第四单元 自然界的水
▉题型1 人类拥有的水资源
【例1】下列有关水的说法正确的是
A．地球上的淡水资源取之不尽用之不竭 B．用活性炭吸附可除去水中的所有杂质
C．河水、湖水、自来水都是混合物 D．生活污水和工业废水可随意排入河流
【变式1-1】2024年世界水日主题是“Water for Peace”（以水促和平），下列做法错误的是
A．使用节水龙头 B．使用含磷洗衣粉
C．保护森林植被，以涵养水源 D．反渗透海水淡化技术可为居民提供饮用水
【变式1-2】2023年11月15日是南水北调东线一期工程通水10周年纪念日，该工程是华东、华北地区均衡发展、持续发展、绿色发展的重要命脉线。回答下列问题：
(1)“南水北调”说明我国的水资源的分布是 。
(2)“南水北调”遵循的一个原则是“先治污后通水”。请写出一个造成水体污染的原因： 。
(3)“南水北调”工程功在当代，利在千秋，我们必须爱护水资源。谈谈在生活中你是如何节约用水的？ (写一条)。
▉题型2 保护水资源
【例2】为系统治理水资源、水环境、水生态，提倡的做法是
A．任意排放生活污水 B．防治海洋垃圾污染
C．农业上过量使用农药 D．景观用水大量使用自来水
【变式2-1】2024年5月1日，我国节约用水行政法规《节约用水条例》正式实施。下列行为不利于节约用水的是
A．工业用水重复使用 B．洗手后不随手关水龙头
C．生活中用淘米水浇花 D．园林用水采用节水灌溉方式
【变式2-2】水是生命之源。下列有关水体保护的措施不正确的是
A．推广使用无磷洗衣粉
B．合理使用化肥、农药
C．排放未经处理的工业废水
D．对水源地的水体进行严格保护
▉题型3 自来水厂净水过程
【例3】如图为自来水生产过程示意图。下列说法正确的是
A．自来水生产过程用到活性炭利用它的吸附性
B．过滤池中主要发生化学变化
C．消毒用的二氧化氯是混合物
D．供水系统流出的水是纯净物
【变式3-1】某自来水厂的净水过程如图所示。下列说法错误的是
A．加入明矾可使悬浮杂质沉降 B．“沙滤”可去除大颗粒固体杂质
C．“水槽”中的水为纯净物 D．上述净水过程中发生了化学变化
【变式3-2】自来水厂净水的部分过程如下图所示。下列有关说法正确的是
A．可利用胆矾作为“絮凝剂”来加速杂质的沉降
B．利用活性炭的“还原性”可除去水中的色素和异味
C．上述处理过程应包含“消毒”
D．经过处理获得的自来水属于纯净物
▉题型4 常用的净水方法
【例4】水对于生命活动、工农业生产具有重要的作用。下列说法正确的是
A．过滤可以将硬水软化 B．明矾能区别硬水和软水
C．水中加入活性炭的目的是杀菌消毒 D．通过蒸馏可制得净化程度较高的水
【变式4-1】下列单一操作净化水程度最高的是
A．加絮凝剂 B．过滤 C．蒸馏 D．静置沉淀
【变式4-2】“生命吸管”是军事上的重要发明（见下图），它是一种将污水净化为饮用水的吸管装置，主要原理与自来水的净化过程相似，其中离子交换树脂的主要作用是去除重金属离子，超滤膜通常用于去除水中的有害物质和微生物。下列说法正确的是
A．净化后的饮用水属于纯净物 B．超滤膜过滤精度高于与过滤棉
C．生命吸管可以净化海水得到淡水 D．活性炭在吸管中起过滤作用
▉题型5 简易净水器
【例5】某便携式户外净水器能够除去河水、溪水中的铅离子、汞离子等有害金属离子和软化水质。下图是该便携式户外净水器的结构示意图，下列有关分析正确的是
A．将出水和入水位置互换后，净水效果更好
B．该装置利用了活性炭进行杀菌消毒
C．净化后，水中铅离子、汞离子含量升高
D．净化后，水中钙离子、镁离子含量降低
【变式5-1】化学兴趣小组的同学设计并制作如图所示的简易净水装置。利用该装置模拟净化当地河水。下列分析正确的是
A．小卵石的作用是除去水中的可溶性杂质 B．活性炭可吸附水中的色素和异味
C．出水口的水中不含可溶性钙、镁化合物 D．为除去水中微生物等可通过静置沉淀
【变式5-2】 “生命吸管”(如图所示)是一种便携式户外净水装置，下列说法错误的是
A．超滤膜可以过滤大部分颗粒杂质，降低浑浊度 B．活性炭可以吸附色素和异味，将硬水变成软水
C．抗菌球可以杀灭细菌 D．通过“生命吸管”得到的水仍然是混合物
▉题型6 过滤操作
【例6】科学家设计合成了多孔石墨烯膜用于海水淡化，当海水流过石墨烯膜时，钠离子和氯离子被水分子包裹而不能通过，独立的水分子却能通过。这种海水淡化的方法属于
A．过滤 B．吸附 C．沉淀 D．消毒
【变式6-1】李明同学将浑浊的溪水样品倒入烧杯中，先加入明矾粉末来搅拌溶解，静置一会儿后，采用如图过滤装置来除去水中难溶性杂质。试回答下列问题。
(1)写出标号仪器的名称：b 。
(2)加入明矾的作用是 ，过滤操作中玻璃棒的作用是 。
(3)过滤时，漏斗中的液面必须 （填“高于”或“低于”）滤纸边缘；漏斗下端紧靠烧杯内壁是为了防止 。
(4)过滤后的水属于 （填“纯净物”或“混合物”）。
【变式6-2】过滤是化学实验中分离混合物的常用方法。据图回答下列问题：
(1)在此操作中缺少的仪器是 ，其中还有的一处错误是 。
(2)若过滤后滤液仍然浑浊，可能的原因有：
① ；
② 。
(3)要除去水中的色素，常加入 吸附；要将过滤后的水转化为纯水，应该进行的操作是 。写出一条生活中节约用水的具体做法是 。
▉题型7 硬水和软水
【例7】长期饮用硬水会在体内产生结石。下列有关硬水软水的说法错误的是
A．吸附不能降低水的硬度
B．使用硬水烧水易产生水垢
C．硬水和软水的区别在于是否含有较多的可溶性钙、镁化合物
D．加肥皂水，硬水泡沫多
【变式7-1】提到云南傣族泼水节，最热闹的地方就是西双版纳。下列关于水的说法正确的是
A．地球上的淡水资源十分丰富
B．长期饮用硬水有利于人体健康
C．硝酸铵溶于水后，溶液温度降低
D．硬水经过滤、吸附可变成软水
【变式7-2】小明查阅资料得知，肥皂水可以检验水的硬度。他分别取市售纯净水，自来水和煮沸的自来水个5mL于3支试管，逐滴加入1.5%的肥皂水并振荡，记录开始产生泡沫时所加肥皂水的量（肥皂水用量越多，水的硬度越大），数据如下表。下列说法错误的是
水样 市售纯净水 自来水 煮沸的自来水
肥皂水的用量/滴 2 9 6
A．由上述实验可知，煮沸能降低自来水的硬度
B．3种水样中市售纯净水硬度最小
C．煮沸的自来水是纯净物
D．用硬水洗涤衣物既浪费肥皂也洗不干净
▉题型8 水的净化综合考查
【例8】人类的生存离不开水，水是生命之源。
(1)生活中常通过 来降低水的硬度，日常生活中使用硬水的危害有 。（答一点）
(2)自然界中的水都不是纯水，某化学科技小组在实验室中对一烧杯浑浊的河水进行了简单的净化。先向烧杯中加入适量明矾粉末，这是利用明矾溶于水后生成的胶状物对杂质 ，使杂质 来达到净水的目的。在净水过程中加入 ，除去水中的色素和异味。
(3)茶杯内的纱网，可将茶叶与茶水分离，便于饮用，该设计利用的化学原理是 。
(4)爱护水资源，人人有责。你认为下列做法不利于防治水体污染的是__________。（填选项字母）
A．依照法规加强水资源的监测和管理
B．生活污水任意排放
C．合理使用农药和化肥
D．工业废水处理达标后排放
【变式8-1】城市的生活用水是经自来水厂净化处理过的。如图是自来水厂净化水的过程示意图。
(1)在自来水厂净化自来水的过程中，a池的作用主要是_______。（填序号）
A．沉淀 B．过滤 C．吸附 D．蒸馏
(2)取水后加入絮凝剂，并用玻璃棒搅拌，使水中悬浮的颗粒沉降下来。下列物质可作絮凝剂的是________。
A．食盐 B．高锰酸钾 C．明矾 D．肥皂水
(3)在处理过的水样中加入一定量的肥皂水并振荡，观察到泡沫较少，浮渣较多。说明该水样属于 （填“硬水”或“软水”）。
(4)在投药消毒步骤中所发生的变化是 （填“物理变化”或“化学变化”）。
(5)水资源短缺会影响人民生活，制约经济发展。请举出一种节水的措施 。
【变式8-2】小刚收集到一瓶浑浊的河水，他要模拟自来水厂的净水过程，最终制成蒸馏水。其实验过程如图所示。请回答以下问题：
(1)A物质的作用是 。
(2)操作①的名称是 ，进行该操作时用到铁架台、玻璃棒、烧杯、 等仪器，其中玻璃棒的作用是 。若经过操作①得到的液体C仍然浑浊，其原因可能是 。(填字母序号)。
a.漏斗内的滤纸破损
b.漏斗下端未紧靠烧杯内壁
c.漏斗内液面高于滤纸边缘
(3)操作②的目的是除去水中的异味、色素，则应选用下面的装置 (填序号)，该过程发生 变化(填“物理”或“化学”)。
(4)节约用水从我做起，请任举一项生活中节约用水的措施： 。
▉题型9 氢气的燃烧及验纯
【例9】 2023年10月25日，我国在酒泉卫星发射中心，成功发射神州十七号载人飞船.航天所用的燃料之一为液氢，利用了氢气具备的化学性质是
A．液氢是液态 B．氢气密度小 C．氢气具有可燃性 D．燃烧产生淡蓝色火焰
【变式9-1】下列有关氢气的说法,你认为不正确的是( )
A．氢气是一种无色、无臭、难溶于水的气体
B．氢气在空气中燃烧时,产生淡蓝色火焰
C．氢气和液氢的化学性质不同
D．点燃用排水法收集的一试管氢气，若发出尖锐的爆鸣声,则表明氢气不纯
【变式9-2】某同学进行水的组成及变化的探究，其中操作错误的是
A． 检验氧气 B．氢气验纯
C． 点燃氢气 D． 熄灭酒精灯
▉题型10 水的电解实验
【例10】实验是化学学习的一种重要手段，如利用电解水实验可探究水的组成。请根据电解水实验回答下列问题：
(1)通电后俩电极上都出现 ，并汇集到试管上端。正极产生的气体能 ，负极产生的气体能 。则正极产生的气体是 ，负极产生的气体是 。正极和负极气体体积比为 。
(2)实验时常在水中加入硫酸或氢氧化钠，目的是 。
(3)水通电后发生 变化，符号表达式为 。
(4)该实验得出结论水是由 组成的。
【变式10-1】电解水的实验装置如图所示。下列说法正确的有 。
①实验说明水是由氢气和氧气气组成的
②a、b管内气体的质量之比为2：1
③b管中气体能使带火星的木条复燃
④实验说明水中溶解了少量的氧气
⑤电解前后元素种类不变
⑥实验中若加入少量硫酸钠溶液可增强水的导电性
【变式10-2】下列有关水的合成与分解的实验的说法，不正确的是
A．图1烧杯内壁有水雾出现
B．图2连接正负两极的玻璃管汇集的气体体积之比为2：1
C．两个实验均发生的是化学变化
D．两个实验均可证明水是由氢元素和氧元素组成
▉题型11 电解水实验的微观分析
【例11】如图所示是水分子在一定条件下分解的示意图，从中获得的信息不正确的是
A．每个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成
B．水是由氢分子和氧分子组成
C．水是由氢元素和氧元素组成
D．电解水生成H2和O2的体积比是2：1
【变式11-1】某小同学设计如图1装置进行电解水实验。
(1)电解时，向水中加入氢氧化钠的目的是 。
(2)切断电源后，用燃着的木条在乙玻璃管尖嘴口检验产生的气体，观察到的现象是 。
(3)电解时，水分子分解示意图如图2，补全横线上的模型图。
(4)由电解水实验，得出结论：水是由 组成，反应的化学方程式为 。
【变式11-2】探究水的元素组成：
(1)图一是电解水的实验装置，试管D中的气体是 ，写出该反应的文字表达式为 。
(2)图二是氢气燃烧的微观示意图，反应过程的正确顺序是 （用a、b、c表示）。
(3)以上两个实验都可以得出实验结论： 。
(4)甲同学利用图三所示的方法收集氧气并进行氢气燃烧的实验探究水的组成，乙同学认为该实验不能达到实验目的的原因是 。
▉题型12 电解水实验的图像分析
【例12】如图是“电解水实验”的装置图，根据所学知识回答问题：
(1)电解水时，水中加入少量硫酸钠或氢氧化钠的目的是 。
(2)图①中甲连接电源 极，产生气体对图②中 气体(选填“A”或“B”)。
(3)已知相同条件下试管乙中气体密度是试管甲气体的16倍，即ρ甲：ρ乙=1：16。试推算甲乙两试管中气体质量比 ？(要有推算过程)
【变式12-1】如图所示，图1是电解水的装置，图2是甲、乙试管中收集到的气体体积与时间的关系图。若甲试管中生成气体N，下列说法不正确的是
A．a应接电源正极
B．气体M能使带火星的木条复燃
C．实验前向水中加入少量硫酸可以增加水的导电性
D．0～3s内甲、乙试管内气体的体积比和8s时的体积比不同，原因是氧气比氢气在水中溶解得多
【变式12-2】如图1为某同学进行电解水实验的装置图，试回答下列问题：
(1)图1中A端为电源的 (填“正”或“负”)极。
(2)在电解水实验中，将两极产生的气体的体积与时间的关系绘制成如图2所示的图像。
由图2看出，a气体是 。如果管C中气体的体积为10mL，则管D中气体的体积约为 。
(3)从微观上分析：下列说法正确的是___________(填字母)。
A．水是由氢气和氧气组成的
B．水是由氢原子和氧原子构成的
C．每个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的
(4)实验中用 检验管C中气体，观察到的现象是 。
▉题型13 其他水的组成实验
【例13】我国科学家开创了海水原位直接电解制氢全新原理与技术，破解了该领域长期困扰科技界和产业界的技术难题。该反应的微观示意图如下，下列说法不正确的是
A．隔膜只允许水分子通过
B．反应过程中氢元素的化合价不变
C．生成物的质量比为1∶8
D．该反应经历了分子分解、原子重组的过程
【变式13-1】海水中含有氯离子、钠离子、镁离子等。氯离子和镁离子的存在，会干扰电解海水制氢。在电解过程中氯离子转化为有毒气体—氯气；镁离子会生成难溶的氢氧化镁沉积在电极表面，影响电极寿命。我国研究团队研制出了海水直接制氢新技术，实现了无副反应、无额外能耗的制氢，其原理如图所示。下列说法错误的是
A．聚四氟乙烯膜能防止氯离子和镁离子的渗透
B．B电极与电源的正极相连
C．该装置制氢过程能量转化的主要方式为电能转化为化学能
D．直接电解海水制氢，可能会污染空气
【变式13-2】水是生命之源，人类从未停止过对水的研究。
现有同学利用如图水电解器进行电解水实验，在水电解器中加入Na2SO4的水溶液，至充满管A和管B(Na2SO4不参与反应)，通直流电一段时间后，现象如图所示：
(1)水电解反应符号表达式为 。管A中产生的气体用 检验，实验过程中中间的长颈漏斗内的液面 。(填升高，降低或者不变)
(2)下列说法正确的是________(填字母)。
A．水中加入Na2SO4溶液能增强导电性
B．电极N与电源正极相连
C．该过程中分子未改变，改变的是分子间的空隙
D．该实验能验证水是由氢气和氧气组成的
为证明水不是由“水元素”组成的，1785年，拉瓦锡在高温的条件下，用水蒸气与红热的铁粉反应，模拟实验装置如图所示。吹泡器吹出的气泡不断往上升，用燃着的木条去点气泡，发现气泡能被点着，同时生成四氧化三铁。
(3)该反应的符号表达式为 。
(4)实验过程中，吹泡器吹出的气泡不断往上升，说明 ，点燃气泡是产生 色火焰。
▉题型14 对水电解实验的进一步探究
【例14】古人云“水为食之先”，它塑造了人类的历史。某兴趣小组以“生命之源水”为主题开展项目式学习。
【任务一】认识水的蒸发
(1)如图反映烧杯内的水在不同温度下放置时发生变化的微观示意图，请将50℃时对应的微观示意图补充完整 （图中“●”表示氧原子，“。”表示氢原子）。
【任务二】探究水的电解
如图是兴趣小组利用注射器改装的电解水实验装置。两支注射器排尽空气后，均吸取20mL氢氧化钠溶液，接通电源。
(2)实验中观察到两支注射器内均有气泡产生，且左侧液面下降得比右侧液面快。经检验气体成分后，可推知水是由 组成的。
(3)改进后装置的优点有 （写一条）。
【任务三】探究影响电解水速率的因素
以收集20mL氢气为标准，记录时间和收集氧气的体积，实验数据如下表：
实验序号 ① ② ③ ④ ⑤
温度/℃ 15 15 15 30 45
外加电压/V 6 9 12 6 6
氧气/mL 9.9 10.0 9.0 9.6 9.7
时间/s 54.6 23.4 15.0 46.2 35.4
(4)实验①②③可探究 对电解水速率的影响，欲探究温度对电解水速率的影响，应选择的实验组是 （填实验序号）。
(5)根据表中数据得出的结论是 （写1点）。
(6)除上述因素外，影响电解水速率的因素还有 （写1点），请设计实验方案验证： 。
【变式14-1】实验课上，同学们做了电解水的实验。
(1)实验过程中：
①在电解器玻璃管中加满水。通电，观察到玻璃管中有气泡冒出，一段时间后，a、b管内气体体积比约为 。
②切断电源，用燃着的木条分别检验两个玻璃管中的气体，观察到 (填“a”或“b”) 中气体使木条燃烧更旺。
(2)电解水时，通常要加入少量氢氧化钠或硫酸钠，目的是 ；
一小组做电解水实验时，在水中加了氯化钠，该小组发现与正极相连的石墨电极上出现黄绿色气体。这激发了他们探究的欲望。请你一起参与该小组的探究活动吧！
【提出问题】
加入氯化钠的水通电时，石墨电极上分别生成了什么气体
【查阅资料】
①氯气(Cl )：黄绿色、有刺激性气味的有毒气体，常温下 1 体积水能溶解2体积Cl2。
②石墨电极不参与反应
【提出假设】
(3)假设1：电极上分别生成了氧气和氯气；
假设2：电极上分别生成了氢气和氧气；
假设3: 。
【设计实验】
(4)该小组仍然用如上装置来电解加了氯化钠的水。并收集两个电极上产生的气体。
实验步骤 实验现象 解释或结论
①按照如图所示，连接好实验装置，通电一段时间后，用a、b两支试管分别收集两根石墨电极上产生的气体，观察气体的颜色。 a试管收集到黄绿色气体b试管收集到无色气体。 通过对气体颜色的分析，说明假设 肯定是错误的。
②用拇指堵住b试管， 移近点燃的 酒精灯， 松开拇指。 听到轻微爆鸣声 证明b试管中收集的气体为氢气。
【实验反思】
(5)该小组发现通电除了生成两种气体外，还生成了氢氧化钠(NaOH)，请试着写出在水中加入氯化钠吋通电发生反应的符号表达式： ；
【反思与评价】
(6)用电解水探究水的组成实验，你认为在电解水时 (选填“可以”或“不可以”) 加入少量的氯化钠，原因是 。
【变式14-2】某化学兴趣小组同学在学习电解水实验时对水中增加的其他物质感到好奇。于是进行了如下探究，请回答有关问题。
【资料提示】
a．纯水每十亿个水分子中，只有约两个水分子解离成氢离子和氢氧根离子。
b．硫酸钠、硫酸、氢氧化钠、氯化钠在水中易解离出离子。离子浓度越大，导电性越好。
c．氯气是浅绿色有刺激性气味的有毒气体，可溶于水。
(1)图1中的甲应该是电源的 (填“正”或“负”)极。
(2)电解水时，通常要加入少量氢氧化钠溶液或稀硫酸，其目的是 。
(3)从图2中可以得出的结论有 (答两点)。
【拓展探究】
氯化钠是否会增强水的导电性？
【进行实验】
兴趣小组同学用上图1装置做了以下探究。
实验 正极 负极
I．蒸馏水通电 没有气泡 没有气泡
Ⅱ．蒸馏水中加入足量氯化钠，溶解后通电 产生明显气泡 产生明显气泡，比正极气泡更多更快
(4)结论：氯化钠 (填“能”或“不能”)增强水的导电性。
▉题型15 单质、化合物、氧化物
【例15】《千里江山图》被称为“中国十大传世名画”之一。下列是部分矿物颜料，主要成分属于氧化物的是
A．HgS B．Fe2O3 C．CaCO3 D．Cu2(OH)2CO3
【变式15-1】下列各组按混合物、化合物、单质顺序排列的是
A．冰水混合物、二氧化氮、氮气 B．氯酸钾、过氧化氢、液态氧
C．洁净的空气、氯化钠、铜 D．盐水、铁粉、水银
【变式15-2】下列物质：①冰水共存物 ②洁净的空气 ③硫粉 ④高锰酸钾 ⑤液氮 ⑥自来水 ⑦四氧化三铁 ⑧稀有气体 ⑨氯化钾。请用序号填空。
(1)属于混合物的有： ；
(2)属于氧化物的有： ；
(3)属于单质的是： 。
▉题型16 物质分类的相关概念辨析
【例16】推理是学习化学的一种重要方法，下列推理得出的相关结论合理的是
A．离子是带电的粒子，则带电的粒子一定是离子
B．单质中只含一种元素，所以由一种元素组成的物质一定是单质
C．氧化物中一定含有氧元素，所以含有氧元素的化合物一定是氧化物
D．化合物是由不同种元素组成的纯净物，所以只含一种元素的物质一定不是化合物
【变式16-1】单质和化合物的区别
A．单质是纯净物，化合物是混合物
B．单质由同种分子构成，化合物由不同种分子构成
C．单质只含有一种元素，化合物至少含两种元素
D．单质是一种物质，化合物至少含两种物质
【变式16-2】分类是研究物质的常用方法。如图是纯净物、化合物、氧化物之间关系的形象表示，下列物质属于c范围的是
A．干冰 B．水银 C．金刚石 D．食盐水
▉题型17 从微观角度看物质的分类
【例17】下图是表示气体分子的示意图，图中“●”和“○”分别表示两种不同质子数的原子，其中表示化合物的是
A． B．
C． D．
【变式17-1】以下图示表示了物质的构成，按要求填空：
表示纯净物的是 ，表示混合物的是 。
表示单质的是 ，表示化合物的是 。
纯净物中由分子构成的是 ，由原子直接构成的是 。
【变式17-2】下列各组物质中，可能是氧化物的是
A．B．C． D．
▉题型18 化学式的含义及书写
【例18】甲：表示一种物质。乙：表示一个分子。丙：表示由两种元素组成。丁：表示一个分子中含有三个原子。上述四位同学描述的是下面的
A．HClO B．O3 C．H2O D．MgO
【变式18-1】过氧乙酸对细菌和病毒具有高效、快速杀灭作用，广泛应用于环境的消毒。过氧乙酸的化学式是，下列关于过氧乙酸的说法正确的是
A．过氧乙酸分子中含有2个碳原子、2个氢分子、3个氧原子
B．过氧乙酸分子是由碳元素、氢元素和氧元素组成
C．过氧乙酸是由2个碳原子、4个氢原子、3个氧原子构成
D．过氧乙酸分子中碳原子、氢原子的个数比为1：2
【变式18-2】下列物质的化学式书写错误的是
A．氯化亚铁：FeCl2 B．高锰酸钾：K2MnO4
C．氧化镁：MgO D．氧化铝：Al2O3
▉题型19 化学用语
【例19】下列化学用语表达正确的是
A．2个氢分子：2H2 B．氧气中氧元素化合价：
C．氢氧化钡的化学式：BaOH2 D．2个钙离子：2Ca+2
【变式19-1】化学用语是学习和研究化学的工具，正确理解化学用语的含义是学好化学的前提。下列关于化学用语的描述中，不合理的是
A．：通过水的化学式可以看出，水中含有氢分子
B．O：铜元素正上方的+2表示氧化铜中铜元素的化合价为+2价
C．Al：既可以表示铝元素，也可以表示一个铝原子，还可以表示金属铝
D．：氯化钠中钠离子、氯离子的个数比为1：1
【变式19-2】请用化学用语回答：
(1)2个氖原子 ；
(2)4个硫酸根离子 ；
(3)标出氯化镁中镁元素的化合价 ；
(4)由 Fe3+和 OH-构成的氢氧化铁 。
▉题型20 符号周围数字的含义
【例20】下列关于数字“2”的意义描述正确的是
①2N ②2NH3 ③CO2 ④Mg2+ ⑤2Na+ ⑥3H2O2 ⑦
A．表示离子个数的是④⑤
B．表示分子个数的是①②
C．表示离子所带电荷数的是④⑦
D．表示一个分子中原子个数的是③⑥
【变式20-1】化学符号中的数字能表示不同的含义。下列数字“2”表示离子个数的是
A． B． C． D．
【变式20-2】下列化学符号中的数字“2”的意义描述正确的是
①CO2 ②Mg2+ ③2Fe3+ ④ ⑤2O ⑥O2 ⑦2OH- ⑧2CO
A．表示物质中元素化合价的有②④
B．表示一个分子中某种原子的个数的是①⑤
C．表示分子的个数的是⑥⑧
D．表示离子数的是③⑦
▉题型21 化学式图示的分析
【例21】如下图所示是某一化学反应的微观示意图.下列说法错误的是
A．该反应是化合反应 B．化学反应中原子不可再分
C．Q的化学式为 D．反应前后分子种类不同
【变式21-1】过氧乙酸是生活中常用的消毒剂，其分子结构如图所示。下列有关过氧乙酸的叙述正确的是
A．过氧乙酸化学式为，属于有机物 B．过氧乙酸是由碳、氢、氧原子构成的
C．过氧乙酸显酸性，可以使酚酞变红 D．过氧乙酸中碳元素的质量分数最大
【变式21-2】医疗上常用体积分数为70%~75%的乙醇作消毒剂，乙醇的结构模型图如图所示，下列说法不正确的是
A．乙醇的化学式为C2H5OH
B．乙醇中氧元素和氢元素的质量比为8：3
C．乙醇由2个碳原子、6个氢原子和1个氧原子构成
D．乙醇中碳元素的质量分数最大
▉题型22 化合价代数和的计算与应用
【例22】在N2、NO、NO2、NH4NO3四种物质中，N元素表现出的化合价共有
A．2种 B．3种 C．4种 D．5种
【变式22-1】下列物质中，氯元素和氮元素的化合价不相同的一组是
A．和 B．和 C．和 D．和
【变式22-2】已知氯酸钾的化学式为，溴酸中溴元素的化合价与氯酸钾中氯元素的化合价相同，则溴酸的化学式应表示为
A． B． C．HBrO D．HBr
▉题型23 价类图
【例23】绘制元素化合价和物质类别的“价类二维图”是学习化学的一种重要方法，对应图中点M的物质是
A．N2 B．NO2 C．N2O5 D．HNO3
【变式23-1】以化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的图像叫做价类图。如图为铁的价类图，图中物质均为纯净物，下列说法错误的是
A．图中a点对应的物质类别为单质 B．b点所对应的物质的化学式为Fe2O3
C．FeSO4阳离子的符号为Fe3+ D．FeCl2的化学名称是氯化亚铁
【变式23-2】元素的化合价和物质的类别是学习物质性质的两个重要方面，如图是氮元素的价类二维图
(1)图中A点对应的物质的化学式为 ，它对应的物质类别X是 。
(2)NH3中氮元素的化合价为 。
(3)图中C点对应的物质为大气污染物之一，写出其对应的化学式为 ，它是汽车在行驶时氧气和氮气反应所生成的，该反应过程中氮元素的化合价 (填“升高”“降低”或“不变”)。
(4)KNO3是一种对提高农作物的产量具有重要作用的肥料，请标出KNO3中氮元素的化合价： ，它对应图中的 (填字母)点，其名称是 。
▉题型24 化学式的相关计算
【例24】阿莫西林(化学式为C16H19N3O5S)是一种常见的抗生素。下列有关阿莫西林的说法不正确的是
A．阿莫西林由5种元素组成 B．1个阿莫西林分子中含有3个氮原子
C．阿莫西林的相对分子质量为365g D．阿莫西林中硫元素的质量分数约为8.8%
【变式24-1】甲醇(CH3OH)可用作燃料。按要求计算：
(1)甲醇分子中C、H、O原子个数比为 。
(2)甲醇中碳元素和氢元素的质量比为 (填最简比)；
(3)甲醇的相对分子质量为 。
(4)16g的甲醇中含有碳元素的质量为 g。
【变式24-2】乳酸亚铁片可用于治疗缺铁性贫血，如图为乳酸亚铁片说明书上的部分文字。请仔细阅读后回答以下问题：
[主要成分]乳酸亚铁化学式：C6H10FeO6。[用量]成人治疗量0.3g～0.6g/日[注意事项]服时忌茶，以免被鞣质沉淀[规格]0.1g/片
(1)乳酸亚铁中碳、氢、氧元素的原子个数比为 。
(2)乳酸亚铁的相对分子质量是 ，乳酸亚铁中铁元素的质量分数为 (结果精确到0.1%)。
(3)某成人每天分两次服药，一次最多服用 片。
▉题型25 混合物中元素或物质质量分数的计算
【例25】请仔细阅读碳铵化肥袋上包装说明书，回答下列问题：
(1)纯NH4HCO3中氮元素质量分数为 。
(2)这包碳铵化肥中含氮元素质量为 。
(3)这包碳铵化肥中含NH4HCO3的质量分数(写计算过程)。
【变式25-1】图为某钙片的商品标签，为测定钙片中钙元素的质量分数（假设钙片中其他物质不含钙元素，且不溶于水，也不与任何物质发生反应）。每片钙片含碳酸钙（CaCO3）50%。
(1)每片含碳酸钙的质量为 。
(2)求出钙片中钙元素的质量分数 。
(3)青少年每日摄入1000mg钙元素为宜。假如只有一半来源于食物，请计算：按说明服用钙片能否达到摄入标准？
【变式25-2】蛋白质是机体生长及修补受损组织的主要原料，人体通过食物获得的蛋白质在胃肠中与水反应生成氨基酸，蛋氨酸（化学式为）就是其中的一种。请回答下列问题：
(1)蛋氨酸中碳元素与氧元素的原子个数比为 。
(2)合格奶粉每100g中含蛋白质约18g，蛋白质中氮元素的平均质量分数为16%，则每100g合格奶粉中氮元素的质量为 g。现测定某奶粉每100g中含有氮元素的质量为0.5g，则这种奶粉属于 （选填“合格”或“不合格”）奶粉。
答案和解析
▉题型1 人类拥有的水资源
【例1】下列有关水的说法正确的是
A．地球上的淡水资源取之不尽用之不竭 B．用活性炭吸附可除去水中的所有杂质
C．河水、湖水、自来水都是混合物 D．生活污水和工业废水可随意排入河流
【答案】C
【详解】A、地球上的淡水资源只占总水量的2.5%，且有一部分被污染，不能饮用，所以地球上的淡水资源不是取之不尽用之不竭，选项错误；
B、活性炭具有吸附性，只能够吸附水中的色素和一位，不能吸附除去水中的所有杂质，选项错误；
C、河水、湖水、自来水中除水外，还含有其它物质，都是混合物，选项正确；
D、生活污水和工业废水随意排入河流后，其中的污染物会污染水体，选项错误，故选C。
【变式1-1】2024年世界水日主题是“Water for Peace”（以水促和平），下列做法错误的是
A．使用节水龙头 B．使用含磷洗衣粉
C．保护森林植被，以涵养水源 D．反渗透海水淡化技术可为居民提供饮用水
【答案】B
【详解】A、使用节水龙头可减少水资源的使用，有利于水资源保护，做法正确，不符合题意；
B、使用含磷洗衣粉，会使水体富营养化，不利于水资源保护，做法错误，符合题意；
C、保护森林植被，以涵养水源可减少水土流失，净化水源，有利于水资源保护，做法正确，不符合题意；
D、反渗透海水淡化技术可将海水中的盐分及其他杂质除去，可为居民提供饮用水，做法正确，不符合题意。
故选B。
【变式1-2】2023年11月15日是南水北调东线一期工程通水10周年纪念日，该工程是华东、华北地区均衡发展、持续发展、绿色发展的重要命脉线。回答下列问题：
(1)“南水北调”说明我国的水资源的分布是 。
(2)“南水北调”遵循的一个原则是“先治污后通水”。请写出一个造成水体污染的原因： 。
(3)“南水北调”工程功在当代，利在千秋，我们必须爱护水资源。谈谈在生活中你是如何节约用水的？ (写一条)。
【答案】(1)不均衡的
(2)生活污水任意排放（答案不唯一，合理即可）
(3)用洗菜的水浇花（答案不唯一，合理即可）
【详解】（1）“南水北调”说明我国的水资源的分布是不均衡的，故填写：不均衡的。
（2）工业废水和生活污水的任意排放等都是造成水体污染的原因，故填写：生活污水任意排放（答案不唯一，合理即可）。
（3）用洗菜的水浇花、用洗衣服的水冲马桶等都是生活中节约用水的措施，故填写：用洗菜的水浇花（答案不唯一，合理即可）。
▉题型2 保护水资源
【例2】为系统治理水资源、水环境、水生态，提倡的做法是
A．任意排放生活污水 B．防治海洋垃圾污染
C．农业上过量使用农药 D．景观用水大量使用自来水
【答案】B
【详解】A、任意排放生活污水，会造成水污染，错误；
B、防治海洋垃圾污染，有利于系统治理水资源、水环境、水生态，正确；
C、农业上过量使用农药，会造成土壤、水源污染，错误；
D、景观用水大量使用自来水，会浪费淡水资源，错误。
故选B。
【变式2-1】2024年5月1日，我国节约用水行政法规《节约用水条例》正式实施。下列行为不利于节约用水的是
A．工业用水重复使用 B．洗手后不随手关水龙头
C．生活中用淘米水浇花 D．园林用水采用节水灌溉方式
【答案】B
【详解】A、工业用水重复使用，可以节约用水，保护水资源，不符合题意；
B、洗手后不随手关水龙头，会浪费水资源，不利于节约用水，符合题意；
C、生活中用淘米水浇花，可以“一水多用”，有利于节约用水，不符合题意；
D、园林用水采用节水灌溉方式，有利于节约用水，不符合题意。
故选B。
【变式2-2】水是生命之源。下列有关水体保护的措施不正确的是
A．推广使用无磷洗衣粉
B．合理使用化肥、农药
C．排放未经处理的工业废水
D．对水源地的水体进行严格保护
【答案】C
【详解】A、推广使用无磷洗衣粉，可以减少水体富营养化，减少“水华”现象的发生，不符合题意；
B、合理使用化肥、农药，可以减少污染，保护水资源，不符合题意；
C、排放未经处理的工业废水，会污染水源，应处理达标后排放，符合题意；
D、对水源地的水体进行严格保护，可以减少污染，保护水资源，不符合题意。
故选C。
▉题型3 自来水厂净水过程
【例3】如图为自来水生产过程示意图。下列说法正确的是
A．自来水生产过程用到活性炭利用它的吸附性
B．过滤池中主要发生化学变化
C．消毒用的二氧化氯是混合物
D．供水系统流出的水是纯净物
【答案】A
【详解】A、活性炭具有吸附性，可以去除色素和异味，自来水生产过程用到活性炭是利用它的吸附性，说法正确；
B、过滤除去了水中难溶性杂质，无新物质生成，故过滤池中主要物理变化，说法错误；
C、消毒用的二氧化氯由一种物质组成，属于纯净物，说法错误；
D、自来水生产过程中除去了水中的难溶性杂质（过滤）、色素和异味（活性炭），但供水系统仍然含有许多可溶性杂质，则供水系统流出的水是纯净物，说法错误。
故选：A。
【变式3-1】某自来水厂的净水过程如图所示。下列说法错误的是
A．加入明矾可使悬浮杂质沉降 B．“沙滤”可去除大颗粒固体杂质
C．“水槽”中的水为纯净物 D．上述净水过程中发生了化学变化
【答案】C
【详解】A、明矾在溶于水时能形成胶状物，吸附悬浮杂质，形成较大颗粒而加快沉降，选项正确；
B、“沙滤”可去除大颗粒固体杂质，选项正确；
C、“水槽”中的水还含有可溶性杂质，是混合物，选项错误；
D、沉淀池和沙滤的过程中没有新物质生成，发生了物理变化，空气氧化、杀菌消毒的过程，生成了新物质，发生了化学变化，选项正确；
故选C。
【变式3-2】自来水厂净水的部分过程如下图所示。下列有关说法正确的是
A．可利用胆矾作为“絮凝剂”来加速杂质的沉降
B．利用活性炭的“还原性”可除去水中的色素和异味
C．上述处理过程应包含“消毒”
D．经过处理获得的自来水属于纯净物
【答案】C
【详解】A、自来水厂中的“絮凝剂”的是明矾而不是胆矾，故该选项说法错误；
B、活性炭具有吸附性，能除去异味和异色，自来水厂净化水过程中是利用活性炭的“吸附性”除去水中的异色和异味，故该选项说法错误；
C、自来水厂净化水的操作主要有：沉降、过滤、吸附、消毒；因为经过沉降、过滤和吸附后的水中还含有可溶性的杂质及细菌，所以需要进行消毒，故该选项说法正确；
D、经过上述处理后的自来水中还含有可溶性的物质，属于混合物，故该选项说法错误；
故选择C。
▉题型4 常用的净水方法
【例4】水对于生命活动、工农业生产具有重要的作用。下列说法正确的是
A．过滤可以将硬水软化 B．明矾能区别硬水和软水
C．水中加入活性炭的目的是杀菌消毒 D．通过蒸馏可制得净化程度较高的水
【答案】D
【详解】A、过滤只能除去水中不溶性杂质，不能除去可溶性的钙镁化合物，将硬水软化，硬水软化的方法有煮沸和蒸馏等，错误；
B、天然水加入肥皂水搅拌，产生泡沫多的是软水，泡沫少的是硬水， 区别硬水和软水用肥皂水，明矾能除去水中的固体杂质，不能区别硬水和软水，错误；
C、 水中加入活性炭主要是吸附水中的色素和异味等，不是杀菌消毒，错误；
D、蒸馏可以除去水中的所有杂质，通过蒸馏可制得净化程度较高的水，正确。
故选D。
【变式4-1】下列单一操作净化水程度最高的是
A．加絮凝剂 B．过滤 C．蒸馏 D．静置沉淀
【答案】C
【详解】净化水的步骤：沉淀、过滤、吸附、蒸馏，单一操作中，净化程度最高的是蒸馏，能得到的是纯净物，
故选C。
【变式4-2】“生命吸管”是军事上的重要发明（见下图），它是一种将污水净化为饮用水的吸管装置，主要原理与自来水的净化过程相似，其中离子交换树脂的主要作用是去除重金属离子，超滤膜通常用于去除水中的有害物质和微生物。下列说法正确的是
A．净化后的饮用水属于纯净物 B．超滤膜过滤精度高于与过滤棉
C．生命吸管可以净化海水得到淡水 D．活性炭在吸管中起过滤作用
【答案】B
【详解】A、净化后的水中含有溶于水的物质，是混合物，该选项说法不正确；
B、过滤棉除去的是大部分颗粒物，而超滤膜去除水中的有害物质和微生物，该选项说法正确；
C、“生命吸管”不能除去海水中可溶性盐，不把海水变为淡水，该选项说法不正确；
D、活性炭具有吸附作用，能吸附异味，该选项说法不正确。
故选B。
▉题型5 简易净水器
【例5】某便携式户外净水器能够除去河水、溪水中的铅离子、汞离子等有害金属离子和软化水质。下图是该便携式户外净水器的结构示意图，下列有关分析正确的是
A．将出水和入水位置互换后，净水效果更好
B．该装置利用了活性炭进行杀菌消毒
C．净化后，水中铅离子、汞离子含量升高
D．净化后，水中钙离子、镁离子含量降低
【答案】D
【详解】A、出水和入水的位置互换，水自上而下速度加快，净水时间变短，减弱了净水效果，故选项不符合题意；
B、活性炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性，但不能杀菌消毒，故选项不符合题意；
C、净水装置能除去水中的铅离子、汞离子，净化后，水中铅离子、汞离子含量降低，故选项不符合题意；
D、该装置能软化水质，净化后，水中钙离子、镁离子含量降低，故选项符合题意；
故选：D。
【变式5-1】化学兴趣小组的同学设计并制作如图所示的简易净水装置。利用该装置模拟净化当地河水。下列分析正确的是
A．小卵石的作用是除去水中的可溶性杂质 B．活性炭可吸附水中的色素和异味
C．出水口的水中不含可溶性钙、镁化合物 D．为除去水中微生物等可通过静置沉淀
【答案】B
【详解】A.小卵石的作用是除去颗粒较大的不溶性杂质，选项分析错误，故不符合题意；
B.活性炭具有吸附性，可吸附水中的色素和异味，选项分析正确，故符合题意；
C.出水口的水中仍含有较多的可溶性钙、镁化合物，属于硬水，选项分析错误，故不符合题意；
D.杀菌消毒可以除去水中微生物等，选项分析错误，故不符合题意；
故选：B。
【变式5-2】 “生命吸管”(如图所示)是一种便携式户外净水装置，下列说法错误的是
A．超滤膜可以过滤大部分颗粒杂质，降低浑浊度 B．活性炭可以吸附色素和异味，将硬水变成软水
C．抗菌球可以杀灭细菌 D．通过“生命吸管”得到的水仍然是混合物
【答案】B
【详解】A、过滤可以除去水中的不溶性杂质，所以超滤膜可以过滤大部分颗粒杂质，降低浑浊度，故选项说法正确；
B、活性炭具有吸附性，可以吸附水中的色素和异味，但不能吸附水中的可溶性杂质，即不能将硬水变成软水，故选项说法不正确；
C、抗菌球能使细菌的蛋白质凝固，可以杀灭细菌，故选项说法正确；
D、通过“生命吸管”得到的水中仍含有可溶性杂质，属于混合物，故选项说法正确。
故选B。
▉题型6 过滤操作
【例6】科学家设计合成了多孔石墨烯膜用于海水淡化，当海水流过石墨烯膜时，钠离子和氯离子被水分子包裹而不能通过，独立的水分子却能通过。这种海水淡化的方法属于
A．过滤 B．吸附 C．沉淀 D．消毒
【答案】A
【详解】当海水流过石墨烯膜时，钠离子和氯离子被水分子包裹而不能通过，独立的水分子却能通过，能除去海水的盐，实现了氯化钠和水的分离，过滤通过孔洞的大小分离物质，故这种海水淡化的方法类似于过滤操作；
故选：A。
【变式6-1】李明同学将浑浊的溪水样品倒入烧杯中，先加入明矾粉末来搅拌溶解，静置一会儿后，采用如图过滤装置来除去水中难溶性杂质。试回答下列问题。
(1)写出标号仪器的名称：b 。
(2)加入明矾的作用是 ，过滤操作中玻璃棒的作用是 。
(3)过滤时，漏斗中的液面必须 （填“高于”或“低于”）滤纸边缘；漏斗下端紧靠烧杯内壁是为了防止 。
(4)过滤后的水属于 （填“纯净物”或“混合物”）。
【答案】(1)漏斗
(2) 加速沉降 引流
(3) 低于 滤液溅出
(4)混合物
【详解】（1）据图可以看出，b是漏斗；
（2）明矾具有吸附性，能加速不溶性杂质的沉淀，实验中玻璃棒起到的是引流的作用；
（3）进行过滤操作时，漏斗中的液面必须低于滤纸边缘，防止不经过滤而流下；漏斗下端紧靠烧杯内壁是为了防止滤液溅出；
（4）过滤后的水中含有可溶性杂质，属于混合物。
【变式6-2】过滤是化学实验中分离混合物的常用方法。据图回答下列问题：
(1)在此操作中缺少的仪器是 ，其中还有的一处错误是 。
(2)若过滤后滤液仍然浑浊，可能的原因有：
① ；
② 。
(3)要除去水中的色素，常加入 吸附；要将过滤后的水转化为纯水，应该进行的操作是 。写出一条生活中节约用水的具体做法是 。
【答案】(1) 玻璃棒 漏斗下端没有紧靠烧杯内壁
(2) 滤纸破损(合理即可) 仪器本身不干净(合理即可)
(3) 活性炭 蒸馏 洗菜的水浇花(合理即可)
【详解】（1）过滤时要用到玻璃棒，引导液体的流向，观察图示，缺少玻璃棒；由过滤的注意事项并结合图示可知，该图存在的明显错误是：漏斗的下端没有紧靠烧杯的内壁；
（2）滤纸破损、过滤时液面高于滤纸的边缘都可能使液体中的不溶物进入下面的烧杯，从而使滤液浑浊；承接滤液的烧杯不干净也能使滤液浑浊等；
（3）活性炭具有吸附性，可以吸附水中的色素和异味，因此要除去水中的色素，常加入活性炭吸附；要将过滤后的水转化为纯水，应该进行的操作是蒸馏；生活中节约用水的方法有：洗菜的水浇花、冲厕所，使用节水龙头等。
▉题型7 硬水和软水
【例7】长期饮用硬水会在体内产生结石。下列有关硬水软水的说法错误的是
A．吸附不能降低水的硬度
B．使用硬水烧水易产生水垢
C．硬水和软水的区别在于是否含有较多的可溶性钙、镁化合物
D．加肥皂水，硬水泡沫多
【答案】D
【详解】A.吸附可除去水中的色素和异味，不能除去水中的钙镁化合物，因此不能降低水的硬度，该选项说法正确；
B.加热煮沸时，水中的钙镁化合物能够转化成碳酸钙沉淀、氢氧化镁沉淀，产生水垢，该选项说法正确；
C.含有较多钙镁化合物的水叫做硬水，不含或含有较少钙镁化合物的水叫做软水，硬水和软水的区别在于是否含有较多的可溶性钙、镁化合物，该选项说法正确；
D.加肥皂水，软水泡沫多，该选项说法错误。
故选D。
【变式7-1】提到云南傣族泼水节，最热闹的地方就是西双版纳。下列关于水的说法正确的是
A．地球上的淡水资源十分丰富
B．长期饮用硬水有利于人体健康
C．硝酸铵溶于水后，溶液温度降低
D．硬水经过滤、吸附可变成软水
【答案】C
【详解】A、地球上的总储水量很大，但能利用的淡水资源不到总储水量的1%，并且分布不均，故选项说法错误；
B、硬水中含有可溶性钙、镁化合物，长期饮用硬水可能危害身体健康，故选项说法错误；
C、硝酸铵溶于水时吸收热量，使溶液温度降低，故选项说法正确；
D、过滤、吸附只能除去水中的难溶性杂质，不能除去水中的可溶性钙镁化合物，即不能将硬水变成软水，故选项说法错误；
故选：C。
【变式7-2】小明查阅资料得知，肥皂水可以检验水的硬度。他分别取市售纯净水，自来水和煮沸的自来水个5mL于3支试管，逐滴加入1.5%的肥皂水并振荡，记录开始产生泡沫时所加肥皂水的量（肥皂水用量越多，水的硬度越大），数据如下表。下列说法错误的是
水样 市售纯净水 自来水 煮沸的自来水
肥皂水的用量/滴 2 9 6
A．由上述实验可知，煮沸能降低自来水的硬度
B．3种水样中市售纯净水硬度最小
C．煮沸的自来水是纯净物
D．用硬水洗涤衣物既浪费肥皂也洗不干净
【答案】C
【详解】A、根据表格可知，煮沸的自来水所用肥皂水的用量小于自来水，所以硬度减小，可以降低硬度，故A正确；
B、根据表格，市售纯净水所用肥皂水的用量，所以硬度最小，故B正确；
C、煮沸的自来水含有其他矿物质，不是纯净物，故C错误；
D、用硬水洗涤衣物，既浪费肥皂也洗不干净，时间长了衣物还会变硬，故D正确。
故选C。
▉题型8 水的净化综合考查
【例8】人类的生存离不开水，水是生命之源。
(1)生活中常通过 来降低水的硬度，日常生活中使用硬水的危害有 。（答一点）
(2)自然界中的水都不是纯水，某化学科技小组在实验室中对一烧杯浑浊的河水进行了简单的净化。先向烧杯中加入适量明矾粉末，这是利用明矾溶于水后生成的胶状物对杂质 ，使杂质 来达到净水的目的。在净水过程中加入 ，除去水中的色素和异味。
(3)茶杯内的纱网，可将茶叶与茶水分离，便于饮用，该设计利用的化学原理是 。
(4)爱护水资源，人人有责。你认为下列做法不利于防治水体污染的是__________。（填选项字母）
A．依照法规加强水资源的监测和管理
B．生活污水任意排放
C．合理使用农药和化肥
D．工业废水处理达标后排放
【答案】(1) 煮沸 洗衣服浪费肥皂，衣服洗不干净
(2) 进行吸附 沉降 活性炭
(3)过滤
(4)B
【详解】（1）生活中常通过煮沸来降低水的硬度；日常生活中使用硬水的危害有：洗衣服浪费肥皂，衣服洗不干净等；
（2）先向烧杯中加入适量明矾粉末，这是利用明矾溶于水后生成的胶状物对杂质进行吸附，使杂质沉降来达到净水的目的；
活性炭具有吸附性，在净水过程中加入活性炭，能除去水中的色素和异味；
（3）茶杯内的纱网，可将茶叶与茶水分离，便于饮用，该设计利用的化学原理是过滤；
（4）A、依照法规加强水资源的监测和管理，可以及时发现并处理水体污染问题，从而有效防止水体污染，不符合题意；
B、生活污水中含有各种有机物、无机物以及微生物等，如果未经处理直接排放到环境中，会对水体造成严重的污染，影响水质和生态环境，符合题意；
C、农药和化肥在农业生产中广泛使用，但如果使用不当或过量使用，会导致农药和化肥残留进入水体，造成水体污染，因此合理使用农药和化肥有利于防治水体污染，不符合题意；
D、工业废水中往往含有各种有害物质，如果直接排放到环境中，会对水体造成严重的污染，因此工业废水处理达标后排放有利于防治水体污染，不符合题意。
故选：B。
【变式8-1】城市的生活用水是经自来水厂净化处理过的。如图是自来水厂净化水的过程示意图。
(1)在自来水厂净化自来水的过程中，a池的作用主要是_______。（填序号）
A．沉淀 B．过滤 C．吸附 D．蒸馏
(2)取水后加入絮凝剂，并用玻璃棒搅拌，使水中悬浮的颗粒沉降下来。下列物质可作絮凝剂的是________。
A．食盐 B．高锰酸钾 C．明矾 D．肥皂水
(3)在处理过的水样中加入一定量的肥皂水并振荡，观察到泡沫较少，浮渣较多。说明该水样属于 （填“硬水”或“软水”）。
(4)在投药消毒步骤中所发生的变化是 （填“物理变化”或“化学变化”）。
(5)水资源短缺会影响人民生活，制约经济发展。请举出一种节水的措施 。
【答案】(1)B
(2)C
(3)硬水
(4)化学变化
(5)洗菜水浇花等
【详解】（1）由自来水净化水的方法可知，自来水厂净化自来水的过程中，a池的作用主要是过滤。故填：B。
（2）由于明矾溶于水的生成物具有吸附性，所以取水后加入絮凝剂（明矾）的作用是：吸附悬浮杂质，加速沉降。故填：C。
（3）由于硬水中加入一定量的肥皂水振荡，观察到泡沫较少，浮渣较多，所以该水样属于硬水。故填：硬水。
（4）由于在投药消毒步骤中有新物质生成，所以发生的变化是化学变化。故填：化学变化。
（5）常见的节水措施有很多，例如：洗菜水浇花、使用节水龙头等。故填：洗菜水浇花等。
【变式8-2】小刚收集到一瓶浑浊的河水，他要模拟自来水厂的净水过程，最终制成蒸馏水。其实验过程如图所示。请回答以下问题：
(1)A物质的作用是 。
(2)操作①的名称是 ，进行该操作时用到铁架台、玻璃棒、烧杯、 等仪器，其中玻璃棒的作用是 。若经过操作①得到的液体C仍然浑浊，其原因可能是 。(填字母序号)。
a.漏斗内的滤纸破损
b.漏斗下端未紧靠烧杯内壁
c.漏斗内液面高于滤纸边缘
(3)操作②的目的是除去水中的异味、色素，则应选用下面的装置 (填序号)，该过程发生 变化(填“物理”或“化学”)。
(4)节约用水从我做起，请任举一项生活中节约用水的措施： 。
【答案】(1)加速悬浮物的沉降
(2) 过滤 漏斗 引流（或引流，防止液体洒出等） ac
(3) II 物理
(4)用淘米水浇花（合理即可）
【详解】（1）A物质应是明矾，明矾溶于水形成的胶状物具有吸附性，可以吸附水中悬浮的杂质，加速其沉降，故作用是：加速悬浮物的沉降；
（2）操作①实现了固液分离，名称是过滤；
过滤所需的仪器是：铁架台、玻璃棒、烧杯、漏斗；
过滤时，玻璃棒的作用是：引流；
a、漏斗内的滤纸破损，会使得液体中的不溶物进入下面的烧杯，从而使得滤液浑浊，符合题意；
b、漏斗下端未紧靠烧杯内壁，会导致滤液飞溅，不会导致滤液浑浊，不符合题意；
c、漏斗内液面高于滤纸边缘，会使部分液体未经过滤纸的过滤直接流下，从而导致滤液浑浊，符合题意。
故选ac；
（3）操作②的目的是除去水中的异味、色素，则应选用装置II，装置II中的活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，可以吸附水中的色素和异味；
该过程只是将杂质吸附在活性炭表面，无新物质生成，属于物理变化；
（4）生活中节约用水，可通过“一水多用”的方法，如用淘米水浇花。
▉题型9 氢气的燃烧及验纯
【例9】 2023年10月25日，我国在酒泉卫星发射中心，成功发射神州十七号载人飞船.航天所用的燃料之一为液氢，利用了氢气具备的化学性质是
A．液氢是液态 B．氢气密度小 C．氢气具有可燃性 D．燃烧产生淡蓝色火焰
【答案】C
【详解】A、液氢是液态，不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，不符合题意；
B、氢气密度小，不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，不符合题意；
C、氢气具有可燃性，需要通过化学变化才能表现出来，属于化学性质，符合题意；
D、氢气燃烧产生淡蓝色火焰是描述燃烧的现象，不是性质，不符合题意；
故选：C。
【变式9-1】下列有关氢气的说法,你认为不正确的是( )
A．氢气是一种无色、无臭、难溶于水的气体
B．氢气在空气中燃烧时,产生淡蓝色火焰
C．氢气和液氢的化学性质不同
D．点燃用排水法收集的一试管氢气，若发出尖锐的爆鸣声,则表明氢气不纯
【答案】C
【详解】A、氢气是一种无色、无味、难溶于水的气体，说法正确，不符合题意；
B、氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰，说法正确，不符合题意；
C、氢气和液氢都是由氢分子组成，属于同种物质，化学性质相同，符合题意；
D、氢气具有可燃性，混有一定量空气或氧气时，遇明火会发生爆炸，故点燃氢气时，发出尖锐的爆鸣声，表明气体不纯，说法正确，不符合题意。
故选C。
【变式9-2】某同学进行水的组成及变化的探究，其中操作错误的是
A． 检验氧气 B．氢气验纯
C． 点燃氢气 D． 熄灭酒精灯
【答案】D
【详解】A、电解水实验中，正极产生氧气，负极产生氢气，且二者体积比为1：2，要检验氧气，则将带火星的木条放在尖嘴口，打开活塞放出气体，若木条复燃，则气体是氧气，操作正确，选项不符合题意；
B、氢气验纯的操作：用拇指堵住试管口,移近酒精灯火焰,再将拇指移开，若听到轻微的“噗”声，则证明氢气很纯，可以点燃；若听到尖锐的爆鸣声，说明氢气不纯，操作正确，选项不符合题意；
C、点燃氢气的操作：在带尖嘴的金属导管口点燃纯净的氢气，观察火焰的颜色，操作正确，选项不符合题意；
D、熄灭酒精灯应用灯帽盖灭，不能用嘴吹，操作错误，选项符合题意。
故选：D
▉题型10 水的电解实验
【例10】实验是化学学习的一种重要手段，如利用电解水实验可探究水的组成。请根据电解水实验回答下列问题：
(1)通电后俩电极上都出现 ，并汇集到试管上端。正极产生的气体能 ，负极产生的气体能 。则正极产生的气体是 ，负极产生的气体是 。正极和负极气体体积比为 。
(2)实验时常在水中加入硫酸或氢氧化钠，目的是 。
(3)水通电后发生 变化，符号表达式为 。
(4)该实验得出结论水是由 组成的。
【答案】(1) 气泡 使带火星的木条复燃 燃烧 氧气/O2 氢气/H2 1：2
(2)增强水的导电性
(3) 化学
(4)氢、氧元素
【详解】（1）电解水时，两端电极都出现气泡；
正极产生的为氧气，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，负极产生的为氢气，氢气具有可燃性，能燃烧；
生成的氧气和氢气的体积比为1：2，则正极和负极气体体积比为1：2。
（2）电解水时，向水中加入硫酸或氢氧化钠，能增加溶液中的离子，增强导电性。
（3）结合前面分析可知，电解水生成氢气和氧气，有新物质生成，属于化学变化；
电解水的符号表达式为：。
（4）氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成，根据反应前后元素种类不变，可知水是由氢、氧元素组成。
【变式10-1】电解水的实验装置如图所示。下列说法正确的有 。
①实验说明水是由氢气和氧气气组成的
②a、b管内气体的质量之比为2：1
③b管中气体能使带火星的木条复燃
④实验说明水中溶解了少量的氧气
⑤电解前后元素种类不变
⑥实验中若加入少量硫酸钠溶液可增强水的导电性
【答案】③⑤⑥
【详解】①电解水生成了氢气和氧气，氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成，化学变化中元素的种类不变，实验说明水是由氢元素和氧元素气组成的，错误；
②水通电时，负极产生氢气，正极产生氧气，体积比为2：1，a、b管内气体的体积比为2：1，不是质量之比，错误；
③由电解水的实验装置图可知，b管中气体是电源的正极产生的气体是氧气，具有助燃性，能使带火星的木条复燃，正确；
④电解水生成了氢气和氧气，该实验不能说明水中溶解了少量的氧气，错误；
⑤电解水过程中有新物质生成，属于化学变化，反应前后元素种类不变，正确；
⑥硫酸钠在水中能离解成可自由移动的离子，实验中若加入少量硫酸钠溶液可增强水的导电性，正确。
故填③⑤⑥。
【变式10-2】下列有关水的合成与分解的实验的说法，不正确的是
A．图1烧杯内壁有水雾出现
B．图2连接正负两极的玻璃管汇集的气体体积之比为2：1
C．两个实验均发生的是化学变化
D．两个实验均可证明水是由氢元素和氧元素组成
【答案】B
【详解】A、氢气燃烧生成水，干冷烧杯内壁有水雾出现，故A不符合题意；
B、在电解水实验中，“正氧负氢”，生成氢气和氧气的体积比约为2:1，故正极和负极产生的气体的体积比为1:2，故B符合题意；
C、电解水生成氢气和氧气，氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水，两个实验中均有新物质生成，属于化学变化，故C不符合题意；
D、电解水生成氢气和氧气，氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据化学反应前后，元素的种类不变，均可得出水是由氢元素和氧元素组成，故D不符合题意。
故选B。
▉题型11 电解水实验的微观分析
【例11】如图所示是水分子在一定条件下分解的示意图，从中获得的信息不正确的是
A．每个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成
B．水是由氢分子和氧分子组成
C．水是由氢元素和氧元素组成
D．电解水生成H2和O2的体积比是2：1
【答案】B
【详解】A、由图示可知每个水分子都是由1个氧原子和2个氢原子构成的，说法正确，不符合题意；
B、水是由氢元素和氧元素组成的，由两种不同的分子构成的物质是混合物，说法错误，符合题意；
C、水通电分解为氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，故可知水是由氢元素和氧元素组成的，说法正确，不符合题意；
D、由图示可知水分解后生成氢气和氧气的分子个数比为2:1，则其体积比为2:1，同温同压下气体分子个数比等于其体积比，说法正确，不符合题意。
故选：B。
【变式11-1】某小同学设计如图1装置进行电解水实验。
(1)电解时，向水中加入氢氧化钠的目的是 。
(2)切断电源后，用燃着的木条在乙玻璃管尖嘴口检验产生的气体，观察到的现象是 。
(3)电解时，水分子分解示意图如图2，补全横线上的模型图。
(4)由电解水实验，得出结论：水是由 组成，反应的化学方程式为 。
【答案】(1)增强水的导电性
(2)木条燃烧更旺
(3)
(4) 由氢元素和氧元素 2H2O2H2↑+O2↑
【详解】（1）电解时，向水中加入氢氧化钠的目的是增强水的导电性；
（2）切断电源后，用燃着的木条在乙玻璃管尖嘴口检验产生的气体，观察到的现象是木条燃烧更旺；
（3）电解时，每2个水分子分解生成2个氢分子和1个氧分子，应该补充的模型图是；
（4）由电解水实验，得出结论：水是由由氢元素和氧元素组成，水在通电条件下生成氢气和氧气，反应的化学方程式为。
【变式11-2】探究水的元素组成：
(1)图一是电解水的实验装置，试管D中的气体是 ，写出该反应的文字表达式为 。
(2)图二是氢气燃烧的微观示意图，反应过程的正确顺序是 （用a、b、c表示）。
(3)以上两个实验都可以得出实验结论： 。
(4)甲同学利用图三所示的方法收集氧气并进行氢气燃烧的实验探究水的组成，乙同学认为该实验不能达到实验目的的原因是 。
【答案】(1) 氧气/
(2)acb
(3)水是由氢元素和氧元素组成
(4)用排水法收集气体，集气瓶壁有水附着，无法证明氢气燃烧有水生成
【详解】（1）在电解水实验中，与电源正极相连的一端产生氧气，与电源负极相连的一端产生氢气，产生氢气与氧气的体积比约为2:1，故图一试管D中的气体是氧气；
水在通电条件下分解生成氢气和氧气，文字表达式为；
（2）图二是氢气燃烧的微观示意图，在点燃条件下，氢分子分裂成氢原子，氧分子分裂成氧原子，氢原子、氧原子在重新组合形成水分子，故反应过程的正确顺序是acb；
（3）图一实验：电解水生成氢气和氧气，图二实验：氢气在氧气中燃烧生成水，以上两个实验都可以得出实验结论：水是由氢元素和氧元素组成；
（4）甲同学利用图三所示的方法收集氧气并进行氢气燃烧的实验探究水的组成，乙同学认为该实验不能达到实验目的的原因是：用排水法收集气体，集气瓶壁有水附着，无法证明氢气燃烧有水生成。
▉题型12 电解水实验的图像分析
【例12】如图是“电解水实验”的装置图，根据所学知识回答问题：
(1)电解水时，水中加入少量硫酸钠或氢氧化钠的目的是 。
(2)图①中甲连接电源 极，产生气体对图②中 气体(选填“A”或“B”)。
(3)已知相同条件下试管乙中气体密度是试管甲气体的16倍，即ρ甲：ρ乙=1：16。试推算甲乙两试管中气体质量比 ？(要有推算过程)
【答案】(1)增强导电性
(2) 负 A
(3)==×=×=
【详解】（1）纯水几乎不导电，电解水时，水中加入少量硫酸钠或氢氧化钠的目的是增强导电性，故填：增强导电性。
（2）图①中甲试管中产生的气体较多，为氢气，甲连接电源负极；氢气与氧气的体积比约为2:1，氢气对图②中A。故填：负；A。
（3）见答案。
【变式12-1】如图所示，图1是电解水的装置，图2是甲、乙试管中收集到的气体体积与时间的关系图。若甲试管中生成气体N，下列说法不正确的是
A．a应接电源正极
B．气体M能使带火星的木条复燃
C．实验前向水中加入少量硫酸可以增加水的导电性
D．0～3s内甲、乙试管内气体的体积比和8s时的体积比不同，原因是氧气比氢气在水中溶解得多
【答案】B
【详解】A、水通电时，负极产生氢气，正极产生氧气，体积比为2：1，结合图2可知，气体M的体积大约是气体N的两倍，若甲试管中生成气体N，则N为氧气，a应接电源正极，说法正确；
B、气体M体积较大，为氢气，不能使带火星的木条复燃，说法错误；
C、纯水导电性很差，实验时水中少量硫酸的目的是增强导电性，说法正确；
D、0～3s内甲、乙试管内气体的体积比和8s时的体积比不同，可能的原因是氧气比氢气在水中溶解得多，导致氧气体积较小，说法正确。
故选B。
【变式12-2】如图1为某同学进行电解水实验的装置图，试回答下列问题：
(1)图1中A端为电源的 (填“正”或“负”)极。
(2)在电解水实验中，将两极产生的气体的体积与时间的关系绘制成如图2所示的图像。
由图2看出，a气体是 。如果管C中气体的体积为10mL，则管D中气体的体积约为 。
(3)从微观上分析：下列说法正确的是___________(填字母)。
A．水是由氢气和氧气组成的
B．水是由氢原子和氧原子构成的
C．每个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的
(4)实验中用 检验管C中气体，观察到的现象是 。
【答案】(1)正
(2) H2/氢气 20mL
(3)C
(4) 带火星的木条 带火星的木条复燃
【详解】（1）在电解水实验中，与电源正极相连的一端产生氧气，与电源负极相连的一端产生氢气，产生氢气与氧气的体积比约为2:1，则图1中A端为电源的正极；
（2）在电解水实验中，与电源正极相连的一端产生氧气，与电源负极相连的一端产生氢气，产生氢气与氧气的体积比约为2:1，则由图2可知，a气体是氢气；
由上述分析可知，C中产生气体为氧气，D中产生气体为氢气，产生氢气与氧气的体积比约为2:1，因此如果管C中气体的体积为10mL，则管D中气体的体积约为；
（3）A、水是由氢元素和氧元素组成的，说法错误，不符合题意；
B、水是是由水分子构成的，水分子由氢原子和氧原子构成，说法错误，不符合题意；
C、水是是由水分子构成的，每个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的，说法正确，符合题意。
故选：C；
（4）由上述分析可知，C中产生气体为氧气，氧气具有助燃性，则实验中用带火星的木条检验管C中气体，观察到的现象是带火星的木条复燃，说明该气体为氧气。
▉题型13 其他水的组成实验
【例13】我国科学家开创了海水原位直接电解制氢全新原理与技术，破解了该领域长期困扰科技界和产业界的技术难题。该反应的微观示意图如下，下列说法不正确的是
A．隔膜只允许水分子通过
B．反应过程中氢元素的化合价不变
C．生成物的质量比为1∶8
D．该反应经历了分子分解、原子重组的过程
【答案】B
【详解】A、由图知，隔膜只允许水分子通过得到纯水，说法正确；
B、水电解生成氢气，氢元素化合价由+1价变为0价，说法错误；
C、电解水：2H2O2H2↑ +O2↑，则生成的氢气与氧气的质量比为4：32=1：8，说法正确；
D、水电解生成气与氧气，经历了分子分解、原子重组的过程，说法正确。
故选B。
【变式13-1】海水中含有氯离子、钠离子、镁离子等。氯离子和镁离子的存在，会干扰电解海水制氢。在电解过程中氯离子转化为有毒气体—氯气；镁离子会生成难溶的氢氧化镁沉积在电极表面，影响电极寿命。我国研究团队研制出了海水直接制氢新技术，实现了无副反应、无额外能耗的制氢，其原理如图所示。下列说法错误的是
A．聚四氟乙烯膜能防止氯离子和镁离子的渗透
B．B电极与电源的正极相连
C．该装置制氢过程能量转化的主要方式为电能转化为化学能
D．直接电解海水制氢，可能会污染空气
【答案】B
【详解】A、海水通过聚四氟乙烯膜后变成了淡水，所以聚四氟乙烯膜能防止氯离子和镁离子的渗透，该项正确；
B、电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，所以B电极与电源的负极相连，该项错误，符合题意；
C、该装置消耗电能，产生氢气和氧气，所以制氢过程能量转化的主要方式为电能转化为化学能，该项正确；
D、在电解过程中氯离子转化为有毒气体—氯气，所以直接电解海水制氢，可能会污染空气，该项正确；
故选B。
【变式13-2】水是生命之源，人类从未停止过对水的研究。
现有同学利用如图水电解器进行电解水实验，在水电解器中加入Na2SO4的水溶液，至充满管A和管B(Na2SO4不参与反应)，通直流电一段时间后，现象如图所示：
(1)水电解反应符号表达式为 。管A中产生的气体用 检验，实验过程中中间的长颈漏斗内的液面 。(填升高，降低或者不变)
(2)下列说法正确的是________(填字母)。
A．水中加入Na2SO4溶液能增强导电性
B．电极N与电源正极相连
C．该过程中分子未改变，改变的是分子间的空隙
D．该实验能验证水是由氢气和氧气组成的
为证明水不是由“水元素”组成的，1785年，拉瓦锡在高温的条件下，用水蒸气与红热的铁粉反应，模拟实验装置如图所示。吹泡器吹出的气泡不断往上升，用燃着的木条去点气泡，发现气泡能被点着，同时生成四氧化三铁。
(3)该反应的符号表达式为 。
(4)实验过程中，吹泡器吹出的气泡不断往上升，说明 ，点燃气泡是产生 色火焰。
【答案】(1) 带火星的小木条 升高
(2)A
(3)
(4) 氢气的密度比空气的密度小 淡蓝
【详解】（1）水在通电条件下分解生成氢气和氧气，反应的符号表达式为：；由电解水实验结论“正氧一、负氢二”可知，管A中产生的气体为氧气，氧气具有助燃性，可用带火星的小木条检验；实验中管A、管B中都产生了气体，压强增大，则实验过程中中间的长颈漏斗内的液面升高。故填：；带火星的小木条；升高。
（2）A、为增强水的导电性，电解水时水中加入氢氧化钠、Na2SO4等。A正确；
B、由电解水实验结论“正氧一、负氢二”可知，管B中产生的气体较多，为氢气，则电极N与电源负极相连。B不正确；
C、该过程中有新物质生成，属于化学变化，则该过程中分子发生了改变。C不正确；
D、水通电生成氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，该实验能验证水是由氢元素和氧元素组成的。D不正确。
综上所述：选择A。故填：A。
（3）实验过程中，用燃着的木条去点气泡，发现气泡能被点着，说明该气体为氢气，则铁与水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气，反应的符号表达式为。故填：。
（4）实验过程中，用燃着的木条去点气泡，发现气泡能被点着，说明该气体为氢气，吹泡器吹出的气泡不断往上升，说明氢气的密度比空气的密度小，点燃氢气产生淡蓝色火焰。故填：氢气的密度比空气的密度小；淡蓝。
▉题型14 对水电解实验的进一步探究
【例14】古人云“水为食之先”，它塑造了人类的历史。某兴趣小组以“生命之源水”为主题开展项目式学习。
【任务一】认识水的蒸发
(1)如图反映烧杯内的水在不同温度下放置时发生变化的微观示意图，请将50℃时对应的微观示意图补充完整 （图中“●”表示氧原子，“。”表示氢原子）。
【任务二】探究水的电解
如图是兴趣小组利用注射器改装的电解水实验装置。两支注射器排尽空气后，均吸取20mL氢氧化钠溶液，接通电源。
(2)实验中观察到两支注射器内均有气泡产生，且左侧液面下降得比右侧液面快。经检验气体成分后，可推知水是由 组成的。
(3)改进后装置的优点有 （写一条）。
【任务三】探究影响电解水速率的因素
以收集20mL氢气为标准，记录时间和收集氧气的体积，实验数据如下表：
实验序号 ① ② ③ ④ ⑤
温度/℃ 15 15 15 30 45
外加电压/V 6 9 12 6 6
氧气/mL 9.9 10.0 9.0 9.6 9.7
时间/s 54.6 23.4 15.0 46.2 35.4
(4)实验①②③可探究 对电解水速率的影响，欲探究温度对电解水速率的影响，应选择的实验组是 （填实验序号）。
(5)根据表中数据得出的结论是 （写1点）。
(6)除上述因素外，影响电解水速率的因素还有 （写1点），请设计实验方案验证： 。
【答案】(1)
(2)氢元素和氧元素
(3)材料简便易得（或操作简单，合理即可）
(4) 外加电压 ①④⑤
(5)其他条件相同时，外加电压越大，电解速率越快（或反应温度越高，电解速率越快）
(6) 氢氧化钠溶液的浓度（合理即可） 15℃时，外加电压为6V条件下，分别配制不同浓度的氢氧化钠溶液进行实验，测收集到20mL氢气所需的时间（与上一空对应，合理即可）
【详解】（1）温度越高，蒸发越快，与20℃时对应的微观示意图相比，50℃时对应的微观示意图为。
（2）实验中观察到两支注射器内均有气泡产生，且左侧液面下降得比右侧液面快，左侧产生的气体为氢气、右侧产生的气体为氧气，该实验说明水由氢元素和氧元素组成。
（3）由图可知，改进后的装置材料简便易得、操作简单。
（4）实验①②③的温度相同，外加电压不同，可探究外加电压对电解水速率的影响。实验①④⑤的外加电压均为6V，且温度互不相同，可用于探究温度对电解水速率的影响。
（5）由表可知，其他条件相同时，外加电压越大，电解速率越快；反应温度越高，电解速率越快。
（6）除温度和外加电压外，所用氢氧化钠溶液的浓度也可影响电解水速率，验证实验方案：15℃时，外加电压为6V条件下，分别配制不同浓度的氢氧化钠溶液进行实验，测收集到20mL氢气所需的时间。
【变式14-1】实验课上，同学们做了电解水的实验。
(1)实验过程中：
①在电解器玻璃管中加满水。通电，观察到玻璃管中有气泡冒出，一段时间后，a、b管内气体体积比约为 。
②切断电源，用燃着的木条分别检验两个玻璃管中的气体，观察到 (填“a”或“b”) 中气体使木条燃烧更旺。
(2)电解水时，通常要加入少量氢氧化钠或硫酸钠，目的是 ；
一小组做电解水实验时，在水中加了氯化钠，该小组发现与正极相连的石墨电极上出现黄绿色气体。这激发了他们探究的欲望。请你一起参与该小组的探究活动吧！
【提出问题】
加入氯化钠的水通电时，石墨电极上分别生成了什么气体
【查阅资料】
①氯气(Cl )：黄绿色、有刺激性气味的有毒气体，常温下 1 体积水能溶解2体积Cl2。
②石墨电极不参与反应
【提出假设】
(3)假设1：电极上分别生成了氧气和氯气；
假设2：电极上分别生成了氢气和氧气；
假设3: 。
【设计实验】
(4)该小组仍然用如上装置来电解加了氯化钠的水。并收集两个电极上产生的气体。
实验步骤 实验现象 解释或结论
①按照如图所示，连接好实验装置，通电一段时间后，用a、b两支试管分别收集两根石墨电极上产生的气体，观察气体的颜色。 a试管收集到黄绿色气体b试管收集到无色气体。 通过对气体颜色的分析，说明假设 肯定是错误的。
②用拇指堵住b试管， 移近点燃的 酒精灯， 松开拇指。 听到轻微爆鸣声 证明b试管中收集的气体为氢气。
【实验反思】
(5)该小组发现通电除了生成两种气体外，还生成了氢氧化钠(NaOH)，请试着写出在水中加入氯化钠吋通电发生反应的符号表达式： ；
【反思与评价】
(6)用电解水探究水的组成实验，你认为在电解水时 (选填“可以”或“不可以”) 加入少量的氯化钠，原因是 。
【答案】(1) 1:2 a
(2)增加水的导电性
(3)电极上分别生成了氢气和氯气
(4)2
(5)
(6) 不可以 氯化钠参与反应，影响实验
【详解】（1）①在电解水的过程中，水分子在通电的情况下被分解成氢气和氧气。正极发生氧化反应，生成氧气，负极发生还原反应，生成氢气。正极和负极得到的气体的体积比为1:2，一段时间后，a、b管内气体体积比约为1:2。
②氧气会让木条燃烧的更旺，a管内气体为氧气，故填a。
（2）纯水的导电性较弱，为了增强水的导电性，因此电解水时，通常要加入少量氢氧化钠溶液或稀硫酸。故填：增加水的导电性。
（3）根据反应前后元素种类不变，反应物中含有钠元素、氯元素、氢元素和氧元素，则生成的气体可能为氯气、氢气或氧气，结合其它猜想，假设3可能为：电极上分别生成了氢气和氯气。
（4）a试管收集到黄绿色气体，说明生成的气体中有氯气，则假设2不正确。故填：2。
（5）结合前面分析，可知氯化钠和水在通电时反应生成氢氧化钠、氢气和氯气，反应的符号表达式为：。
（6）由实验现象可知，电解水的实验中，若水中加入氯化钠，其中的氯化钠也参加反应生成氯气而影响实验，所以电解水时不可以加入少量的氯化钠溶液，氯化钠参与反应影响实验。故填：不可以；氯化钠参与反应，影响实验。
【变式14-2】某化学兴趣小组同学在学习电解水实验时对水中增加的其他物质感到好奇。于是进行了如下探究，请回答有关问题。
【资料提示】
a．纯水每十亿个水分子中，只有约两个水分子解离成氢离子和氢氧根离子。
b．硫酸钠、硫酸、氢氧化钠、氯化钠在水中易解离出离子。离子浓度越大，导电性越好。
c．氯气是浅绿色有刺激性气味的有毒气体，可溶于水。
(1)图1中的甲应该是电源的 (填“正”或“负”)极。
(2)电解水时，通常要加入少量氢氧化钠溶液或稀硫酸，其目的是 。
(3)从图2中可以得出的结论有 (答两点)。
【拓展探究】
氯化钠是否会增强水的导电性？
【进行实验】
兴趣小组同学用上图1装置做了以下探究。
实验 正极 负极
I．蒸馏水通电 没有气泡 没有气泡
Ⅱ．蒸馏水中加入足量氯化钠，溶解后通电 产生明显气泡 产生明显气泡，比正极气泡更多更快
(4)结论：氯化钠 (填“能”或“不能”)增强水的导电性。
【答案】(1)负
(2)增强水的导电性
(3)相同条件下，电解水时加稀硫酸的导电性增强效果比较好
相同条件下，所加物质的溶液浓度越大，导电性(或产生的气体的速率等)不一定越好(或所加的物质溶液浓度在一定范围内，浓度越大，导电性越好等)
(4)能
【详解】（1）电解水：正极产生氧气，负极产生氢气，生成氢气和氧气的体积比为2:1，则图1中甲应该是电源的负极；
（2）氢氧化钠溶液、稀硫酸中存在自由移动的离子，具有导电性，则电解水时，通常要加入少量氢氧化钠溶液或稀硫酸，其目的是增强水的导电性；
（3）由图2可知：相同条件下，电解水时加稀硫酸的导电性增强效果比较好。相同条件下，所加物质的溶液浓度越大，导电性(或产生的气体的速率等)不一定越好。所加的物质溶液浓度在一定范围内，浓度越大，导电性越好等。
（4）由表格数据可知，加入氯化钠后反应明显变快，因此氯化钠能增强水的导电性。
▉题型15 单质、化合物、氧化物
【例15】《千里江山图》被称为“中国十大传世名画”之一。下列是部分矿物颜料，主要成分属于氧化物的是
A．HgS B．Fe2O3 C．CaCO3 D．Cu2(OH)2CO3
【答案】B
【分析】由同种元素组成的纯净物叫单质；由两种或两种以上的元素组成的纯净物叫化合物。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。
【详解】A、HgS是由硫、汞元素组成的化合物，不属于氧化物；
B、Fe2O3是指由两种元素组成的化合物中，其中一种元素是氧元素，属于氧化物；
C、CaCO3是由三种元素组成的纯净物，属于化合物，不属于氧化物；
D、Cu2(OH)2CO3是由四种元素组成的纯净物，属于混合物，不属于氧化物；
故选：B。
【变式15-1】下列各组按混合物、化合物、单质顺序排列的是
A．冰水混合物、二氧化氮、氮气 B．氯酸钾、过氧化氢、液态氧
C．洁净的空气、氯化钠、铜 D．盐水、铁粉、水银
【答案】C
【详解】A、冰水混合物是纯净物，二氧化氮属于化合物，氮气是单质；故本选项错误；
B、氯酸钾是化合物，过氧化氢属于化合物，液态氧是单质；故本选项错误；
C、洁净的空气是混合物，氯化钠是化合物，铜是单质；故本选项正确；
D、盐水是混合物，铁粉和水银都是单质；故本选项错误；
故选C。
【变式15-2】下列物质：①冰水共存物 ②洁净的空气 ③硫粉 ④高锰酸钾 ⑤液氮 ⑥自来水 ⑦四氧化三铁 ⑧稀有气体 ⑨氯化钾。请用序号填空。
(1)属于混合物的有： ；
(2)属于氧化物的有： ；
(3)属于单质的是： 。
【答案】(1)②⑥⑧
(2)①⑦
(3)③⑤
【详解】（1）洁净的空气中含有氮气、氧气等物质，属于混合物；自来水中含有水和一些溶于水的物质，属于混合物；稀有气体包括氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)和氡(Rn)，稀有气体属于混合物。故填：②⑥⑧。
（2）冰水共存物、四氧化三铁都是由氧元素和另外一种元素组成的化合物，属于氧化物。故填：①⑦。
（3）硫粉、液氮都是由一种元素组成的纯净物，属于单质。故填：③⑤。
▉题型16 物质分类的相关概念辨析
【例16】推理是学习化学的一种重要方法，下列推理得出的相关结论合理的是
A．离子是带电的粒子，则带电的粒子一定是离子
B．单质中只含一种元素，所以由一种元素组成的物质一定是单质
C．氧化物中一定含有氧元素，所以含有氧元素的化合物一定是氧化物
D．化合物是由不同种元素组成的纯净物，所以只含一种元素的物质一定不是化合物
【答案】D
【详解】A、离子是带电的粒子，则带电的粒子一定是离子，如质子不是离子，故A错误；
B、只含一种元素的物质不一定是单质，例如氧气和臭氧只含氧元素，但属于混合物，故B错误；
C、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，氧化物中含有氧元素，但含氧元素的化合物不一定是氧化物，如高锰酸钾不是氧化物，故C错误；
D、由两种或两种以上的元素组成的纯净物叫化合物，化合物是由不同种元素组成的纯净物，所以只含一种元素的物质一定不是化合物，故D正确。
故选：D。
【变式16-1】单质和化合物的区别
A．单质是纯净物，化合物是混合物
B．单质由同种分子构成，化合物由不同种分子构成
C．单质只含有一种元素，化合物至少含两种元素
D．单质是一种物质，化合物至少含两种物质
【答案】C
【详解】A、单质和化合物都是纯净物，故A错；
B、单质由一种分子构成，化合物属于纯净物，也是由一种分子构成的，故B错；
C、单质和化合物的区别：是否由一种元素组成，单质由一种元素组成，化合物至少含两种元素，故C正确；
D、单质和化合物都是纯净物，故D错。
故选C。
【变式16-2】分类是研究物质的常用方法。如图是纯净物、化合物、氧化物之间关系的形象表示，下列物质属于c范围的是
A．干冰 B．水银 C．金刚石 D．食盐水
【答案】A
【分析】纯净物分为单质和化合物，氧化物是化合物中的一种，则a是纯净物，b是化合物，c是氧化物。
【详解】A、干冰是固态的二氧化碳，是由两种元素组成的且有一种是氧元素的化合物，属于氧化物，故选项正确；
B、水银是金属汞的俗称，是由一种元素组成的纯净物，属于单质，故选项错误；
C、金刚石是碳元素形成的单质，是由一种元素组成的纯净物，属于单质，故选项错误；
D、食盐水中含有氯化钠、水，属于混合物，故选项错误。
故选A。
▉题型17 从微观角度看物质的分类
【例17】下图是表示气体分子的示意图，图中“●”和“○”分别表示两种不同质子数的原子，其中表示化合物的是
A． B．
C． D．
【答案】A
【详解】A、由图示可知该物质含有一种分子，是由两种元素组成的纯净物，属于化合物，故A正确；
B、由图示可知该物质含有两种分子，属于混合物，故B错误；
C、由图示可知该物质含有一种分子，是由一种元素组成的纯净物，属于单质，故C错误；
D、由图示可知该物质含有两种分子，属于混合物，故D错误。
故选A。
【变式17-1】以下图示表示了物质的构成，按要求填空：
表示纯净物的是 ，表示混合物的是 。
表示单质的是 ，表示化合物的是 。
纯净物中由分子构成的是 ，由原子直接构成的是 。
【答案】 ACD B CD A AD C
【详解】A、该物质由同种分子构成，属于纯净物，该分子由两种原子构成，属于化合物；
B、该物质由三种分子构成，属于混合物；
C、该物质由同种原子构成，属于纯净物，属于单质；
D、该物质由同种分子构成，属于纯净物，该分子由同种原子构成，属于单质。
故表示纯净物的是ACD；表示混合物的是B；表示单质的是CD；表示化合物的是A；
纯净物中由分子构成的是AD；由原子直接构成的是C。
【变式17-2】下列各组物质中，可能是氧化物的是
A．B．C． D．
【答案】A
【分析】氧化物是指含有两种元素，且一种元素为氧元素的化合物。
【详解】A、该图只有一种分子，且该分子中含有两种原子，则可能为氧化物，该选项符合题意；
B、该图中含有多种分子，属于混合物，该选项不符合题意；
C、该图中的物质是由原子直接构成的，且只有一种原子，属于单质，该选项不符合题意；
D、该图中只有一种分子，但该分子中只含一种原子，属于单质，该选项不符合题意。
故选A。
▉题型18 化学式的含义及书写
【例18】甲：表示一种物质。乙：表示一个分子。丙：表示由两种元素组成。丁：表示一个分子中含有三个原子。上述四位同学描述的是下面的
A．HClO B．O3 C．H2O D．MgO
【答案】C
【详解】A、HClO表示次氯酸，一个次氯酸分子，次氯酸由氢、氯、氧三种元素组成，一个次氯酸分子由1个氢原子、1个氯原子和1个氧原子构成，一个次氯酸分子中共有三个原子，故选项不符合题意；
B、O3表示臭氧，一个臭氧分子，臭氧由氧元素组成，一个臭氧分子由3个氧原子构成，一个臭氧分子中共有3个原子，故选项不符合题意；
C、H2O表示水，一个水分子，水由氧、氢两种元素组成，一个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，一个水分子中共有3个原子，故选项符合题意；
D、MgO表示氧化镁，一个氧化镁分子，氧化镁由镁、氧两种元素组成，一个氧化镁分子由1个氧原子和1个镁原子构成，一个氧化镁分子中共有2个原子，故选项不符合题意；
故选：C。
【变式18-1】过氧乙酸对细菌和病毒具有高效、快速杀灭作用，广泛应用于环境的消毒。过氧乙酸的化学式是，下列关于过氧乙酸的说法正确的是
A．过氧乙酸分子中含有2个碳原子、2个氢分子、3个氧原子
B．过氧乙酸分子是由碳元素、氢元素和氧元素组成
C．过氧乙酸是由2个碳原子、4个氢原子、3个氧原子构成
D．过氧乙酸分子中碳原子、氢原子的个数比为1：2
【答案】D
【详解】A、根据过氧乙酸的化学式可知，1个过氧乙酸分子中含有2个碳原子、4个氢原子、3个氧原子，故错误；
B、根据过氧乙酸的化学式可知，过氧乙酸是由碳、氢、氧三种元素组成的，分子是微观概念不能用宏观的元素描述，故错误；
C、根据化学式含义可知，一个过氧乙酸分子是由2个碳原子、4个氢原子、3个氧原子构成，过氧乙酸是由碳、氢、氧三种元素组成，故错误；
D、根据过氧乙酸的化学式可知，一个过氧乙酸分子中含有2个碳原子、4个氢原子，因此碳原子、氢原子的个数比为1：2，故正确。
故选D。
【变式18-2】下列物质的化学式书写错误的是
A．氯化亚铁：FeCl2 B．高锰酸钾：K2MnO4
C．氧化镁：MgO D．氧化铝：Al2O3
【答案】B
【详解】A、氯化亚铁中铁元素显+2价，氯元素显-1价，根据在化合物中
