提高农作物产量，对天然水体没有影响【题型8】简易净水器【例8】项目式学习小组利用自制的简易净水器处理黄河水样(如图)。下列对水样处理过程分析错误的是

A．能除去水样中的颜色和异味 B．能除去水样中难溶性杂质C．该过程能将水样转化为软水 D．该过程中发生的是物理变化【变式8-1】目前许多学校安装了直饮水机，只要将它与自来水连接，便可以除去水中的部分杂质得到直饮水。某品牌直饮水机的工作原理如图所示，下列说法正确的是

A．活性炭的作用是吸附B．滤膜可除去水中的可溶性杂质C．紫外光照射的作用是加热D．直饮水一定是软水【变式8-2】．“生命吸管”是一种可以随身携带的小型水净化器，其简要流程如图1所示。

(1)双层纺织网的主要作用是过滤，实验室中进行过滤操作用到的玻璃仪器有、烧杯和玻璃棒，玻璃棒的作用是。实验室过滤后观察发现，滤液仍然浑浊，可能的原因是。（写出其中一条）(2)使用活性炭过滤层是利用其作用，除去水中的一些异味和色素。(3)离子交换树脂的作用如图2所示，长期使用后，阳离子交换柱中钠离子减少，失去软化硬水的功能，利用生活常见物可检验阳离子交换柱是否失效。生活中常采用的方法将硬水软化。(4)净水操作：静置沉淀、过滤、投药消毒、蒸馏，其中涉及化学变化的是，单一操作净化程度最高的是