2019-2020年中考化学总复习水组成的实验探究水的净化爱护水资源提高知识讲解含解析.doc

2019-2020年中考化学总复习水组成的实验探究水的净化爱护水资源提高知识讲解含解析【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：氧气在水中的溶解能力比氢气强。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474.2（即空气中混有氢气的体积分数为474.2）。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.（广东）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+O2D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.（抚顺）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+O2D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。 水通常为无色、无味的液体；水被加热可以变成水蒸气；没有水，人和动植物就无法生存；水是常用的灭火剂；在通电条件下，水可以分解生成氧气和氢气；氢气在氧气中燃烧生成水；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） （2） （3）【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：A，B管内的现象是 。 C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）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12 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12。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.（黄石）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（）静置沉淀过滤吸附沉淀蒸馏 A B C D【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.（杭州）杭州市的自来水由于增设了加臭氧（O3）和加活性炭两道处理程序，水质处于全国大城市优秀水平。根据以上报道，人们得出的下列结论中，符合科学道理的是（）A 杭州市的自来水属于纯净物B 杭州市自来水的物理、化学性质就是水的物理、化学性质C 加臭氧和加活性炭都是利用它们的化学性质来净化水质D 以上水处理过程中，水分子的化学性质不变【思路点拨】根据纯净物、混合物的概念，臭氧（O3）和活性炭的作用以及分子是保持物质化学性质的最小微粒等知识，来正确的加以分析。【答案】D【解析】自来水中溶有一些可溶性物质属于混合物，故A错。自来水是混合物、水是纯净物，它们的性质是不同的，故B错。活性炭净化水质是利用活性炭的吸附性，属于物理性质，故C错。处理水的过程中水这种物质没变，根据分子是保持物质化学性质的最小微粒，水分子的化学性质一定不变，故D对。【总结升华】化学与人类的生产生活密切相关，关爱生命，永保健康，是我们永恒不变的目标，与生产生活有关的知识点也就成了中考考查的热点。6.（泰州）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】xx年“世界水日”的主题是“水与粮食安全”。下列说法错误的是（ ） A水的天然循环能实现水的重新分配，不需兴建水利工程 B农业生产中改变灌溉方式，变漫灌为喷灌或滴灌，以节约用水 C为了避免水体污染，农业上应合理使用农药和化肥D将生活用水、地表雨水分类处理，可减少污染，保护水资源【答案】A 【解析】天然水的循环虽然能实现水的重新分配，但这种重新分配并不一定适合工农业生产和人们生活的需求，仍需兴建水利工程，保障生产与生活用水的需求。【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_，操作的名称是_，若经过操作后，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，操作应选用的装置是上图中的_（填序号）；经过操作以后，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，故操作是蒸馏。