主题四 自然界的水
知识点一 爱护水资源
1.全球水资源概况（如图所示）
全球海水、陆地水储量比 国家节水标志
2.爱护水资源措施（2024贵阳T1）
（1）节约用水
（2）防治水体污染
知识点二 水的净化
1.常见水的净化方法
方法 原理及作用
沉淀 静置，使颗粒较大的不溶性杂质在重力的作用下沉淀下来，以除去水中较大颗粒物，可加入明矾［化学式为KAl（SO4）2·12H2O］加速沉降
过滤 使颗粒较小的不溶性杂质与水分离，以将其除去
吸附 利用活性炭的吸附性吸附色素和异味［2023省卷T11（1）］
杀菌消毒 利用杀菌剂的强氧化性，除去水中的细菌等微生物
蒸馏 利用混合物中各种成分的沸点不同将其分离，除去所有杂质
点拨：①上述方法净化程度依次由低到高，蒸馏净化程度最高，且以上方法中只有蒸馏能得到纯净水或使硬水软化；②只有杀菌消毒涉及化学变化，其他方法都只涉及物理变化。
2.自来水厂的净水流程
3.生活中的净水装置
简易净水器 活性炭净水装置
装置解读：
（1）简易净水器中的小卵石、石英砂和蓬松棉的作用是过滤，纱布的作用是隔离。
（2）活性炭净水装置入水口在下，出水口在上，目的是减缓水流速率，充分发挥活性炭的吸附作用。
4.蒸馏装置
（1）蒸馏烧瓶下面应垫上陶土网，防止因受热不均而炸裂。
（2）蒸馏烧瓶中应加入几粒沸石（或碎瓷片），以防加热时暴沸。
（3）冷凝管中冷水的流向是下进上出。
5.硬水与软水（2024贵阳T5）
（1）定义：硬水是含有较多可溶性钙、镁化合物的水；软水是不含或含有较少该种杂质的水。
（2）鉴别
（3）硬水软化的方法：生活中用煮沸，实验室用蒸馏。
【即时训练】水与人们的生活息息相关。下列有关水的说法不正确的是（ A ）
A．过滤可除去水中所有杂质 B．经处理后的工业用水可以循环使用
C．蒸馏可降低水的硬度 D．农林和园林浇灌应改大水漫灌为喷灌、滴灌
知识点三 探究水的组成
1.电解水实验（详见“实验梳理实验4”）
2.纯净的氢气在空气中燃烧
现象：产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水珠生成，杯壁发热。
结论：氢气在空气中可燃烧，发生化学变化，生成水，水中含有氢元素和氧元素。
3.氢气的性质与用途［2023省卷T9（4）］
性质 用途
物理性质 无色、无味的气体，密度比空气小，不溶于水 填充气球
化学性质 可燃性 与氧气反应：2H2+O22H2O（写化学方程式，下同） 作高能燃料
还原性 能与某些金属氧化物反应，如氧化铜：H2+CuOCu+H2O；可观察到黑色粉末逐渐变为红色 冶炼金属
4.氢气的验纯
（1）原因：混有一定量空气或氧气的氢气遇明火会发生爆炸，因此点燃氢气前一定要检验其纯度。
（2）方法：如图，收集一试管氢气，用拇指堵住试管口并向下靠近火焰，移开拇指点火。如果听到尖锐爆鸣声，说明氢气不纯；如果听到轻微的声音，说明氢气较纯。
【即时训练】可通过研究氢气的燃烧来认识水的组成，下列说法正确的是（ C ）
A．氢气在纯氧中安静地燃烧，产生黄色火焰
B．点燃纯净的氢气，在火焰上方罩一个干冷烧杯，可以看到白烟
C．点燃氢气，罩在火焰上的干冷烧杯只出现水珠，可见水由氢元素和氧元素组成
D．由实验可知水是由氢气和氧气组成的
实验4 电解水实验
【基础过关】
1.实验原理：根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，通过生成物的元素组成推断反应物的元素组成。反应的化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑。［2023省卷T9（1）］
2.实验装置
（1）电解水时，需要接通直流（填“交流”或“直流”）电源。
（2）电解水时，在水中加入少量硫酸钠或氢氧化钠的目的是增强导电性。
3.实验现象：电极上有气泡产生，玻璃管（或试管）内液面下降，与负极相连的玻璃管和试管中产生气泡的速率较快；反应一段时间后停止通电，负极与正极产生气体的体积比约为2∶1。
4.生成气体的检验：正极产生的气体能使燃着的木条燃烧更旺，说明是氧气；
负极产生的气体可以被点燃，且火焰呈淡蓝色，说明是氢气（点燃前先验纯）。
5.实验结论：水电解生成氢气和氧气，宏观上说明水是由氢元素和氧元素组成的，微观上说明1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成。
【拓展延伸】
6.反思与评价
（1）电解水实验也能产生氧气，但是实验室通常不用该方法制取氧气，原因是该方法会耗费大量电能，不节能（合理即可）。
（2）在实验操作中正负极两试管（或玻璃管）中汇集的气体体积比往往小于1∶2的原因：
①氧气在水中的溶解度比氢气稍大；
②氧气有可能与电极发生了氧化反应。
【例】 根据电解水的实验，回答下列问题。
（1）从宏观上观察：如图所示，试管a和b中产生气体的体积比约为2∶1，b中产生的气体是 O2（填化学式）。
（2）从微观上分析，每个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的。
（3）电解水的化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑。主题四 自然界的水
知识点一 爱护水资源
1.全球水资源概况（如图所示）
全球海水、陆地水储量比 国家节水标志
2.爱护水资源措施（2024贵阳T1）
（1）节约用水
（2）防治水体污染
知识点二 水的净化
1.常见水的净化方法
方法 原理及作用
沉淀 静置，使颗粒较大的不溶性杂质在重力的作用下沉淀下来，以除去水中较大颗粒物，可加入 ［化学式为KAl（SO4）2·12H2O］加速沉降
过滤 使颗粒较小的 杂质与水分离，以将其除去
吸附 利用活性炭的吸附性吸附色素和异味［2023省卷T11（1）］
杀菌消毒 利用杀菌剂的强氧化性，除去水中的细菌等微生物
利用混合物中各种成分的沸点不同将其分离，除去所有杂质
点拨：①上述方法净化程度依次由低到高，蒸馏净化程度最高，且以上方法中只有蒸馏能得到纯净水或使硬水软化；②只有杀菌消毒涉及化学变化，其他方法都只涉及物理变化。
2.自来水厂的净水流程
3.生活中的净水装置
简易净水器 活性炭净水装置
装置解读：
（1）简易净水器中的小卵石、石英砂和蓬松棉的作用是过滤，纱布的作用是隔离。
（2）活性炭净水装置入水口在下，出水口在上，目的是减缓水流速率，充分发挥活性炭的吸附作用。
4.蒸馏装置
（1）蒸馏烧瓶下面应垫上陶土网，防止因受热不均而炸裂。
（2）蒸馏烧瓶中应加入几粒沸石（或碎瓷片），以防加热时暴沸。
（3）冷凝管中冷水的流向是下进上出。
5.硬水与软水（2024贵阳T5）
（1）定义：硬水是含有较多可溶性 的水；软水是不含或含有较少该种杂质的水。
（2）鉴别
（3）硬水软化的方法：生活中用 ，实验室用 。
【即时训练】水与人们的生活息息相关。下列有关水的说法不正确的是( )
A．过滤可除去水中所有杂质 B．经处理后的工业用水可以循环使用
C．蒸馏可降低水的硬度 D．农林和园林浇灌应改大水漫灌为喷灌、滴灌
知识点三 探究水的组成
1.电解水实验（详见“实验梳理实验4”）
2.纯净的氢气在空气中燃烧
现象：产生 色火焰，烧杯内壁有水珠生成，杯壁发热。
结论：氢气在空气中可燃烧，发生化学变化，生成水，水中含有 元素和 元素。
3.氢气的性质与用途［2023省卷T9（4）］
性质 用途
物理性质 无色、无味的气体，密度比空气 ， 溶于水 填充气球
化学性质 可燃性 与氧气反应： （写化学方程式，下同） 作高能燃料
还原性 能与某些金属氧化物反应，如氧化铜： ；可观察到 色粉末逐渐变为 色 冶炼金属
4.氢气的验纯
（1）原因：混有一定量空气或氧气的氢气遇明火会 ，因此点燃氢气前一定要检验其纯度。
（2）方法：如图，收集一试管氢气，用拇指堵住试管口并向下靠近火焰，移开拇指点火。如果听到 ，说明氢气不纯；如果听到轻微的声音，说明氢气 。
【即时训练】可通过研究氢气的燃烧来认识水的组成，下列说法正确的是( )
A．氢气在纯氧中安静地燃烧，产生黄色火焰
B．点燃纯净的氢气，在火焰上方罩一个干冷烧杯，可以看到白烟
C．点燃氢气，罩在火焰上的干冷烧杯只出现水珠，可见水由氢元素和氧元素组成
D．由实验可知水是由氢气和氧气组成的
实验4 电解水实验
【基础过关】
1.实验原理：根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，通过生成物的元素组成推断反应物的元素组成。反应的化学方程式为 。［2023省卷T9（1）］
2.实验装置
（1）电解水时，需要接通 （填“交流”或“直流”）电源。
（2）电解水时，在水中加入少量硫酸钠或氢氧化钠的目的是 。
3.实验现象：电极上 ，玻璃管（或试管）内液面下降，与负极相连的玻璃管和试管中产生气泡的速率较快；反应一段时间后停止通电，负极与正极产生气体的体积比约为 。
4.生成气体的检验：正极产生的气体能使燃着的木条燃烧更旺，说明是 ；
负极产生的气体可以被点燃，且火焰呈淡蓝色，说明是 （点燃前先验纯）。
5.实验结论：水电解生成氢气和氧气，宏观上说明水是由 组成的，微观上说明1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成。
【拓展延伸】
6.反思与评价
（1）电解水实验也能产生氧气，但是实验室通常不用该方法制取氧气，原因是 （合理即可）。
（2）在实验操作中正负极两试管（或玻璃管）中汇集的气体体积比往往小于1∶2的原因：
①氧气在水中的溶解度比氢气稍大；
②氧气有可能与电极发生了氧化反应。
【例】 根据电解水的实验，回答下列问题。
（1）从宏观上观察：如图所示，试管a和b中产生气体的体积比约为 ，b中产生的气体是 （填化学式）。
（2）从微观上分析，每个水分子是由2个 和1个 构成的。
（3）电解水的化学方程式为 。
