第四单元 自然界的水
根据《义务教育化学课程标准(2024年版)》描述编写
①能利用物质的溶解性,设计水的净化等物质分离的方案;
②能基于物质的性质和用途,从辩证的角度,初步分析和评价物质的实际应用,对水体保护等社会性科学议题展开讨论,积极参与相关的综合实践活动;
③能用化学式表示某些常见物质的组成,能分析常见物质中元素的化合价;
④能从宏观与微观、定性与定量相结合的视角说明化学式的含义;
⑤能根据化学式进行物质组成的简单计算;
⑥能根据相关标签或说明书辨识某些食品、试剂的主要成分,并能比较、分析相应物质的含量。
真题精粹——河南5年真题精选及拓展
考向1 水资源和水的净化
1.(2024·河南)电解水的简易实验装置如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.甲管中的电极连接的是电源正极
B.乙管中的气体能使带火星的木条复燃
C.该实验生成的氢气与氧气的质量比为1∶8
D.该实验可证明水是由氢、氧两种元素组成的
2.(2023·河南)人类的日常生活和工农业生产都离不开水。下列有关水的说法正确的是 ( )
A.地球上的淡水资源十分丰富
B.工业污水未处理可以排放
C.冰和水的共存物属于混合物
D.用肥皂水鉴别硬水和软水
3.(2024·河南)人类的日常生活和工、农业生产都离不开水。下列关于水的叙述不正确的是 ( )
A.水与冰块混合得到混合物
B.净水常用的方法有沉淀、过滤、吸附、蒸馏等
C.硬水是指含有较多可溶性钙、镁化合物的水
D.水电解时所产生的氢气和氧气的质量比为1∶8
4.(2023·河南)2023年世界水日的主题是“珍惜水、爱护水”。下列说法正确的是 ( )
A.地球上的淡水资源十分丰富
B.部分结冰的蒸馏水属于混合物
C.水是由氢分子和氧原子构成的
D.硬水中含有较多可溶性钙、镁化合物
5.(2022·河南)水是化学学习和研究的重要物质。下列有关水的说法正确的是 ( )
A.冰和水的共存物属于混合物
B.有水生成的反应一定属于中和反应
C.可用肥皂水区分软水和硬水
D.水汽化时体积增大是因为水分子变大
考向2 化学式的书写
6.(2022·河南节选)空气中体积分数约为78%的气体是 。
6.1请用化学用语回答:
(1)两个氢原子: 。
(2)可用于改良酸性土壤的碱: 。
(3)硝酸银溶液中的金属阳离子: 。
(4)体温计中的金属: 。
考向3 化合价及其计算
7.(2023·河南)实验室用高锰酸钾受热分解制氧气,反应前后相关物质中锰元素的化合价不包括 ( )
A.+2 B.+4
C.+6 D.+7
7.1元素的化合价不同,组成的物质也多种多样。在下列纯净物中,化学式书写及元素的化合价标注均正确的是 ( )
A. B.Na
C.NaO D.P5
8.(2024·河南)日常生活中,人们常用“84”消毒液对环境进行消毒。“84”消毒液是常见的含氯消毒剂,其有效成分中的氯元素为+1价,则“84”消毒液的有效成分是 ( )
A.氯化钠(NaCl)
B.次氯酸钠(NaClO)
C.氯酸钠(NaClO3)
D.亚氯酸钠(NaClO2)
9.(2023·河南)“84”消毒液的主要成分是次氯酸钠(NaClO)。NaClO中氯元素的化合价为 ( )
A.-1 B.+1
C.+5 D.+7
10.(2022·河南)“嫦娥四号”探测到月幔中含橄榄石(主要成分为Mg2SiO4),Mg2SiO4 中硅元素的化合价是 。
回归教材 —— 河南中考核心考点梳理
【单元构建】
【知识清单】
考点1 水资源和水的净化 (5年5考)
(1)爱护水资源
一方面要 ,另一方面要 。
①节约用水
生活中:提倡一水多用,使用节水型器具。
农业上:改漫灌为 等。
工业上:提倡对水重复使用、循环利用。
②水体的污染与防治
来源水体污染的原因防治措施
工业污染工业生产中的“ ”(废水、废渣、废气)的任意排放工业“三废”经处理达标后再排放,加强水质监测等
农业污染农业上 的不合理施用提倡使用农家肥,合理施用化肥和农药
生活污染 的随意排放生活污水集中处理达标后再排放
(2)水的净化
①自来水厂的净化流程
水源沉降过滤 消毒配水
②常用的净水方法
净水方法原理作用
沉降静置,使不溶性大颗粒物质沉淀下来,与水分离除去大颗粒不溶物
过滤把不溶于液体的 物质与 物质进行分离除去难溶物
吸附利用木炭或活性炭的 作用除去自然界水中的一些色素和异味除去 和
蒸馏利用混合物中各成分的 不同将其分离除去各种杂质
①净化水的程度由低到高的顺序是沉降、过滤、吸附、蒸馏。②蒸馏的操作要点:加热时,烧瓶底部要垫陶土网;冷凝管中冷水流向是下进上出;为防止加热时液体出现暴沸现象,烧瓶中要加入几粒沸石(或碎瓷片)。
(3)净水剂的作用
净水剂 作用
明矾 水中悬浮颗粒物,使之沉降
活性炭 吸附水中的 及小颗粒杂质( 变化)
氯气(或漂白粉) 杀菌、消毒(杀死水中的病菌)( 变化)
(4)硬水和软水
①定义
硬水:含有较多 的水。
软水:不含或含有较少可溶性钙、镁化合物的水。
②硬水的软化
生活中:用 的方法软化硬水。
实验室、工业中:用蒸馏法软化硬水。
过滤只能除去水中的难溶性杂质(如泥沙等),不能除去水中的可溶性杂质(如钙离子、镁离子等)。工业污水中的有害物质一般不能通过水体的自净作用除去。
考点2 化学式的书写 (5年3考)
(1)化学式的定义
用 和 的组合表示物质组成的式子,叫化学式。
(2)化学式的写法与读法
①单质
单质类型 化学式的写法 化学式的读法
金属 用元素 符号表示 铁——Fe 元素名称:铁
稀有气体 氦气——He “某气”:氦气
部分固态非金属 硅——Si 元素名称:硅
气态非金属 在元素符号的右下角写出表示分子中所含的原子个数的数字,如氧气——O2;氮气——N2;氢气——H2 “某气” O2——氧气 N2——氮气 H2——氢气
②化合物
a.书写化合物化学式的方法(口诀):
左正右负,标价化简,交叉检查。
如写出氧化铝的化学式:
检查:化合物中铝元素的化合价为+3,氧元素的化合价为-2,因为(+3)×2+(-2)×3=0,所以化学式书写正确。
b.读法:由两种元素组成的化合物,一般从右到左读作“某化某”。有时还要读出化学式中各种元素的原子个数,化学式中原子个数为1的一般不读,但为了区别其他化合物,有时也读出。如CO读作“一氧化碳”,是为了与二氧化碳区别。
注意:a.化学式中原子(原子团)个数比一般是最简整数比,各元素化合价代数和为零。
b.化学式中原子团个数不为1时,原子团必须加括号。如Cu(OH)2、Al2(SO4)3等。
考点3 化学式的意义及其相关计算 (5年3考)
(1)化学式表示的意义
角度 表示的意义 以CO2为例 以Fe为例
宏观 表示一种物质 表示 表示
表示该物质由哪些元素组成 表示二氧化碳由 组成 表示铁由 组成
微观 表示该物质的一个分子(或一个原子) 表示 表示
表示该物质的分子构成(或构成物质的粒子个数比) 表示一个二氧化碳分子由 和 构成
(2)有关化学式的计算
①计算相对分子质量
相对分子质量就是化学式中各原子的 的总和(符号为Mr)。
②计算物质组成元素的质量比
物质中各元素质量比= × 之比。
③计算物质中某元素的质量分数
某元素的质量分数=×100%
④计算一定量化合物中某元素的质量
化合物中某元素的质量=化合物的质量×化合物中 。
考点4 化合价及其计算 (5年4考)
(1)意义
元素的化合价是元素的原子在形成 时表现出来的一种性质,化合价有正价和 价之分。
(2)表示方法
通常在元素符号或原子团的正上方用“+n”或“-n”表示,n为1时 (选填“能”或“不能”)省略。如:O表示水中氢元素的化合价为+1。
(3)化合价的一般规律
①在化合物中,氢元素通常显 价;氧元素通常显 价;金属元素和非金属元素化合时,金属元素显 价,非金属元素显 价。
②化合物中,各元素正负化合价的代数和为 。
③在单质里,元素的化合价为 。
【核心突破】
重难点 元素化合价
太空舱里常用NiFe2O4作催化剂将航天员呼出的CO2转化为O2,已知NiFe2O4中Fe元素为+3价,则Ni元素的化合价为 ( )
A.+1 B.+2
C.+3 D.+4
[思维破冰] NiFe2O4中铁元素为+3价,氧元素化合价为-2,设Ni元素化合价为x,根据化合物中元素正负化合价代数为0,则有 x+(+3)×2+(-2)×4=0,得x=+2。
元素化合价和物质类别是认识物质的两个重要维度,构建元素化合价和物质类别的二维图是学习化学的一种重要方法。下图是碳元素的“价类二维图”,下列说法错误的是 ( )
A.A点对应的物质一定是金刚石
B.B点对应的物质与C点对应的物质可以相互转化
C.D点对应的物质很不稳定,容易分解
D.E点对应的物质可能是K2CO3
化合价的表示方法及规律
1.单质的化合价为0。
2.在化合物中,金属元素通常显正价,非金属元素显负价,元素正负化合价代数和为0。
3.化合价通常标在元素的正上方,且符号在前,数字在后。
实验探究 —— 学科核心素养提升
【围绕课标】
必做实验2 水的组成及变化的探究
【实验目的】通过实验探究水的组成。
【实验过程】
实验 用品 实验仪器 电解器、酒精灯、试管、玻璃片、烧杯、铁架台(带铁夹)等
实验试剂 蒸馏水、氢氧化钠(或硫酸钠)、氢气
实验项目 探究水的组成 水的沸腾
实验原理 化学反应前后元素的种类 在标准状况下,水的沸点为 ℃
电解水 氢气燃烧
实验装置
注意事项 装置的气密性良好 用干冷的小烧杯 试管口要向上倾斜,与桌面夹角约为45°;铁夹夹在试管的中上部
实验步骤 1.连接装置; 2.接通直流电; 3.将一根带火星的木条放在与电源正极相连的玻璃管的尖嘴处,打开活塞; 4.打开与电源负极相连的玻璃管的活塞,在玻璃管的尖嘴处点燃 1.检验氢气的纯度; 2.点燃氢气,在火焰上方罩一只干冷的小烧杯 1.把盛有少量水的试管固定在铁架台上; 2.在试管底部小心加热至水沸腾; 3.把一块洁净的玻璃片移近试管口
注意事项 1.要使用直流电; 2.加入少许氢氧化钠或硫酸钠的目的是 点燃前要检验氢气的纯度,防止 选用干冷的玻璃片进行实验
实验现象 1.玻璃管中有气泡产生,与负极、正极相连的玻璃管中气体体积比约为 ; 2.带火星的木条 ; 3.氢气燃烧,产生 色火焰,放出热量 试管中的水沸腾,玻璃片上有 出现
实验结论 水沸腾是 变化
【实验分析与评价】
1.在做水的电解实验时,小明发现与负极、正极相连的玻璃管中气体体积比大于2∶1,可能的原因是 (任写一点)。
2.从微观角度分析,水通电分解与水蒸发的本质区别为 。
【实验拓展】
一、装置改进
图1
图2
图1的优点是 ;图2的优点是 。
二、知识拓展
1783年,拉瓦锡利用右图装置探究水的组成:向A中滴加少量水,水通过灼热的铁管时发生汽化,水蒸气与灼热的铁反应,生成了一种黑色固体(四氧化三铁)和“可燃空气”,将气体通过放在冷水中的铜管,在B装置中收集到纯净的“可燃空气”。最终,拉瓦锡证明了水的组成。
(1)气体通过放在冷水中的铜管可除去 。
(2)“可燃空气”的名称是 。
(3)该实验可得出 的结论。
(4) Fe3O4中氧元素的质量与可燃空气的质量之和 反应的水的质量。
答案
真题精粹
1.A 【解析】A.电解水实验中,根据“正氧负氢、氧一氢二”,甲管中产生的气体较多,为氢气,则甲管中的电极连接的是电源负极,不正确;B.乙管中的气体较少,为氧气,氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,正确;C.水通电分解生成氢气和氧气,化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑,则该实验生成的氢气与氧气的质量比为4∶32=1∶8,正确;D.水通电分解生成氢气和氧气,氢气是由氢元素组成的,氧气是由氧元素组成的,根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,则该实验可证明水是由氢、氧两种元素组成的,正确。
2.D 3.A 4.D
5.C 【解析】A.冰水混合物中只有水分子,属于纯净物;B.酸碱中和反应一定有水生成,但有水生成的反应不一定是酸碱中和反应,如金属氧化物与酸的反应、含有氢元素的物质的燃烧反应,也会有水生成;C.可以用肥皂水区分软水和硬水,硬水中泡沫少、浮渣多;D.分子的体积和质量不会发生改变,水汽化时改变的是分子间的间隔。
6.N2(或氮气)
6.1 (1)2H
(2)Ca(OH)2
(3)Ag+
(4)Hg
7.A
7.1 A 8.B
9.B 【解析】NaClO中,钠元素的化合价是+1,氧元素的化合价是-2,根据化合物中元素正负化合价代数和为零可知,氯元素的化合价是+1。
10.+4
【解析】Mg2SiO4中镁元素的化合价为+2,氧元素的化合价为-2,设硅元素的化合价为x,2×(+2)+x+4×(-2)=0,x=+4。
回归教材
知识清单
考点1
(1)节约用水 防治水体污染 ①喷灌、滴灌 ②三废 农药、化肥 生活污水
(2)①吸附 ②固体 液体 吸附 色素 异味 沸点
(3)吸附 色素、异味 物理 化学
(4)①可溶性钙、镁化合物 ②煮沸
考点2
(1)元素符号 数字
考点3
(1)二氧化碳这种物质 铁这种物质 碳元素和氧元素 铁元素 一个二氧化碳分子 一个铁原子 一个碳原子 两个氧原子
(2)①相对原子质量 ②相对原子质量 原子个数 ④该元素的质量分数
考点4
(1)化合物 负
(2)不能
(3)①+1 -2 正 负 ②零 ③零
核心突破
例题
B
变式训练
A 【解析】A.A点对应的物质是碳元素形成的单质,不一定是金刚石,也可能是石墨等,错误。B.B点对应的物质属于氧化物,碳元素显+2价,氧元素显-2价,为一氧化碳;C点对应的物质属于氧化物,碳元素显+4价,氧元素显-2价,为二氧化碳;B点对应的物质与C点对应的物质可以相互转化,一氧化碳燃烧生成二氧化碳,二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳,正确。C.D点对应的物质属于酸,碳元素显+4价,对应的物质是碳酸,很不稳定,容易分解,正确。D.E点对应的物质属于盐,碳元素显+4价,对应的物质可以是K2CO3,正确。
实验探究
必做实验2 水的组成及变化的探究
【实验过程】不变 2H2O2H2↑+O2↑ 2H2+O2 2H2O 100 增强水的导电性 气体不纯引起爆炸 2∶1 复燃 淡蓝 氢气燃烧,产生淡蓝色火焰,放出热量,烧杯内壁有水雾出现 小水滴 水是由氢元素和氧元素组成的 物理
【实验分析与评价】1.氢气比氧气难溶于水 (或部分氧气与电极发生了反应,或装置气密性不好,合理即可)
2.水通电分解,水分子发生了改变;水蒸发,水分子不变,只是分子间的间隙发生了改变(合理即可)
【实验拓展】一、装置操作简单 废物利用、方便携带、现象明显
二、(1)水蒸气
(2)氢气
(3)水由氢元素、氧元素组成
(4)等于
