专题 3.1 水
【题型 1 天然水 自来水的生产】
【题型 2 水的组成】
【题型 3 水的性质】
【题型 4 浊液】
【题型 5 节约用水】
【题型 1 天然水 自来水的生产】
自来水厂净水过程
净化水的常用方法 ： 沉淀、过滤、吸附、蒸馏
沉淀：①静置沉淀，让水中的不溶性固体颗粒下沉到底部；
②吸附沉淀，加入明矾，溶于水生成胶状物吸附悬浮杂质，使之沉降。
过滤：适用范围：用于分离难溶性固体与液体或者不溶性固体和可溶性固体
仪器和用品：玻璃仪器（烧杯、玻璃棒、漏斗）、 铁架台、用品（滤纸）
吸附：常用的吸附剂活性炭（有疏松多孔的结构，具有吸附性，物理性质）；除去水中的难溶性杂质、吸
附色素和异味等可溶性杂质。
蒸馏：利用液体沸点不同将液体分离的方法；可以除去水中所有杂质。得到的水是纯净物。
水的净化效果由低到高的是：沉淀、过滤、吸附、蒸馏（均为物理方法），
其中净化效果最好的是蒸馏；既有过滤作用又有吸附作用的净水剂是活性炭。
【例 1】（2023·上海静安·统考一模）某地区新建水厂，通过混合、絮凝、沉淀、过滤、臭氧活性炭、超滤
膜的全新工艺，有望试点自来水直饮。请回答下列问题：
（1）混合、絮凝、沉淀的目的是将悬浮颗粒沉降。该过程通常加入 促进沉降。
（2）过滤是实验室中常见的操作。使用的主要仪器有铁架台、烧杯、玻璃棒、 等。
（3）臭氧-活性炭联用技术取代了传统氯气的使用，其目的是 。臭氧（O3）是一种具有强氧化性的
物质，在净水过程中，臭氧转化为氧气，该变化是 （填“化学变化”或“物理变化”）。活性炭用于净
水体现了它具有的性质是 。
【答案】（1）明矾 （2）漏斗 （3） 杀菌消毒 化学变化 吸附性
【详解】（1）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；
（2）过滤所需的仪器是：铁架台、烧杯、漏斗、玻璃棒；
（3）臭氧（O3）是一种具有强氧化性的物质，能使蛋白质变性，故目的是：杀菌消毒；
臭氧转化为氧气，有新物质生成，属于化学变化；
活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，可以吸附水中的色素和异味；
【变式 1-1】（2023·上海虹口·统考二模）自来水生产过程中，属于化学变化的是
A．沉降 B．过滤 C．吸附 D．杀菌消毒
【答案】D
【详解】A、沉降是将大的固体颗粒沉淀下来的过程，没有新物质生成，属于物理变化，选项错误；
B、过滤是除去水中不溶性杂质的过程，没有新物质生成，属于物理变化，选项错误；
C、吸附是除去水中色素和异味的过程，没有新物质生成，属于物理变化，选项错误；
D、杀菌消毒有蛋白质变性，有新物质生成，属于化学变化，选项正确。
故选 D。
【变式 1-2】（2023·上海静安·统考二模）有关水净化说法中错误的是
A．加入活性炭可以除去水中的色素和异味 B．通过蒸发和冷凝可以得到蒸馏水
C．过滤可以除去天然水中的可溶性物质 D．常通入氯气，是为了杀死水中的微生物
【答案】C
【详解】A、活性炭具有吸附性，能除去色素和异味，该选项说法正确；
B、蒸发、冷凝能得到蒸馏水，该选项说法正确；
C、过滤只能除去水中难溶性杂质，而不能除去可溶性杂质，该选项说法不正确；
D、氯气能杀死水中的微生物，该选项说法正确。
故选 C。
【变式 1-3】城市用的自来水取自于自然界，其净化过程如图所示：
（1）根据以上图填空：
①操作 a 为 ，液体 C 仍然浑浊的原因可能是 （写一个即可）。
②操作 b 主要是吸附水中的一些异味和色素，应选用的物质是 。
③水的硬度是一项重要的化学指标，生活中常用 的方法来降低水的硬度。
（2）如图为太阳能海水淡化装置示意图。利用此装置得到淡水的方法与实验室通过 （填操作名
称）净水的方法原理相同。
【题型 2 水的组成】
水的电解实验
简记：正氧负氢，氢二氧一
正极产生的气体能支持燃烧，用带火星的木条检验；负极产生的气体是氢气用燃着的木条检验。
通电
正负两极产生的气体体积比为 1:2，化学化学方程式为 2H2O === == 2H2↑＋O2↑，属于分解反应，该实验说
明水是由氢元素、氧元素组成的。
如果实验时正负极端产生的气体体积比小于 1:2,原因可能是：氧气的溶解性比氢的大；或氧气可能和金属电
极发生反应。
水中加入硫酸或氢氧化钠的目的：增强水的导电性。
【例 2】（2023·上海松江·统考二模）电解水生成氢气和氧气，说法正确的是
A．水由氢气和氧气组成 B．生成氢气和氧气的体积比为 2：1
C．生成氢气和氧气的质量比为 1：16 D．正极产生的气体能燃烧
【答案】B
【详解】A.水是纯净物，宏观上水由氢元素和氧元素组成，微观上水由水分子构成，故 A 错误；
B.生成氢气和氧气的体积比为 2:1，故 B 正确；
C.生成氢气和氧气的质量比为 1:8，可根据化学式或化学方程式计算获得，例如根据方程式
通电
2H2O 2H2 +O2 可知生成氢气和氧气的质量比为：2×2:32=1:8，故 C 错误；
2 2 32
D.正极产生的气体为氧气，氧气具有助燃性，无可燃性，故 D 错误。
故选：B。
【变式 2-1】按如图进行电解水实验，下列说法正确的是
A．a 管连接电源正极、b 管连接电源负极
B．实验所得 a、b 管内气体质量比约为 2：1
C．该实验证明了水由氢分子和氧分子构成
D．实验所得 a、b 管内气体分子数之比为 2：1
【答案】D
【详解】A、电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，且电解水生成氢气和氧气的体积比为 2：1，由于
a 管中收集的气体较多，则收集的气体为氢气，则连接的为电源负极，b 管连接电源正极，该选项说法不
正确；
B、结合前面的分析，可知 a、b 管内气体体积比约为 2：1，而不是质量比，该选项说法不正确；
C、水是由水分子构成的，水分子是由氢、氧原子构成，该选项说法不正确；
通电
D、由于 2H2O 2H2 +O2 ，每生成 2 个氢分子时，生成 1 个氧分子，则 a 管收集的为氢气，则 a、b
管内气体分子数之比为 2：1，该选项说法正确。
故选 D。
【变式 2-2】电解水实验中产生气体的体积与时间的关系如图所示。分析正确的是
A．与电源负极相连的电极上产生气体 N B．通电后气体产生的速率相同
C．气体 M、N 的质量比为 1：2 D．检验 M、N 气体可证明水的组成
【答案】D
【分析】电解水时，与电源正极相连的试管内产生的气体体积少，与电源负极相连的试管内的气体体积
多，且两者的体积之比大约是 1：2，据此结合题意进行分析解答。
【详解】A、与电源负极相连的电极上产生气体较多，由图示可知应是 M，故 A 错误；
B、通电后气体产生的速率负极快，正极慢，故 B 错误；
C、气体 M、N 的质量比即氢气和氧气的质量比为 1：8[根据质量守恒定律，水中的氢元素转化成氢气，
水中的氧元素转化成氧气，故产生氢气和氧气的质量比即为 H2O 中氢元素与氧元素的质量比:
（1 2）：16 =1：8，故错误；
D、根据 C 项的分析，及由质量守恒定律可知，反应前后元素的组成不变，检验 M、N 气体可证明水的组
成（M 为氢气，N 为氧气），故 D 正确。
故选：D。
【变式 2-3】（2023 秋·上海财经大学附属初级中学校考期末）化学推动中国航天事业蓬勃发展。
（1）中国空间站中可以通过电解水获得氧气。如图是电解水的实验装置。开始反应前 a、b 两管内都充满
溶液。关闭活塞，接通电源，观察到两极均有 产生，a、b 两管内液面均 ；a、b 两管内产生
气体的体积比约为 ；如图所示，a 管下方导线应接电源的 （填“正”或“负”）极，验证 b 管
中气体的方法是 。通电一段时间后切断电源，水的质量减少了 18g。计算生成 O2的物质的量（根
据化学方程式列式计算）。
（2）空间站内还可以通过以下微观示意图所示反应提供氧气，同时生成甲烷（CH4）。
写出该反应的化学方程式 。
【答案】（1） 气体 降低 2：1 负 将带火星木条放在 b 管口的尖嘴口，若木条复燃，说明是氧气
设生成氧气质量为 x
通电
2H2O 2H2↑ + O2↑
36 32
18g x
36 18g
=
32 x
x =16g
16g
氧气的物质的量为 =0.5mol32g/mol
答：生成 O2的物质的量为 0.5mol。
催化剂
（2）CO2 +2H2 CH4 +O2
【详解】（1）电解水正极生成氧气，负极生成氢气，故填：气体；
水被消耗，生成气体，所以液面均降低，故填：降低；
根据质量守恒定律中的原子守恒，一个水分子中有两个氢原子一个氧原子，所以氢气和氧气的体积比为：
2：1，故填 2：1；
a 极生成气体是氢气，根据正氧负氢可知 a 极是负极，故填：负；
b 管生成氧气，氧气的检验方法是：将带火星木条放在 b 管口的尖嘴口，若木条复燃，说明是氧气，氧气
的检验方法是将带火星木条放在 b 管口的尖嘴口，若木条复燃，说明是氧气，故填：将带火星木条放在 b
管口的尖嘴口，若木条复燃，说明是氧气；
（2）根据微观示意图可知，二氧化碳与氢气在催化剂的作用下生成氧气和甲烷，化学方程式为：
催化剂
CO2 +2H2 CH4 +O2 。
【变式 2-4】（2023·上海杨浦·统考一模）对水的电解进行探究。
（1）在水中滴入少量稀硫酸，实验装置如图。
Ⅰ.滴加稀硫酸的目的是 。
II.水通电的化学方程式 ， a、b 试管内产生气体的体积比约为 ；b 试管内产生的气体
是 。
Ⅲ.若要确定水分子中氢氧原子个数比，还需要的数据有 （填序号）。
A．水的相对分子质量 B．氢气、氧气的密度 C．氢原子、氧原子的质量
（2）在水中加入氯化钠固体，形成饱和溶液，按如图实验装置进行实验。
I.石墨棒的作用是 。
II.用燃着的木条检验 N 端产生的气体，气体燃烧且火焰呈淡蓝色，石墨棒该气体是 。M 端收集到
的气体颜色呈黄绿色，且有刺激性气味，经分析该气体是 Cl2。请说明该气体不可能是 SO2的原
因： 。
Ⅲ.在反应后的溶液中滴入石蕊试液，溶液呈蓝色。根据以上信息写出饱和食盐水通电后发生反应的化学方
程式 。
通电
【答案】（1）增强溶液的导电性 2H2O 2H2 +O2 2:1 氧气 BC （2）作电极，起导电和传递
通电
电子的作用 H2 反应物中无 S 元素 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
【详解】（1）Ⅰ. 该实验中往往要在水中滴入稀硫酸，其目的是增强水的导电性；
通电
II.水通电生成氢气和氧气，反应的化学方程式为： 2H2O 2H2 +O2 ；由电解水的装置可知，a、b 试
管内产生的气体分别电源的负极、正极产生的气体，分别是氢气、氧气，通电一段时间后，a 试管与 b 试
管所收集到的气体体积之比约为 2：1；
Ⅲ. 要确定水分子中氢氧原子个数比，还需要的数据有氢气、氧气的密度、氢原子、氧原子的质量，故选
BC；
（2）Ⅰ.石墨具有导电性，作用是：作电极，起导电和传递电子的作用；
II. 用燃着的木条检验 N 端产生的气体，气体燃烧且火焰呈淡蓝色，所以石墨棒该气体是氢气；由质量守
恒定律，化学反应前后元素的种类不变，电解水实验加入氯化钠，反应物中不含硫元素，生成物中也不含
硫元素；
Ⅲ.由以上分析可知，氯化钠溶液电解生成氢氧化钠、氢气和氯气，反应的化学方程式为：2NaCl+2H2O
通电
2NaOH+H2↑+Cl2↑。
【题型 3 水的性质】
物理性质：通常情况下，水是无色，无味的透明液体，4℃时水的密度是 1g/cm3，在标况下，水的沸点是
100℃，水的凝固点是 0℃。水结冰时体积膨胀，所以冰的密度比水小，能浮在水面上。
化学性质：
通电
在通电条件下能分解，化学方程式为：2H2O === == 2H2↑＋O2↑
与 CO2反应生成碳酸，化学方程式为 CO2+H2O==H2CO3
与 CaO 反应生成氢氧化钙，化学方程式为 CaO+H2O==Ca(OH)2
与无水硫酸铜反应，变成蓝色，用于检验水。化学方程式为 CuSO4+5H2O==CuSO4 5H2O
【例 3】关于水的说法正确的是
A．水蒸气可以用胆矾来检验 B．水的反常膨胀跟水分子之间的缔合有关
C．电解水实验证明水是由氢气和氧气组成的 D．自来水生产中通入氯气的作用是吸附微生物
【答案】B
【详解】A、胆矾不能与水反应，水蒸气不可以用胆矾来检验，错误；
B、水的反常膨胀跟水分子之间的缔合有关，正确；
C、电解水时，负极产生氢气，正极产生氧气，氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成，化学变化中
元素的种类不变，电解水实验证明水是由氢元素和氧元素组成，水是纯净物，水中不存在氢气和氧气，错
误；
D、自来水生产中通入氯气的作用消毒杀菌，不是吸附微生物，错误。
故选 B。
【变式 3-1】（2023·上海长宁·统考一模）属于水的化学性质是
A．可与酒精互溶 B．密度大于酒精
C．放入生石灰，产生大量热 D．能吸收大量热量
【答案】C
【详解】A、水与酒精可以以任意比例混合，属于物质的溶解性，不需要通过化学变化表现出来，属于物
理性质；
B、密度大于酒精，不需要通过化学变化表现出来，属于物理性质；
C、生石灰和水反应生成氢氧化钙，产生大量热，需要通过化学变化表现出来，属于化学性质；
D、能吸收大量热量，不需要通过化学变化表现出来，属于物理性质。
故选 C。
【变式 3-2】关于 H2O 和 H2O2的比较，正确的是
A．一定条件下都可以反应生成 O2 B．两种物质中氢元素的质量分数相等
C．构成两种物质的微粒中都含有氢分子 D．等质量的两种物质含有的分子数相同
【答案】A
【详解】A、电解水 H2O 生成氢气和氧气，H2O2在二氧化锰催化作用下分解产生水和氧气，正确；
2
B、水的相对分子质量为 18，氢元素质量分数为 ×100%≈11%；过氧化氢的相对分子质量为 34，氢元素
18
2
的质量分数为 ×100%≈5.9%，所以两种物质中氢元素的质量分数不相等，错误；
34
C、H2O 是由水分子构成的，H2O2是由过氧化氢分子构成的，构成两种物质的微粒中不含氢分子，错误；
D、水的相对分子质量为 18，过氧化氢的相对分子质量为 34，因此等质量的两种物质含有的分子数不相
同，错误。
故选：A。
【题型 4 浊液】
【例 4】（2022·上海长宁·统考二模）属于悬浊液的是
A．自来水 B．纯净水 C．粗盐水 D．矿泉水
【答案】C
【分析】悬浊液是难溶性固体与液体形成的不均一、不稳定的混合物；乳浊液是小液滴分散到液体里而形
成的不均一、不稳定的混合物；溶液是可溶性固体和液体形成的均一、稳定的混合物。
【详解】A、自来水是可溶性钙、镁化合物等溶于水形成的均一、稳定的混合物，属于溶液，故选项错
误；
B、纯净水中只含有一种物质水，属于纯净物，故选项错误；
C、粗盐中含有难溶于水的杂质，可以形成悬浊液，故选项正确；
D、矿泉水是均一、稳定的混合物，属于溶液，故选项错误。
故选：C。
【变式 4-1】下列物质与水能形成乳浊液的是
A．面粉 B．纯碱 C．香油 D．白醋
【答案】C
【详解】A、面粉与水形成悬浊液，错误。
B、纯碱碳酸钠易溶于水，溶于水形成溶液，错误。
C、香油加入水振荡，以小液滴的形式分散到水中，形成乳浊液，正确。
D、白醋和水形成溶液，错误。
故选 C。
【变式 4-2】（2023 秋·上海财经大学附属初级中学期末）有关浊液说法的正确
A．具有不稳定、不均一的特征 B．泥水混合物属于乳浊液
C．无色的混合物 D．油水混合物是悬浊液
【答案】A
【详解】A、浊液不具有稳定、均一性，故选项 A 说法正确；
B、泥溶在水中会形成悬浊液，故选项 B 说法错误；
C.、浊液可能有色可能无色，故选项 C 说法错误；
D、油水混合物是乳浊液，故选项 D 说法错误；
故选：A。
【题型 5 节约用水】
爱护水资源的途径：节约用水，防治水体污染。
【例 5】下列做法与节约用水不相符的是
A．用淘米水浇花 B．开发利用地下水
C．使用节水龙头 D．用喷灌、滴灌给农作物浇水
【答案】B
【详解】A、用淘米水浇花，属于一水多用，可以节约用水，故 A 不符合题意；
B、开发利用地下水与节约用水无关，故 B 符合题意；
C、使用节水龙头，可以节约用水，故 C 不符合题意；
D、用喷灌、滴灌给农作物浇水，可以节约用水，故 D 不符合题意；
故选：B。
【变式 5-1】下列关于爱护水资源的说法正确的是
A．地球上的总水储量很少，所以要节约用水
B．为了防止水体污染，需要合理使用化肥和农药
C．为了节约用水，可直接用工业废水灌溉农田
D．生活污水可直接排放入河，利用水体的自净能力逐渐自然净化
【答案】B
【详解】A.地球上的总水储量很多，但能被人直接使用的淡水资源很少，所以要节约用水，A 错误，不符
合题意；
B.为了防止水体污染，富营养化，需要合理使用化肥和农药，B 正确，符合题意；
C.工业废水含很多有害物质，浇灌农田会导致水体污染、土壤污染，C 错误，不符合题意；
D.生活污水中含有较多的有机物如蛋白质、动物脂肪、碳水化合物和氨氮等，还含有肥皂和洗涤剂以及病
原微生物寄生虫卵等，生活污水的危害有很多，如病原物污染，有机物污染，总磷及氨氮污染等，所以这
类污水需要经过处理后才能排入自然水体灌溉农田或再利用，D 错误，不符合题意；
故选 B。
【变式 5-2】（1）节约用水是每个公民的义务，我们应该提倡以下方式中的 （填字母序号）。
a．用淘米水、洗菜水浇花冲厕所
b．不间断地放水洗衣服
c．洗手后及时关上水龙头
（2）节约用水、防止水污染应成为我们的自觉行为。下列叙述正确的是 （填字母序号）。
a．生活中养成良好的用水习惯，尽可能充分利用每一滴水
b．为了改善水质，可以向其中加入大量的净水剂和消毒剂
c．大量使用农药、化肥可以提高农作物产量，对天然水体没有影响
【答案】（1）ac （2）a
【详解】a、用淘米水、洗菜水浇花冲厕所，可以节约用水，故选项做法符合题意；
b、不间断地放水洗衣服，会造成水的浪费，故选项做法不符合题意；
c、洗手后及时关上水龙头，可以节约用水，故选项做法符合题意；
故选 ac。
（2）a．生活中养成良好的用水习惯，尽可能充分利用每一滴水，可节约用水，此选项正确；
b．为了改善水质，可以向其中加入适量的净水剂和消毒剂，此选项错误；
c．合理使用农药、化肥可以提高农作物产量，对天然水体没有影响，此选项错误。
故选 a。
【变式 5-3】（2023 秋·上海杨浦·九年级校考期末）水是生命之源，是人类宝贵的自然资源，我们每个人
都要 爱护和节约。
（1）我们一般用到的水往往都是自来水，如图是“自来水厂生产流程图”：其中絮凝反应处理加入氯化铁的
作用是 。如果监测到水源水有异味或偏黄色，可以在其中增加一个步骤：用 （填物质名
称）起 作用。整个净水过程发生化学变化的步骤是 （填写步骤名称）。
（2）如图是淡化海水的模拟装置，其中水的状态变化为：液态→气态→液态，这个过程中水分子的
发生了改变，冷凝器中用水作冷却剂是利用其 的性质。
实验中若 可表示一个水分子，则整个变化中没有发生改变的微粒是： （填序号）。
（3）为了测定水的组成，兴趣小组采取甲、乙两种方案做如下探究：
①甲方案：电解水时玻璃管内的现象是： ；检验 a 管内气体的方法是： 。
②该实验说明水是由氢、氧元素组成的。理论依据是 。
③实验开始时，b 处气体体积比 a 处气体体积之比往往略大于 2：1，在装置不漏气前提下，可能的原因
是 。一段时间后，b 处气体体积比 a 处气体体积之比越来越接近于 2：1，理由可能是 或 。
④乙方案中氢气在氧气中燃烧实验能否达到实验目的，并阐述理由： 。
（4）为探究电解水产生的氢气化学性质，设计了如下实验：
①用氢气还原氧化铜开始时的操作顺序是 。
a.点燃 B 处酒精灯加热 b.检验氢气的纯度 c.打开 A 处活塞
②B 处反应的化学方程式是 ；C 处现象是 ，反应的化学方程式 。
③点燃 D 处尖嘴导管口的气体，并在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯。则 D 处的现象是 。
④该实验中体现了氢气的化学性质有 。
⑤该实验也可以测出水中氢、氧元素质量比，从而测出水的组成。为达到该实验目的，需测定的数据
是 。
a.通入的氢气质量 b.反应前后 B 装置的质量
c.反应前后 C 装置的质量 d.反应前后 D 装置的质量
（5）“嫦娥三号”探月使用的液氢即为电解水所得。电解水时会在水中加入少量氢氧化钠，其作用
为： 。若实验中取 200 克 1.46%的氢氧化钠溶液，制取 3molH2需电解水的质量为 ？
【答案】（1） 吸附悬浮颗粒，使杂质沉降 活性炭 吸附 滤后消毒处理 （2） 间隔
比热容大 c （3） 有大量气泡，液面下降 将带火星的木条伸到尖嘴导管处，余烬木条复燃
质量守恒定律 氧气的溶解性大于氢气 水量的减少，溶解的氧气跑出 氧气在水中达到饱和
D
不能，因为用排水法收集氧气，会带有大量水分 （4）bca H2 + CuO Cu + H2O 白色固体变蓝色
CuSO4 + 5H2O = CuSO4 5H2O 产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水雾 还原性、可燃性 bc
（5） 增强水的导电性 解：设要水的物质的量为 x。
通电
2H2O O2 +2H2
2 2 2 x= x = 3mol
2 3mol
x 3mol
则水的质量是：3mol×18g/mol=54g。
答：水的质量是 54g。
【详解】（1）絮凝反应处理加入氯化铁产生絮状物，能起到的作用是吸附悬浮颗粒，使杂质沉降； 除去
水的异味、黄色，需要加入活性炭，活性炭疏松多孔，具有吸附性，起到吸附作用；整个净水过程发生化
学变化的步骤是滤后消毒处理（杀死细菌病毒是化学变化）；
（2）液态→气态→液态，这个过程是水的状态改变，则是水分子的间隔发生了改变；冷凝器中用水作冷
却剂是利用其比热容大的性质，能吸收更多的热量；水的状态改变，是物理变化，分子本身不变，则选
c；
（3）①甲方案：水在通电的条件下生成氢气和氧气，正氧负氢，体积比是 1：2，所以电解水时玻璃管内
的现象是：有大量气泡，液面下降；氧气具有助燃性，所以检验 a 管内产生气体的方法是：将带火星的木
条伸到尖嘴导管处，余烬木条复燃；
②水在通电的条件下生成氢气和氧气，该实验说明水是由氢、氧元素组成的理论依据是：质量守恒定律；
③实验开始时，b 处气体体积比 a 处气体体积之比往往略大于 2：1，其原因可能是氧气的溶解性大于氢气
（合理即可）；一段时间后，b 处气体与 a 处气体体积之比越来越接近于 2：1，理由可能是氧气在水中达
到饱和或水量的减少，溶解的氧气跑出（合理即可）；
④乙方案：该实验不能达到实验目的，理由是：因为用排水法收集的氧气，会带有大量水分，会干扰氢气
燃烧产生的水；
（4）①用氢气还原氧化铜要用到如下顺序操作内容：检验氢气的纯度；打开 A 处活塞；点燃 B 处酒精灯
加热。故操作顺序是 bca；
D
②氢气与氧化铜在加热的条件下生成铜和水，方程式是H2 + CuO Cu + H2O；硫酸铜与水反应生成蓝色固
体五水硫酸铜，所以 C 处现象是白色固体变蓝色，方程式是CuSO4 + 5H2O = CuSO4 5H2O ；
③氢气在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，产物是水，由于燃烧放出热量会使烧杯温度升高、产生的水蒸气遇
到冷而干燥的烧杯会使烧杯内壁凝结小水滴，故填：产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水雾；
④B 处氢气还原氧化铜，D 处氢气燃烧，则该实验中体现了氢气的化学性质是还原性和可燃性；
⑤a.由于反应前后都要通入氢气，故不能根据通入的氢气质量计算；错误；
b.反应前后 B 装置的质量差为氧化铜中氧元素的质量，进而可计算出水中氢、氧元素质量比；正确；
c.利用反应前后 C 装置的质量差，可得到产生水的质量，根据反应的氧化铜中氧元素的质量，可得产生的
水中氢元素的质量，进而可计算出水中氢、氧元素质量比；正确；
d.利用反应前后 D 装置的质量差，即氢气燃烧产生的水，但是燃烧的氢气不是还原氧化铜的那部分；错
误；故选 bc。
（5）电解水时会在水中加入少量氢氧化钠，其作用为增强水的导电性；需要水的质量见答案。专题 3.1 水
【题型 1 天然水 自来水的生产】
【题型 2 水的组成】
【题型 3 水的性质】
【题型 4 浊液】
【题型 5 节约用水】
【题型 1 天然水 自来水的生产】
自来水厂净水过程
净化水的常用方法 ： 沉淀、过滤、吸附、蒸馏
沉淀：①静置沉淀，让水中的不溶性固体颗粒下沉到底部；
②吸附沉淀，加入明矾，溶于水生成胶状物吸附悬浮杂质，使之沉降。
过滤：适用范围：用于分离难溶性固体与液体或者不溶性固体和可溶性固体
仪器和用品：玻璃仪器（烧杯、玻璃棒、漏斗）、 铁架台、用品（滤纸）
吸附：常用的吸附剂活性炭（有疏松多孔的结构，具有吸附性，物理性质）；除去水中的难溶性杂质、吸
附色素和异味等可溶性杂质。
蒸馏：利用液体沸点不同将液体分离的方法；可以除去水中所有杂质。得到的水是纯净物。
水的净化效果由低到高的是：沉淀、过滤、吸附、蒸馏（均为物理方法），
其中净化效果最好的是蒸馏；既有过滤作用又有吸附作用的净水剂是活性炭。
【例 1】（2023·上海静安·统考一模）某地区新建水厂，通过混合、絮凝、沉淀、过滤、臭氧活性炭、超滤
膜的全新工艺，有望试点自来水直饮。请回答下列问题：
（1）混合、絮凝、沉淀的目的是将悬浮颗粒沉降。该过程通常加入 促进沉降。
（2）过滤是实验室中常见的操作。使用的主要仪器有铁架台、烧杯、玻璃棒、 等。
（3）臭氧-活性炭联用技术取代了传统氯气的使用，其目的是 。臭氧（O3）是一种具有强氧化性的
物质，在净水过程中，臭氧转化为氧气，该变化是 （填“化学变化”或“物理变化”）。活性炭用于净
水体现了它具有的性质是 。
【变式 1-1】（2023·上海虹口·统考二模）自来水生产过程中，属于化学变化的是
A．沉降 B．过滤 C．吸附 D．杀菌消毒
【变式 1-2】（2023·上海静安·统考二模）有关水净化说法中错误的是
A．加入活性炭可以除去水中的色素和异味 B．通过蒸发和冷凝可以得到蒸馏水
C．过滤可以除去天然水中的可溶性物质 D．常通入氯气，是为了杀死水中的微生物
【变式 1-3】城市用的自来水取自于自然界，其净化过程如图所示：
（1）根据以上图填空：
①操作 a 为 ，液体 C 仍然浑浊的原因可能是 （写一个即可）。
②操作 b 主要是吸附水中的一些异味和色素，应选用的物质是 。
③水的硬度是一项重要的化学指标，生活中常用 的方法来降低水的硬度。
（2）如图为太阳能海水淡化装置示意图。利用此装置得到淡水的方法与实验室通过 （填操作名
称）净水的方法原理相同。
【题型 2 水的组成】
水的电解实验
简记：正氧负氢，氢二氧一
正极产生的气体能支持燃烧，用带火星的木条检验；负极产生的气体是氢气用燃着的木条检验。
通电
正负两极产生的气体体积比为 1:2，化学化学方程式为 2H2O === == 2H2↑＋O2↑，属于分解反应，该实验说
明水是由氢元素、氧元素组成的。
如果实验时正负极端产生的气体体积比小于 1:2,原因可能是：氧气的溶解性比氢的大；或氧气可能和金属电
极发生反应。
水中加入硫酸或氢氧化钠的目的：增强水的导电性。
【例 2】（2023·上海松江·统考二模）电解水生成氢气和氧气，说法正确的是
A．水由氢气和氧气组成 B．生成氢气和氧气的体积比为 2：1
C．生成氢气和氧气的质量比为 1：16 D．正极产生的气体能燃烧
【变式 2-1】按如图进行电解水实验，下列说法正确的是
A．a 管连接电源正极、b 管连接电源负极
B．实验所得 a、b 管内气体质量比约为 2：1
C．该实验证明了水由氢分子和氧分子构成
D．实验所得 a、b 管内气体分子数之比为 2：1
【变式 2-2】电解水实验中产生气体的体积与时间的关系如图所示。分析正确的是
A．与电源负极相连的电极上产生气体 N B．通电后气体产生的速率相同
C．气体 M、N 的质量比为 1：2 D．检验 M、N 气体可证明水的组成
【变式 2-3】（2023 秋·上海财经大学附属初级中学校考期末）化学推动中国航天事业蓬勃发展。
（1）中国空间站中可以通过电解水获得氧气。如图是电解水的实验装置。开始反应前 a、b 两管内都充满
溶液。关闭活塞，接通电源，观察到两极均有 产生，a、b 两管内液面均 ；a、b 两管内产生
气体的体积比约为 ；如图所示，a 管下方导线应接电源的 （填“正”或“负”）极，验证 b 管
中气体的方法是 。通电一段时间后切断电源，水的质量减少了 18g。计算生成 O2的物质的量（根
据化学方程式列式计算）。
（2）空间站内还可以通过以下微观示意图所示反应提供氧气，同时生成甲烷（CH4）。
写出该反应的化学方程式 。
【变式 2-4】（2023·上海杨浦·统考一模）对水的电解进行探究。
（1）在水中滴入少量稀硫酸，实验装置如图。
Ⅰ.滴加稀硫酸的目的是 。
II.水通电的化学方程式 ， a、b 试管内产生气体的体积比约为 ；b 试管内产生的气体
是 。
Ⅲ.若要确定水分子中氢氧原子个数比，还需要的数据有 （填序号）。
A．水的相对分子质量 B．氢气、氧气的密度 C．氢原子、氧原子的质量
（2）在水中加入氯化钠固体，形成饱和溶液，按如图实验装置进行实验。
I.石墨棒的作用是 。
II.用燃着的木条检验 N 端产生的气体，气体燃烧且火焰呈淡蓝色，石墨棒该气体是 。M 端收集到
的气体颜色呈黄绿色，且有刺激性气味，经分析该气体是 Cl2。请说明该气体不可能是 SO2的原
因： 。
Ⅲ.在反应后的溶液中滴入石蕊试液，溶液呈蓝色。根据以上信息写出饱和食盐水通电后发生反应的化学方
程式 。
【题型 3 水的性质】
物理性质：通常情况下，水是无色，无味的透明液体，4℃时水的密度是 1g/cm3，在标况下，水的沸点是
100℃，水的凝固点是 0℃。水结冰时体积膨胀，所以冰的密度比水小，能浮在水面上。
化学性质：
通电
在通电条件下能分解，化学方程式为：2H2O === == 2H2↑＋O2↑
与 CO2反应生成碳酸，化学方程式为 CO2+H2O==H2CO3
与 CaO 反应生成氢氧化钙，化学方程式为 CaO+H2O==Ca(OH)2
与无水硫酸铜反应，变成蓝色，用于检验水。化学方程式为 CuSO4+5H2O==CuSO4 5H2O
【例 3】关于水的说法正确的是
A．水蒸气可以用胆矾来检验 B．水的反常膨胀跟水分子之间的缔合有关
C．电解水实验证明水是由氢气和氧气组成的 D．自来水生产中通入氯气的作用是吸附微生物
【变式 3-1】（2023·上海长宁·统考一模）属于水的化学性质是
A．可与酒精互溶 B．密度大于酒精
C．放入生石灰，产生大量热 D．能吸收大量热量
【变式 3-2】关于 H2O 和 H2O2的比较，正确的是
A．一定条件下都可以反应生成 O2 B．两种物质中氢元素的质量分数相等
C．构成两种物质的微粒中都含有氢分子 D．等质量的两种物质含有的分子数相同
【题型 4 浊液】
【例 4】（2022·上海长宁·统考二模）属于悬浊液的是
A．自来水 B．纯净水 C．粗盐水 D．矿泉水
【变式 4-1】下列物质与水能形成乳浊液的是
A．面粉 B．纯碱 C．香油 D．白醋
【变式 4-2】（2023 秋·上海财经大学附属初级中学期末）有关浊液说法的正确
A．具有不稳定、不均一的特征 B．泥水混合物属于乳浊液
C．无色的混合物 D．油水混合物是悬浊液
【题型 5 节约用水】
爱护水资源的途径：节约用水，防治水体污染。
【例 5】下列做法与节约用水不相符的是
A．用淘米水浇花 B．开发利用地下水
C．使用节水龙头 D．用喷灌、滴灌给农作物浇水
【变式 5-1】下列关于爱护水资源的说法正确的是
A．地球上的总水储量很少，所以要节约用水
B．为了防止水体污染，需要合理使用化肥和农药
C．为了节约用水，可直接用工业废水灌溉农田
D．生活污水可直接排放入河，利用水体的自净能力逐渐自然净化
【变式 5-2】（1）节约用水是每个公民的义务，我们应该提倡以下方式中的 （填字母序号）。
a．用淘米水、洗菜水浇花冲厕所
b．不间断地放水洗衣服
c．洗手后及时关上水龙头
（2）节约用水、防止水污染应成为我们的自觉行为。下列叙述正确的是 （填字母序号）。
a．生活中养成良好的用水习惯，尽可能充分利用每一滴水
b．为了改善水质，可以向其中加入大量的净水剂和消毒剂
c．大量使用农药、化肥可以提高农作物产量，对天然水体没有影响
【变式 5-3】（2023 秋·上海杨浦·九年级校考期末）水是生命之源，是人类宝贵的自然资源，我们每个人
都要 爱护和节约。
（1）我们一般用到的水往往都是自来水，如图是“自来水厂生产流程图”：其中絮凝反应处理加入氯化铁的
作用是 。如果监测到水源水有异味或偏黄色，可以在其中增加一个步骤：用 （填物质名
称）起 作用。整个净水过程发生化学变化的步骤是 （填写步骤名称）。
（2）如图是淡化海水的模拟装置，其中水的状态变化为：液态→气态→液态，这个过程中水分子的
发生了改变，冷凝器中用水作冷却剂是利用其 的性质。
实验中若 可表示一个水分子，则整个变化中没有发生改变的微粒是： （填序号）。
（3）为了测定水的组成，兴趣小组采取甲、乙两种方案做如下探究：
①甲方案：电解水时玻璃管内的现象是： ；检验 a 管内气体的方法是： 。
②该实验说明水是由氢、氧元素组成的。理论依据是 。
③实验开始时，b 处气体体积比 a 处气体体积之比往往略大于 2：1，在装置不漏气前提下，可能的原因
是 。一段时间后，b 处气体体积比 a 处气体体积之比越来越接近于 2：1，理由可能是 或 。
④乙方案中氢气在氧气中燃烧实验能否达到实验目的，并阐述理由： 。
（4）为探究电解水产生的氢气化学性质，设计了如下实验：
①用氢气还原氧化铜开始时的操作顺序是 。
a.点燃 B 处酒精灯加热 b.检验氢气的纯度 c.打开 A 处活塞
②B 处反应的化学方程式是 ；C 处现象是 ，反应的化学方程式 。
③点燃 D 处尖嘴导管口的气体，并在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯。则 D 处的现象是 。
④该实验中体现了氢气的化学性质有 。
⑤该实验也可以测出水中氢、氧元素质量比，从而测出水的组成。为达到该实验目的，需测定的数据
是 。
a.通入的氢气质量 b.反应前后 B 装置的质量
c.反应前后 C 装置的质量 d.反应前后 D 装置的质量
（5）“嫦娥三号”探月使用的液氢即为电解水所得。电解水时会在水中加入少量氢氧化钠，其作用
为： 。若实验中取 200 克 1.46%的氢氧化钠溶液，制取 3molH2需电解水的质量为 ？
