一、水的分布
1.水的分布
(1)地球上的水的总储量约为1.386×1018m3,它以各种不同的形式分布在海洋、陆地、大气和生物体中。海洋水是地球上最庞大的水体,约占地球总水量的96.53%;
(2)地球上的淡水(包括陆地淡水和大气水)仅占总水量的2.53%。陆地淡水包括冰川水、地下淡水、湖泊淡水、土壤水、河水等,它虽然占总水量的比例很小,但水体的种类较多,并为人类提供了几乎全部的生活和生产用水;
(3)地球上大部分的水是以液体的形式存在的。在寒冷的极地和高山上,水常常以固体形式存在。在空气中,水则主要以气体的形式存在。
2.水的循环
(1)分布在地球各处的水通过蒸发、水汽输送、降水、下渗、沿地表或地下流动而紧密地联系在一起,进行着持续不断的循环。地球上的水循环包括海上内循环、陆上内循环、海陆间循环。
3.水资源的分布
(1)我国的水资源在地区分布上很不均匀,南多北少,城市缺水严重。我国的水资源在时间分布上也很不均衡,突出表现在夏季丰富、冬季欠缺,江河径流量的年际变化很大,尤其在北方更加明显。
4.水与生命
(1)水是生物生存所必需的最基本的物质之一,生物体内各种生命活动都离不开水,水是生命的摇篮。水母的含水量高达98%左右。一个健康成年人,每天平均约需2.5L水。当人体内含水量不足时就会造成脱水,严重时人就会有生命危险。
二、水循环
分布在地球各处的水通过蒸发、水汽输送、降水、下渗、沿地表或地下流动而紧密地联系在一起,进行着持续不断的循环。地球上的水循环发生在陆地、海洋、大气之间。
(一)水循环的途径
(1)陆地水、海洋水 → 大气水
蒸发:陆地上的河流水、湖泊水和海洋水以直接蒸发的形式,转化为大气水。
蒸腾:植物体会将根系吸收的水分,以蒸腾的形式释放出来,转化为大气水。
升华:冰川在一定条件下,会直接升华为水蒸气,成为大气水。
(2)大气水 → 陆地水、海洋水
空气中的水汽在一定的条件下,又会重新凝结成为液态水或凝华为固态水,并以液态雨水或固态的雪、冰雹等形式降落下来,落到陆地,成为陆地水,落到海洋,成为海洋水。
(3)陆地水 → 海洋水、地下水
降落到陆地上的水,一部分在地球引力的作用下,直接汇集成河流水、湖泊水,并形成地表径流,流入大海,成为海洋水。
另一部分则下渗转变为地下水和土壤水,并形成地下径流,流人大海,成为海洋水。
当然,还有少量陆地水转化为冰川。
(二)水循环的意义
水循环是水体运动的重要形式,也是地球表面物质运动的重要组成部分。水循环使大气圈、水圈、岩石圈、生物圈之间相互联系起来;水循环把三种形态的水和不同类型的水体联系起来,形成一个运动系统;水循环使大气降水地表水地下水、土壤水之间相互转化;使水资源形成一个不断更新的统一系统。
三、水的组成
1.水的电解:
(1)实验装置:在水电解器的玻璃管里注满水,接通直流电,观察现象;
(2)实验现象:两个电极上出现了气泡,两支玻璃管内液面都下降;
(3)气体的比较与检验:
电极 气体的量 检验方法及现象 结论
正极 气体体积是负极的一半 气体能使带火星的木条复燃 正极产生的气体是氧气
负极 气体体积是正极的两倍 气体能在空气中燃烧,产生淡蓝色火焰 负极产生的气体是氢气
(4)实验结论:水是由氢元素和氧元素组成;文字表达式为:水氢气+氧气。
2.水分子的构成:
(1)水电解实验可以说明水分子中含有两种不同的、更小的粒子,这种粒子就是原子。水分子是由氢原子和氧原子构成的,由此可知,分子由原子构成,分子和原子都是构成物质的微粒;
(2)化学反应的本质:分子改变,原子重新组合生成新的分子。
例1、如图为电解水的实验装置图,下列说法正确的是( )
A.实验前A,B两管内要装满水 B.A,B管内收集到气体的质量比约为2:1
C.A管内产生的气体能使带火星的木条复燃D.该实验说明水由氢气和氧气组成
例2、如图甲、乙是电解水的实验及电解时水分子分解的微观示意图。有关叙述正确的是( )
A.a试管中产生的气体是氧气
B.a、b试管中产生气体的质量比为2∶1
C.水电解的过程中,氢原子数和氧原子数都没发生变化
D.电解水的变化只是分子间的空隙发生了变化
例3、水是生命之源,保护水资源是每个公民应尽的义务。
(1)如图甲为水循环示意图,图中序号表示水循环中相应的环节,其中⑥表示 。人们常常通过对地表的改造,影响地球上的水循环,我国实施的南水北调工程可以缓解北方的缺水问题,该工程是对水循环途径中的 (选填数字)施加影响。
(2)如图乙是我国东部地区人均水资源拥有量随纬度变化的图像,由图可知我国东部地区人均水资源拥有量的分布规律 。
(3)某校科学兴趣小组的同学想要了解工厂排放的废水对河流水质的影响。如图丙中表示了7个可能的水样采集点(箭头表示水流方向),其中最重要的采集点是 (填字母)。
A.②⑤⑥⑦ B.①③④⑦ C.②③④⑥ D.①②⑤⑦
例4、地球上的水在陆地、海洋、大气之间不断地循环,如图甲所示。
(1)在太阳辐射的作用下,水在陆地和海洋表面不断地蒸发成水汽,植物的________作用也向大气输送了一部分水汽。
(2)降水损失量是指降水后被地表吸收、渗透的水量。如图乙所示为不同地表降水损失量随时间变化图。造成不同地表降水损失量不同的水循环环节是________。(选填“地表径流”“地下径流”或“下渗”)
例5、用图示装置进行电解水实验,在玻璃管中注满水,接通直流电。
(1)两支玻璃管内液面均下降,阴、阳极产生的气体体积比约为 ;
(2)用带火星的木条接近液面下降较少的玻璃管尖嘴,慢慢打开活塞,观察到的现象是 ;
(3)小科建立了水电解的过程模型图:,其中“〇”代表氧原子,“●”代表氢原子。查阅资料,一个水分子中含有两个氢原子和一个氧原子,则可判断该模型图中缺少的是 (填字母)。
1.水是生物生存所必需的基本物质之一,地球上的水循环如图所示,则下列说法正确的是( )
A.南水北调工程主要影响水循环中的过程⑤
B.大气水全部来源于水循环图中③和⑦所示的过程
C.瀑布中的水向下流动属于水循环过程④所示的一部分
D.气象预报中所说的“台风登陆”属于过程②所示的一部分
2.如图电解水时,加入少量氢氧化钠可以增强水的导电性。现将一定质量0.1%的氢氧化钠溶液通电一段时间后,下列说法正确的是( )
A.B中产生气泡速度比A中快
B.溶液中氢氧化钠质量分数增大
C.A中收集到的是氧气
D.溶液减少的体积就是产生气体的体积
3.某实验小组用如图所示装置完成电解水的实验并收集产生的气体(U型管中预先加入了少量氢氧化钠,氢气气的密度比空气小),下列说法不正确的是( )
A.a是电源的负极
B.d管中的气体先收集的气体可以用带火星的木条检验
C.U型管中加入少量氢氧化钠的目的是增强导电性
D.该实验说明水分子中含有氢分子和氧分子
4.如图是电解水实验的改进装置,有关说法正确的是( )
A.该实验能证明水由氢和氧元素组成
B.左侧注射器收集到的气体能燃烧
C.左右两侧注射器收集到气体体积比为2:1
D.右侧注射器收集到的气体能使带火星的木条复燃
5.读“水循环示意图”,回答问题:
(1)下列数字在水循环中所代表的环节分别是:④________;⑤________。
(2)图中________ (填类型)循环使陆地上的淡水不断地得到补充。
(3)水循环连续进行的最主要的动力是________。
(4)不同的水循环中都包括的环节是__________。
A.地表径流B.蒸发和降水C.地下径流D.下渗和蒸腾
6.如图甲所示为电解水的实验装置,如图乙所示为电解水反应的微观过程示意图。回答问题:
(1)如图甲所示,b管与电源________极相连产生气体。
(2)理论上a、b两管内收集到的气体的体积比为2:1,结合图乙所示的电解水反应的微观过程示意图,推测气体体积大小的主要决定因素除气体物质所含分子数目外,还有________(选填“气体分子的直径”或“气体分子间的平均距离”)。
(3)在电解水实际操作中,a、b两管内收集到的气体的体积比通常大于2:1,其原因是两种气体在水中的溶解度不同,则在相同条件下,________(选填“H2”或“O2”)更难溶于水。
1.有的科学家曾这样预言:“水,不久将成为一个深刻的社会危机。”下列主要原因中,属于人类活动造成的是( )
①虽然地球上总水量很多, 但淡水资源却不充裕;
②地球上淡水分布很不均匀;③水污染的问题日益突出;
④不合理地开发利用水资源;⑤浪费水的现象依然严重。
A.①② B.③④⑤ C.②③④ D.①②③④⑤
2.如图为电解水过程的微观示意图,下列说法不正确的是( )
A.氧分子是由氧原子构成的,氢分子是由氢原子构成的
B.这个微观示意图说明了水分子是由氧原子和氢原子构成的
C.这个微观示意图可以解释为什么获得的氢气体积是氧气体积的两倍
D.该实验证明了水中含有氢气和氧气
3.2020年夏天,我国多个省市出现严重洪涝灾害,长江流域部分地区农业受到非常大的影响,长江三峡紧急放水泄洪,下列说法正确的是( )
A.从水循环角度讲,“长江三峡紧急放水”是对地表径流这一环节的影响
B.从地球水体分类和比例来看,陆地水资源中比例最大的是河流水
C.我们可以利用冰块进行人工降雨来缓解局部干旱问题
D.我国水资源的空间分布特点是东多西少,北多南少
4.下图是电解水的简易装置:
(1)在图中的电源上A是________极(填“正”或“负”)。
(2)试管1与试管2 中气体体积比为________。
(3)怎么检验试管2 中气体________。
(4)写出该反应的文字表达式________。
(5)检验两玻璃管中的气体后,可以得到的一个重要结论是:水由________组成。
5.图中甲是改进的电解水的实验装置示意图,图乙是教材中电解水的实验装置示意图。请根据图回答下列问题。
(1)写出电解水的文字表达式: 。
(2)在图乙中与电源正极相连接的玻璃管内收集到的气体,该气体的检验方法是 。
(3)与乙装置相比,图甲实验装置的优点是 。
答案及解析
例1、A
【解析】A.在实验前,A、B两管中要装满水,那么得到的气体是纯净的,否则会混有空气,故A正确;
B.A、B管内气体的体积之比为2:1,故B错误;
C.A管内气体的体积大于B管,应该为氢气,不能使带火星的小木条复燃,故C错误;
D.该实验说明水由氢和氧元素组成,故D错误。
例2、C
【解析】A.根据图片可知,a试管内气体的体积大于b试管内气体体积,因此a气体为氢气,故A错误;
B.a、b试管中氢气和氧气的体积之比为2:1,故B错误;
C.根据示意图可知,水电解前后,氢原子都是4个,而氧原子都是2个,因此氢和氧原子的个数都没有变化,故C正确;
D.电解水的变化,其实是水分子分解为氢原子和氧原子,然后再结合成氢分子和氧分子的过程,故D错误。
例3、解:(1)结合图可知,①表示降水、②表示蒸发、③表示水汽输送、④表示降水、⑤表示地表径流、⑥表示地下径流。我国实施的南水北调工程实际上是改变了地表径流环节,即⑤环节。
(2)结合图可以看出,随着纬度增加,我国人均水资源的拥有量逐渐减少,在40°N最少。
(3)要了解工厂排放的废水对河流水质的影响,就必须采集污水排放前和排放后的水样,结合图可知,①⑤表示污水排放前的采集点,②⑦为排放后的采集点,因此其中最重要的采集点是①②⑤⑦,D正确。
故选:D。
故答案为:(1)地下径流:⑤(2)随纬度的增加人均拥有量逐渐减少(3)D
例4、(1)蒸腾 (2)下渗
【解析】(1)蒸腾作用是指植物体内的水分通过叶片的气孔以水蒸气的形式散发到植物体外的一个过程。
(2)水循环是指地球上不同的地方上的水,通过吸收太阳的能量,改变状态到地球上另外一个地方。
【解答】(1)在太阳辐射的作用下,水在陆地和海洋表面不断地蒸发成水汽,植物的蒸腾作用也向大气输送了一部分水汽。
(2)由图可知,不通地表降水损失量为草地<泥土地<沥青路面<普通混凝土砖,四种地表的最大区别是水的渗透情况不同,因此造成地表降水损失量的是下渗过程。
例5、解:(1)两支玻璃管内液面均下降,阴、阳极产生的气体体积比约为2:1。
故答案为:2:1。
(2)用带火星的木条接近液面下降较少的玻璃管尖嘴,慢慢打开活塞,观察到带火星的木条复燃。
故答案为:带火星的木条复燃。
(3)小科建立了水电解的过程模型图:,其中“〇”代表氧原子,“●”代表氢原子。查阅资料,一个水分子中含有两个氢原子和一个氧原子,则可判断该模型图中缺少的是B,即缺少1个氢分子。
故答案为:B。
1.A
解:南水北调工程主要影响水循环中的过程⑤地表径流,A正确。
大气水全部来源于水循环图中③和④所示的过程,B错误。
瀑布中的水向下流动属于水循环过程⑤所示的一部分,C错误。
气象预报中所说的“台风登陆”属于过程①所示的一部分,D错误。
故选:A。
2.B
【解析】在电解水的实验中,生成氢气的体积是氧气体积的二倍;与正极相连的试管产生氧气,与负极相连的试管产生氢气;
A.根据图片可知,A与负极相连,生成氢气;B与正极相连,生成氧气。因为氢气的体积大于氧气体积,所以B中期盼的速度比A慢,故A错误;
B.在电解水的过程中,溶质的质量不变,但是溶剂的质量减小,也就是溶液的质量减小,根据“溶质质量分数=”可知,溶质质量分数增大,故B正确;
C.A中收集到的是氢气,故C错误;
D.溶液减少的体积就是电解水的体积,它的体积肯定小于生成氢气和氧气的体积,故D错误。
3.D
解:A、a是电源的负极,产生的气体是氢气,氢气密度比空气小,可以用向下排空气法收集,该选项正确。
B、d管中的气体是氧气,可以用带火星的木条检验,是因为氧气能使带火星的木条复燃,该选项正确。
C、U型管中加入少量氢氧化钠的目的是增强导电性,该选项正确。
D、该实验不能说明水分子中含有氢分子和氧分子,能够说明水分子中含有氢原子和氧原子,该选项不正确。
故选:D。
4. A
解:A、该实验生成了氢气和氧气,说明水是由氢元素和氧元素组成的,故正确;
B、左侧是正极,与电源正极相连注射器产生的气体是氧气,具有助燃性,故错误;
C、左右两侧注射器收集的气体分别是O2和H2,体积比为1:2,故错误;
D、右侧是负极,与电源负极相连注射器产生的气体是氢气,具有可燃烧,不能使带火星的木条复燃,故错误;
故选:A。
5.(1)蒸腾;地表径流(2)海陆间循环(3)太阳辐射(4)B
【解析】形成水循环的外因是太阳辐射和重力作用,其为水循环提供了水的物理状态变化和运动能量:形成水循环的内因是水在通常环境条件下气态、液态、固态三种形态容易相互转化的特性。水循环还可以分为海陆间循环、陆上内循环和海上内循环三种形式。
【解答】(1)在水循环中所代表的环节分别是:④蒸腾;⑤地表径流。
(2)水循环分为大循环和小循环。从海洋蒸发出来的水蒸气,被气流带到陆地上空,凝结为雨、雪、雹等落到地面,一部分被蒸发返回大气,其余部分成为地面径流或地下径流等,最终回归海洋。这种海洋和陆地之间水的往复运动过程,称为水的大循环,海陆间循环又称水的大循环。
(3)蒸发和水汽输送环节,其能量是来自太阳辐射能,故水循环连续进行的最主要的动力是太阳辐射。
(4)不同的水循环中都包括的环节是蒸发和降水,如图所示:
B符合题意。
6.如图甲所示为电解水的实验装置,如图乙所示为电解水反应的微观过程示意图。回答问题:
(1)如图甲所示,b管与电源________极相连产生气体。
(2)理论上a、b两管内收集到的气体的体积比为2:1,结合图乙所示的电解水反应的微观过程示意图,推测气体体积大小的主要决定因素除气体物质所含分子数目外,还有________(选填“气体分子的直径”或“气体分子间的平均距离”)。
(3)在电解水实际操作中,a、b两管内收集到的气体的体积比通常大于2:1,其原因是两种气体在水中的溶解度不同,则在相同条件下,________(选填“H2”或“O2”)更难溶于水。
【答案】(1)正(2)气体分子间的平均距离(3)H2
【解析】在电解水的实验中,生成氢气的体积是氧气体积的2倍;与正极相连的试管收集氧气,与负极相连的试管收集氢气。
体积的体积其实就是分子之间平均距离构成的空间体积与分子个数的乘积,因此影响气体体积的因素为分子数目和分子间的平均距离。
(1)根据图甲可知,a试管内气体体积大于b试管,那么a管内气体为氢气,b管内气体为氧气。因为与正极相连的试管生成氧气,所以b管与电源的正极相连。
(2)理论上a、b两管内收集到的气体的体积比为2:1,结合图乙所示的电解水反应的微观过程示意图,推测气体体积大小的主要决定因素除气体物质所含分子数目外,还有气体分子间的平均距离。
(3)在电解水实际操作中,a、b两管内收集到的气体的体积比通常大于2:1,其原因是两种气体在水中的溶解度不同,则在相同条件下,H2更难溶于水。
1.有的科学家曾这样预言:“水,不久将成为一个深刻的社会危机。”下列主要原因中,属于人类活动造成的是( )
①虽然地球上总水量很多, 但淡水资源却不充裕;
②地球上淡水分布很不均匀;③水污染的问题日益突出;
④不合理地开发利用水资源;⑤浪费水的现象依然严重。
A.①② B.③④⑤ C.②③④ D.①②③④⑤
【答案】B
【解析】①虽然地球上总水量很多, 但淡水资源却不充裕,这是自然环境造成的,与人类活动无关,故①不合题意;
②地球上淡水分布很不均匀,这也是天然的地理条件和气候条件决定的,故②不合题意;
③水污染是人类活动造成的,故③符合题意;
④不合理地开发利用水资源,也是人类活动造成的,故④符合题意;
⑤浪费水的现象依然严重,也是人类活动造成的,故⑤符合题意。
因此属于人类活动造成的是③④⑤。
2.如图为电解水过程的微观示意图,下列说法不正确的是( )
A.氧分子是由氧原子构成的,氢分子是由氢原子构成的
B.这个微观示意图说明了水分子是由氧原子和氢原子构成的
C.这个微观示意图可以解释为什么获得的氢气体积是氧气体积的两倍
D.该实验证明了水中含有氢气和氧气
【答案】D
【解析】A.根据反应产物可知,氧分子是由氧原子构成的;根据反应产物可知,氢分子是由氢原子构成的,故A正确不合题意;
B.根据可知,水分子是由氧原子和氢原子构成的,故B正确不合题意;
C.根据示意图可知,反应生成的氢分子的个数是氧分子的2倍,因此氢气体积是氧气体积的两倍,故C正确不合题意;
D.该实验证明了水由氢元素和氧元素组成,故D错误符合题意。
3.2020年夏天,我国多个省市出现严重洪涝灾害,长江流域部分地区农业受到非常大的影响,长江三峡紧急放水泄洪,下列说法正确的是( )
A.从水循环角度讲,“长江三峡紧急放水”是对地表径流这一环节的影响
B.从地球水体分类和比例来看,陆地水资源中比例最大的是河流水
C.我们可以利用冰块进行人工降雨来缓解局部干旱问题
D.我国水资源的空间分布特点是东多西少,北多南少
【答案】A
【解析】1、水循环的环节有:蒸发、水汽输送、降水、地表径流、下渗、地下径流。目前人类活动可对地表径流这一环节有较大的影响;
2、地球水体主要有海洋水,陆地水和大气水。陆地水中以冰川水比例最大;
3、人工降雨是根据不同云层的物理特性,选择合适时机,用飞机、火箭向云中播撒干冰、碘化银、盐粉等催化剂,使云层降水或增加降水;
4、我国水资源的分布有时空分布不均的特点,一般是南多北少,东多西少,夏季多冬季少。 【解答】A:从水循环角度讲,“长江三峡紧急放水”是对地表径流这一环节的影响。长江三峡放水主要影响地表径流,说法正确,A正确;
B:从地球水体分类和比例来看,陆地水资源中比例最大的是河流水。陆地水资源中比例最大的应该是冰川水,B错误;
C:我们可以利用冰块进行人工降雨来缓解局部干旱问题。不能用冰块,可用干冰进行人工降雨,C错误;
D:我国水资源的空间分布特点是东多西少,北多南少。应该是东多西少,南多北少,D错误。
4.下图是电解水的简易装置:
(1)在图中的电源上A是________极(填“正”或“负”)。
(2)试管1与试管2 中气体体积比为________。
(3)怎么检验试管2 中气体________。
(4)写出该反应的文字表达式________。
(5)检验两玻璃管中的气体后,可以得到的一个重要结论是:水由________组成。
【答案】(1)正
(2)1:2
(3)用燃着的木条接近气体,产生淡蓝色火焰
(4)水 氢气+氧气
(5)氢和氧
【解析】(1)在电解水的实验中,生成氢气的体积是氧气体积的2倍;与正极相连的试管产生氧气,与负极相连的试管产生氢气;
(2)根据(1)中的分析解答;
(3)根据氢气燃烧时的现象解答;
(4)确定反应物、反应条件和生成物,然后写出反应的文字表达式。
(5)根据质量守恒定律分析结论。
【解答】(1)试管2中气体的体积大于试管1中气体的体积,那么试管2中为氢气,试管1中为氧气。因为与正极相连的试管生成氧气,所以A为正极。
(2)试管1与试管2 中气体体积比,即氧气和氢气的体积之比为:1:2;
(3)试管2中为氢气,那么检验方法为:用燃着的木条接近气体,产生淡蓝色火焰;
(4)水在通电的条件下分解,生成氢气和氧气,反应的文字表达式为: 水 氢气+氧气 ;
(5)水在通电的条件下分解,生成氢气和氧气,根据质量守恒定律可知,水由氢和氧两种元素组成。
5.图中甲是改进的电解水的实验装置示意图,图乙是教材中电解水的实验装置示意图。请根据图回答下列问题。
(1)写出电解水的文字表达式: 水氢气+氧气 。
(2)在图乙中与电源正极相连接的玻璃管内收集到的气体,该气体的检验方法是 把带火星的木条伸入试管中,带火星的木条复燃,说明气体是氧气 。
(3)与乙装置相比,图甲实验装置的优点是 便于检验气体 。
【解答】解:(1)电解水的文字表达式:水氢气+氧气。
故答案为:水氢气+氧气。
(2)在图乙中与电源正极相连接的玻璃管内收集到的气体(氧气),该气体的检验方法是把带火星的木条伸入试管中,带火星的木条复燃,说明气体是氧气。
故答案为:把带火星的木条伸入试管中,带火星的木条复燃,说明气体是氧气。
(3)与乙装置相比,图甲实验装置的优点是便于检验气体。
故答案为:便于检验气体。
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地球上的水