水的净化和组成

水的组成与净化要点一、水的电解实验1.实验装置：2.实验现象：（1）电极上均有气泡产生；(2)a、b两试管中气体体积比约为2:1。3.气体验证：（1）a中气体点燃火焰呈蓝色（若气体量少，可能有爆鸣声），证明是氢气；（2）b中气体能使带火星的木条复燃，证明是氧气。4.实验结论：水在直流电的作用下，发生了分解反应，生成了氢气和氧气。水氢气+氧气H2OH2O2从上面的实验和发生的化学反应可以说明，水是由氢元素和氧元素组成的。【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.理论上水分解产生氢气和氧气的体积比为2:1，但由于氧气比氢气在水中溶解的量多，所以实验中氢气与氧气的体积比往往大于2:1。要点二、氢气1.物理性质：氢气是一种无色、无味的气体，难溶于水，密度比空气的小（最轻的气体）。2.化学性质：纯净的氢气在空气中安静地燃烧，产生淡蓝色火焰，放出大量热，生成水。氢气+氧气水H2O2H2O3.检验氢气的纯度：（1）验纯的原因：如果氢气不纯，当空气里混入氢气的体积达到总体积的4.0%-74.2％时，点燃就会发生爆炸，这个范围叫做氢气的爆炸极限。所以点燃氢气前一定要检验氢气的纯度。（2）验纯的方法：如图所示，收集一小试管氢气，用拇指堵住试管口，使试管口稍向下倾斜，接近酒精灯火焰，再移开拇指点火。若听到尖锐的爆鸣声，则表明氢气不纯，需要再收集检验。若声音很小或听到轻微的“噗”声，说明氢气已纯净。【要点诠释】1.经检验不纯需要用排空气法再重新收集时，要用拇指按住试管口一会，否则试管内的氢气火焰可能还未熄灭，有可能使气体发生器内不纯的氢气燃烧发生爆炸。2.点燃任何可燃性气体（如氢气、一氧化碳等）之前都要检验气体的纯度，以防止发生爆炸。3.氢气是理想的能源（氢气燃烧放热多，燃烧产物不污染环境）。当前发展氢能源所面临的主要问题有：高效、经济的制氢方法；贮存、运输氢气的安全问题等。要点三、单质和化合物1.单质：由同种元素组成的纯净物叫做单质，如氧气、氮气、铁、铜等。2.化合物：由不同种元素组成的纯净物叫做化合物，如水、二氧化碳、高锰酸钾、氧化铁等。3.氧化物：由两种元素组成的化合物，其中一种元素是氧元素的叫做氧化物，如二氧化碳等。4.单质、化合物和氧化物的比较：单质化合物氧化物区别宏观组成由同种元素组成由不同种元素组成由氧元素和另一种元素组成微观构成由同种原子直接构成或由同种元素的原子构成的分子不同种元素的原子构成的分子不同种元素的原子构成的分子化学性质不能发生分解反应在一定条件下可以发生分解反应在一定条件下可以发生分解反应分类可分为金属、非金属、稀有气体三类可分为酸、碱、盐、氧化物等金属氧化物、非金属氧化物联系都是纯净物，都有固定组成，某些单质在一定条件下发生化合反应可以生成化合物，某些化合物在一定条件下发生分解反应可以生成单质【要点诠释】“氧化物”与“含氧化合物”不一样，后者包含着前者。化合物中只要含有氧元素，就是含氧化合物，如高锰酸钾属于“含氧化合物”但不属于“氧化物”。要点四、水的净化1.自来水的净化过程：自来水的生产过程可分为以下几个步骤：（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，得到更清的滤后水；（3）在滤后水中通入适量氯气（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.明矾的净水作用：明矾常用作絮凝剂。它能在水中生成凝胶状的物质，该物质具有很强的吸附能力，能使水中细小的悬浮杂质集结而下沉。4.活性炭的净水作用：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。【要点诠释】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。要点五、过滤和蒸馏2．过滤操作过滤器的准备Ⅰ、取一张圆形滤纸，对折两次，然后打开，使滤纸成为圆锥形（一边为一层滤纸，一边为三层滤纸），放入漏斗内，使滤纸紧贴漏斗壁，并使滤纸边缘略低于漏斗口，用少量水湿润滤纸并使滤纸与漏斗之间没有气泡。Ⅱ、滤纸不用水湿润则无法紧贴漏斗壁，会造成滤纸与漏斗壁之间有气泡，从而影响过滤速率。如果发现有气泡，应用玻璃棒轻轻赶出。Ⅲ、一次过滤所得的滤液仍浑浊时，应再过滤一次。如果两次过滤后滤液仍然浑浊，则应检查试验装置并分析原因，例如滤纸破损、过滤时液面高于滤纸边缘、仪器不干净等。（1）所用仪器：烧杯、漏斗、玻璃棒、铁架台。（2）装置：如图所示。（3）操作要领：一贴、二低、三靠。①一贴：是指滤纸紧贴漏斗内壁，不得留有气泡，以免影响过滤速度。②二低：是指滤纸边缘低于漏斗边缘；液面低于滤纸边缘，防止滤液从漏斗内壁与滤纸间的间隙流过，影响过滤质量。③三靠：是指烧杯的尖嘴处紧靠玻璃棒（玻璃棒起引流的作用）；玻璃棒的下端靠在三层滤纸处（防止玻璃棒戳穿滤纸）；漏斗下端管口紧靠烧杯内壁（防止滤液飞溅）。2.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。蒸馏装置如图所示：要点六、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.硬水的危害：硬水除对生活(如洗涤)和生产(如锅炉)有危害外，长期饮用硬度很高的水，对人体的健康也有不利的影响。4.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，在工业上常用离子交换法和药剂软化法来得到软水。【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。要点七、爱护水资源1.水污染的来源：（1）工业生产中“三废”（废水、废渣、废气）的任意排放；（2）农业生产中农药、化肥的不合理施用；（3）石油、重金属离子对水体的污染；（4）生活污水的任意排放。2.水体污染的危害：（1）工业废水及农药等含有毒物质影响人类和水生植物生长，危害人类健康。（2）含磷洗涤剂、化肥及生活污水含有大量植物营养物质，大量排放，引起水的富营养化。3.防止水污染的主要措施：（1）提高环保意识，加强水质的监测。（2）工业“三废”要进行综合利用和经处理后再排放。（3）农业上提倡使用农家肥，合理使用化肥和农药。【典型例题】类型一、考查水的电解实验例1.下列说法中正确的是（）①电解水时，与电源负极相连的电极上产生气体的质量比正极小，且具有可燃性；②电解水时，正、负两极分别有氢气和氧气，而且体积比约为2：1；③电解水时，与正极相连的玻璃管内汇集的气体比与负极相连的气体体积小。A.①③B.②③C.①②D.①②③【变式】下图中图a是电解水的简易装置，图b为电解水生成气体的体积与时间的关系图。试回答下列问题：(1)图a中电源的正极是，负极是。（填甲或乙）(2)接通电源后，甲管内水位下降的快，其原因是。(3)若用点燃的火柴检验B气体（如图b），现象是，说明气体B有性质，气体B的名称是。(4)实际操作中，甲、乙体积比常大于2：1，原因是。类型二、考查水的净化、硬水和软水例2.水是生命之源，应该爱护水资源。下列净化水的方法中发生了化学反应的是（）A.通过蒸馏来净化水B.通过过滤来净化水C.用活性炭来净化水D.用明矾来净化水例3.（2015•长沙中考）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【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【变式2】自来水厂净化过程中要分步加入下列试剂，其中用于除去臭味的是()A.明矾B.活性炭C.氯气D.漂白粉类型三、考查单质和化合物例4.下列叙述正确的是（）A．由同种元素组成的物质就是单质B．由不同种元素组成的物质就是化合物C．单质一定是由一种元素组成的D．化合物一定是由两种元素组成的【变式】下图表示的是气体分子的模型，图中分别表示不同元素的原子，其中表示化合物的模型的是（）【巩固练习】一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)1.下列关于水的叙述正确的是()①具有可燃性②单质③化合物④无色无味⑤在101kPa（常温）下凝固点是0℃⑥纯净物A．②④⑤⑥B．③④⑤⑥C．①②③⑥D．①③④⑥2.以氢燃料电池为动力的客车现正在北京的部分公交路线试运行。跟普通客车不同的是，氢燃料客车运行过程中不排放任何有害气体，称为“零排放”汽车。其原因是（）A．氢气比空气轻B．氢气有广泛的来源C．氢气燃烧时放热多D．氢气燃烧后只生成水3.下列有关水的说法正确的是（）A．海水属于混合物B．地球上淡水资源非常丰富C．过滤能除去水中所有杂质D．水由氢气和氧气组成4.长期饮用硬水会引起体内结石，下列有关硬水和软水的说法错误的是（）A．过滤不能降低水的硬度B．使用硬水烧水易产生水垢C．用肥皂水可以区别硬水和软水D．生活中常用蒸馏的方法降低水的硬度5.下列说法中正确的是（）A．清澈透明的水一定是纯净物B．活性炭可以吸附掉水中的臭味C．青少年长期饮用纯净水有益健康D．水由两个氢元素和一个氧元素组成6．用如图所示的简易净水器处理浑浊的河水，下列分析正确的是（）A．净化后的水属于纯净物B．该净水器能将硬水变为软水C．该净水器能杀菌消毒D．用活性炭可以除去水中的色素和异味7．河水净化的主要步骤如下所示。有关说法错误的是（）A．步骤Ⅰ可除去难溶性杂质B．X试剂可以是活性炭C．步骤Ⅲ可杀菌、消毒D．净化后的水是纯净物8.水是人类生活不可缺少的物质。日常生活中不少人喜欢喝纯净水，市售的纯净水有些就是蒸馏水。有关这类纯净水的下列说法正确的是（）A．纯净水可以通过自来水加热产生的水蒸气冷却而获得B．纯净水是清洁、纯净的，长期饮用对健康有益而无害C．纯净水中含有人体所需的矿物质和多种微量元素D．纯净水是纯天然饮品，不含任何化学物质9.每个人都应该树立保护水资源的意识，养成节约用水的习惯。下列节水措施中不正确的是（）A．洗过菜的水用来浇花B．推广使用节水龙头C．工业废水处理后循环使用D．少喝水，不洗澡二、填空题10.2014年3月27日，《人民日报》报导：我国海洋环境状况总体较好，但近岸局部海域污染严重，环境灾害多发。造成海域污染的主要原因有________，防止水污染的措施有_________。（各答一点即可）11.水是生命之源，我国规定饮用水质必须在感官指标、化学指标、病理学指标等方面达标方可成为饮用水。(1)感官指标的主要要求：①不得呈现异色；②不得有异味；③不得含有肉眼可见物；④应澄清透明。净化水时，前两个指标可以利用(填物质的名称)的吸附作用达到；后两个指标可以通过加入常用的絮凝剂如(填物质的名称)，经沉降、过滤后达到。(2)净化水时，常用到静置、吸附、过滤、蒸馏等操作，其中净水程度最高的是。12．在我国农村一些地方所饮用的水常常是河水，由于河水中一般含有大量的泥沙、悬浮物和细菌等杂质，因此必须要进行净化处理。其中可用次氯酸来杀死细菌，即将漂白粉(有效成分是次氯酸钙)投入水中以产生次氯酸。下列是某户居民在饮用水之前对河水的处理步骤：河水→A(明矾)→B(沉淀)→C(过滤)→D(漂白粉)→净水(1)可以除去较大颗粒、悬浮物杂质的步骤是。(2)能够消毒杀菌的步骤为。(3)A中加明矾的作用是。(4)该农户得到的净水是(填“纯