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第四單元　自然界的水 目錄： 考點(diǎn)梳理 規(guī)律方法探究 自主測(cè)試 考點(diǎn)梳理 一、水 1.水的物理性質(zhì) 純凈的水是__沒(méi)有__顏色、_沒(méi)有___氣味的液體。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的凝固點(diǎn)是0 ℃，沸點(diǎn)是100 ℃，水在__4℃時(shí)密度(_1_gcm-3)最大，水結(jié)冰時(shí)體積變_大__，所以冰比水密度_小__，能_浮__在水面上。 2.水的電解 注意：(1)為了增強(qiáng)水的導(dǎo)電性，有時(shí)可在水中加入適量的稀硫酸或氫氧化鈉溶液。 (2)電解水所用電源為直流電源。 (3)氧氣在水中溶解度比氫氣稍大，氧氣氧化性很強(qiáng)，有時(shí)在電極上就與電極發(fā)生了氧化反應(yīng)，所以實(shí)驗(yàn)中V(O2)∶V(H2)<1∶2。 3.水的凈化 (1)凈化方法 ①吸附。 a.絮凝劑吸附：利用明礬溶于水生成的_膠狀物_對(duì)雜質(zhì)的吸附使雜質(zhì)沉降。 b.活性炭吸附：能吸附水中_不溶性_雜質(zhì)和少量_可溶性__雜質(zhì)，除去__臭味_。 ②過(guò)濾：適用于__不溶性固體與__液體__的分離。 操作方法： ③蒸餾：能除去水中的雜質(zhì)，還能降低水的硬度。 (2)自來(lái)水廠水的凈化過(guò)程 天然水→加__絮凝劑__→沉淀→過(guò)濾→加活性炭_吸附___→消毒殺菌→自來(lái)水。 4.硬水和軟水 (1)定義 ①硬水：含有較多____可溶性鈣、鎂化合物___的水。 ②軟水：不含或含較少___可溶性鈣、鎂化合物___的水。 (2)區(qū)分方法 將肥皂水分別加入到盛有等量水樣的燒杯中，產(chǎn)生泡沫較多的是_軟水__，產(chǎn)生泡沫較少的是__硬水___。 (3)硬水的危害 ①和肥皂反應(yīng)，降低洗滌效果。②鍋爐燒水時(shí)，易形成__水垢_，妨礙熱傳導(dǎo)，嚴(yán)重時(shí)可能引起___爆炸_。③飲用硬水，會(huì)影響人體健康。 (4)硬水軟化的方法 ①生活中：采用__煮沸_法。②實(shí)驗(yàn)室：采用___蒸餾_法。 5.愛(ài)護(hù)水資源 (1)節(jié)約用水。 提高水的_利用效益__，使用新技術(shù)、改革工藝和改變習(xí)慣以減少用水量。 (2)防止水體污染。 ①水體污染是指大量污染物質(zhì)排入水體，超過(guò)水體的_自凈能力_使水質(zhì)惡化的現(xiàn)象。②水體污染的來(lái)源：__工業(yè)污染、農(nóng)業(yè)污染和生活污染_。③水體污染的危害：破壞_生態(tài)平衡_，影響工農(nóng)業(yè)和漁業(yè)生產(chǎn)、危害人體健康。④水體污染的防治措施：工業(yè)上，減少污染物的產(chǎn)生，對(duì)污染的水體進(jìn)行處理。農(nóng)業(yè)上，提倡使用農(nóng)家肥，合理使用____農(nóng)藥__和__化肥 。生活污水實(shí)行__集中處理和排放_(tái)_。 二、氫氣 1.性質(zhì) (1)物理性質(zhì) 氫氣是一種無(wú)色，無(wú)味，密度比空氣小，難溶于水的氣體。 (2)化學(xué)性質(zhì) ①可燃性 現(xiàn)象：在空氣中燃燒，火焰為_淡藍(lán)__色，放出大量熱。 化學(xué)方程式：_________________。 ②還原性。 氫氣還原氧化銅的現(xiàn)象：黑色粉末逐漸變成紫紅色，試管口有__水珠__出現(xiàn)。 化學(xué)方程式：____________________。 (3)驗(yàn)純。 ①原因：當(dāng)氫氣不純時(shí)，點(diǎn)燃時(shí)可能會(huì)發(fā)生___爆炸__。 ②方法：收集一試管氫氣→用拇指堵住管口→移近火焰點(diǎn)火 2.用途 作燃料，其優(yōu)點(diǎn)是：(1)____ 放出的熱量高_(dá)_；(2)燃燒產(chǎn)物___不污染環(huán)境__； (3)是理想的可再生能源。 填充氣球、冶煉金屬、用于合成氨和鹽酸工業(yè)等。 三、物質(zhì)的分類 1.物質(zhì)的分類 2.混合物和化合物的比較 3.單質(zhì)與化合物的比較 四、化學(xué)式 1.化學(xué)式的定義 用元素符號(hào)和__數(shù)字__表示物質(zhì)組成的式子。 2.化學(xué)式表示的意義 (1)由分子構(gòu)成的物質(zhì)。 (2)由原子構(gòu)成的物質(zhì)(以Cu為例)。 微觀：表示一個(gè)銅原子。 (3)化學(xué)式前若出現(xiàn)數(shù)字則只能表示微觀意義。 例如2O2：表示___兩個(gè)氧分子。 3.化學(xué)符號(hào) 周圍數(shù)字的含義 a：表示有a個(gè)R粒子(原子、分子或離子等)。 b：表示一個(gè)粒子中含有b個(gè)某原子。 c：表示一個(gè)R離子帶c個(gè)單位正(或負(fù))電荷。 d：表示(某化合物中)R元素的化合價(jià)為+d價(jià)(或-d價(jià))。 4.化學(xué)式的讀寫方法 5.有關(guān)化學(xué)式的計(jì)算 (1)求相對(duì)分子質(zhì)量。 相對(duì)分子質(zhì)量=化學(xué)式中各個(gè)原子的相對(duì)原子質(zhì)量的總和。 (2)求組成物質(zhì)的各元素的質(zhì)量比。 宏觀上組成化合物的各元素的質(zhì)量比應(yīng)等于微觀上每個(gè)分子中各種原子的相對(duì)原子質(zhì)量與原子個(gè)數(shù)乘積之比。例如，在化合物MaNb中，若M、N的相對(duì)原子質(zhì)量分別為m、n，則M、N兩種元素質(zhì)量比為 (3)求物質(zhì)中某一元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 在化合物AxBy中，A元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù) (4)求一定量某化合物中某一元素的質(zhì)量。 某元素質(zhì)量=化合物質(zhì)量化合物中該元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù) (5)求混合物中某元素的質(zhì)量。 混合物中某元素的質(zhì)量=混合物質(zhì)量純度該元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 五、化合價(jià) 1.化合價(jià)的定義 用來(lái)表示元素原子之間相互化合的數(shù)目。 2.化合價(jià)規(guī)則(確定化合物中元素的化合價(jià)) (1)化合價(jià)有__正價(jià)_和__負(fù)價(jià)__之分。 (2)在化合物中氧元素通常顯_-2__價(jià)，氫元素通常顯_+1__價(jià)。 (3)金屬元素與非金屬元素化合時(shí)，金屬元素顯__正價(jià)_____，非金屬元素顯負(fù)價(jià)。 (4)一些元素在不同物質(zhì)中顯不同的化合價(jià)。 (5)在化合物里各元素正、負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為__0__。 (6)在單質(zhì)中，元素的化合價(jià)為0。 3.化合價(jià)的表示方法 化合物中各元素的化合價(jià)通常在化學(xué)式中元素符號(hào)或原子團(tuán)_正上方__標(biāo)出，一般把“+”“-”寫在前，價(jià)數(shù)寫在后，例如： 規(guī)律方法探究 歸類示例一　水的電解實(shí)驗(yàn) 【例1】 下圖所示的是電解水實(shí)驗(yàn)裝置。通電一段時(shí)間后，在兩個(gè)試管中分別收集到氣體a和氣體b。 請(qǐng)回答： (1)電解水時(shí)，將　電能　轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。 (2)氣體a為___氫氣(或H2)_。 (3)實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)氣體b的方法是 ___將帶火星木條伸入盛有氣體b的試管中，觀察木條是否復(fù)燃_。 解析：電解水是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。從圖中可知?dú)怏wa的體積較大，應(yīng)是氫氣，氣體b的體積較小，應(yīng)是氧氣。氧氣的檢驗(yàn)方法是將帶有火星的木條放入試管中，看木條能否復(fù)燃。 歸類示例二　水的凈化 【例2】 河水凈化的主要步驟如圖所示。有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　D　) A.步驟Ⅰ可除去不溶性雜質(zhì) B.X試劑可以是活性炭 C.步驟Ⅲ可殺菌、消毒 D.過(guò)濾能使硬水轉(zhuǎn)化為軟水 解析：過(guò)濾能除去河水中不溶性固體雜質(zhì)，A項(xiàng)正確；活性炭具有吸附性，能除去水中的色素和異味，B項(xiàng)正確；液氯能殺菌、消毒，C項(xiàng)正確；過(guò)濾只能除去不溶性固體雜質(zhì)，不能除去水中可溶性的鈣、鎂化合物，因此不能使硬水轉(zhuǎn)化為軟水，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 歸類示例三　愛(ài)護(hù)水資源 【例3】 我們應(yīng)倡導(dǎo)保護(hù)水環(huán)境、珍惜水資源。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)不論是自來(lái)水還是純凈水，你認(rèn)為保持水化學(xué)性質(zhì)的最小粒子是　水分子　。下列選項(xiàng)中能確認(rèn)水是由氫元素和氧元素組成的實(shí)驗(yàn)是__C____ (填序號(hào)，下同)。 A.水的蒸餾 B.水的蒸發(fā) C.水的電解 D.水的凈化 (2)如圖是我國(guó)部分地區(qū)人均水量圖，從中可以看出天津市是極度缺水的城市。下列做法符合節(jié)約用水的是　ABC　　。 A.使用節(jié)水龍頭 B.用淘米水洗碗 C.用噴灌、滴灌方法給農(nóng)作物澆水 D.使用不間斷地邊注水邊沖洗、排水的家用洗衣機(jī)漂洗衣物 解析：(1)水是由水分子構(gòu)成的，保持水的化學(xué)性質(zhì)的最小粒子是水分子；通過(guò)電解得到H2和O2，證明水是由氫元素和氧元素組成的。(2)節(jié)約用水的措施有：①使用節(jié)水龍頭；②水循環(huán)利用，如用淘米水洗碗、澆花和沖廁所等，農(nóng)業(yè)上提倡噴灌、滴灌給農(nóng)作物澆水；③用淋浴洗澡等。洗衣機(jī)不間斷地邊注水邊沖洗，會(huì)造成水資源浪費(fèi)。 歸類示例四　化學(xué)式的意義 【例4】 我國(guó)自主研發(fā)的抗腫瘤新藥西達(dá)苯胺(化學(xué)式是C22H19FN4O2，相對(duì)分子質(zhì)量為390.4)，填補(bǔ)了我國(guó)T細(xì)胞淋巴瘤新藥的空白，下列說(shuō)法不正確的是(　C　) A.西達(dá)苯胺由五種元素組成 B.西達(dá)苯胺不屬于氧化物 C.一個(gè)西達(dá)苯胺分子的質(zhì)量是390.4 g D.一個(gè)西達(dá)苯胺分子由48個(gè)原子構(gòu)成 解析：西達(dá)苯胺由碳、氫、氟、氮、氧五種元素組成，故A正確；西達(dá)苯胺是由五種元素組成的化合物，不屬于氧化物，故B正確；分子屬于微觀粒子，一個(gè)分子的質(zhì)量是非常小的，故C不正確；一個(gè)西達(dá)苯胺分子是由22個(gè)碳原子、19個(gè)氫原子、1個(gè)氟原子、4個(gè)氮原子和2個(gè)氧原子構(gòu)成的，則一個(gè)西達(dá)苯胺分子由48個(gè)原子構(gòu)成，故D正確。 歸類示例五　單質(zhì)、化合物與氧化物 【例5】 化學(xué)概念在邏輯上可能存在如圖所示的關(guān)系，例如：純凈物與混合物屬于并列關(guān)系。 下列說(shuō)法正確的是(　C　) A.單質(zhì)與化合物屬于包含關(guān)系 B.化合物與氧化物屬于并列關(guān)系 C.氧化反應(yīng)與化合反應(yīng)屬于交叉關(guān)系 D.中和反應(yīng)與復(fù)分解反應(yīng)屬于并列關(guān)系 解析：純凈物按含有元素種類的異同，可分為化合物與單質(zhì)，所以單質(zhì)與化合物是并列關(guān)系，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由兩種元素組成的化合物中，其中一種元素是氧元素的叫做氧化物，兩者屬于包含關(guān)系，B項(xiàng)錯(cuò)誤；化合反應(yīng)是由兩種或兩種以上物質(zhì)生成一種新物質(zhì)的反應(yīng)，氧化反應(yīng)一般是指物質(zhì)與氧氣發(fā)生的反應(yīng)，有氧氣參加的化合反應(yīng)屬于氧化反應(yīng)，生成物只有一種的氧化反應(yīng)是化合反應(yīng)，兩者屬于交叉關(guān)系，C項(xiàng)正確； 中和反應(yīng)屬于復(fù)分解反應(yīng)的一種，兩者屬于包含關(guān)系，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 歸類示例六　根據(jù)元素化合價(jià)確定化學(xué)式 【例6】 “笑氣”是人類最早應(yīng)用于醫(yī)療的麻醉劑之一，“笑氣”是氮的一種氧化物，該氧化物中氮元素的化合價(jià)為+1價(jià)，則“笑氣”的化學(xué)式為(　B　) A.N2 B.N2O C.N2O3 D.NO2 解析：“笑氣”是一種氮的氧化物，則由氮元素和氧元素組成，其中氮元素的化合價(jià)為+1價(jià)，氧元素的化合價(jià)為-2價(jià)，設(shè)其化學(xué)式為NaOb，則a+b(-2)=0，a∶b=2∶1，故“笑氣”的化學(xué)式為N2O。 歸類示例七　有關(guān)化學(xué)式的計(jì)算 【例7】 低鈉鹽適合患有高血壓、腎病、心臟病的患者服用，蘋果酸鈉鹽(C4H5O5Na)是低鈉鹽的一種。請(qǐng)回答： (1)蘋果酸鈉鹽的相對(duì)分子質(zhì)量是　156　　。 (2)蘋果酸鈉鹽中各元素的質(zhì)量比為m(C)∶m(H)∶m(O)∶m(Na)= 48∶5∶80∶23　。 (3)若某病人每天食用5.85 g蘋果酸鈉鹽，比食用相同質(zhì)量的食鹽(NaCl)少攝入鈉元素多少克?(計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)) 21.4 g 解析：(1)由蘋果酸鈉鹽(C4H5O5Na)的化學(xué)式,可求出其相對(duì)分子質(zhì)量=124+15+165+23=156; (2)蘋果酸鈉鹽中m(C)∶m(H)∶m(O)∶m(Na)=(124)∶(15)∶(165)∶23=48∶5∶80∶23；(3)5.85 g NaCl中鈉元素的質(zhì)量為5.85 g 100%=2.3 g,5.85 g C4H5O5Na中鈉元素的質(zhì)量為5.85 g 100%≈0.86 g，5.85 g NaCl比等質(zhì)量的C4H5O5Na多出的鈉元素的質(zhì)量為2.3 g-0.86 g≈1.4 g。 自主測(cè)試 1.下列關(guān)于水的說(shuō)法中不正確的是(　C　) A.水是由氫、氧元素組成的 B.可用肥皂水區(qū)分硬水和軟水 C.電解水時(shí)，正負(fù)極產(chǎn)生氣體的體積比約是2∶1 D.凈化水常用吸附、沉淀、過(guò)濾和蒸餾等方法 解析：電解水2H2O 2H2↑+O2↑，正極產(chǎn)生氧氣，負(fù)極產(chǎn)生氫氣，正負(fù)極產(chǎn)生氣體的體積比約是1∶2，故C錯(cuò)誤。 2.水是生產(chǎn)生活中不可缺少的物質(zhì)。下列關(guān)于水的說(shuō)法中正確的是(　C　) A.明礬可以區(qū)分硬水和軟水 B.在自來(lái)水廠凈化水的過(guò)程中，發(fā)生的變化都是物理變化 C.水與過(guò)氧化氫的組成元素相同，均可用于制備氧氣 D.為了節(jié)約用水，可以用工業(yè)廢水直接澆灌農(nóng)田 解析：明礬可以凈化水，但是不能區(qū)分硬水和軟水，用肥皂水可以區(qū)分，故A不正確；在自來(lái)水廠凈化水的過(guò)程中，沉降、過(guò)濾、吸附是物理變化，消毒是化學(xué)變化，故B不正確；水與過(guò)氧化氫的組成元素相同，它們都含有氧元素，因此均可用于制備氧氣，故C正確；工業(yè)廢水中含有有害物質(zhì)，用工業(yè)廢水直接澆灌農(nóng)田會(huì)使農(nóng)作物受到污染，影響農(nóng)作物生長(zhǎng)，故D不正確。 3.用右圖所示的簡(jiǎn)易凈水器處理渾濁的河水，下列分析正確的是(　D　) A.凈化后的水屬于純凈物 B.該凈水器能將硬水變?yōu)檐浰? C.該凈水器能殺菌消毒 D.用活性炭可以除去水中的色素和異味 解析：該凈化裝置可以濾去河水中的不溶物，還可以吸附掉一些溶解的雜質(zhì)，除去臭味，但仍含有大量的微生物及一些可溶性雜質(zhì)，屬于混合物；硬水經(jīng)過(guò)煮沸可轉(zhuǎn)化為軟水，D項(xiàng)正確。 4.明膠常應(yīng)用于制藥和食品工業(yè)，其所含的一種蛋白質(zhì)在人體內(nèi)水解，產(chǎn)物之一可得苯丙氨酸(C9H11NO2)。下列關(guān)于苯丙氨酸的說(shuō)法正確的是(　B　) A.屬于氧化物 B.由C、H、O、N四種元素組成 C.由23個(gè)原子構(gòu)成 D.各元素的質(zhì)量比為9∶11∶2∶1 解析：苯丙氨酸是由C、H、O、N四種元素組成的化合物，不屬于氧化物，A項(xiàng)錯(cuò)誤；苯丙氨酸是由苯丙氨酸分子構(gòu)成的，1個(gè)苯丙氨酸分子是由23個(gè)原子構(gòu)成的，C項(xiàng)錯(cuò)誤；苯丙氨酸中碳、氫、氧、氮四種元素質(zhì)量比為(129)∶(111)∶(162)∶14顯然不等于9∶11∶2∶1，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 5.亞硒酸鈉(Na2SeO3)能消除加速人體衰老的活性氧，亞硒酸鈉中硒元素(Se)的化合價(jià)為(　C　) A.+2價(jià) B.+3價(jià) C.+4價(jià) D.+5價(jià) 解析：設(shè)亞硒酸鈉中硒元素(Se)的化合價(jià)為x，依據(jù)在化合物中各元素的化合價(jià)代數(shù)和為零的原則，列等式為(+1)2+x+(-2)3=0，解得x=+4。 6.如圖是電解水實(shí)驗(yàn)的裝置圖，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　C　) A.在水中加入少量氫氧化鈉以增強(qiáng)導(dǎo)電性 B.反應(yīng)一段時(shí)間后，a、b玻璃管中產(chǎn)生的氣體體積比約為2∶1 C.將燃著的木條分別放在兩個(gè)玻璃管尖嘴口，打開活塞，a管的氣體使燃著的木條燃得更旺，b管的氣體被點(diǎn)燃 D.由電解水實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論：水是由氫、氧兩種元素組成的 解析：A.由于氫氧化鈉在水中能產(chǎn)生自由移動(dòng)的離子，在水中加入少量氫氧化鈉可增強(qiáng)導(dǎo)電性，故說(shuō)法正確；B.由電解水的實(shí)驗(yàn)裝置可知，反應(yīng)一段時(shí)間后，a、b玻璃管中產(chǎn)生的氣體體積比約為2∶1，故說(shuō)法正確；C.將燃著的木條分別放在兩個(gè)玻璃管尖嘴口，打開活塞，a管的氣體較多，是氫氣，具有可燃性，氣體被點(diǎn)燃，b管的氣體較少，是氧氣，具有助燃性，使燃著的木條燃得更旺，故說(shuō)法錯(cuò)誤；D.由電解水實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論：水是由氫、氧兩種元素組成的，故說(shuō)法正確。 7.有關(guān)水和溶液的知識(shí)是初中化學(xué)的重要內(nèi)容。根據(jù)你所學(xué)的知識(shí)，回答下列問(wèn)題： (1)自來(lái)水廠凈水的主要過(guò)程是沉淀、　過(guò)濾　、吸附、消毒，其中屬于物理變化的是　　沉淀、過(guò)濾、吸附　。 (2)軟化硬水的方法：家庭中常用　煮沸　法，實(shí)驗(yàn)室中常用蒸餾__法。 8.N(NO2)3是科學(xué)家已發(fā)現(xiàn)的一種新型火箭燃料。請(qǐng)按要求進(jìn)行計(jì)算： (1)N(NO2)3中氮元素與氧元素的原子個(gè)數(shù)比為　　?。? (2)N(NO2)3中氮元素和氧元素的質(zhì)量比為　　??； (3)N(NO2)3的相對(duì)分子質(zhì)量為　　　??； (4)30.4 kg的N(NO2)3中含氧元素　　　 kg(計(jì)算結(jié)果精確到0.1)。 解析：(1)1個(gè)N(NO2)3分子是由4個(gè)氮原子和6個(gè)氧原子構(gòu)成的，則N(NO2)3中氮元素與氧元素的原子個(gè)數(shù)比為4∶6=2∶3；(2)N(NO2)3中氮元素和氧元素的質(zhì)量比是(144)∶(166)=7∶12；(3)N(NO2)3的相對(duì)分子質(zhì)量為14+(14+162)3=152；(4)30.4 kg的N(NO2)3中含氧元素的質(zhì)量為30.4 kg(96152100%)=19.2 kg。