2018中考化学专题突破水组成的实验探究 水的净化 爱护水资源

2018中考化学专题突破水组成的实验探究 水的净化 爱护水资源

‎2019中考化学专题突破《水组成的实验探究 水的净化 爱护水资源》‎ ‎【考纲要求】 1.掌握水的电解实验和水的组成；了解过滤、吸附、蒸馏等净化操作和原理。‎ ‎2.知道硬水的软化方法，学会区别硬水和软水；了解水污染及防治水污染的方法。‎ ‎【知识网络】‎ ‎ 电解水实验 正极产生氧气，负极产生氢气，氢气和氧气的体积比为2 ：1‎ 组成 化学方程式：2H2O2H2↑+O2↑‎ ‎ 结论：水是由氢氧两种元素组成的 净化方法 ： 沉淀、过滤、吸附 、蒸馏 ‎ 硬水：含较多可溶性钙镁化合物的水 ‎ ‎ 分类 用肥皂水区分 水 软水：不含或含较少可溶性钙镁化合物的水 ‎ ‎ 常见的饮用水：自来水、矿泉水、纯净水等 ‎ 自来水生产过程：取水---加絮凝剂---沉淀---活性炭吸附---消毒--自来水 ‎ ‎ 工业上：“三废”的任意排放 ‎ ‎ 水的污染 农业上：化肥农药的不合理使用 ‎ 生活上：生活污水任意排放 ‎ 加强水质监测 水污染防治措施 工业“三废”经处理达标后排放 ‎ 农业上化肥农药合理使用 ‎ 生活污水经处理达标后排放，禁止使用含磷洗涤剂 ‎【考点梳理】‎ 考点一、水的电解实验 ‎1.实验装置如下图所示：‎ ‎2.实验现象：电极上有气泡，一段时间后，试管2和试管1所收集气体的体积比约为2 ：1。‎ ‎3.检验气体：用带火星的木条检验试管l中的气体，发现木条复燃，证明是氧气；试管2中的气体接近火焰时，气体能够燃烧，火焰呈淡蓝色，证明是氢气。‎ ‎4.实验结论：‎ ‎（1）水在通电的条件下，发生分解反应，产生氢气和氧气。‎ ‎ 2H2O2H2↑+O2↑‎ ‎（2）水是由氢(H)、氧(O)两种元素组成的，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成。‎ ‎【要点诠释】‎ ‎1.电解水时电极上出现的气体可巧记为“正氧负氢、氢二氧一”。‎ ‎2.水的电解实验应注意：‎ ‎（1）水分解成氢气和氧气是分解反应，该反应发生的条件为“通电”，实验中所用电源为直流电。‎ ‎（2）为了增强水的导电性，可在水中加适量的稀硫酸或氢氧化钠，产物不变。‎ ‎（3）若收集气体较少，当检验试管2中的气体时，可能只发出爆鸣声，而看不到蓝色火焰。‎ ‎（4）实验中产生的氢气体积往往大于氧气体积的2倍，原因主要是：①氧气在水中的溶解能力比氢气强。②氧气的氧化性强，与电极发生反应而消耗了一部分。‎ ‎3.点燃氢气前一定要检验氢气的纯度。因为当氢气中混有空气时，点燃混合气体就可能发生爆炸，氢气的爆炸极限为4％～74.2％（即空气中混有氢气的体积分数为4％～74.2％）。‎ 检验氢气纯度的方法为：用排水法收集一试管氢气，用拇指堵住试管口，移近火焰，移开拇指点火。如果听到尖锐的爆鸣声，就表明氢气不纯，需要再收集，再检验，直到响声很小，才表明氢气已纯净。如果用向下排空气法收集氢气，经检验不纯而需要再检验时，应用拇指堵住试管口一会儿，再收集氢气检验纯度，因为试管内氢气火焰可能没有熄灭，使发生器内不纯的氢气燃烧发生爆炸。‎ 考点二、水的净化 1.自来水厂的主要净水过程：‎ ‎（1）先加入絮凝剂，使悬浮在水中的微小颗粒状杂质被吸附凝聚，然后在沉淀池中沉降分离；‎ ‎（2）使沉淀池里较澄清的水，经过滤池和活性炭吸附池，得到更清的水；‎ ‎（3）在过滤后的水中通入适量氯气（或二氧化氯）进行消毒灭菌后，得到较纯净的自来水（自来水属于混合物）。‎ ‎2.纯水与天然水的区别：纯水是无色、无臭、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许多可溶性和不溶性杂质，因此常呈浑浊。 3.过滤：把不溶性的固体与液体分开的一种方法叫过滤。 4.活性炭吸附：活性炭具有疏松多孔的结构，能够吸附色素、异味、不溶性杂质和部分可溶性杂质。‎ ‎5.蒸馏：给液体加热，使它变为蒸气，再使蒸气冷却，冷凝成液体，这种方法叫蒸馏。蒸馏可以把沸点不同的物质从混合物中分离出来，也可以把挥发性液体与溶解在液体中的不挥发性杂质分离开来，达到分离和提纯的目的。蒸馏水就是用蒸馏的方法得到的。‎ ‎【要点诠释】‎ ‎1.在净化水的方法中，净化程度由低到高的顺序依次为：静置沉淀、过滤、吸附、蒸馏。‎ ‎2.在净水的各种方法中，吸附、沉淀、过滤发生的是物理变化，用氯气或漂白粉给水消毒，发生的是化学变化。‎ ‎3.自来水厂净化水过程：取水--加絮凝剂--沉淀--活性炭吸附--消毒--自来水 ‎4.过滤的操作要点是“一贴，二低，三靠”：‎ 一贴：制作过滤器时，滤纸要紧贴漏斗内壁（中间不要留有气泡，否则会影响过滤速度）。‎ 二低：（1）滤纸边缘低于漏斗边缘；（2）过滤器中液面低于滤纸边缘（否则，液体就会从滤纸和漏斗 壁之间流下，达不到过滤的目的）。 ‎ 三靠：（1）盛有待过滤溶液的烧杯口要紧靠玻璃棒，使液体沿玻璃棒流入过滤器；（2）玻璃棒下端轻轻斜靠在三层滤纸的一边，以免弄破滤纸；（3）漏斗下端要紧靠在下面烧杯的内壁，使滤液沿烧杯壁流下（否则滤液会向四周飞溅，而且影响过滤的速度）。‎ 考点三、硬水和软水 ‎1.硬水：含有较多可溶性钙、镁化合物的水叫做硬水。泉水、井水等都是硬水。‎ ‎2.软水：不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水叫做软水。蒸馏水属于软水。‎ ‎3.硬水软化的方法：生活中常用煮沸的方法降低水的硬度，实验室常用蒸馏的方法得到蒸馏水以降低水的硬度。 【要点诠释】‎ 硬水和软水的区别方法：在水中滴加肥皂水，搅拌，产生泡沫较多的是软水，泡沫较少或有浮渣出现的是硬水。‎ 考点四、水的污染和防治 ‎1.水的污染：‎ ‎（1）工业上：“三废”的任意排放； ‎ ‎（2）农业上：化肥农药的不合理使用；‎ ‎（3）生活上：生活污水任意排放。‎ ‎2.水污染防治措施： ‎ ‎（1）加强水质监测；‎ ‎（2）工业“三废”达标后排放；‎ ‎（3）农业上化肥农药合理使用；‎ ‎（4）生活污水处理达标后排放，禁止使用含磷洗涤剂。‎ ‎【要点诠释】‎ 防止水体污染，不能采取因噎废食的方法。不能因为要防止水体污染，工业上就不进行造纸、农药、化肥等的生产，农业上就不使用农药、化肥，水产养殖业就不进行网箱养殖，生活上就不使用洗涤剂等。防止水体污染，应在不影响正常的生产和生活的前提下，采用科学的方法降低或消除污染。‎ ‎【典型例题】‎ 类型一、考查水的电解实验及水的性质 ‎1.下面关于水电解实验的叙述正确的是（ ）‎ A．该实验说明水是由氢氧两种元素组成的 B．该实验说明水是由氢气和氧气组成的 C．水电解的化学方程式：2H2O=2H2↑+O2↑‎ D．若a试管气体为5mL，则b试管气体为10mL ‎【思路点拨】解答这类题目时，要熟记电解水实验的有关操作、现象、结论或推论等，根据所给的实验（图示信息）、问题情景信息，结合所学的相关知识和技能，细心地探究后，按照题目要求进行选择即可。‎ ‎【答案】A ‎【解析】电解水产生了氢气和氧气，根据质量守恒定律可以推断水是由氢氧两种元素组成的，故A正确。 水是纯净物，所以不可能是由氢气和氧气组成的，故B错误。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；该反应的化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑，而选项中的化学方程式没有反应条件，故C错误。从图中可以得出a试管相连的为负极，故产生的气体要比b试管产生的气体多，故D错误。‎ ‎【总结升华】根据电解水的实验过程及结论可以知道： （1）水由氢、氧两种元素组成； （2）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；该反应的化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑。‎ ‎（3）在化学反应中分子可分而原子不可分；化学反应前后原子种类、个数和元素种类都不变。化学变化的实质是：分子分成原子，原子又重新组合为新分子。‎ ‎2.如图是水的电解实验装置图，关于该实验的叙述错误的是（ ）‎ A．该实验可用于验证水的组成 B．乙气体能在空气中燃烧 C．电解水的化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑‎ D．为增强水的导电性，常在水中加入少量的稀硫酸 ‎【思路点拨】掌握电解水的有关实验即可顺利解题。从实验现象可以判断氢气与氧气的体积比和鉴别方法，并且根据反应前后元素种类不变，可以得出水的组成元素。‎ ‎【答案】B ‎【解析】从实验中我们得出的结论是：水是由氢、氧两种元素组成的，故A选项正确。乙中气体为氧气，不能在空气中燃烧，应该是甲中的氢气能燃烧，故B选项错误。水在通电的条件下生成氢气和氧气，化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑，故C选项正确。为增强水的导电性，常在水中加入少量的稀硫酸或氢氧化钠溶液，故D选项正确。‎ ‎【总结升华】做电解水实验时，常在水中加入少量的稀硫酸或氢氧化钠溶液，以增强水的导电性。‎ 用带火星的木条检验正极产生的气体，发现木条复燃，证明是氧气；负极产生的气体接近火焰时，气体能够燃烧，火焰呈淡蓝色，证明是氢气；氢气与氧气的体积比为2：1，质量比为l：8。‎ ‎3.从防止空气污染的角度考虑，下列实验过程应在通风橱中进行的是（ ）‎ ‎ A．铁丝燃烧 B．白磷燃烧  C．电解水 D．蜡烛熄灭 ‎【思路点拨】本题考查的是化学实验对空气的污染与防治措施。解题时要通过每一项实验的生成物的性质进行分析，看它对空气是否会造成污染；有污染的实验要尽量改进以消除对环境的影响；为了保护实验者的健康，还要求实验在通风橱里完成。‎ ‎【答案】B ‎【解析】铁在氧气中燃烧，其产物只有四氧化三铁，没有污染，故A不符合题意。白磷在空气里燃烧，产生大量的白烟，这是固体小颗粒，会使人咳嗽，另外白烟是五氧化二磷，遇到水生成偏磷酸，对人体有毒，故B符合题意。电解水，产生了氢气和氧气，都是无毒无害的气体，无需保护，故C不合题意。石灰石与稀盐酸反应产生二氧化碳，是无毒无害的气体，故D不符合题意。‎ ‎【总结升华】本题结合教材上实验来设计关于空气污染和保护的考题，即能复习知识和技能，又能考查环保意识，因此要求学生在日常学习和实验过程中要时时处处注意环保问题，爱护我们的环境。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】阅读下列文字，用序号回答问题。‎ ‎ ①水通常为无色、无味的液体；②水被加热可以变成水蒸气；③没有水，人和动植物就无法生存；④水是常用的灭火剂；⑤在通电条件下，水可以分解生成氧气和氢气；⑥氢气在氧气中燃烧生成水；⑦电石（CaC2）仓库着火，不能用水灭火，因为CaC2可与水反应生成乙炔气体（具有可燃性）。‎ ‎ （1）水的物理性质包括________；（2）水的化学性质包括________；（3）水的用途有_______。‎ ‎【答案】（1）①② （2）⑤⑦ （3）③④‎ ‎【变式2】某同学制作了如图所示的简易电解水装置，进行家庭小实验（注：该装置气密性良好，且反应一段时间后停止通电，A、B两管内液面，均高于图中D线）。请根据要求回答问题：‎ ‎ （1）闭合开关后观察到：①A，B管内的现象是 。‎ ‎ ②C管中的现象是 ，产生此现象的原因是 。‎ ‎ （2）A，B管内生成的气体聚集在上部的原因是 。‎ ‎ （3）若检验A管内生成的气体应该用 。‎ ‎【答案】‎ ‎（1）①电极上出现气泡，一段时间后，管A和管B中所收集的气体体积比约为1∶2 ‎ ‎ ②液面上升 水通电分解生成的氢气和氧气（2H2O2H2↑+O2↑）使A，B管内压强增大（或A，B管内气压增大，大于管外大气压），把水压入C管中 ‎（2）氢气和氧气的密度比水小，且氢气难溶于水，氧气不易溶于水 ‎（3）带火星的木条 ‎【答案】‎ ‎（1）水通电后生成氢气和氧气，从图中看出，A管连接电源的正极，B管连接电源的负极，故A管内产生氧气，B管内产生氢气，两管中气体的体积比为1∶2。两管中产生的气体压强增大，使两管中的液面下降，C管中液面上升。（2）由于两种气体的密度都小于水且溶解度都很小，故聚集在管的上部。（3）检验氧气通常用带火星的木条，能使带火星的木条复燃的就是氧气。‎ 类型二、考查水的净化、水的污染和防治 ‎4.以下是净水的操作，单一操作相对净化程度由低到高的排列顺序正确的是（ ） ①静置沉淀     ②过滤    ③吸附沉淀    ④蒸馏 A．①②③④ B．①④②③ C．①③②④ D．③①②④‎ ‎【思路点拨】根据净水的原理分析解答。静置能使不溶于水的物质沉淀下来，吸附沉淀可以使不溶性的小颗粒杂质沉降，过滤可以把不溶于水的物质除去，蒸馏可以得到几乎纯净的水。‎ ‎【答案】C ‎【解析】净化水时一般是先通过静置使水中悬浮的大颗粒固体沉降，再加入絮凝剂使水中悬浮的小颗粒固体凝聚而加快沉降，然后通过过滤能除去水中不溶性固体杂质，但过滤并不能除去可溶性杂质，蒸馏除去了水中所有的杂质，所得到的水为纯净物。所以在这四个过程中静置沉淀的净化程度最差，其次是吸附沉淀，再次是过滤，净化程度最高的是蒸馏。故选C。‎ ‎【总结升华】熟练掌握净化水的方法，并且解答时要充分理解各项操作分别可以除去哪些物质，从而分析得出结论。‎ ‎5.今年，我国西藏靠尼泊尔地区边界发生了多起地震，灾区饮用水被严重污染，为确保灾民的生活用水安全，急需对水进行净化处理。下列措施中，不属于净水方法的是（ ）‎ A．吸附沉淀 B．过滤 C．静置沉淀 D．加肥皂水 ‎【思路点拨】根据已有的水的净化的知识进行分析解答，水的净化就是除去水中含有的杂质。‎ ‎【答案】D 【解析】‎ A．吸附沉淀能除去水中的不溶性固体杂质，属于净化水的方法；‎ B．过滤能除去水中的不溶性固体小颗粒，属于净化水的方法；‎ C．静置沉淀能除去水中的不溶性固体杂质，属于净化水的方法；‎ D．肥皂水用来鉴别硬水和软水，不能用来净化水，不属于水的净化方法。‎ ‎【总结升华】在净化水的方法中，净化程度由低到高的顺序依次为：静置沉淀、过滤、吸附、蒸馏。‎ ‎6.下列做法中，不利于保护和改善环境的是（ ）‎ A．开发替代化石燃料的绿色能源 B．研发高效率低消耗的污水处理技术 C．将垃圾实行分类回收和无害化处理 D．电厂、水泥厂远离城市排放含PM2.5的烟尘 ‎【思路点拨】根据空气、水的污染及防止措施进行分析判断。‎ ‎【答案】D ‎【解析】空气污染的途径主要有两个：有害气体和粉尘。有害气体主要有一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等气体；粉尘主要指一些固体小颗粒。知道空气污染物的来源、危害及保护环境的措施有：开发替代化石燃料的绿色能源、植树造林、将垃圾实行分类回收和无害化处理、研发高效率低消耗的污水处理技术、工业废气经过处理后再排放等。电厂、水泥厂远离城市，但是还是向空气中排放了含PM2.5的烟尘，属于粉尘污染，故选D。‎ ‎【总结升华】环保问题已经引起了全球的重视，关于“三废”的处理问题，是中考的热点话题。化学上提倡绿色化学工艺，要从源头上杜绝污染。本考点基础性强，主要出现在选择题和填空题中。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】地球上可利用的淡水不到总水量的1％，我们应爱护水资源。下列有关水的说法正确的是（ ）‎ A．海水都是混合物，淡水都是纯净物 B．通过水的电解实验可以得到“水是由氢气和氧气组成的”结论 C．爱护水资源主要应从节约用水和防治水体污染两方面采取措施 D．硬水是含有可溶性钙镁化合物的水，软水是不含可溶性钙镁化合物的水 ‎【答案】C ‎【解析】淡水中常溶解一些钙镁化合物等杂质，也是混合物，A错误；通过水的电解实验可以得到“水是由氢元素和氧元素组成的”结论，因水是化合物不是混合物，不可能由氢气和氧气组成，B错误；爱护水资源主要应从节约用水和防治水体污染两方面采取措施，C正确；硬水和软水是根据水中溶解的可溶性钙镁化合物的含量多少划分的，D错误。‎ ‎【变式2】小刚收集到一瓶浑浊的河水，他要模拟自来水厂的净水过程，最终制成蒸馏水，其实验过程如图所示。请回答以下问题：‎ ‎（1）A物质的名称是________，操作①的名称是________，若经过操作①后，所得液体C中仍有浑浊，其原因可能是________（填序号）。‎ ‎ a．漏斗内的滤纸有破损 b．漏斗下端没有靠在烧杯内壁 c．漏斗内液面高于滤纸的边缘 ‎（2）操作②应选用的装置是下图中的________（填序号），该过程主要是________变化（填“物理”或“化学”）。‎ ‎（3）小刚取少量液体D于试管中，加入少量肥皂水，振荡，发现有较多浮渣产生，说明液体D是________水，操作③应选用的装置是上图中的________（填序号）；经过操作③以后，小刚向所得液体中加入少量肥皂水，振荡，他观察到的实验现象是 。‎ ‎【答案】（1）明矾 过滤 ac （2）乙 物理 ‎ （3）硬 甲 泡沫较多 ‎【解析】（1）河水静置时一般要加明矾作为净水剂，然后过滤。漏斗下端没有靠在烧杯内壁时不会造成滤液浑浊。（2）根据净水过程可看出操作②应该是吸附（通过活性炭），发生的是物理变化。（3）加入肥皂水振荡，发现有较多浮渣产生，说明是硬水；硬水转变为软水，应该进行蒸馏，故操作③是蒸馏。‎