2.3 自然界中的水
【思维导图】
【知识梳理】
知识点01 探究水的组成（电解水实验）
实验装置：
实验现象：（1）电极上均有气泡产生；（2）a、b两试管中气体体积比约为2:1。
气体验证：（1）a中气体点燃火焰呈蓝色（若气体量少，可能有爆鸣声），证明是氢气；
（2）b中气体能使带火星的木条复燃，证明是氧气。
实验结论：水在直流电的作用下，发生了分解反应，生成了氢气和氧气。
反应文字表达式： 水氢气+氧气
H2O H2 O2
从上面的实验和发生的化学反应可以说明，水是由氢元素和氧元素组成的。
误差分析：实验中氢气与氧气的体积比往往大于2∶1。
主要原因：①氧气的溶解性大于氢气；②氧气与电极反应而消耗。
【注意】
①做水的电解实验时，要在水中加入少量H2SO4或NaOH溶液，其目的是增强水的导电性，提高化学反应速率。
②所用电源为直流电源，正氧负氢，若用交流电会有爆炸危险。电解过程中，电能转化为化学能。
2．氢气燃烧
物理性质：氢气是一种无色、无味的气体，难溶于水，密度比空气的小（最轻的气体）。
化学性质：纯净的氢气在空气中安静地燃烧，产生淡蓝色火焰，放出大量热，生成水。
氢气+氧气 水
H2 O2 H2O
氢气是理想的能源（原因燃烧产物是水，不污染环境）。
【即学即练1】如图是电解水实验的装置图，下列说法错误的是
A．在水中可加入少量氢氧化钠以增强导电性
B．反应一段时间后，a、b玻璃管中产生的气体体积比约为2：1
C．由电解水实验得出结论：水是由氢、氧两种元素组成的
D．将燃着的木条分别放在两个玻璃管尖嘴口，打开活塞，a管的气体使燃着的木条燃烧更旺，b管的气体被点燃
【答案】D
【解析】
A．电解水试验中水的导电性很弱，故在水中可加入少量氢氧化钠以增强水的导电性，使水的分解加快，A正确；
B．反应过程中a玻璃管中生成的是氢气，b玻璃管中生成的是氧气，氢气与氧气的体积比为2:1，B正确；
C．根据化学反应前后元素的种类不变，由电解水实验得出结论是水是由氢、氧两种元素组成，C正确；
D．b玻璃管中生成的是氧气，氧气不具有可燃性不能被点燃，D错误。
故选：D
【即学即练2】小明做完氢气在空气中燃烧的实验后，对反应过程分析不正确的是
A．氢气分子和氧气分子分解为原子
B．氢原子和氧原子重新结合成为水分子
C．该反应中，分子种类发生了改变
D．该反应是分解反应
【答案】D
【解析】
A．氢气在氧气中点燃生成水，氢气分子分解为氢原子，氧气分子分解为氧原子，氢原子和氧原子重新组合形成水分子，故A正确；
B．化学变化的实质是分子分解成原子，原子重新组合形成新的分子，氢原子和氧原子重新结合成为水分子，故B正确；
C．氢气在氧气中燃烧生成的是水，该反应中，分子种类发生了改变，故C正确；
D．氢气在氧气中燃烧生成的是水，该反应的反应物有两种，生成物是一种，属于化合反应，故D不正确。
故选D。
知识点02 水的净化
1．自来水的净化过程：取水→沉淀→过滤→吸附→消毒杀菌→配水
（1）先加入絮凝剂，使悬浮在水中的微小颗粒状杂质被吸附凝聚，然后在沉淀池中沉降分离；
（2）使沉淀池里较澄清的水，经过滤池和活性炭吸附池，得到更清的滤水；
（3）在滤后水中通入适量氯气（或二氧化氯 ）进行消毒灭菌后，得到纯净的自来水（自来水属于混合物）。（杀菌消毒属于化学变化）
2．明矾的净水作用：明矾常用作絮凝剂。它能在水中生成凝胶状的物质，该物质具有很强的吸附能力，能使水中细小的悬浮杂质集结而下沉。
3．活性炭的净水作用：活性炭具有疏松多孔的结构，能够吸附色素、异味、不溶性杂质和部分可溶性杂质。
4．在净化水的方法中，净化程度由低到高的顺序依次为：静置沉淀、过滤、吸附、蒸馏。
5．过滤：把不溶性的固体与液体分开的一种方法叫过滤。
（1）过滤器的准备（如图甲）：取一张圆形滤纸，对折两次，然后打开，使滤纸成为圆锥形（一边是一层滤纸，另一边是三层滤纸），放入漏斗内，使之紧帖漏斗壁，用少量水润湿滤纸使滤纸和漏斗壁之间不要留有气泡。
甲
（2）安装过滤器（如图乙）：使漏斗的下端管口紧靠烧杯内壁。
乙
（3）过滤操作：将浑浊的液体混合均匀后，沿玻璃棒慢慢倒入漏斗内进行过滤。
操作要点：“一贴，二低，三靠”：
一贴：制作过滤器时，滤纸要紧贴漏斗内壁（中间不要留有气泡，否则会影响过滤速度）。
二低：（1）滤纸边缘低于漏斗边缘；
（2）过滤器中液面低于滤纸边缘（否则，液体就会从滤纸和漏斗壁之间流下，达不到过滤的目的）。
三靠：（1）盛待过滤液的烧杯口要紧靠玻璃棒，使液体沿玻璃棒流入过滤器；
（2）玻璃棒下端轻轻斜靠在三层滤纸的一边，以免弄破滤纸；
（3）漏斗下端要紧靠在下面烧杯的内壁，使滤液沿烧杯壁流下（否则滤液会向四周飞溅，而且影响过滤的速度）。
6．蒸馏：给液体加热，使它变为蒸气，再使蒸气冷却，冷凝成液体。蒸馏可以把沸点不同的物质从混合物中分离出来，也可以把挥发性液体与溶解在液体中不挥发性杂质分离开来，达到分离和提纯的目的。蒸馏水就是用蒸馏的方法得到的。
蒸馏装置如图所示：
7．硬水和软水
a．硬水：含有较多可溶性钙、镁化合物的水叫做硬水。泉水、井水等都是硬水。
b．软水：不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水叫做软水。蒸馏水属于软水。
c．硬水的危害：硬水除对生活(如洗涤)和生产(如锅炉)有危害外，长期饮用硬度很高的水，对人体的健康也有不利的影响。
d．硬水软化的方法：生活中常用煮沸的方法降低水的硬度，实验室常用蒸馏的方法得到蒸馏水以降低水的硬度，在工业上常用离子交换法和药剂软化法来得到软水。
e．区别方法：在水中滴加肥皂水，搅拌，产生泡沫较多的是软水，泡沫较少或浮渣出现的是
硬水。
8．鉴别天然水和纯净水：
用玻璃棒分别蘸取两种液体样品，用酒精灯加热，玻璃棒上无固体物质，则样品为蒸馏水；
玻璃棒上有固体物质，则样品为天然水
【即学即练3】关于水的说法错误的是
A．人体中水的质量分数约为70%
B．地球上的水总储量很大，但淡水很少，我们要节约用水
C．明矾用于自来水杀菌、消毒
D．自来水厂的净水过程包括沉淀、过滤、吸附等方法
【答案】C
【解析】
A．人体中水的质量分数约为70%，说法正确，不符合题意；
B．地球上的水总储量很大，但是淡水资源很少，且分布不均，因此，我们要节约用水，不符合题意；
C．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，不能杀菌、消毒，符合题意；
D．自来水厂的净水过程包括沉淀（使悬浮的难溶性杂质沉降）、过滤（除去难溶性杂质）、吸附（吸附色素和异味）、消毒（除去病毒和细菌）等方法，不符合题意。
故选C。
【即学即练4】2021年3月22日是第二十九届“世界水日”，3月22日至28日是第三十四届“中国水周”。联合国确定2021年“世界水日”主题是“Valuing Water”(珍惜水、爱护水)。下列关于水的说法正确的是
A．水的天然循环过程中发生了化学变化
B．自来水厂净水过程有：静置沉降、过滤、吸附、消毒、蒸馏
C．生活中通过煮沸和过滤的方法都能降低水的硬度
D．爱护水资源主要从节约用水和防治水体污染两方面采取相应措施
【答案】D
【解析】
A．水的天然循环过程中无新物质生成，为物理变化，此选项不正确；
B．自来水厂净水过程有：静置沉降、过滤、吸附、消毒，不包括蒸馏，此选项不正确；
C．过滤并不能降低水的硬度，此选项不正确；
D．节约用水和防治水体污染都是爱护水资源的主要措施，此选项正确。
故选D。
知识点03 水资源的综合利用
1．水污染的来源：
（1）工业生产中“三废”（废水、废渣、废气）的任意排放；
（2）农业生产中农药、化肥的不合理施用；
（3）石油、重金属离子对水体的污染；
（4）生活污水的任意排放。
2．水体污染的危害：
（1）工业废水及农药等含有毒物质影响人类和水生植物生长，危害人类健康。
含磷洗涤剂、化肥及生活污水含有大量植物营养物质，大量排放，引起水的富营养化。
3．防止水污染的主要措施：
（1）提高环保意识，加强水质的监测。
（2）工业“三废”要进行综合利用和经处理后再排放。
（3）农业上提倡使用农家肥，合理使用化肥和农药。
【即学即练5】2021年3月22日是第二十九届“世界水日”，3月22-28日是第三十四届“中国水周”今年“世界水日”的主题为“ Valuing Water”（珍惜水、爱护水），“中国水周”活动的主题为“深入贯彻新发展理念，推进水资源集约安全利用”下列做法不符合这一主题的是
A．生活中提倡使用无磷洗衣粉 B．地球上水资源丰富，取之不尽，用之不竭
C．农业和园林浇灌釆用喷灌、滴灌 D．工业废水经处理达标后循环使用
【答案】B
【解析】
A．生活中提倡使用无磷洗衣粉，避免水富营养化，造成水体污染，符合这一主题，不符合题意；
B．地球上水资源丰富，但是可利用淡水资源却非常少，并不是取之不尽，用之不竭，符合题意；
C．农业和园林浇灌釆用喷灌、滴灌节约用水，符合这一主题，不符合题意；
D．工业废水经处理达标后循环使用，减少了水资源浪费，符合这一主题，不符合题意。
故选：B。2.3 自然界中的水
【思维导图】
【知识梳理】
知识点01 探究水的组成（电解水实验）
实验装置：
实验现象：（1）电极上均有 产生；（2）a、b两试管中气体体积比约为 。
气体验证：（1）a中气体点燃火焰呈 （若气体量少，可能有 ），证明是氢气；
（2）b中气体能使 复燃，证明是氧气。
实验结论：水在直流电的作用下，发生了 ，生成了 。
反应文字表达式： 水氢气+氧气
从上面的实验和发生的化学反应可以说明，水是由 组成的。
误差分析：实验中氢气与氧气的体积比往往大于2∶1。
主要原因：① ；②
【注意】
①做水的电解实验时，要在水中加入少量 或 溶液，其目的是 。
②所用电源为 ， ，若用交流电会有 危险。电解过程中， 转化为 。
2．氢气燃烧
物理性质：氢气是一种 的气体， ，密度比空气的 （ ）。
化学性质：纯净的氢气在空气中 ，产生 ， ， 。
氢气+氧气 水
氢气是理想的能源（原因 ， ）。
【即学即练1】如图是电解水实验的装置图，下列说法错误的是
A．在水中可加入少量氢氧化钠以增强导电性
B．反应一段时间后，a、b玻璃管中产生的气体体积比约为2：1
C．由电解水实验得出结论：水是由氢、氧两种元素组成的
D．将燃着的木条分别放在两个玻璃管尖嘴口，打开活塞，a管的气体使燃着的木条燃烧更旺，b管的气体被点燃
【即学即练2】小明做完氢气在空气中燃烧的实验后，对反应过程分析不正确的是
A．氢气分子和氧气分子分解为原子
B．氢原子和氧原子重新结合成为水分子
C．该反应中，分子种类发生了改变
D．该反应是分解反应
知识点02 水的净化
1．自来水的净化过程：取水→沉淀→过滤→吸附→消毒杀菌→配水
（1）先加入 ，使悬浮在水中的微小颗粒状杂质被 ，然后在沉淀池中 ；
（2）使沉淀池里较澄清的水，经过滤池和 吸附池，得到更清的滤水；
（3）在滤后水中通入适量 （或 ）进行消毒灭菌后，得到 （自来水属于 ）。（杀菌消毒属于 变化）
2．明矾的净水作用：明矾常用作 。它能在水中生成凝胶状的物质，该物质具有很强的 ，能使水中细小的悬浮杂质集结而下沉。
3．活性炭的净水作用：活性炭具有 的结构，能够 、 、 和部分可溶性杂质。
4．在净化水的方法中，净化程度 的顺序依次为： 。
5．过滤：把不溶性的固体与液体分开的一种方法叫过滤。
（1）过滤器的准备（如图甲）：取一张圆形滤纸，对折两次，然后打开，使滤纸成为圆锥形（ ），放入漏斗内，使之紧帖漏斗壁，用 纸使滤纸和漏斗壁之间不要 。
甲
（2）安装过滤器（如图乙）：使漏斗的下端管口 烧杯内壁。
乙
（3）过滤操作：将浑浊的液体混合均匀后，沿 慢慢倒入漏斗内进行过滤。
操作要点：“ ”：
一贴：制作过滤器时，滤纸要 漏斗内壁（中间不要留有气泡，否则会影响 ）。
二低：（1）滤纸边缘 漏斗边缘；
（2）过滤器中液面 滤纸边缘（否则，液体就会从滤纸和漏斗壁之间流下，达不到过滤的目的）。
三靠：（1）盛待过滤液的烧杯口要 ，使液体沿玻璃棒流入过滤器；
（2）玻璃棒下端轻轻斜靠在 ，以免弄破滤纸；
（3）漏斗下端要紧靠在下面 ，使滤液沿烧杯壁流下（否则滤液会向 ，而且影响 ）。
6．蒸馏：给 加热，使它变为 ，再使蒸气 ，冷凝成 。蒸馏可以把 的物质从混合物中分离出来，也可以把 液体与溶解在液体中 分离开来，达到 的目的。蒸馏水就是用 的方法得到的。
蒸馏装置如图所示：
7．硬水和软水
a．硬水：含有 的水叫做硬水。 等都是硬水。
b．软水： 可溶性钙、镁化合物的水叫做软水。 属于软水。
c．硬水的危害：硬水除对生活(如 )和生产(如 )有危害外，长期饮用硬度很高的水，对 也有不利的影响。
d．硬水软化的方法：生活中常用 的方法降低水的硬度，实验室常用 的方法得到蒸馏水以降低水的硬度，在工业上常用离子交换法和药剂软化法来得到软水。
e．区别方法：在水中滴加 ，搅拌，产生 是软水， 是
硬水。
8．鉴别天然水和纯净水：
用玻璃棒分别蘸取两种液体样品，用酒精灯加热，玻璃棒上无固体物质，则样品为蒸馏水；
玻璃棒上有固体物质，则样品为天然水
【即学即练3】关于水的说法错误的是
A．人体中水的质量分数约为70%
B．地球上的水总储量很大，但淡水很少，我们要节约用水
C．明矾用于自来水杀菌、消毒
D．自来水厂的净水过程包括沉淀、过滤、吸附等方法
【即学即练4】2021年3月22日是第二十九届“世界水日”，3月22日至28日是第三十四届“中国水周”。联合国确定2021年“世界水日”主题是“Valuing Water”(珍惜水、爱护水)。下列关于水的说法正确的是
A．水的天然循环过程中发生了化学变化
B．自来水厂净水过程有：静置沉降、过滤、吸附、消毒、蒸馏
C．生活中通过煮沸和过滤的方法都能降低水的硬度
D．爱护水资源主要从节约用水和防治水体污染两方面采取相应措施
知识点03 水资源的综合利用
1．水污染的来源：
（1）工业生产中“ 的任意排放；
（2）农业生产中农药、化肥的不合理施用；
（3） 对水体的污染；
（4） 。
2．水体污染的危害：
（1）工业废水及农药等含有毒物质影响人类和水生植物生长，危害人类健康。
含磷洗涤剂、化肥及生活污水含有大量植物营养物质，大量排放，引起水的 。
3．防止水污染的主要措施：
（1）提高环保意识，加强水质的监测。
（2）工业“三废”要进行综合利用和 。
（3）农业上提倡使用农家肥， 。
【即学即练5】2021年3月22日是第二十九届“世界水日”，3月22-28日是第三十四届“中国水周”今年“世界水日”的主题为“ Valuing Water”（珍惜水、爱护水），“中国水周”活动的主题为“深入贯彻新发展理念，推进水资源集约安全利用”下列做法不符合这一主题的是
A．生活中提倡使用无磷洗衣粉 B．地球上水资源丰富，取之不尽，用之不竭
C．农业和园林浇灌釆用喷灌、滴灌 D．工业废水经处理达标后循环使用
