第四章 生命之源——水 单元精练卷(含解析) -2023-2024学年九年化学上册 粤教版

第四章 生命之源——水
一、单选题
1．取一定质量的CaCO3高温灼烧一定时间，测得反应后剩余固体质量为8.8g，其中钙元素质量分数为50%，则反应放出CO2的质量为
A．1.1 g B．2.2 g C．3.3 g D．4.4 g
2．把一定质量的a、b、c、d四种物质放入一密闭容器中，在一定条件下反应一段时间后，测得反应后各物质的质量如下，下列说法中正确的是
物质 a b c d
反应前的质量(g) 6.4 3.2 2.8 4.0
反应后的质量(g) 5.2 X 2.8 7.6
A．a和d是反应物 B．c一定是催化剂
C．X＝2.4g D．该反应是化合反应
3．我国淡水资源紧缺，所以在生产和生活中应该
A．减少饮用水的使用
B．将用过的废水、污水直接排放到江河中重复使用
C．既要预防和消除对水源的污染，又要节约用水
D．不需要开发水资源，因为水的自净能力很强
4．下列实验事实不能作为相应观点的证据是（　　）
选项 实验事实 观点
A 水银温度计中的液柱热胀冷缩 微粒受热变大遇冷变小
B 水电解可得氢气和氧气 分子是可分的
C 少量白糖加入水中，不久“消失” 微粒是不断运动的
D 氢气与氯气反应前后气体质量不变 化学反应前后质量守恒
A．A B．B C．C D．D
5．去冬今春，我省各地市持续严重干旱，造成人、畜饮水困难。水是生命之源，应该爱护水资源。下列净化水的方法中发生了化学反应的是
A．通过蒸馏来净化水 B．通过过滤来净化水
C．用活性炭来净化水 D．用明矾来净化水
6．化学学科核心素养是学生通过化学课程学习形成的关键能力和必备品格。请你选出下列说法中正确的是
A．宏观辨识与微观探析：化学反应前后物质的质量守恒，是因为反应前后分子的种类、数目和质量都不变
B．科学探究与创新意识：探究氧化铜是否为过氧化氢分解的催化剂，向过氧化氢溶液中加入氧化铜，观察加入前后产生气泡速率变化
C．证据推理与模型认知：酒精灯火焰上罩一个冷而干燥的烧杯，内壁有水雾，可推测酒精中一定含有氢元素
D．变化观念与平衡思想：蜡烛在空气中燃烧质量变小，因此该反应不遵循质量守恒定律
7．3月22日是“世界水日”，下列关于水的说法正确的是
A．生活中用肥皂水鉴别硬水和软水，利用活性炭的吸附性来降低水的硬度
B．自然界水的循环过程中实现了水的自身净化
C．自来水厂净水的过程有静置沉淀、过滤、吸附、蒸馏
D．从电解水得到H2和O2可知水是由氢原子和氧原子直接构成的
8．为了防止大气和水污染，还我碧水蓝天，下列措施中不可行的是(　　)
A．抑制水中所有动植物的生长
B．改变燃料的组成和结构，减少工业烟尘和各种有害气体的排放
C．禁止排放未经处理的工业废水和生活污水
D．推广使用无污染能源
9．下列符号意义的表述，正确的是（　　）
A．2O--2个氧元素 B．2O2--2个氧分子
C．H2--2个氢原子 D．Mg2+--镁元素的化合价为+2价
10．如图所示：2个甲分子反应生成1个乙分子和3个丙分子，则下列判断不正确的是
A．反应中原子的种类不发生改变
B．该反应属于分解反应
C．乙物质属于单质
D．1个丙分子中含有3个A原子
二、填空题
11．我们一起了解国际空间站内的“空气”
(1)站内空气要与地球上的空气组成基本一致，其中O2与N2的体积比的为______（填字母选项）。
A．1：3 B．4：1 C．1：5 D．1：4
(2)站内O2的来源。
①O2主要来源是电解水，该反应的文字（或化学符号）表达式是 。
②备用O2由分解高氯酸锂（LiClO4）获得，高氯酸锂中锂元素的化合价为＋1价，则氯元素的化合价为 价。从物质的分类讲，高氯酸 （填“是”或“不是”）氧化物。
12．(1)溴元素在元素周期表中的信息与溴原子结构示意图如图1、2所示，则m= ，n= 。溴元素属于 (填金属或非金属)元素，在元素周期表中位于第 周期，相对原子质量为 。写出与溴元素化学性质相似的一种元素的元素符号 ，溴化钠的化学式为 。
(2)用“”表示氮原子，“”表示氧原子。已知：同温同压下，气体的体积比等于其分子个数比。若空气中其它成分忽略不计，图3可表示空气微观模型的是 (填字母序号)。
(3)水是人类重要的资源。
①目前可供人类使用的淡水资源紧缺。因此，我们要节约用水，提高用水效率。请你写出一条节约用水的措施 。
②硬水给生活和生产带来很多麻烦，生活中常用 的方法降低水的硬度，除去硬水中过多的Ca2+和 (填离子符号)就可以得到软水；检验一份自来水样是硬水还是软水的方法是向水样中加入 来鉴别。
13．央视栏日《典籍里的中国》展现了中国智慧，其中跨越历史的对话更发人深省，明古照今。
(1)航天——两千年前屈原的《天问》启迪了中国人对宇宙的想象和追问，2021年天问一号成功着陆，祝融号行驶巡视在火星表面，它的动力来源于蝴蝶翅膀的太阳翼电池。将 能转化为 能。
(2)净水——明代宋应星在《天工开物》中记载了明矾净水的方法，明矾中钾离子的符号是 ；如今使用高铁酸钾（K2FeO4）不仅能净水，还能消毒，其中涉及的反应为4K2FeO4+10X=4Fe（OH）3↓+ 8KOH+3O2↑，则X的化学式为 。
(3)出行——《徐霞客游记》作者郦道元毕生夙愿便是“追溯长江之源”，实现“朝碧海面容苍梧”，但明朝末年从南昌到北京约需半年时间，如今乘坐高铁几小时便可到达，制造高铁使用的铝合金中的铝由 （选填“分子”、“原子”或“离子”）构成。
14．“水循环”和“碳循环”是自然界存在的两大重要循环。结合你所学到的化学知识回答下面有关问题。
（1）①从微观的角度看，水分子是由 构成的。
②从宏观的角度看，二氧化碳是由 组成的。
③从分子、原子及元素的角度看，地球表面的“水循环”主要是由 的运动引起的，自然界“碳循环”中的“碳”是指 。
（2）水在自然环境中不易分解，但在通电的条件下可以分解，写出该反应的化学方程式 ，在下图所示的装置中，当电源接通一段时间后，甲管中气体的体积与乙管中气体的体积之比为 。
三、实验题
15．由电解水的实验中可知（装置如图）：
(1)产生的气体a与电源的 连接，是 ，该气体能 ，可用 检验该气体。
(2)产生的气体b与电源的 连接，是 ，该气体具有的性质是 ，检验该气体所涉及反应的文字表达式为 。
(3)气体a与气体b的体积比为 。电解水的文字表达式为 。
(4)水的电解实验证明了水是由 组成的。
四、科学探究题
16．请你参与下列探究：
【问题情境】某化学实验小组同学将铁粉投入硫酸铜溶液中，发现生成红色固体物质的同时有较多的气泡放出。这一现象激发起同学们的探究欲望，生成的是什么气体？
【提出猜想】从物质组成元素的角度，放出的气体可能是SO2、O2、H2。
【查阅资料】SO2易溶于水，它能与NaOH反应，生成Na2SO3。
【方案设计】依据上述猜想，实验小组同学分别设计了如下方案：
（1）甲同学认为是O2，则检验方法是 。
（2）乙同学认为是SO2，则只需将放出的气体通入盛有NaOH溶液的洗气瓶中，称量通气前后洗气瓶的质量。写出SO2与NaOH反应的化学方程式： 。
（3）实验小组同学合作设计了如图1组合实验方案，排除和验证猜想的气体。
如果放出的是O2和H2，你认为方案中的安全隐患是 。丙同学认为：为确保安全，实验前应先收集一试管气体，用拇指 ，若不发出 ，方可采用上面的装置进行实验。
【实验探究】经丙同学确认安全后，小组同学首先对装置A进行称量，再将收集到的气体从a通入，过一会儿点燃B处酒精灯；一段时间后，发现表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色；停止通气，再次称量装置A,发现质量无增减。结论：铁粉与硫酸铜溶液反应时，产生的气体是 。
【思维拓展】
（1）由上述实验可以推出，硫酸铜溶液中可能含有 。
（2）不通过称量，如何判断SO2与NaOH溶液发生了反应呢？有一同学设计了图2所示的装置进行实验，发现试管内液面上升，就得出SO2与NaOH溶液发生反应的结论。其他同学认为这一方案不严谨，理由是 。要得到科学严谨的结论，仍利用该装置，补做的实验是 。
五、计算题
17．硝酸是一种重要的酸，可用于生产化肥、染料和炸药。工业上利用氮的氧化物、氧气与水反应制备硝酸。
（1）某常见氮的氧化物中N、O两种元素的质量比为7：16，则该化合物的化学式为　 　。
（2）将该氮的氧化物23.0g与足量的氧气缓慢通入一定量水中（NO2+O2+H2O→HNO3），得到60.0g硝酸溶液溶液的溶质质量分数为多少？（写出计算过程）
六、综合应用题
18．化学是以实验为基础的科学。
(1)如图，近年比较流行的“自热火锅”给人们生活带来方便。“自热火锅”主要由食物和发热包(主要成分为生石灰、焙烧硅藻土、活性炭、铁粉、碳酸钠等)组成。生石灰和水反应是一个 (填“放热”或“吸热”)反应，该反应的化学方程式为 。
(2)下图是实验室常用的气体制取装置。
①氢气难溶于水，密度比空气小。实验室用锌粒和稀硫酸反应制取氢气时应选用的一套实验装置为 (填字母代号)。
②用高锰酸钾制氧气时，若用E装置收集，实验结束后应先将导管移出水面，其原因是 。
③可用F装置采用排空气法收集氧气并验满，请将F装置内的导管补画完整 。
④实验室用C装置收集二氧化碳的原因是什么？ 写出用澄清石灰水检验二氧化碳的化学方程式 。
(3)加热30.9g氯酸钾(KClO3)和二氧化锰固体混合物制氧气，同时生成氯化钾。完全反应后，得到21.3g固体物质。请计算原固体混合物中氯酸钾的质量 。
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参考答案：
1．B
【详解】碳酸钙质量为：，则反应放出CO2的质量为：11g-8.8g=2.2g。
故选：B。
2．D
【分析】根据物质的变化可以知道a的质量减少6.4g-5.2g=1.2g，说明a是反应物，且有1.2克参加反应；d的质量增加7.6g-4.0g=3.6g，说明d是生成物，且有3.6克生成，c的质量没有变化可能是催化剂也可能是没有参加反应；根据质量守恒定律，反应前后质量不变，即6.4g+3.2g+2.8g+4.0g=5.2g+X+2.8g+7.6g，则X=0.8g；因此b质量减少了3.2g-0.8g=2.4g，说明b属于反应物，且有2.4克参加反应，该反应为a与b反应生成了d，符合多变一的特点，属于化合反应。
【详解】A、由分析可知，a是反应物，d是生成物，故A错误；
B、c的质量没有变化可能是催化剂也可能是没有参加反应；故B错误；
C、由分析可知，X=0.8g，故C错误；
D、由分析可知，该反应为a与b反应生成了d，符合多变一的特点，属于化合反应，故D正确。
3．C
【详解】A、减少饮用水的使用，会影响生产生活，错误；
B、将用过的废水、污水直接排放到江河中重复使用，会污染水体，错误；
C、既要预防和消除对水源的污染，又要节约用水，正确；
D、水有一定的自净能力，但仍需要保护和节约用水，错误。
故选C。
4．A
【详解】A、水银温度计中的液柱热胀冷缩，是因为构成汞的原子的间隔 受热变大遇冷变小，选项错误；B、水由水分子构成，氢气由氢分子构成，氧气由氧分子构成，水电解可得氢气和氧气，分子是可分的，选项正确；C、少量白糖加入水中，不久“消失”，是因为微粒是不断运动的，通过运动而相互混合而溶解，选项正确；D、氢气与氯气反应前后气体质量不变，说明化学反应前后质量守恒，选项正确。故选A。
5．D
【详解】这些净水方法中只有用明矾净水发生了化学变化，明矾溶于水会生成胶状的氢氧化铝，胶状的氢氧化铝有吸附性，故选D。
6．C
【详解】A、化学反应前后物质的质量守恒，是因为反应前后原子的种类、数目和质量都不变，分子种类一定变，故A错误；
B、探究氧化铜是否为过氧化氢分解的催化剂，向过氧化氢溶液中加入氧化铜，观察加入前后产生气泡的速率变化，还要验证氧化铜质量和化学性质是否变化，故B错误；
C、酒精灯火焰上罩一个冷而干燥的烧杯，内壁有水雾，根据质量守恒定律，反应前后原子种类不变，可推测酒精中一定含有氢元素，故C正确；
D、蜡烛在空气中燃烧质量变小是因为有气体产生逸出，但是该反应仍然遵循质量守恒定律，故D错误；
故选C。
7．B
【详解】A、向水中加入肥皂水时，如果产生的泡沫较多，是软水，如果产生大量浮渣，是硬水，可以用肥皂水鉴别硬水和软水；活性炭能够吸附色素、异味等，不能除去水中的钙离子、镁离子，因此不能降低水的硬度，故A错误；
B、自然界水的循环过程中实现了水的自身净化，故B正确；
C、自来水厂净水的过程有静置沉淀、过滤、吸附等，没有蒸馏，故C错误；
D、从电解水得到H2和O2，可知水是由氢元素和氧元素组成的，故D错误。
故选B。
8．A
【详解】A、水中有的动植物生长有利于净化水；不正确；
B、改变含硫高的劣质煤燃烧能产生二氧化硫等有害物质的排放，减少环境污染； 正确；
C、排放未经处理的废水容易污染水体，所以禁止排放废水； 正确。
D、改用清洁燃料能减少对空气的污染； 正确；
故选A。
9．B
【详解】A、2O表示2个氧原子，选项错误；
B、2O2表示2个氧分子，选项正确；
C、H2表示1个氢分子，2个氢原子表示为2H，选项错误；
D、Mg2+表示一个镁离子，选项错误，故选B。
【点睛】元素与原子的区别：
元素是具有相同质子数的一类原子的总称，只有种类，没有数目；
原子是元素的一个个体，既有种类，也有数目。
10．D
【详解】A、根据质量守恒定律，化学变化前后原子种类、数目不变，正确；B、根据反应的微观示意图可知，反应物是一种，生成物是两种，属于分解反应，正确；C、由微观反应图中乙分子的构成可知，每个乙分子是由2个B原子构成，乙物质属于单质，正确；D、由质量守恒定律可知：丙物质的分子由2个A原子构成，错误。故选D。
11．(1)D
(2) H2OH2+O2/ +7 不是
【详解】（1）空气中氧气和氮气的体积比约为1：4，故选D。
（2）①电解水生成氢气和氧气，反应的文字表达式为，符号表达式为。
②高氯酸锂中锂元素的化合价为＋1价，氧元素化合价为-2价，设氯元素化合价为x，根据“化合物中各元素化合价代数和为零”，则+1+x+（-2）×4=0，解得x=+7；
氧化物是指含有两种元素，且一种元素为氧元素的化合物，而高氯酸锂中含有三种元素，不属于氧化物。
12． 35 7 非金属 四 79.90 F或Cl NaBr C 淘米水洗菜或洗衣服的水拖地等 煮沸 Mg2+ 肥皂水
【详解】（1）根据元素周期表中的一格可知，左上角的数字为35，表示原子序数为35；根据原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数，则该元素的原子核内质子数和核外电子数为35，故m=35；35=2+8+18+n，n=7；元素的名称是溴，属于非金属元素；周期数=原子核外电子层数，溴元素的原子核外有4个电子层，则在元素周期表中，溴元素位于第4周期；相对原子质量为79.90；由于氯元素原子、氟元素原子的最外层电子数与溴元素原子的相同，化学性质相似，氯元素的符号为：Cl，氟元素的符号为：F，溴元素与金属元素形成化合物质时的化合价为-1价，钠元素的化合价为+1价，则溴化钠的化学式为：NaBr；
（2）氧气约占空气体积的五分之一，氮气约占空气体积的五分之四，氧气和氮气的体积比为1:4，所以氧分子与氮分子的个数比为1:4，所以C可以表示空气微观模型；
（3）①节约用水的措施主要从少用和一水多用方面考虑，例如淘米水洗菜(浇花)或洗衣服的水拖地(冲马桶)等；
②硬水是含有较多钙、镁离子的水，生活中经常用加热煮沸的方法降低水的硬度，除去硬水中过多的Ca2+和Mg2+就可以得到软水；等量的肥皂水分别滴加到盛有等量的软水、硬水的烧杯中，搅拌，泡沫多的是软水，泡沫少、浮渣多的是硬水。
13．(1) 太阳 电
(2) K+ H2O
(3)原子
【详解】（1）太阳翼电池是将太阳能转化为电能，故①填：太阳，②填：电。
（2）①离子的表示方法是，在元素符号的右上角用数字和正负号标出离子所带的正负电荷数，数字在前，符号在后，数字为1不写，则钾离子的符号是K+，故填：K+。
②根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和个数不变，反应后钾、铁、氧、氢的个数分别为8、4、26、20，反应前已有钾、铁、氧的个数分别为8、4、16，则10X中含有20个氢原子和10个氧原子，即X的化学式为H2O，故填：H2O。
（3）铝是一种金属单质，是由原子直接构成的，故填：原子。
14． 氢原子和氧原子 碳元素和氧元素 水分子 碳元素 1：2
【分析】根据分子的基本性质进行分析解答，水电解能生成氢气和氧气，氢气和氧气的体积比是2:1，据此解答。
【详解】（1）①从微观的角度看，水分子是由氢原子和氧原子构成的，故填：氢原子和氧原子；
②从宏观的角度看，二氧化碳是由碳元素和氧元素组成的，故填：碳元素和氧元素；
③从分子、原子及元素的角度看，地球表面的水循环主要是由水分子的运动引起的，自然界碳循环中的“碳“是指碳元素，故填：水分子，碳元素；
（2）水电解能生成氢气和氧气，其化学方程式为：；甲管与电源正极相连，产生的是氧气，乙管与电源负极相连，产生的是氢气，氧气和氢气的体积比为1:2，故填：；1：2。
15．(1) 正极 氧气/O2 使带火星的木条复燃 带火星的木条
(2) 负极 氢气/H2 可燃性
(3) 1：2
(4)氢、氧元素
【详解】（1）电解水时正极产生氧气，负极产生氢气，且产生的氧气和氢气的体积比为1：2，图中气体a中收集的气体少，为氧气，则其与电源正极连接，氧气能使带火星的木条复燃，则可用带火星的木条检验。
（2）产生的气体b较多，则气体b为氢气，其与电源负极相连，氢气具有可燃性，则可用燃烧的木条检验，当燃着的木条靠近管口时，氢气被点燃生成水，反应的文字表达式为。
（3）产生的气体a与气体b的体积比为1：2，水电解生成氢气和氧气，反应的文字表达式为。
（4）氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成，则说明水是由氢、氧元素组成。
16． 用带火星的木条伸入收集的气体中，观察木条是否复燃 SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O 实验时在B处易发生爆炸事故 堵住试管口，试管口向下，慢慢靠近酒精灯火焰，松手 尖锐的爆鸣声 H2 H2SO4或H+或酸性物质 SO2溶于水，也能使液面上升 将图2中NaOH溶液换成等体积的水做对比实验
【详解】（1）氧气具有助燃性，可使带火星木条复燃，用带火星的木条伸入收集的气体中，观察木条是否复燃，鉴别是否是氧气，故填：用带火星的木条伸入收集的气体中，观察木条是否复燃。
（2）二氧化硫和氢氧化钠生成亚硫酸钠和水，化学方程式为SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O，故填：SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O。
（3）如果放出的是O2和H2，方案中的安全隐患是实验时在B处易发生爆炸事故，为确保安全，实验前应先收集一试管气体，用拇指堵住试管口，试管口向下，慢慢靠近酒精灯火焰，松手，若不发出尖锐的爆鸣声，方可采用上面的装置进行实验，故填：实验时在B处易发生爆炸事故；堵住试管口，试管口向下，慢慢靠近酒精灯火焰，松手；尖锐的爆鸣声。
（4）小组同学首先对装置A进行称量，再将收集到的气体从a通入，过一会儿点燃B处酒精灯；一段时间后，发现表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色；说明气体有还原性，含有氢气，停止通气，再次称量装置A，发现质量无增减，说明气体不含有二氧化硫，铁粉与硫酸铜溶液反应时，产生的气体是H2，故填：H2。
（5）反应生产氢气，说明硫酸铜溶液中可能含有H2SO4或H+或酸性物质，故填：H2SO4或H+或酸性物质。
（6）有一同学设计了图2所示的装置进行实验，发现试管内液面上升，就得出SO2与NaOH溶液发生反应的结论，这一方案不严谨，理由是SO2溶于水，也能使液面上升，要得到科学严谨的结论，仍利用该装置，补做的实验是将图2中NaOH溶液换成等体积的水做对比实验，故填：将图2中NaOH溶液换成等体积的水做对比实验。
。
17．（1）NO2 （2）52.5%
【详解】解：（1）由N、O两种元素组成的化合物中N、O的质量比为7：16，则氮的氧化物的分子中氮原子和氧原子的个数比为 ： ＝1：2，故其氧化物的化学式是NO2．故填：NO2；
（2）设生成硝酸的质量为x
x＝31.5g
硝酸溶液溶液的溶质质量分数为 ×100%＝52.5%
答：60.0g硝酸溶液溶液的溶质质量分数为52.5%。
18． 放热 CaO+H2O=Ca(OH)2 BD或BE 防止水槽里的水倒流炸裂试管 二氧化碳的密度比空气大 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
解：由题意可知生成氧气的质量为30.9g-21.3g＝9.6g，
设原混合物中氯酸钾的质量为x
x=24.5g
答：原混合物中氯酸钾的质量为24.5g。
【详解】（1）生石灰和水反应放出大量的热生成氢氧化钙，CaO+H2O=Ca(OH)2；
（2）①氢气难溶于水，密度比空气小。实验室用锌粒和稀硫酸反应制取氢气时应选用固液不加热型发生装置，排水集气法收集装置或者向下排空气法收集装置，因此选用的一套装置为BD或BE；
②用高锰酸钾制氧气时，若用E排水法装置收集，实验结束后应先将导管移出水面，其原因是防止水槽中的水倒流使试管炸裂。
③氧气的密度比空气密度大，应该用向上排空气法收集，用万用瓶收集氧气气体从长管进，并将带火星的木条置于短管口进行验满，若带火星的木条复燃，说明氧气已经收集满，因此用F装置采用排空气法收集氧气并验满，F装置内的导管应该补画为；
④实验室用C装置向上排空气法收集二氧化碳的原因是二氧化碳的密度比空气密度大，用澄清石灰水检验二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为。
（3）见答案。