【专项练习】2021年中考化学分类汇编 09总复习：水组成的实验探究 水的净化 爱护水资源(基础)

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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.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.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。
5.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。
6.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。
7.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。
【要点诠释】
1.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。
2.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。
3.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。
4.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
考点三、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.下图是水的电解实验装置示意图，关于该实验的说法不正确的是（ ）
A．该实验的主要目的是验证水的组成
B．水电解产生的氢气和氧气的质量比是2：1
C．试管1中的气体能使带火星的木条复燃
D．电解水的化学方程式是2H2O2H2↑+O2↑
【思路点拨】根据题图所示水电解生成氢气和氧气的体积比，结合水、氧气、氢气等物质的性质来解答。
【答案】B
【解析】因水通电分解生成氢气和氧气，由元素守恒可知水中含有H、O元素，则该实验可验证水的组成，故A说法正确。由题图可知氢气和氧气的体积比为2：1，而质量比为1：8，故B说法不正确。因试管1中的气体为氧气，氧气具有助燃性，则可使带火星的木条复燃，故C说法正确。根据水分解生成氢气和氧气，反应条件为通电，则化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑，故D说法正确。
【总结升华】本题考查水的通电分解实验，学生应学会利用图中给出的信息来解答，并注意学科方法及化学用语在解题中的应用。
2.在电解水的实验中，可以直接观察到的现象是（ ）
水由氢、氧两种元素组成
有氢气和氧气产生，且体积比为2：1
C．在电极上均有气泡产生，两个试管内气体的体积之比约为2：1
D．每个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的
【思路点拨】根据电解水的实验现象进行分析判断即可，要注意实验现象与实验结论的区别。
【答案】C
【解析】“水由氢、氧两种元素组成”，是通过电解水的实验得出的实验结论，故A不符合题意。“有氢气和氧气产生”，是通过电解水的实验得出的实验结论，故B不符合题意。水通电后，“在电极上均有气泡产生，两个试管内气体的体积之比约为2：1”，此现象能直接观察到，故C为正确选项。“每个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的”，是通过电解水的实验得出的实验结论，故D选项不符合题意。
【总结升华】水通电分解时，正极产生的气体为氧气、负极产生的气体为氢气，两气体的体积比为1：2；通过该实验验证了水由氢氧两种元素组成；该实验过程中水分子分成氢原子和氧原子，氢、氧原子又重新组合成氢分子和氧分子，即水分子发生了变化，氢原子、氧原子没有变化。
3.电解水生成氢气和氧气的过程属于（ ）
A．化学变化 B．物理变化 C．化合反应 D．置换反应
【思路点拨】根据反应前、反应后的物质种类，看是否有新物质生成，从而判断是物理变化还是化学变化；还需了解四种基本反应类型的区别。
【答案】A
【解析】由题目中所给信息，电解水生成氢气和氧气可知，反应前的物质是水，反应后的物质是氢气和氧气，有新物质生成，所以属于化学变化；该反应由一种物质（水）分解生成了两种物质（氢气和氧气），属于分解反应。
【总结升华】水电解时两极上产生气体的识记和验证，是解答与水电解实验有关试题的基础和关键。物理变化与化学变化的本质区别：是否有新物质生成；分解反应的特点是“一变多”，化合反应的特点是“多变一”，置换反应是单质与化合物反应生成另一种单质和另一种化合物。
举一反三：
【变式1】有关电解水实验（如图所示）的下列叙述，错误的是（ ）
A．试管甲中的气体是氢气
B．试管乙中的气体能使带火星的木条复燃
C．该实验证明水由氢气和氧气组成
D．电解水的过程中电能转变为化学能

【答案】C
【变式2】如图所示是水的电解实验。该实验的主要目的是（ ）
A．观察水分解的现象 B．研究水分解产物的性质
C．探究水分解的条件 D．验证水由氧元素和氢元素组成

【答案】D
类型二、考查水的净化、水的污染和防治
4.自然界的水因含有许多杂质而需要净化，下列操作中不能使水得到净化的是（ ）
A．蒸馏 B．活性炭吸附 C．加入肥皂水 D．过滤
【思路点拨】根据净化水的操作原理及在净化过程中所起到的作用，进行分析判断即可。
【答案】C
【解析】蒸馏，使水通过蒸发、冷凝处理，处理后的水中只含水一种物质（称为蒸馏水），所以蒸馏能使水得到净化；活性炭吸附沉淀是利用了活性炭的吸附性，除去水中的异味、不溶性固体杂质以及可溶性的杂质，能使水得到净化；加入肥皂水，根据产生泡沫的多少，可以检验是硬水还是软水，但不能使水得到净化；过滤可除去水中不溶性杂质，所得的水尽管还含有可溶性杂质，但能使水得到净化。故ABD不符合题意，选C。
【总结升华】本题难度不大，考查了常见净化水的方法，明确沉淀、过滤、吸附、蒸馏的原理是正确解答本题的关键。
5.“人离不开水，没有水就没有生命”。在生产自来水的过程中不能加入或通入的物质是（ ）
A．明矾 B．漂白粉 C．臭氧 D．硫酸铜
【思路点拨】可以根据加入水的物质的性质进行分析、判断，从而得出正确的结论。
【答案】D
【解析】明矾、漂白粉、臭氧都能对水进行消毒，对人体无害．硫酸铜属于重金属盐，对人体有害。故选D。
【总结升华】解答本题的关键是要掌握各种物质的性质，只有掌握了物质的性质才能确定物质的用途。
6.（2020•广东中考）下列净化水的方法中，净化程度最高的是（ ）
A．吸附 B．沉降 C．过滤 D．蒸馏
【思路点拨】根据吸附会除去异味和杂质，沉降会除去颗粒较大的杂质，过滤操作的原理，蒸馏可以将水转化成水蒸气，然后再液化得到纯净的水进行分析解答。
【答案】D
【解析】
A、吸附只会除去水中的异味和色素，不会除去其他可溶性的杂质；
B、沉降只会除去颗粒较大的杂质，不会除去其他的杂质；
C、过滤可以除去不溶性颗粒较小的杂质，不会除去细菌和可溶性的杂质；
D、蒸馏是将水转化成水蒸气，然后再液化的一种操作，得到纯净的水；故净化程度最高的净水方法是蒸馏。
【总结升华】首先分析各种操作的净水效果，然后结合具体的情况进行分析解答。
举一反三：
【变式1】下图所示的各项操作中，能使硬水软化的是（ ）

【答案】C
【解析】硬水是溶有较多可溶性钙、镁化合物的水，硬水软化就是完全除去或部分除去水中的钙、镁化合物，最常用的方法就是将硬水煮沸，使水中的钙、镁化合物发生变化而沉淀出来。A，D的操作只能除去水中的不溶性杂质，B的操作既不能除去可溶性杂质，也不能除去不溶性杂质。
【变式2】（2020浙江中考）浙江省委、省政府发出了“治污水、防洪水、排涝水、保供水、抓节水”的五水共治动员令。下列做法与“五水共治”行动相符合的是（ ）
A．围湖造田 B．随意倾倒生活垃圾
C．及时拧紧水龙头 D．工业废水直接排人河流
【答案】C
【解析】围湖造田是指将湖泊的浅水草滩由人工围垦成为农田，过度围垦往往会损害湖泊自然资源，破坏湖泊生态环境和调蓄功能，故A不合题意；B、D的做法会污染水体，也不合题意。C可防止水的滴漏，节约用水，符合题意。