2023年中考化学一轮复习考点精讲:第4单元 自然界的水(含答案解析)
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1、第四单元 自然界的水 知识点回顾知识点1:爱护水资源一、水资源状况1、地球表面71%被水覆盖,各种形态的水总储量为1.391018m3,但供人类利用的淡水小于1% 。地球上的总水储量虽然很大,但淡水很少,大部分是海水,海水含盐量很高淡化海水的成本高,目前尚不能推广;陆地储水中也有咸水,淡水只约占全球时储量的2.53%,约 0.35亿立方千米,而其中大部分还分布在两极和高山的冰雪及永久冻土层中,人们一时还难以利用实际上真正可供人类利用的河水、淡水湖泊水以及浅层地下水等,只约占其中的30.4%;即1.071016m3。 2、海洋是地球上最大的储水库,海水中含有80多种元素。海水中含量最多的物质是H
2、2O,最多的金属元素是Na,最多的元素是O。3、我国水资源的状况分布不均,人均量少。4、当今世界上有80多个国家、约20多亿人口面临淡水危机,其中26个国家的3亿多人口生活在缺水状态中。二、水资源的污染与防治1、水资源的污染:指大量污染物质排入水体,超过水体的自净能力(即受污染的水体在物理、化学和生物作用下逐渐自然净化,水质复原的过程)使水质恶化,水体及其周围的生态平衡遭到破坏,对人类健康、生活和生产活动等造成损失和威胁的情况;水资源的污染来源主要有工业污染、农业污染和生活污染三个部分;其中,工业污染主要是指工业上未经处理的废水、废物;农业污染主要是指农业上的农药、化肥的不合理施用;生活污染就
3、是指生活污水的任意排放及使用了含磷的洗衣粉或洗涤剂等;2、水资源污染的防治:水资源污染后,不仅影响工农业、渔业生产,破坏水生生态系统,还会直接危害人体健康,因此必须采取各种措施,预防和治理水污染,保护和改善水质;例如,工业上,加强对水质的监测,通过应用新技术、新工艺减少污染物的产生,同时对污染的水体作处理使之符合排放标准;农业上,提倡使用农家肥,合理施用化肥和农药;生活上,少用、甚至不用含磷的洗衣粉或洗涤剂等,生活污水也应该逐步实现集中处理和排放。三、保护水资源和节约用水爱护水资源的途径:节约用水,防治水体污染(1)节约用水 节约用水即提高水的利用效益。生活中提倡一水多用,使用节水型器具;农业
4、中改大水漫灌为喷灌、滴灌;工业中应用新技术新工艺循环使用。(2)防治污染水污染:指大量污染物质排入水体,超过水体的自净能力使水质恶化,水体及其周围的生态平衡遭到破坏,对人类健康、生活和生产活动等造成损失和威胁。水污染物:工业“三废”(废渣、废水、废气);农药、化肥的不合理施用;生活垃圾、生活污水的任意排放。防治水体污染:工业上:应用新技术、新工艺减少污染物的产生,对污染的水体处理达标后排放;农业上:合理施用农药、化肥,提倡使用农家肥;生活上:生活污水要集中处理达标排放,不使用含磷洗涤剂等。加强水质监测。知识点2:水的净化一、过滤的原理、方法及其应用1、过滤:过滤是把不溶于液体的固体物质跟液体分
5、离开来的一种混合物分离的方法;它根据滤纸能够透过液体和溶于液体的物质的特殊功能,将混合物分离开来的;常用来分离不溶于液体的固体物质跟液体等,具体如图所示:(1)适用范围:用于分离难溶性固体与液体或者不溶性固体和可溶性固体(2)操作注意事项:“一贴二低三靠”(3)仪器和用品:玻璃仪器(烧杯、玻璃棒、漏斗)、 铁架台、用品(滤纸)(4)过滤后,如果滤液仍然浑浊,可能原因有:A承接滤液的烧杯不干净 B倾倒液体时液面高于滤纸边缘 C滤纸破损 (5)过滤后仍然浑浊的处理方法,清洗仪器,更换滤纸,重新过滤。 二、蒸发与蒸馏操作1、蒸发:它是为了得到溶于水中的可溶性固体而进行的基本使用操作;所需仪器有铁架台
6、、蒸发皿、酒精灯、烧杯、玻璃棒、石棉网等,蒸发的操作注意事项有以下五条:(1)蒸发皿中液体的量不得超过其容积的2/3;(2)蒸发过程中必须用玻璃棒不断搅拌,以防止局部温度过高而使液体飞溅;(3)当加热至较多固体出现时,应停止加热利用余热蒸干;(4)不能把热的蒸发皿直接放在实验台上,应垫上石棉网;(5)夹持蒸发皿要用坩埚钳。2、蒸馏如图所示:它是根据物质的沸点不同,通过加热的方法,使低沸点物质先蒸发,再冷凝而得以分离的一种操作,所需仪器有蒸馏瓶(蒸馏烧瓶)、铁架台、酒精灯、冷凝管、温度计、橡皮塞、锥形瓶、尾接管、石棉网等,其操作注意事项也有以下五条:(1)加热时要垫石棉网(也可以用其它热浴加热)
7、,使之均匀受热;(2)加热时,液体量不超过容积的2/3,不少于容积的1/3;(3)配置附件(如温度计等)时,应选用合适的橡胶塞,特别注意检查气密性是否良好;(4)蒸馏时最好事先在瓶底加入少量沸石,以防暴沸;(5)蒸馏完毕必须先关闭活塞后再停止加热,防止倒吸。 三、水的净化及自来水的生产过程和净化方法1、水的净化:指将自然界中含有许多可溶性和不溶性杂质,常呈浑浊状态的水,可通过各种途径净化处理的过程具体如下表所示:2、水 纯水是无色、无臭、清澈透明的液体。城市生活用水是经自来水厂净化处理过的。3、自来水厂净水过程:明矾的作用:明矾溶于水后生成的胶状物吸附水中悬浮杂质,使杂质沉降来达到净水的目的。
8、4、各种净化方法除去的杂质的种类难溶性杂质可溶性杂质降低水的硬度沉淀过滤吸附蒸馏水的净化效果由低到高的是:沉淀、过滤、吸附、蒸馏(均为物理方法),其中净化效果最好的是蒸馏;既有过滤作用又有吸附作用的净水剂是活性炭。四、硬水与软水1、硬水定义:硬水是含有较多可溶性钙、镁化合物的水;软水是不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水。2、鉴别方法:加入等量的肥皂水,浮渣较多、泡沫较少的是硬水,泡沫较多、浮渣较少的是软水。3、硬水软化的方法:实验室蒸馏、生活中煮沸4、长期使用硬水的坏处:浪费肥皂,洗不干净衣服;锅炉容易结成水垢,浪费燃料,还易使管道变形甚至引起锅炉爆炸。知识点3:水的组成一、电解水实验电解水实
9、验如图所示:1、实验用品有:水槽、试管、直流电、石墨电极(正极不能用铜等金属或与氧气反应的电极)、12V的直流电源;2、实验过程及现象:按照上面的实物图所示,连接好装置,为增强水的导电性,可在水中加入少量稀硫酸或氢氧化钠溶液(一般不加氢氧化钠溶液,容易起泡沫),闭合电路后,会看到试管内的电极上出现气泡,过一段时间,与电源正(氧气),负极(氢气)相连的试管产生的气体体积比约为1:2,(氧气的密度为1.429g/mL,氢气的为0.089g/mL;通过计算可得氧气与氢气的质量比为8:1,氢,氧两种分子和原子个数比都是2:1);可简单概括为:“正氧负氢1:2,质量比为8:1”;(简记:正氧负氢,氢二氧
10、一)3、该实验结论或推论有:(1)水由氢、氧两种元素组成;(2)水(分子)中,氢、氧两种元素的原子个数比为2:1,通电后生成氢气、氧气两种气体的分子个数比为2:1、体积比为2:1;(3)水通电生成氢气、氧气,正极产生的是氧气,负极产生的是氢气,该反应的文字方程式为; (4)化学反应前后,原子种类、个数不变,元素种类不变;(5)在化学变化中,分子可分,而原子不可分;(6)化学反应的实质是在化学变化中分子分解成原子,原子重新组合成新的分子(或聚集后直接构成物质);(7)分子是保持物质化学性质的最小粒子;(8)原子是化学变化中的最小粒子;(9)氧气是由氧元素组成;氢气是由氢元素组成;(10)水是由水
11、分子构成的;一个水分子是由二个氢原子和一个氧原子构成;一个氢气分子是由二个氢原子构成;一个氧气分子是由二个氧原子构成;(11)水是纯净物中的化合物中的氧化物,氧气和氢气是纯净物中的单质;(12)该实验中发生的化学反应属于分解反应。4、电解水时的误差分析,即氧气、氢气的体积比小于1:2,其原因主要有如下三个:(1)氧气、氢气在水中的溶解度不同造成的,由于氧气的溶解度比氢气的稍大些,导致氧气、氢气的体积比小于1:2;(2)电极的氧化造成的,当使用金属电极进行实验时,由于氧气的化学性质比较活泼,所以有可能有一部分氧气在电极处与电极发生了反应,使氧气损耗了一部分;导致氧气、氢气的体积比小于1:2;(3
12、)电极产生副反应等造成的,如用稀硫酸溶液作电解液,可能会有下列副反应发生:H2SO4=H+HSO4-,在阴极:2H+2e=H2;在阳极:2HSO4-2e=H2S2O8(过二硫酸),H2S2O8+H2O=H2SO4+H2SO5(过一硫酸),H2SO5+H2O=H2O2+H2SO4;生成的过氧化氢在酸性溶液中较稳定,不易放出氧气,从而使生成的氢气增多了,导致氧气、氢气的体积比小于1:2;克服的办法是,在电解液中加入碱比加入酸的误差会小些,或者事先将电解液用氧气饱和,可以消除因溶解度不同而产生的误差,或者电极不能是金属或易与氧气、氢气反应的,等等。5、水的电解实验分析 实验装置实验步骤实验现象现象分
13、析1.接通电源两电极端均产生气泡,一段时间后,负极端气体体积约为正极端气体体积2倍相同条件下,负极产生气体较快较多2.用燃着的木条分别检验两极气体正极端气体让小木条燃烧更旺,负极端气体能燃烧,产生淡蓝色火焰正极端气体具有助燃性负极端气体具有可燃性实验结论反应表达式注意事项水通电生成氢气和氧气,说明水由氢元素和氧元素组成文字表达式:符号表达式:电源选择直流电;水中加入硫酸钠或氢氧化钠的目的:增强水的导电性反思交流1. 气体聚集在玻璃管上端,说明气体具有什么性质?气体密度小于水,且溶解性不大2. 实验时正负极端产生的气体体积比小于1:2的原因?氧气不易溶于水,氢气难溶于水;且氧气可能和金属电极发生
14、反应。3.本实验得到的气体体积比和质量比图像氢气氧气的体积比约为2 : 1;质量比约为1 : 8 6、微观理解水的电解 二、水的组成与水的性质和应用 1、水的组成:水由氢、氧两种元素组成;两元素的质量比为1:8。 2、水的性质包括物理性质和化学性质两部分:(1)物理性质是:纯净的水是无色、无味、无形的透明液体,在101kPa时,水的凝固点是0,沸点是100,4时相对密度最大1g/cm3;水结冰时体积膨胀,所以冰的密度小于水的密度,能浮在水面上,还有,水能够溶解很多种物质,是最常用的溶剂。(2)化学性质有:在通电的条件下,能够分解成氢气和氧气;水能够与二氧化碳等非金属氧化物反应,生成碳酸等相应的
15、酸;水能够与氧化钙等金属氧化物反应,生成氢氧化钙等相应的碱;水能够与氧气、铁等金属发生反应,使金属锈蚀;水与二氧化碳被绿色植物利用,能够进行光合作用,合成有机物(主要是淀粉),该反应的化学方程式为:6CO2+6H2OC6H12O6+6O2;水能够跟较活泼金属或碳反应(即氧化性),使氢被还原成氢气;例如,2Na+2H2O=2NaOH+H2,Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2,C+H2O高温CO+H2,等等。3、水的应用:水的应用是非常的广泛,它是人及一切生物生存所必需的,可以说,没有水就没有生命,水在日常生活中的应用,都比较熟悉,就不多说了;农业上用水在浇灌农作物,使之进行光合作用等;工业上用
16、水作原料、制冷或洗涤等;化学实验中常用水作反应物、制冷、溶解物质、稀释浓溶液、洗涤仪器、灭火或用排水法收集气体等等。三、从组成上识别氧化物1、从组成上识别氧化物:指氧化物的具体辨析,也就是从氧化物的组成特点上,来分析判断一下某物质是不是氧化物;2、氧化物是指由两种元素组成的化合物中,其中一种元素是氧元素的物质,氧化物的组成特点是含有两种元素,并且其中一种必须是氧元素(如二氧化硫、五氧化二磷和氧化铜等)。四、单质和化合物的概念与判别1、单质和化合物的概念:(1)单质是指由同种元素构成的纯净物(如铁、氧气等);(2)化合物是指由不同种元素组成的纯净物(如水、二氧化硫等);(3)它们的相同点是:它们
17、都是纯净物,都是元素的存在状态;不同点是:单质只含有一种元素,化合物含有两种或两种以上元素。2、单质和化合物的判别方法或技巧是:(1)从宏观角度来说,首先,要看它是不是纯净物,只有当它是纯净物时,它才有可能是单质或化合物,千万不能认为由同种元素组成的物质一定就是单质,也不能认为由不同种元素组成的物质一定是化合物,例如:白磷和红磷,虽然都由磷元素组成,但它们不属于一种物质,因此,它们混合后属于混合物,不属于纯净物;更谈不上单质了;空气由氧元素、氢元素、碳元素、氮元素和稀有气体元素等不同种元素组成,但是由于它属于混合物,不属于纯净物,更不是化合物。(2)在确认它是纯净物的前提下,再看它是由几种元素
18、组成的;由一种元素的是单质;由多种元素的就是化合物;(3)从微观角度来说,首先,也要看它是不是纯净物(只含有一种原子或分子);当确认它是纯净物时,再看它其中含有几种原子,含有一种的是单质;含有多种的是化合物。3、物质的分类:知识点4 化学式与化合价一、化学式的书写及意义一、化学式的书写分两种情况:1、单质的化学式的书写,此时又分为两种:(1)由原子构成的单质,用组成该单质的元素的元素符号来表示它的化学式,例如,铁的化学式为Fe;硫的为S;氦气的为He;等等。(2)由分子构成的单质,要先写出组成该单质的元素的元素符号,再在其右下角标出该分子的构成(即该分子中所含的原子个数);才能完成其化学式的书
19、写,例如,氧气的化学式为O2;氮气的为N2;氢气的为H2;等等。单质化学式书写注意:(1)除H2、N2、O2、F2、Cl2、Br2(溴)、I2(碘)七种由双原子分子构成的单质外,初中其他绝大多数单质的化学式直接用元素符号表示,此时的元素符号多了“单质”的意义。(2)特殊化学式:臭氧O3。2、化合物的化学式的书写:(1)是要先按照“左正右负”的原则即正价元素或原子团写在左边,负价元素或原子团写在右边;但甲烷(CH4)、氨气(NH3)除外,书写出组成该化合物的元素的元素符号;(2)是采用交叉法(即交叉正、负化合价的数值),找到并标出各元素符号右下角所要标注的原子或离子个数;即可得到该化合物的化学式
20、。化合物化学式的书写注意:当组成元素原子个数比是1时,“1”要省略不写;化学式中右下方的数字一般为最简整数比(如P2O5、Fe3O4);由两种元素组成的化合物,一般从右向左读作“某化某”。有时还要读出化学式中各种元素的原子个数。二、化学式的意义:1、宏观上表示该物质及该物质的元素组成,微观上表示该物质的构成;如果构成该物质的粒子是原子,那么它还能表示元素和一个该原子;如果构成该物质的粒子是分子,它除了表示一个该分子外,还表示该分子的构成等等;2、根据物质的化学式,结合所给的原子的相对原子质量,还能计算出该物质的相对分子质量、其中的元素质量比或某元素的质量分数,具体的表述是这样的:(1)由原子构
21、成的物质的化学式的意义,以铁(Fe)为例,它除了表示铁这种物质、铁由铁元素组成、铁由铁原子构成以外,还能表示铁元素和一个铁原子,等等;(2)由分子构成的物质的化学式的意义。(3)由离子构成的物质的化学式的意义,以氯化钠(NaCl)为例,它既表示氯化钠这种物质,又表示氯化钠由钠元素和氯元素组成,还表示氯化钠由钠离子和氯离子构成等等。二、元素化合价及其计算1、化合价:是用来表示元素在形成化合物时的原子个数比。化合价有正价与负价之分。2、表示方法:在元素符号正上方标出化合价。符号在前,数字在后。若数字为1时,不能省略。例如:标出物质中元素的化合价:氯化镁:Mg(+2)Cl(-1)2; 硫酸钠:Na(
22、+1)2SO4。3、元素化合价与离子的关系:元素(或原子团)的化合价的数值离子带的电荷数元素化合价的符号与离子带的电性一致 例:镁离子:Mg2 与 +2价的镁元素:Mg(+2)4、化合价的规则:在化合物中,所有元素的化合价的代数和为零。5、常见元素、原子团的化合价钾钠银氢+1价; 钙镁钡锌+2价; 氟氯溴碘-1价; 通常氧硫-2价; 亚铜+1,铜+2; 亚铁+2,铁+3; 铝+3,硅+4,磷+5; 氯化物中氯-1; 硫化物中硫-2;还要记住根的价; -1氢氧硝酸根; -2碳酸磷酸根; 单质化合价为零。附:常见原子团的化合价(其化合价等于原子团中各元素的化合价的代数和)-1价:硝酸根:NO3 氢
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