【能力培优】2013-2014学年九年级化学（科粤版）配套特训题库：第四章 生命之源—水（培优训练题+情景创新题，含解析）

4.1 我们的水资源
【培优训练题】
1．（全国复赛改编）水是生命之源，与生产生活关系密切。保护水环境、珍爱水资源，是每个公民应尽的责任和义务。为了防止水的污染，下列做法有利于保护水资源的是 （ ）
A. 抑制水中所有动、植物的生长 B. 含磷的污水是很好的肥料，不必处理
C. 大量使用化肥农药 D. 生活污水经过净化处理后再排放
2．下列说法错误的是 （ ）
A．过滤操作可以除去水中的不溶物 B．蒸馏水是净化程度较高的水
C．活性炭可以把硬水转化为软水 D．锅炉用水硬度太高十分危险
3．下表是某环保局在自来水取水口检测的部分结果，有关说法错误的是 （ ）
取水地点 溶解氧（mg/L） 氨氮（mg/L）
廖家沟 8.9 0.107
长江 8.5 0.165
A．溶解氧的“氧”指氧气 B．氨氮含量高可导致水体富营养化
C．取水口附近不能设立排污企业 D．生活污水在取水口可以任意排放
4．近年世界各国频发地震。为防止震后疾病传染须对饮用水源进行处理，采取的措施有：①煮沸、②消毒、③过滤、④自然沉降，合理处理的顺序是 （ ）
A．③①②④ B.②④③① C.④③①② D.④③②①
【情景创新题】
5．2013年4月2日下午6时许开始，不少成都市民向四川在线反映家里的自来水水量减小或停水。据自来水管网所工作人员透露，都江堰崇义镇有人倾倒垃圾，导致成都水源柏木河受到轻度污染，成都市自来水公司采取了紧急措施确保自来水水质安全，主城区部分地方受此影响水压降低。某化学兴趣小组同学决定模拟自来水厂的净水过程，将柏木河受污染的河水最终制成蒸馏水。其净水流程如图所示，请回答相关实验问题。
（1）图中若加入的A物质是明矾，则其作用是 ；除去水中难溶性垃圾所用的操作是流程中的 （选填“①”“②”或“③”，下同），其中操作 净水程度最高。
（2）我国生活饮用水的标准
感官指标 化学指标 细菌学指标
水质无色无味且澄清透明 pH6.5～8.5；总硬度<250 mg/L(以碳酸钙计)；铜< 1.0 mg/L……等 细菌总数<100个／mL等
自来水厂净水流程图中属于“感官指标”的操作是 （选填“①”“②”或“③”）。
（3）取流程中进入用户的水于试管中，加入少量肥皂水，振荡，发现有较多浮渣产生，说明此饮用水是
（选填“硬水”或“软水”）。
参考答案
1．D 【解析】水中动、植物的生长不会污染水体；含磷废水、生活污水任意排放以及农药化肥过量使用都会造成水体污染。
2．C 【解析】活性炭可以吸附色素和异味，即可除去不溶物也可除去某些可溶物质，就误以为活性炭能除去水中可溶性的钙、镁化合物。可溶性钙、镁化合物中的钙、镁离子很小，不能被活性炭吸附，因此活性炭不能把硬水转化为软水。
3．D 【解析】溶解氧指水中溶解的氧气；氨氮量高，则水中含氮元素的量高，会导致水体富营养化；排污企业会导致水源的污染，因此自来水的取水口不能设立排污企业；生活污水也会导致水源的污染，不能任意排放。
4．D 【解析】自然沉降后水中的悬浮颗粒物沉降，但并没有从水中分离出去，需要经过过滤除去，然后杀菌消毒，成为可饮用的水，在饮用前水都要煮沸。
5．（1）产生胶状物，吸附杂质，使杂质沉降 ① ③ （2）② （3）硬水
【解析】解答本题首先要弄清流程图中三项操作，分析题给净水流程依次涉及的三项操作是：过滤 → 活性炭吸附→蒸馏，其中蒸馏操作净水程度最高，得到的水是纯水。二是熟知明矾净水与活性炭净水原理，明矾净水是利用胶状物粘附水中不溶性杂质，而活性炭净水是利用自身的疏松多孔结构来吸附色素、异味，两者发生的都是物理变化；问题（2）抓住表中“感官指标”要求是“无色、无味、澄清透明”这一要求恰好利用了活性炭的净水原理。三是掌握硬水和软水的鉴别方法，区分硬水和软水最简便的方法是：加肥皂水，出现浮渣多，泡沫少的是硬水，反之是软水。
4.2 水的组成
【培优训练题】
1．在电解水的实验中，观察到的实验现象描述正确的是 （ ）
A．正极产生氧气
B．与电源正极相连的试管内收集的气体体积大
C．正、负两极产生气体的质量比为1∶8
D．与电源正、负两极相连的试管内收集的气体体积比为1∶2
【实验创新题】
2．水是什么？直到18世纪年法国科学家拉瓦锡用实验才证明水不是元素，是由两种气体化合而成的产物。1809年，法国化学家盖吕萨克测定，1体积氧气和2体积氢气化合，生成2体积水蒸气。后来的科学家便定出了水的分子式，人类很早就知道水、利用水，水无色、无味、、透明，是自然界中最常见的液体。下面我们来探索水的组成，下图1是改进的电解水的实验装置示意图，下图2是课本中电解水的实验装置示意图。请据图回答下列问题：
（1）写出电解水的文字表达式： 。
（2）用玻璃三通管将图1装置电解水时产生的气体混合在一起，点燃用该混合气吹出的肥皂泡时的实验现象是 。
（3）图1实验装置的优点是 。
（4）与图2装置相比，用图1装置进行该实验的主要不足之处是 。
(5)利用图2装置在电解水的实验中加入了少量的稀硫酸，测得了分别与电源正、负两极相连的阳、阴两极上产生的气体的实验数据如下：
加入稀硫酸的作用是 ，仔细分析以上实验数据，1～6分钟内阴、阳两极生成的气体体积之比大于2∶l，可能的原因是 ，从第7分钟开始，每分钟内阴、阳两极生成的气体体积之比约为2∶l，可能的原因是 。
参考答案
1．D 【解析】该题需要解答的是电解水的实验现象，而A描述的是通过检验后得到的结果。电解水时负极产生的气体体积大，约是正极产生气体体积的2倍。质量在实验时看不到。
2．（1）水氢气+氧气 （2）产生剧烈的爆鸣声 （3）仪器和装置都用生活中废旧物品制成，体现了环保与节约资源的理念 （4）硬质塑料管没有刻度，无法测量两种气体的体积比 （5）增强水的导电性 前6分钟内因产物氢气和氧气的溶解性不同（后者溶解度大），致使气体的体积比大于2∶1
氢气和氧气的溶解已达到饱和，气体的体积比大致保持2∶1
【解析】（1）水在通电的条件下生成氢气和氧气。（2）氢气可以燃烧，与氧气混合遇到明火可能发生爆炸，因为反应的空间不受限制，会听到响亮的爆鸣声。（3）改进装置利用饮料瓶、注射器针头等生活中的废弃物品，将废物充分利用，既环保，又可使实验现象明显。（4）因为电解水产生氢气和氧气的体积有一定的关系，但硬质塑料管没有刻度，不能明显的表示出来。（5）主要从氢气和氧气的溶解性不同进行分析。
4.3 质量守恒定律
【培优训练题】
1．下列有关质量守恒定律的认识，不正确的是 （ ）
A．质量守恒定律揭示了化学变化中宏观物质之间的质量关系，与微观过程无关
B．通过化学变化，只能改变世界上物质的种类，不能改变物质的总质量
C．质量守恒定律为定量揭示化学变化的规律，提供了理论依据
D．随着科技的发展，精密仪器为我们定量研究化学变化创造了条件
2．在一个密闭容器中，充入a个CO分子和b个O2分子，在一定条件下充分反应后，容器内碳原子个数和氧原子个数之比是 （ ）
A．a/（a+2b） B．a/2（a+b）
C．a/b D．a/2b
3．（南充中考题）3.0 g某物质完全燃烧后生成4.4 g CO2和1.8 g水。则对该物质相关判断正确的是（　　）
A．该物质只含碳、氢元素
B．该物质一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素
C．该物质由碳、氢、氧元素组成
D．该物质分子中碳原子和氢原子的个数比为1︰1
【情景创新题】
4．1673年，英国化学家波义耳做了一个有名的实验，他将金属放在密闭容器里煅烧，煅烧后立即打开容器盖进行称量，结果发现反应后的固体质量增加了，由于波义耳在该实验中称量方法上的原因，导致他错过了发现质量守恒定律的机会。
（1）试解释金属灰比原金属质量增加的原因 。
由于波义耳称量方法上的原因，他错过了发现质量守恒定律的机会，请你改进他的称量方法以验证质量守恒定律。 。
（2）某同学按下图装置对质量守恒定律进行实验探究，结果观察到反应后A图天平平衡，B图天平不平衡，由此得出这个化学反应不遵守质量守恒定律的结论。这个结论是否正确 为什么
， 。
（3）请从原子的角度分析，化学反应前后质量守恒的原因是
。
参考答案
1．A 【解析】化学反应的实质是分子分裂为原子，原子重新组合形成新的分子，该过程中原子的种类、数目、质量不变，所以化学反应前后物质的总质量不变。
2．A 【解析】化学反应前后原子的个数不变，所以反应前碳原子个数和氧原子个数之比等于反应后碳原子个数和氧原子个数之比。a个CO分子中含有a个碳原子和a个氧原子，b个O2分子中含有2b个氧原子，所以碳原子个数和氧原子个数之比为a/（a+2b）。
3．C 【解析】该物质燃烧生成二氧化碳和水，所以物质中一定含有碳、氢两种元素，由生成4.4 g CO2和1.8 g H2O可知，3.0 g该物质中含有的碳元素的质量为4.4 g××100%=1.2 g，同理氢元素的质量为0.2 g，1.2 g+0.2 g=1.4 g＜3.0 g，所以该物质中一定含有氧元素，C选项正确；设该物质的分子中碳原子和氢原子的个数比为x︰y，所以12x︰y=1.2 g︰0.2 g，x︰y=1︰2，选项D错误。
4．（1）生成的金属灰是该金属的金属氧化物，所以金属灰的质量比原金属的质量增加了 分别称量反应前后密闭容器的质量 （2）不正确 该反应是在敞口容器中进行的，反应生成的二氧化碳气体逸出，使反应后天平不平衡 （3）在化学反应中，反应前后原子的种类没有改变，数目没有增减，原子的质量也没有改变
【解析】煅烧某金属时，该金属与密闭容器中的氧气发生化合反应，生成的固体是金属氧化物，其质量等于参加反应的金属质量与氧气的质量之和。波义尔煅烧完毕后，打开容器盖进行称量，这样会导致外界空气进入容器内，使总质量偏大，因此凡是有气体参加或生成的反应称量反应前后质量时必须在密闭容器中进行；任何化学反应都必须遵守质量守恒定律，只是该反应有二氧化碳气体生成，且反应是在敞口的容器中进行的，导致生成的气体散逸到空气中，进而导致天平失去了平衡。
4.4 化学方程式
【培优训练题】
1．（河南竞赛题）密闭容器内有a、b、c、d四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量如下表所示。
物质 a b c d
反应前质量／g 6.40 3.20 4.00 0.50
反应后质量／g x 2.56 7.20 0.50
下列说法不正确的是 （ ）
A．d可能是催化剂
B．表中x为4.64
C．c中元素的种类等于a、b两种物质中元素的种类之和
D．若a与b的相对分子质量之比为2︰1，则反应中a与b的化学计量数之比为2︰1
2．A、B、C三种物质各15 g，当它们相互反应完成时，生成30 g新物质D。若再增加10 g C，它们又继续反应到完成时，A与C恰好消耗完毕。则参加反应的A与B的质量比是 （ ）
A．2︰3 B．2︰1 C．3︰2 D．1︰1
3．(全国初赛题改编)在“绿色化学工艺”中，最好是反应物中原子全部转化为欲制得的产物，即原子的利用率为100％。在用C3H4(丙炔)合成C5H8O2(2-甲基丙烯酸甲酯)的过程中，欲使原子的利用率达到最高，在催化剂作用下还需要其他的反应物是 （ ）
A．CO和CH3OH B．CO2和H2O C．H2和CO2 D．CH3OH和H2
4．（泉州竞赛题）（1）化学上制取高纯硅的方法如下：①用碳在高温下还原二氧化硅，可制得含有少量杂质的硅，同时有CO生成；②将这种含杂质的硅在高温下与氯气（Cl2）反应生成四氯化硅；③四氯化硅经提纯后，在高温下与氢气反应，就可以得到高纯度的硅，同时生成HCl。以上各步反应的化学方程式分别为：① ，② ，③ 。
（2）含有高价态的化合物，通常具有氧化性，如在氯化铁溶液中，氯化铁能将单质铜氧化成氯化铜，自身被还原成氯化亚铁。该反应的化学方程式可表示为_____________________________。
【情景创新题】
5．（全国竞赛题）航天技术中的火箭推进剂可用醇类为燃料，液态氧为氧化剂，但后者的沸点较低
（－183℃），需要额外的隔热装置，因而增加了火箭的重量。为了避免此缺点，可用过氧化氢（H2O2 ）代替液态氧，它具有相对高的沸点和较低的凝固点，而且没有毒性，和醇反应时也能放出很高的能量。现有一液体推进剂以醇（含碳52%，含氢13%，含氧35%）为燃料，质量分数为90%的过氧化氢作氧化剂，欲使1 kg 该醇燃料完全燃烧，计算需消耗质量分数为90%的过氧化氢的质量。（提示：①醇消耗氧的质量可按它的各元素消耗的氧来计算；②H2O2 提供的氧可按2H2O2 == 2H2O + O2↑来计算）
参考答案
1．B 【解析】d反应前后质量没有变化可能是催化剂；根据质量守恒定律，可知：反应前后各物质的质量总和相等，则“待测”的数值是6.40+3.20+4.00－2.56－7.20=3.84，则质量减少的是a、b，质量增加的是c，故反应物为a、b，生成物为c，反应前后各元素的种类不变，c中元素的种类一定等于反应物a、b两种物质中元素的种类之和；该反应中a、b两种物质的质量比是（6.40 g－3.84 g）︰（3.20 g－2.56 g）=4︰1，相对分子质量之比为2︰1，设a、b化学计量数分别为m、n所以=4︰1，=2︰1。
2．C 【解析】根据题意，当25 g C物质参加反应时，有15 g A物质参加反应，A、C两种物质在反应中的质量关系为15∶25=3∶5。则当15 g C参加反应时，参加反应的A物质的质量为9 g，根据质量守恒定律，生成了30 g D，则参加反应的B物质的质量为30 g－15 g－9 g=6 g，所以反应中A、B的质量比为9∶6=3∶2。
3．A 【解析】根据质量守恒定律“化学反应前后原子种类和个数不变”解题。由C3H4合成C5H8O2这一过程还差2个C，4个H，2个O，故参加反应另一种（或一些）反应物中应具备C、H、O的个数比为2∶4∶2，故A正确。
4．（1）①C + SiO2 Si + 2CO↑ ②Si + 2Cl2SiCl4 ③ 2H2 + SiCl4 Si + 4HCl
（2）①2FeCl3+Cu===CuCl2+2FeCl2
【解析】（2）文字信息具有一定的迷惑性，但只要我们抓住“氯化铁能将单质铜氧化成氯化铜，自身被还原成氯化亚铁”这句话进行提取如下信息：反应物是氯化铁（FeCl3）和铜；生成物是氯化铜（CuCl2）和氯化亚铁(FeCl2)；反应条件是常温。
5．设1 kg该醇燃料中的碳和氢完全燃烧分别消耗氧气的质量为x和y，则
C + O2 CO2 2H2 + O2 2H2O
12 32 4 32
1000 g×52% x 1000 g×13% y
解得：x = 1387 g y = 1040 g
则1 kg该醇燃料完全燃烧消耗氧气的质量为：1387 g + 1040 g－1000 g×35% = 2077 g
设需消耗质量分数为90%的过氧化氢的质量为w，则
2H2O2 === 2H2O + O2↑
68 32
w×90% 2077 g
w =4904 g
答：需消耗质量分数为90%的过氧化氢的质量为4904 g。
第四章综合练习
【培优训练题】
1．（江西初赛）下列关于水的天然循环的说法中正确的 （ ）
http://www.21cnjy.com/ ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网 )①水在天然循环过程中实现了水的自身净化 ②水的天然循环是通过水的三态变化实现的 ③太阳为水的天然循环提供了能量 ④水的天然循环完成了水资源的重新分配
A．①③ B．①② C．③④ D．①②③④
2．（山西竞赛题）某物质在空气中完全燃烧时，生成质量比为11︰9的CO2 和H2O，则该物质的化学式可能是 （ ）
A．CO B．CH4 C．C2H2 D． C2H5OH
3．（山东初赛） 将25 g甲物质与5 g乙物质发生反应，所得混合物中含有10 g甲、11 g丙，还有另一种物质丁。若甲、乙、丙、丁的相对分子质量分别为30、20、44、18，化学式分别表示为A、B、C、D，则下列化学方程式中正确的是 （ ）
A．A + B ==== C + D B．A + 2B====2C + D
C．2A + B ==== 2C + D D．2A + B==== C + 2D
4．某同学制作了如图所示的简易电解水装置，进行家庭小实验（注：该装置气密性良好，且反应一段时间后停止通电，管A、B内液面均高于图中D线）。请根据要求回答问题：
（1）闭合开关后观察到①管A、B内的现象是_______________________
___________________________；
②管C中的现象是_______________________，产生此现象的原因是
___________________________。
（2）管A、B内生成的气体聚集在上部的原因是________________________
_________________________________。
（3）若检验A管内生成的气体应该用________________________________。
5．明矾[化学式为KAl(SO4)2·12H2O]是一种常用的净水剂，它在水中离解出K+、Al3+和S042-，东东为了探究明矾中哪种粒子有净水作用，进行了如下实验，填写表中空白：
实验操作 实验现象 实验结论
在一杯浑浊的水中加入少量KCl，静置 烧杯中的水仍然浑浊
在一杯浑浊的水中加入少量Al2(S04)3，静置 烧杯中的水变澄清
兰兰看到东东的方案后，认为该方案不完善，她对东东的方案进行了补充，请你根据兰兰的补充方案中所用的试剂，把要达到的目的填入下表。
实验目的 使用的试剂
探究________是否有净水作用 AlCl3
探究__________是否有净水作用 K2S04
6．（全国竞赛题）水是生命之源，与生活生产关系密切。保护水环境、珍爱水资源，是每个公民应尽的责任和义务。
（1）为了防止水的污染，下列做法有利于保护水资源的是 （填编号）。
①抑制水中所有动、植物的生长 ②不任意排放工业废水
③大量使用化肥农药 ④生活污水经过净化处理后再排放
天然水中含有许多杂质，自来水生产过程中，常用过滤的方法除去水中悬浮的杂质，同时还必须进行消毒。ClO2是一种新型的自来水消毒剂，工业上用Cl2 与NaClO2制取ClO2。 请配平下列化学方程式：
□ Cl2 + □ NaClO2 == 2 NaCl + □ClO2
（2）在化学实验和科学研究中，水也是一种常用的试剂。水分子在特定条件下容易得到一
个H＋，形成水合氢离子（H3O＋）。下列对上述过程的描述不合理的是 （填序号）。
A．氧元素发生了改变 B．微粒的构成发生了改变
C．微粒的化学性质发生了改变 D．与水分子相比，水合氢离子的电子数发生了改变
（3）医药上可用石膏来固定骨折部位。石膏有熟石膏(CaSO4·H2O，一种白色粉末)和生石膏(CaSO4·2H2O，一种坚硬的固体)两种，固定骨折的石膏是 　　　 (填化学式)。固定时发生反应的化学方程式 　　　　　 。
【情景创新题】
7．为解决水中氧气不足的问题，某同学发现养鱼师傅通常向鱼池中撒一种微黄色的固体，这种固体的主要成分是过氧化钙（CaO2），是为了解决鱼塘中氧气不足的问题。他回家后查阅资料得知：CaO2与Na2O2都属于过氧化物，过氧化钠与水反应的化学方程式是：2Na2O2+2H2O＝==4NaOH+O2↑，且CaO2与Na2O2的化学性质非常相似。
（1）写出CaO2与H2O反应的化学方程式 。
（2）现称取20 g样品加入到足量的水中，结果生成3.2 g O2（样品中其他成分与水不反应）。请计算该样品中CaO2的质量分数。
参考答案
1．D 【解析】水由液态依靠太阳提供热量蒸发变成水蒸气（净化），随空气流动完成了水的资源重新分配。
2．B 【解析】物质在空气中完全燃烧生成二氧化碳和水，该物质中一定含有碳、氢两种元素，生成二氧化碳和水的质量比11︰9，所以碳、氢两种元素的质量比为（11×）︰（9×）=3︰1，所以碳、氢两种元素的原子个数比为︰1=4︰1，所以该物质中碳、氢两种原子的个数比为4︰1，B选项正确。
3．D 【解析】根据质量守恒定律可知，生成丁物质的质量为：15 g+5 g－11 g=9 g，若该反应的化学方程式为:
xA + yB=== zC + kD
30x 20y 44z 18k
15 g 5 g 11 g 9 g
解得 2x=4y=4z=2k，推知它们的最小公倍数为4，则有x=2，y=1，z=1，k=2，故选项D正确。
4．（1）①电极上出现气泡，一段时间后，管A和管B中所收集的气体体积比约为1∶2 ②液面上升；水通电分解生成的氢气和氧气使管A、B内压强增大(或管A、B内气压增大，大于管外大气压，合理即可)，把水压入管C中，所以管C内液面上升
（2）氢气和氧气的密度比水小，且氢气难溶于水，氧气不易溶于水 （3）带火星的木条(或燃着木条)
5． K+没有净水作用（填KCl不可） A13+或S042-有净水作用[填Al2(SO4)3不可]
Al3+ SO42-
【解析】浑浊的水中加入氯化钾，水仍然浑浊，说明氯化钾不具有净水作用，即K+不具有净水作用；加入硫酸铝后水变澄清，说明硫酸铝具有净水作用，但不能得出是铝离子还是硫酸根离子具有净水作用。使用氯化铝和氯化钾对比，探究铝离子是否有净水作用；使用硫酸铝和硫酸钾对比，探究硫酸根离子是否具有净水作用。但需注意：因为题目中探究的是K+、Al3+和SO42- 中哪种粒子有净水作用，所以结论应从粒子角度回答。
6．（1）②④ 1 2 2
（2）AD
（3） CaSO4·H2O 2 CaSO4·H2O + 3 H2O====2 CaSO4·2H2O
【解析】配平化学方程式填写计量系数注意“1”必须填写；水分子得到氢离子形成水合氢离子的过程，氧原子中质子数不变所以元素的种类不变；氢原子失去唯一的一个电子形成氢离子，氢离子只是一个质子，水分子得到氢离子后电子数不变；固定骨折部位的石膏是粉末状的熟石膏，熟石膏与水反应逐渐变成坚硬的生石膏。
7．（1）2CaO2＋2H2O====2Ca(OH)2＋ O2↑
（2）解：设20 g样品中CaO2的质量为x。
2CaO2＋2H2O===2Ca(OH)2＋ O2↑
144 32
x 3.2 g
＝ 解得 x=14.4 g
该样品中CaO2的质量分数为×100%=72%
答：该样品中CaO2的质量分数为72%。
图2
通电