2.3自然界中的水九年級化學(xué)上冊講義（全國）（原卷版）

2.3自然界中的水目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航學(xué)習(xí)目標(biāo)重難點(diǎn)1．認(rèn)識水的組成，能利用水的分解和合成反應(yīng)來分析水的組成。2．知道天然水、自來水、飲用水、礦泉水和蒸餾水的區(qū)別；初步認(rèn)識硬水的組成及其危害。3．認(rèn)識到水是人類不可缺少的寶貴資源，培養(yǎng)節(jié)約用水、自覺保護(hù)水資源的意識。4．了解造成水污染的因素和水凈化的基本方法；掌握利用過濾分離固液混合物的原理，學(xué)習(xí)并熟練進(jìn)行過濾裝置的組裝及過濾操作。重點(diǎn)：認(rèn)識水的組成。難點(diǎn)：過濾裝置的組裝及過濾操作。思維導(dǎo)圖思維導(dǎo)圖知識精講知識精講知識點(diǎn)01水的認(rèn)識1.水的性質(zhì)與用途2.水的組成電解水實(shí)驗：（1）實(shí)驗原理：水在通電的條件下生成氫氣和氧氣。（2）實(shí)驗裝置：如圖（3）實(shí)驗現(xiàn)象：與正負(fù)極相連的試管中收集到無色的氣體，體積比為1:2。（4）實(shí)驗結(jié)論：水是由氫元素和氧元素組成的。（5）注意事項：=1\*GB3①純水的導(dǎo)電性很弱，電解水時可加入稀硫酸或氫氧化鈉溶液增強(qiáng)水的導(dǎo)電性。=2\*GB3②水是由氫元素和氧元素組成的，但水中不含有氫氣與氧氣。=3\*GB3③正負(fù)極產(chǎn)生氣體的體積比是1:2，不是質(zhì)量比。氫氣燃燒試驗：（1）實(shí)驗原理：氫氣在氧氣中燃燒生成水。（2）實(shí)驗現(xiàn)象：產(chǎn)生淡藍(lán)色的火焰，并有水蒸氣生成。（3）實(shí)驗結(jié)論：水是由氫元素和氧元素組成的。（4）注意事項：氫氣是可燃性氣體，遇明火可能會發(fā)生爆炸。知識點(diǎn)02自來水生產(chǎn)的一般過程1.自來水的生產(chǎn)過程：水庫→絮凝池→沉淀池→過濾池→吸附池→消毒池→用戶2.絮凝池作用是聚集沉降，常用的絮凝劑是明礬；沉淀池發(fā)生的是物理變化；過濾池的作用是除去不溶于水的雜質(zhì)；吸附池的作用是吸附水中的色素和異味等，常用的吸附劑是活性炭；消毒池可以殺死水中殘留的細(xì)菌等。知識點(diǎn)03硬水和軟水1.硬水：含有較多可溶性鈣、鎂物質(zhì)的水；軟水：不含或含有少量可溶性鈣、鎂物質(zhì)的水。2.區(qū)分硬水和軟水的方法：分別向兩種水中滴加肥皂水，產(chǎn)生泡沫較多，垢狀物少的為軟水，泡沫較少，垢狀物多的為硬水。3.硬水的危害：（1）影響清洗劑的使用效率（2）影響人體健康（3）破壞工業(yè)設(shè)備等4.軟化硬水的方法：生活中可通過煮沸水的方法降低水的硬度。實(shí)驗室通過蒸餾的方法得到蒸餾水。5.天然水、礦泉水等一般多屬于硬水，蒸餾水屬于軟水。知識點(diǎn)04過濾1.定義：過濾是一種將液體和固體分離的方法。2.應(yīng)用：利用過濾方法可以將不溶于水（液體）的固體和水（固體）分離開來。3.儀器與用品：燒杯、玻璃棒、漏斗、濾紙、鐵架臺。4.操作要點(diǎn)：“一貼二低三靠”a.一貼：濾紙緊貼漏斗壁。b.二低：濾紙上沿低于漏斗口；液面低于濾紙上沿。c.三靠：漏斗頸下端緊靠承接濾液的燒杯內(nèi)壁；引流的玻璃棒下端輕靠濾紙三層一側(cè)；盛待過濾的燒杯的尖嘴部靠在玻璃棒的中下部。5.玻璃棒的作用是引流。補(bǔ)充：用過濾裝置凈化少量渾濁的河水時，得到的澄清液體是純水嗎？為什么？不是純水，過濾裝置只能分離出不溶于水的固體物質(zhì)，能溶于水的液體物質(zhì)不能過濾出來。知識點(diǎn)05水資源的利用與保護(hù)1.水資源狀況全世界有近半數(shù)的國家和地區(qū)嚴(yán)重缺水，我國人均水量約為世界人均水量的1/4，屬于貧水國家；人類生產(chǎn)、生活所造成的水體污染，進(jìn)一步加劇水資源危機(jī)。海洋是水資源的寶庫，并且蘊(yùn)藏著豐富的礦物質(zhì)，但無法直接利用?？茖W(xué)家正在探索高效淡化海水的化學(xué)方法，以提高海水的利用價值。2.水是人類和許多生物必要的生存條件，我們必須樹立保護(hù)水資源的意識，防止水體污染，養(yǎng)成節(jié)約用水的好習(xí)慣。知識拓展知識拓展拓展01電解水所用電源為直流電。直流電電流大小和方向都不變，交流電電流的大小和方向隨時間周期性變化。=1\*GB3①為增強(qiáng)水的導(dǎo)電性，常在水中加入少量NaOH溶液或稀硫酸。=2\*GB3②判斷氣體種類的方法有：一是根據(jù)產(chǎn)生氣體的體積大小判斷，體積大的是氫氣，體積小的是氧氣；二是根據(jù)電極判斷，與電源負(fù)極相連的玻璃管中產(chǎn)生的是氫氣，與電源正極相連的玻璃管中產(chǎn)生的是氧氣。拓展02氫氣燃燒也能證明水是由氫元素和氧元素組成的。=1\*GB3①氫氣屬于可燃性氣體，不純時遇明火可能發(fā)生爆炸，因此在點(diǎn)燃?xì)錃馇?，一定要檢驗氫氣的純度。=2\*GB3②氫氣的密度小，可用于填充氣球，但由于氣球具有可燃性，不純時遇明火可能發(fā)生爆炸，為避免危險，可以選用密度較小、化學(xué)性質(zhì)相對穩(wěn)定的氦氣作為氣球的填充氣體。拓展03加絮凝劑（明礬）的作用是什么？明礬溶于水后生成的膠狀物吸附水中懸浮雜質(zhì)而沉降活性炭的主要作用是什么？吸附水中色素和異味消毒常用氯氣、二氧化氯，變化類型是什么？化學(xué)變化自來水是純凈物還是混合物？混合物，只有用蒸餾方法得到的蒸餾水才是純凈物，凈化程度最高典型例題典型例題題型01探究水的組成（電解水實(shí)驗）【例1】如圖是電解水實(shí)驗的裝置圖，下列說法錯誤的是A．在水中可加入少量氫氧化鈉以增強(qiáng)導(dǎo)電性B．反應(yīng)一段時間后，a、b玻璃管中產(chǎn)生的氣體體積比約為2：1C．由電解水實(shí)驗得出結(jié)論：水是由氫、氧兩種元素組成的D．將燃著的木條分別放在兩個玻璃管尖嘴口，打開活塞，a管的氣體使燃著的木條燃燒更旺，b管的氣體被點(diǎn)燃【答案】D【解析】A、電解水試驗中水的導(dǎo)電性很弱，故在水中可加入少量氫氧化鈉以增強(qiáng)水的導(dǎo)電性，使水的分解加快，A正確；B、反應(yīng)過程中a玻璃管中生成的是氫氣，b玻璃管中生成的是氧氣，氫氣與氧氣的體積比為2:1，B正確；C、根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變，由電解水實(shí)驗得出結(jié)論是水是由氫、氧兩種元素組成，C正確；D、b玻璃管中生成的是氧氣，氧氣不具有可燃性不能被點(diǎn)燃，D錯誤。故選：D題型02水的凈化【例2】關(guān)于水的說法錯誤的是A．人體中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為70%B．地球上的水總儲量很大，但淡水很少，我們要節(jié)約用水C．明礬用于自來水殺菌、消毒D．自來水廠的凈水過程包括沉淀、過濾、吸附等方法【答案】C【解析】A、人體中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為70%，說法正確，不符合題意；B、地球上的水總儲量很大，但是淡水資源很少，且分布不均，因此，我們要節(jié)約用水，不符合題意；C、明礬溶于水形成的膠狀物具有吸附性，可以吸附水中懸浮的雜質(zhì)，加速其沉降，不能殺菌、消毒，符合題意；D、自來水廠的凈水過程包括沉淀（使懸浮的難溶性雜質(zhì)沉降）、過濾（除去難溶性雜質(zhì)）、吸附（吸附色素和異味）、消毒（除去病毒和細(xì)菌）等方法，不符合題意。故選C。題型03水資源的綜合利用【例3】2021年3月22日是第二十九屆“世界水日”，3月2228日是第三十四屆“中國水周”今年“世界水日”的主題為“ValuingWater”（珍惜水、愛護(hù)水），“中國水周”活動的主題為“深入貫徹新發(fā)展理念，推進(jìn)水資源集約安全利用”下列做法不符合這一主題的是A．生活中提倡使用無磷洗衣粉 B．地球上水資源豐富，取之不盡，用之不竭C．農(nóng)業(yè)和園林澆灌釆用噴灌、滴灌 D．工業(yè)廢水經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后循環(huán)使用【答案】B【解析】A、生活中提倡使用無磷洗衣粉，避免水富營養(yǎng)化，造成水體污染，符合這一主題，不符合題意。B、地球上水資源豐富，但是可利用淡水資源卻非常少，并不是取之不盡，用之不竭，符合題意。C、農(nóng)業(yè)和園林澆灌釆用噴灌、滴灌節(jié)約用水，符合這一主題，不符合題意。D、工業(yè)廢水經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后循環(huán)使用，減少了水資源浪費(fèi)，符合這一主題，不符合題意。故選：B。課后強(qiáng)化課后強(qiáng)化1．在完成“電解水實(shí)驗”時，發(fā)現(xiàn)該反應(yīng)速率較慢，且氫氣與氧氣的體積比很難達(dá)到理論值。為探究電解水時所需NaOH溶液的最佳濃度，在圖1所示裝置中分別注入不同溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的NaOH溶液，在相同電壓下電解3min，電解時NaOH的質(zhì)量不發(fā)生變化，產(chǎn)生氫氣和氧氣的體積如圖2所示。下列說法正確的是A．上述反應(yīng)中分子的種類和數(shù)目都不變B．a(chǎn)管中產(chǎn)生的氣體能支持燃燒，b管中產(chǎn)生的氣體能燃燒C．該實(shí)驗中氫氧化鈉溶液的濃度越大，產(chǎn)生氣體的速率越快D．電解質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14%的NaOH溶液所產(chǎn)生的氫氣、氧氣體積比最接近理論值2．如圖是通過電解水來探究水的組成的實(shí)驗，下列說法錯誤的是A．b管中產(chǎn)生氣泡的速度較快B．生成的氫氣和氧氣體積比約為2：1C．水是由氫氣和氧氣組成的D．在實(shí)驗過程中加少量氫氧化鈉溶液以增加水的導(dǎo)電性3．以下實(shí)驗操作正確的是A．點(diǎn)燃酒精燈B．加熱液體C．量取液體D．過濾A．A B．B C．C D．D4．如圖。下列實(shí)驗操作正確的是A．過濾 B．配制氯化鈉溶液C．檢查裝置的氣密性 D．氧氣檢驗5．云南省水資源短缺嚴(yán)重，愛護(hù)水資源，人人有責(zé)。如圖是某品牌直飲水機(jī)的工作原理圖，下列說法正確的是A．濾膜可除去水中的一切雜質(zhì) B．活性炭在該裝置中起吸附作用C．紫外光消毒可將硬水轉(zhuǎn)化為軟水 D．自來水是混合物，直飲水是純凈物6．水是人類寶貴的自然資源。下列有關(guān)水的凈化說法正確的是A．過濾可以除去水中所有的雜質(zhì)B．活性炭有吸附性，可降低水的硬度C．蒸餾既可以凈化水，也可以降低水的硬度D．明礬可以除去水中的可溶性雜質(zhì)7．中國空間站中航天員生活所需的氧氣來自電解水，下列關(guān)于如圖電解水實(shí)驗的說法正確的一項是

A．電解水時加入硫酸鈉可增強(qiáng)水的導(dǎo)電性 B．該反應(yīng)的基本反應(yīng)類型為化合反應(yīng)C．負(fù)極與正極產(chǎn)生氣體的質(zhì)量之比為2∶1 D．與電源正極相連的一端產(chǎn)生的氣體是氫氣8．如圖是興趣小組設(shè)計的電解水實(shí)驗創(chuàng)新裝置，下列有關(guān)說法正確的是A．實(shí)驗中觀察到注射器針筒內(nèi)氣體的質(zhì)量之比為1:2B．與電源正極端相連的注射器針筒內(nèi)液面下降速率更快C．在水中加入硫酸鈉溶液，可增強(qiáng)水的導(dǎo)電性D．與負(fù)極相連的注射器針筒內(nèi)，產(chǎn)生的氣體可以使帶火星的木條復(fù)燃9．下列關(guān)于水的說法錯誤的是A．肥皂水可以鑒別硬水和軟水B．凈水過程利用了活性炭的吸附性C．噴灌和滴灌可節(jié)約用水D．廚房廢水濾去固體后可直接排向河道10．為了探究分解過氧化氫制氧氣的反應(yīng)中二氧化錳的作用，某同學(xué)在化學(xué)課上完成了如圖所示實(shí)驗，下列相關(guān)分析錯誤的是A．步驟①帶火星木條沒有復(fù)燃，說明沒有氧氣生成B．步驟②的試管壁上可能會沾上黑色粉末C．上述實(shí)驗說明二氧化錳能加速過氧化氫分解D．實(shí)驗后可通過過濾、洗滌、干燥等操作回收二氧化錳11．項目式化學(xué)小組同學(xué)制作了簡易凈水器(如下圖)，下列有關(guān)分析合理的是A．石英砂能吸附水中的懸浮雜質(zhì) B．活性炭能除去水中的色素和異味C．燒杯中得到的水是軟水 D．該凈水器可用于淡化海水12．混合物分離的方法在生產(chǎn)、生活和科學(xué)實(shí)驗中有著廣泛的應(yīng)用。下列做法中應(yīng)用了過濾方法的是A．除去鹽酸中的硫酸 B．分離豆?jié){和豆渣C．除去混在銅粉中的鐵粉 D．用海水曬鹽13．氫氣與氧化銅反應(yīng)的實(shí)驗如圖所示，相關(guān)分析正確的是A．每通入1mol氫氣就會產(chǎn)生1mol水B．通入氫氣前應(yīng)檢驗氫氣的純度C．固體減少的質(zhì)量等于生成的水的質(zhì)量D．固體全部變?yōu)榧t色時，先停止通氫氣再熄滅酒精燈14．項目式學(xué)習(xí)小組利用自制簡易凈水器處理泥水(如圖所示)。下列對泥水處理過程分析錯誤的是A．該過程中發(fā)生的是物理變化B．活性炭能除去泥水中的顏色和異味C．小卵石和石英砂能除去泥水中難溶性雜質(zhì)D．該簡易凈水器能將泥水轉(zhuǎn)化為軟水15．水是生命之源。下列說法不正確的是A．實(shí)驗甲可以區(qū)分硬水和軟水B．實(shí)驗乙可以將硬水軟化C．實(shí)驗乙中的固體既可濾去不溶性物質(zhì)，又可吸附一些溶解的雜質(zhì)D．實(shí)驗丙中a端產(chǎn)生的是氫氣，b端產(chǎn)生的是氧氣16．小麗收集到一瓶渾濁的河水，模擬自來水廠的凈水過程，最終制成蒸餾水。其凈水流程如圖所示：請回答下列問題：(1)加入明礬的作用是；在液體A中加入活性炭，其作用是；(2)在液體B中通入氯氣殺菌、消毒，該過程發(fā)生變化（填“物理”或“化學(xué)”）。(3)操作②的名稱是；操作過程中發(fā)現(xiàn)水流動的速度較低，可能的原因是。(4)上述流程中①②都用到玻璃棒，第一次是，第二次是。(5)比較河水和蒸餾水的硬度，需要加入藥品，具體操作方法是。(6)飲用水中含有鐵、錳、銅、鋅、鈣等多種礦物質(zhì)。這里的鐵、錳、銅、鋅、鈣等是指（填“分子”、“原子”或“元素”）。17．閱讀下面科普短文。地球是一個美麗的“水球”，表面約71%被水覆蓋，淡水僅占總水量的2.5%，其余是海水或咸水，海水淡化是解決人類淡水資源短缺的有效措施，全球海水淡化水用途如圖1所示。海水淡化技術(shù)主要有熱分離法和膜分離法，熱分離法利用蒸發(fā)和冷凝分離水與非揮發(fā)性物質(zhì)，能耗大、成本高；膜分離法利用薄膜的選擇透過性實(shí)現(xiàn)海水淡化，但現(xiàn)有薄膜的水通量低，應(yīng)用受到限制。有科學(xué)家提出，給石墨烯“打上”許多特定大小的孔，制成單層納米孔：維薄膜，可進(jìn)行海水淡化，石墨烯海水淡化膜工作原理如圖2所示。依據(jù)上文，回答下列問題。(1)全球海水淡化水用途排在首位的是。(2)熱分離法中，水發(fā)生了（填“物理變化”或“化學(xué)變化”）。限制熱分離法大規(guī)模應(yīng)用的原因是。(3)海水淡化除去的一種離子是。(4)圖3為某自來水廠的凈化步驟，其中與膜分離法將海水淡化的原理相同的凈水步驟是（填字母）。自來水廠的凈水過程（填“能”或“不能”）將硬水轉(zhuǎn)化成軟水。生活中將硬水軟化的方法是。(5)石墨烯、金剛石和C60均屬于碳單質(zhì)，下列說法正確的是_____（填字母）。A．都由碳元