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第四單元　自然界的水 目錄： 考點梳理 規(guī)律方法探究 自主測試 考點梳理 一、水 1.水的物理性質 純凈的水是__沒有__顏色、_沒有___氣味的液體。在標準大氣壓下，水的凝固點是0 ℃，沸點是100 ℃，水在__4℃時密度(_1_gcm-3)最大，水結冰時體積變_大__，所以冰比水密度_小__，能_浮__在水面上。 2.水的電解 注意：(1)為了增強水的導電性，有時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，有時在電極上就與電極發(fā)生了氧化反應，所以實驗中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_對雜質的吸附使雜質沉降。 b.活性炭吸附：能吸附水中_不溶性_雜質和少量_可溶性__雜質，除去__臭味_。 ②過濾：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，還能降低水的硬度。 (2)自來水廠水的凈化過程 天然水→加__絮凝劑__→沉淀→過濾→加活性炭_吸附___→消毒殺菌→自來水。 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，產生泡沫較多的是_軟水__，產生泡沫較少的是__硬水___。 (3)硬水的危害 ①和肥皂反應，降低洗滌效果。②鍋爐燒水時，易形成__水垢_，妨礙熱傳導，嚴重時可能引起___爆炸_。③飲用硬水，會影響人體健康。 (4)硬水軟化的方法 ①生活中：采用__煮沸_法。②實驗室：采用___蒸餾_法。 5.愛護水資源 (1)節(jié)約用水。 提高水的_利用效益__，使用新技術、改革工藝和改變習慣以減少用水量。 (2)防止水體污染。 ①水體污染是指大量污染物質排入水體，超過水體的_自凈能力_使水質惡化的現(xiàn)象。②水體污染的來源：__工業(yè)污染、農業(yè)污染和生活污染_。③水體污染的危害：破壞_生態(tài)平衡_，影響工農業(yè)和漁業(yè)生產、危害人體健康。④水體污染的防治措施：工業(yè)上，減少污染物的產生，對污染的水體進行處理。農業(yè)上，提倡使用農家肥，合理使用____農藥__和__化肥 。生活污水實行__集中處理和排放__。 二、氫氣 1.性質 (1)物理性質 氫氣是一種無色，無味，密度比空氣小，難溶于水的氣體。 (2)化學性質 ①可燃性 現(xiàn)象：在空氣中燃燒，火焰為_淡藍__色，放出大量熱。 化學方程式：_________________。 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)。 化學方程式：____________________。 (3)驗純。 ①原因：當氫氣不純時，點燃時可能會發(fā)生___爆炸__。 ②方法：收集一試管氫氣→用拇指堵住管口→移近火焰點火 2.用途 作燃料，其優(yōu)點是：(1)____ 放出的熱量高__；(2)燃燒產物___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、物質的分類 1.物質的分類 2.混合物和化合物的比較 3.單質與化合物的比較 四、化學式 1.化學式的定義 用元素符號和__數(shù)字__表示物質組成的式子。 2.化學式表示的意義 (1)由分子構成的物質。 (2)由原子構成的物質(以Cu為例)。 微觀：表示一個銅原子。 (3)化學式前若出現(xiàn)數(shù)字則只能表示微觀意義。 例如2O2：表示___兩個氧分子。 3.化學符號 周圍數(shù)字的含義 a：表示有a個R粒子(原子、分子或離子等)。 b：表示一個粒子中含有b個某原子。 c：表示一個R離子帶c個單位正(或負)電荷。 d：表示(某化合物中)R元素的化合價為+d價(或-d價)。 4.化學式的讀寫方法 5.有關化學式的計算 (1)求相對分子質量。 相對分子質量=化學式中各個原子的相對原子質量的總和。 (2)求組成物質的各元素的質量比。 宏觀上組成化合物的各元素的質量比應等于微觀上每個分子中各種原子的相對原子質量與原子個數(shù)乘積之比。例如，在化合物MaNb中，若M、N的相對原子質量分別為m、n，則M、N兩種元素質量比為 (3)求物質中某一元素的質量分數(shù)。 在化合物AxBy中，A元素的質量分數(shù) (4)求一定量某化合物中某一元素的質量。 某元素質量=化合物質量化合物中該元素的質量分數(shù) (5)求混合物中某元素的質量。 混合物中某元素的質量=混合物質量純度該元素的質量分數(shù) 五、化合價 1.化合價的定義 用來表示元素原子之間相互化合的數(shù)目。 2.化合價規(guī)則(確定化合物中元素的化合價) (1)化合價有__正價_和__負價__之分。 (2)在化合物中氧元素通常顯_-2__價，氫元素通常顯_+1__價。 (3)金屬元素與非金屬元素化合時，金屬元素顯__正價_____，非金屬元素顯負價。 (4)一些元素在不同物質中顯不同的化合價。 (5)在化合物里各元素正、負化合價的代數(shù)和為__0__。 (6)在單質中，元素的化合價為0。 3.化合價的表示方法 化合物中各元素的化合價通常在化學式中元素符號或原子團_正上方__標出，一般把“+”“-”寫在前，價數(shù)寫在后，例如： 規(guī)律方法探究 歸類示例一　水的電解實驗 【例1】 下圖所示的是電解水實驗裝置。通電一段時間后，在兩個試管中分別收集到氣體a和氣體b。 請回答： (1)電解水時，將　電能　轉化為化學能。 (2)氣體a為___氫氣(或H2)_。 (3)實驗室檢驗氣體b的方法是 ___將帶火星木條伸入盛有氣體b的試管中，觀察木條是否復燃_。 解析：電解水是將電能轉化為化學能。從圖中可知氣體a的體積較大，應是氫氣，氣體b的體積較小，應是氧氣。氧氣的檢驗方法是將帶有火星的木條放入試管中，看木條能否復燃。 歸類示例二　水的凈化 【例2】 河水凈化的主要步驟如圖所示。有關說法錯誤的是(　D　) A.步驟Ⅰ可除去不溶性雜質 B.X試劑可以是活性炭 C.步驟Ⅲ可殺菌、消毒 D.過濾能使硬水轉化為軟水 解析：過濾能除去河水中不溶性固體雜質，A項正確；活性炭具有吸附性，能除去水中的色素和異味，B項正確；液氯能殺菌、消毒，C項正確；過濾只能除去不溶性固體雜質，不能除去水中可溶性的鈣、鎂化合物，因此不能使硬水轉化為軟水，D項錯誤。 歸類示例三　愛護水資源 【例3】 我們應倡導保護水環(huán)境、珍惜水資源。請回答下列問題： (1)不論是自來水還是純凈水，你認為保持水化學性質的最小粒子是　水分子　。下列選項中能確認水是由氫元素和氧元素組成的實驗是__C____ (填序號，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、排水的家用洗衣機漂洗衣物 解析：(1)水是由水分子構成的，保持水的化學性質的最小粒子是水分子；通過電解得到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，農業(yè)上提倡噴灌、滴灌給農作物澆水；③用淋浴洗澡等。洗衣機不間斷地邊注水邊沖洗，會造成水資源浪費。 歸類示例四　化學式的意義 【例4】 我國自主研發(fā)的抗腫瘤新藥西達苯胺(化學式是C22H19FN4O2，相對分子質量為390.4)，填補了我國T細胞淋巴瘤新藥的空白，下列說法不正確的是(　C　) A.西達苯胺由五種元素組成 B.西達苯胺不屬于氧化物 C.一個西達苯胺分子的質量是390.4 g D.一個西達苯胺分子由48個原子構成 解析：西達苯胺由碳、氫、氟、氮、氧五種元素組成，故A正確；西達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，一個分子的質量是非常小的，故C不正確；一個西達苯胺分子是由22個碳原子、19個氫原子、1個氟原子、4個氮原子和2個氧原子構成的，則一個西達苯胺分子由48個原子構成，故D正確。 歸類示例五　單質、化合物與氧化物 【例5】 化學概念在邏輯上可能存在如圖所示的關系，例如：純凈物與混合物屬于并列關系。 下列說法正確的是(　C　) A.單質與化合物屬于包含關系 B.化合物與氧化物屬于并列關系 C.氧化反應與化合反應屬于交叉關系 D.中和反應與復分解反應屬于并列關系 解析：純凈物按含有元素種類的異同，可分為化合物與單質，所以單質與化合物是并列關系，A項錯誤；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，兩者屬于包含關系，B項錯誤；化合反應是由兩種或兩種以上物質生成一種新物質的反應，氧化反應一般是指物質與氧氣發(fā)生的反應，有氧氣參加的化合反應屬于氧化反應，生成物只有一種的氧化反應是化合反應，兩者屬于交叉關系，C項正確； 中和反應屬于復分解反應的一種，兩者屬于包含關系，D項錯誤。 歸類示例六　根據(jù)元素化合價確定化學式 【例6】 “笑氣”是人類最早應用于醫(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為+1價，則“笑氣”的化學式為(　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為+1價，氧元素的化合價為-2價，設其化學式為NaOb，則a+b(-2)=0，a∶b=2∶1，故“笑氣”的化學式為N2O。 歸類示例七　有關化學式的計算 【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。請回答： (1)蘋果酸鈉鹽的相對分子質量是　156　　。 (2)蘋果酸鈉鹽中各元素的質量比為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，比食用相同質量的食鹽(NaCl)少攝入鈉元素多少克?(計算結果保留一位小數(shù)) 21.4 g 解析：(1)由蘋果酸鈉鹽(C4H5O5Na)的化學式,可求出其相對分子質量=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中鈉元素的質量為5.85 g 100%=2.3 g,5.85 g C4H5O5Na中鈉元素的質量為5.85 g 100%≈0.86 g，5.85 g NaCl比等質量的C4H5O5Na多出的鈉元素的質量為2.3 g-0.86 g≈1.4 g。 自主測試 1.下列關于水的說法中不正確的是(　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，正負極產生氣體的體積比約是2∶1 D.凈化水常用吸附、沉淀、過濾和蒸餾等方法 解析：電解水2H2O 2H2↑+O2↑，正極產生氧氣，負極產生氫氣，正負極產生氣體的體積比約是1∶2，故C錯誤。 2.水是生產生活中不可缺少的物質。下列關于水的說法中正確的是(　C　) A.明礬可以區(qū)分硬水和軟水 B.在自來水廠凈化水的過程中，發(fā)生的變化都是物理變化 C.水與過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；在自來水廠凈化水的過程中，沉降、過濾、吸附是物理變化，消毒是化學變化，故B不正確；水與過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，用工業(yè)廢水直接澆灌農田會使農作物受到污染，影響農作物生長，故D不正確。 3.用右圖所示的簡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，除去臭味，但仍含有大量的微生物及一些可溶性雜質，屬于混合物；硬水經(jīng)過煮沸可轉化為軟水，D項正確。 4.明膠常應用于制藥和食品工業(yè)，其所含的一種蛋白質在人體內水解，產物之一可得苯丙氨酸(C9H11NO2)。下列關于苯丙氨酸的說法正確的是(　B　) A.屬于氧化物 B.由C、H、O、N四種元素組成 C.由23個原子構成 D.各元素的質量比為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項錯誤；苯丙氨酸是由苯丙氨酸分子構成的，1個苯丙氨酸分子是由23個原子構成的，C項錯誤；苯丙氨酸中碳、氫、氧、氮四種元素質量比為(129)∶(111)∶(162)∶14顯然不等于9∶11∶2∶1，D項錯誤。 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)的化合價為(　C　) A.+2價 B.+3價 C.+4價 D.+5價 解析：設亞硒酸鈉中硒元素(Se)的化合價為x，依據(jù)在化合物中各元素的化合價代數(shù)和為零的原則，列等式為(+1)2+x+(-2)3=0，解得x=+4。 6.如圖是電解水實驗的裝置圖，下列說法錯誤的是(　C　) A.在水中加入少量氫氧化鈉以增強導電性 B.反應一段時間后，a、b玻璃管中產生的氣體體積比約為2∶1 C.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得更旺，b管的氣體被點燃 D.由電解水實驗得出結論：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生自由移動的離子，在水中加入少量氫氧化鈉可增強導電性，故說法正確；B.由電解水的實驗裝置可知，反應一段時間后，a、b玻璃管中產生的氣體體積比約為2∶1，故說法正確；C.將燃著的木條分別放在兩個玻璃管尖嘴口，打開活塞，a管的氣體較多，是氫氣，具有可燃性，氣體被點燃，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，故說法錯誤；D.由電解水實驗得出結論：水是由氫、氧兩種元素組成的，故說法正確。 7.有關水和溶液的知識是初中化學的重要內容。根據(jù)你所學的知識，回答下列問題： (1)自來水廠凈水的主要過程是沉淀、　過濾　、吸附、消毒，其中屬于物理變化的是　　沉淀、過濾、吸附　。 (2)軟化硬水的方法：家庭中常用　煮沸　法，實驗室中常用蒸餾__法。 8.N(NO2)3是科學家已發(fā)現(xiàn)的一種新型火箭燃料。請按要求進行計算： (1)N(NO2)3中氮元素與氧元素的原子個數(shù)比為　　??； (2)N(NO2)3中氮元素和氧元素的質量比為　　??； (3)N(NO2)3的相對分子質量為　　　?。? (4)30.4 kg的N(NO2)3中含氧元素　　　 kg(計算結果精確到0.1)。 解析：(1)1個N(NO2)3分子是由4個氮原子和6個氧原子構成的，則N(NO2)3中氮元素與氧元素的原子個數(shù)比為4∶6=2∶3；(2)N(NO2)3中氮元素和氧元素的質量比是(144)∶(166)=7∶12；(3)N(NO2)3的相對分子質量為14+(14+162)3=152；(4)30.4 kg的N(NO2)3中含氧元素的質量為30.4 kg(96152100%)=19.2 kg。