第四单元自然界的水同步练习（含解析） 人教版化学九年级上册

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第四单元自然界的水
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题
1．下列化学用语与含义相符的是
A．3H﹣3个氢元素 B．Al﹣氯元素 C．2Na﹣2个钠原子 D．Mg+2﹣1个镁离子
2．水是人类生命之源。下列说法错误的是
A．煮沸能降低水的硬度
B．在水中投入活性炭可软化硬水
C．加入肥皂水有泡沫多的是软水
D．生活污水应集中处理后再排放
3．下列符号中，既可以表示一种元素，又可以表示一个原子，还可以表示一种物质的是
A．O B．2Mg C． D．Cu
4．水是生命之源，与人类生活息息相关。下列关于水的说法正确的是
A．过滤可以除掉水中可溶性杂质
B．用活性炭可除去水中的色素和异味
C．生活中常利用蒸馏的方法降低水的硬度
D．硬水是混合物，软水是纯净物
5．小刘同学是一位爱探索的同学，她向两杯蒸馏水中分别加入冰和糖，充分混合后的物质，从物质的类别上看，它们分别属于
A．单质和混合物 B．化合物和化合物 C．化合物和混合物 D．混合物和混合物
6．下列对实验现象的描述不正确的是
A．氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰
B．蜡烛在空气中燃烧，生成二氧化碳和水
C．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体
D．硫在氧气中燃烧，产生蓝紫色火焰，生成带有刺激性气味的气体
7．下列有关实验现象的描述正确的是
A．①红磷燃烧产生大量白雾，火焰熄灭并冷却后打开弹簧夹，水会进入集气瓶
B．②硫在氧气中燃烧，产生明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成了二氧化硫气体
C．③木炭燃烧，发出红光，并放出热量
D．④氢气燃烧，产生淡蓝色火焰，放出热量，烧杯内壁出现无色液体
8．逻辑推理是化学学习常用的思维方法，以下推理正确的是
A．氧化反应就是物质与氧气发生的反应，所以物质与氧气发生的反应都属于氧化反应
B．化合物由不同种元素组成，所以由不同种元素组成的纯净物一定是化合物
C．燃烧一般都有发光、放热现象，所以有发光，放热现象的一定是燃烧
D．氧化物含有氧元素，所以含有氧元素的化合物一定是氧化物
9．下列化学用语中数字“3”的意义，说法正确的是
①3O2；②Fe3+；③SO3；④3H2O
A．表示一个分子中含有某种原子个数的是①
B．表示离子所带电荷数的是②
C．表示分子个数的是③
D．表示原子个数的是④
10．为探究不同电压对电解水速率的影响，小组同学用下图装置进行多次实验，并记录不同电压下生成30mL氢气所需时间。下列对该实验的分析正确的是
A．a管中产生的气体为氧气 B．电压越高，电解水的速率越快
C．a管与b管中产生的气体质量比为2:1 D．b管与电源的负极相连
11．通过电解水实验，我们知道(　　)
①电解水时正极产生的是氢气、负极产生的是氧气，并且体积比为V正：V负≈2：1
②水中有氢气和氧气
③水由氢、氧两种元素组成
④化学反应里分子可以再分成原子，而原子不能再分
A．①② B．③④ C．②③ D．①④
12．由C6H12O6和C2H8N2组成的混合物，其中氮元素的质量分数是28%，下列说法正确的是
A．该混合物共有五种元素组成
B．该混合物C6H12O6和C2H8N2的质量比为2：9
C．该混合物中碳元素的质量分数为40%
D．一个C6H12O6分子由6个碳元素、12个氢原子和6个氧原子构成
二、课内填空
13．硬水和软水
(1)定义 。
(2)检验：把 倒入水中搅拌，水中起 较少的是硬水，反之 的是软水。
(3)硬水的危害 。
(4)软化方法：工业上 ，生活上 ，其他如离子交换法。
(5)注意：静置沉淀、吸附沉淀、过滤、蒸馏四种净化水的方法中，只有 能降低水的硬度。
14．下图为电解水的实验装置图，回答下列问题。
(1)在水中加入少量硫酸钠的目的是 。
(2)与 极相连的玻璃管内得到的气体能使带火星的木条复燃
(3)该实验中所得氢气和氧气的体积比约为 。
(4)该实验说明水是由 组成的。
15．完成教材实验4—2，完成下列填空。

(1)过滤：用于分离 与 。
(2)过滤操作需要的器材： 、 、 、 、 。
(3)过滤的操作要点：
操作要点 目的
一贴 滤纸 漏斗 过滤的速度
二低 滤纸边缘 漏斗边缘 防止液体从漏斗外流出
液面 滤纸边缘 防止液体从漏斗与 之间的间隙流下，使滤液浑浊
三靠 烧杯 玻璃棒 防止待过滤液体流到漏斗外
玻璃棒下端 防止
漏斗下端 内壁 防止液体溅出，也能加快流速
(4)玻璃棒的作用是 。
(5)过滤后，滤液仍然浑浊的可能原因：（1） ；（2） ；（3） 等。
16．请写出以下元素或物质的符号或名称
C ；氧气 ；铁 ；N ；氯 ；氧化镁 ；水 ；高锰酸钾 ；二氧化碳 ；氢氧化钙
17．探究氧气的实验室制取和性质。
(1)如图1是硫在氧气中燃烧的实验。
①观察到火焰的颜色是 ；
②反应的符号表达式是 ，反应类型是 （填“分解反应”或“化合反应”）；
③当火焰变得微弱时，将燃烧匙进一步伸入瓶底，火焰又变旺，可得出氧气的一条物理性质是 。
(2)图2是实验室制取气体的部分装置。
①实验室用高锰酸钾制氧气的符号表达式是 ，反应类型是 （填“分解反应”或“化合反应”），选择的发生装置是 （填字母序号，下同）；还可用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气，选择的发生装置是 。
②可以选择装置C收集氧气，其原因是 。
③可见，选择气体的发生装置要依据反应物的状态和 ，选择气体的收集装置要依据 。
18．通过两个月学习，我们认识了多种物质，体会到人类对物质的研究是一种科学探究的过程，按照科学的程序进行研究会大大提高研究的效果。
请认真阅读材料，根据材料填写下列空格：
在通常状况下，二氧化碳是一种无色、能溶于水的气体，密度约为空气的1.5倍。二氧化碳气体在一定压强和低温条件下能够变成白色块状或片状固体，俗称“干冰”。
二氧化碳溶于水后，部分和水反应，生成了碳酸。二氧化碳通入澄清石灰水中能与溶质氢氧化钙反应，生成难溶于水的碳酸钙沉淀和水，所以澄清石灰水变浑浊。
二氧化碳的化学性质稳定且没有毒性，可用作科学实验和工业生产的保护气；它既不能燃烧不支持燃烧，所以可用来灭火。但存储镁粉的仓库起火，消防员会采用覆盖沙土等方法灭火而不能用二氧化碳灭火，因为镁可以在二氧化碳中剧烈燃烧，产生耀眼白光，生成一种金属氧化物和一种黑色颗粒炭，放大量热。二氧化碳是农业生产中最好的气体肥料，还是工业上生产尿素、甲醇、碳酸氢铵和碳酸氢钠等的重要原料。
2020年9月22日，国家主席习近平在第75届联合国大会上提出，中国努力争取在2060年前实现“碳中和”的宏伟目标。“碳中和”是指排放的二氧化碳总量被植物光合作用、人工转化等途径抵消，实现二氧化碳的相对零排放。“碳中和”的基本途径是“减排”（减少二氧化碳的排放）和“增汇”（增加二氧化碳的吸收和转化）。我国在尽可能“减排”的同时积极探索“增汇”的途径，例如将二氧化碳转化为重要的工业原料二甲醇，有效实现增汇。
(1)二氧化碳的用途（填写两条）① ，② 。
(2)用下图所示方法，把二氧化碳气体慢慢倒入放有燃着蜡烛的烧杯中，下层蜡烛的火焰先熄灭，上层蜡烛的火焰后熄灭。上述现象体现了二氧化碳具有的物理性质是 ；具有的化学性质是 。
(3)根据信息写出镁在二氧化碳中燃烧的符号表达式为 。
(4)清华大学研究人员成功研制出一种纳米纤维催化剂，可将二氧化碳转化成液体燃料甲醇（CH3OH），其微观示意图如下图（图中微粒恰好完全反应，丙是甲醇）所示。请据图回答以下问题：

①甲醇（CH3OH）组成中碳、氢元素的质量比为 （最简整数比）；44g二氧化碳与 g甲醇中所含的碳元素质量相等。
②将二氧化碳转化为甲醇发生反应的符号表达式为 。
③根据反应的微观示意图，关于化学变化你能获得的信息有（各写一条）：宏观方面 ；微观方面 。
(5)根据对以上信息的理解，你认为下列说法不正确的是______（选填字母序号）。
A．将二氧化碳灭火可以实现“增汇”
B．二氧化碳转化为甲醇不仅可以实现“增汇”，还具有较高的经济效益
C．工业上将煤燃烧产生的二氧化碳压缩封存，用于生产尿素，可以实现“增汇”
D．“减排”和“增汇”并举能实现“碳中和”的目标，减缓温室效应
《第四单元自然界的水》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C B D B C B D B B B
题号 11 12
答案 B C
1．C
【详解】A. 3H﹣3个氢原子，元素只有种类，没有个数，原子讲种类，讲个数，错误；
B.Al﹣铝元素，而不是氯元素，错误；
C.2Na﹣2个钠原子，原子讲种类，讲个数，正确；
D.Mg2+﹣1个镁离子，离子的表示方法，在表示该离子的元素符号右上角，标出该离子所带的正负电荷数，数字在前，正负符号在后，带1个电荷时，1要省略；书写错误。
故选C。
2．B
【详解】A、煮沸可以使水中的钙离子、镁离子能够以碳酸钙沉淀、氢氧化镁沉淀的形式从水中析出，从而降低水的硬度，故说法正确；
B、活性炭主要吸附色素和异味，所以在水中投入活性炭不可软化硬水，故说法错误；
C、加入肥皂水泡沫多的是软水，泡沫少的是硬水，故说法正确；
D、生活污水应集中处理后再排放，防止环境污染，故说法正确。
故选B。
3．D
【详解】A、O为气态非金属元素，可以表示氧元素，表示一个氧原子，但不能表示一种物质，故选项不符合题意；
B、2Mg表示2个镁原子，不是元素符号，不能表示一种元素和一种物质，故选项不符合题意；
C、是氮气的化学式，不是元素符号，不能表示一种元素和一个原子，故选项不符合题意；
D、Cu为金属元素，可以表示铜元素，表示一个铜原子，还可以表示铜这一纯净物，故选项符合题意；
故选D。
4．B
【详解】A、过滤可将固体与液体分离，不可以除掉水中可溶性杂质，只能除去水中不溶性的杂质，错误；
B、活性炭具有吸附性，可以吸收水中的色素和异味，可用于净水，正确；
C、煮沸能够将水中的部分可溶性杂质转化为难溶性固体从水中沉降下来，从而降低水的硬度，生活中常利用煮沸的方法降低水的硬度，实验室利用蒸馏的方法降低水的硬度，错误；
D、所谓硬水是指含有较多可溶性钙、镁化合物的水；而软水是指不含或少含可溶性钙、镁化合物的水，软水不一定是纯净物，例如含有少量可溶性钙、镁化合物的软水，属于混合物，错误。
故选B。
5．C
【详解】冰水中含有一种物质——水，水是由氢元素和氧元素组成的纯净物，属于化合物；糖水中含有蔗糖和水，属于混合物。
故选：C。
6．B
【详解】A、氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰，此选项正确；
B、蜡烛在空气中燃烧，生成二氧化碳和水，这是实验结论，不是实验现象，此选项错误；
C、铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体，此选项正确；
D、硫在氧气中燃烧，产生明亮的蓝紫色火焰，生成一种带有刺激性气味的气体，此选项正确。
故选B。
7．D
【详解】A、①红磷燃烧产生大量的白烟（而不是白雾），红磷燃烧消耗氧气，生成五氧化二磷固体，装置内压强减小，火焰熄灭并冷却后打开弹簧夹，水会进入集气瓶，故选项说法错误；
B、②硫在氧气中燃烧，产生明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成了二氧化硫气体是实验结论而不是实验现象，故选项说法错误；
C、③木炭在氧气中燃烧，发出白光，放出热量，故选项说法错误；
D、④氢气燃烧，产生淡蓝色火焰，放出热量，烧杯内壁出现无色液体，故选项说法正确；
故选：D。
8．B
【详解】A、物质与氧气发生的反应都是氧化反应，但氧化反应并不都和氧气反应，氧化反应是指物质与氧发生的化学反应，故A错误；
B、化合物由不同种元素组成，所以由不同种元素组成的纯净物一定是化合物，故B正确；
C、发光放热的变化一定是燃烧，说法错误，如灯泡发光发热不是化学变化，则就不是燃烧，故C错误；
D、氧化物含有氧且只有两种元素，含氧化合物如含氧酸、碱、含氧酸盐不属于氧化物，故D错误。
故选B。
9．B
【详解】A、化学式前的数字表示分子个数，则①3O2表示3个氧分子，该选项说法不正确；
B、元素符号右上角的数字表示1个离子所带电荷数，则②Fe3+表示1个铁离子带3个单位正电荷，该选项说法正确；
C、元素符号右小角的数字表示原子个数，③SO3表示1个三氧化硫分子中含有3个氧原子，该选项说法不正确；
D、化学式前的数字表示分子个数，④3H2O表示3个水分子，该选项说法不正确。
故选B。
10．B
【分析】电解水时负极生成的气体较多是氢气，正极生成的是氧气，体积比为2：1。
【详解】A、根据分析可知，a管中产生的气体体积较多是氢气。A不正确；
B、据图可知，电压越高，电解水所需时间越少，即电压越高，电解水的速率越快。B正确；
C、根据分析可知，a管中产生的气体体积较多是氢气，b管中产生的气体体积较少是氧气，体积比为2：1。C不正确；
D、根据分析可知，a管中产生的气体体积较多是氢气，b管中产生的气体体积较少是氧气，电解水时负极生成的气体较多是氢气，正极生成的是氧气，即b管与电源的正极相连。D不正确。
综上所述：选择B。
11．B
【详解】①由电解水口诀“正氧负氢、氢二氧一”可知，电解水时正极产生的是氧气、负极产生的是氢气，并且体积比为V正：V负≈1：2；
②水是一种纯净物，只有一种物质，不可能含有氢气和氧气；
③根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，由于水电解后会生成氢气和氧气，则可知水由氢、氧两种元素组成；
④水分子通电分解成氢原子和氧原子，氢原子结合成氢分子，氧原子解合成氧分子，故化学反应里分子可以再分成原子，而原子不能再分；
则正确的说法是③④；
故选：B。
12．C
【详解】A、该混合物共有碳、氢、氧、氮四种元素组成，错误；
B、混合物中氮元素的质量分数是28%，氮元素均在C2H8N2中，则混合物中C2H8N2质量分数为，C6H12O6质量分数分数为1-60%=40%，故两者质量比为40%：60%=2：3，错误；
C、该混合物中碳元素的质量分数为，正确；
D、分子由原子构成，一个C6H12O6分子由6个碳原子、12个氢原子和6个氧原子构成，错误。
故选C。
13．(1)水中溶有较多的可溶性钙、镁化合物，这样的水叫硬水；不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水叫做软水
(2) 肥皂水 泡沫 泡沫多
(3)①洗衣服时，不但浪费肥皂，也洗不干净衣服，长时间使用硬水洗衣会使衣服变硬。②锅炉用硬水形成锅垢，浪费燃料，使锅炉局部过热，引起变形，甚至引起爆炸。
(4) 加入碳酸盐 煮沸
(5)蒸馏
【解析】略
14．(1)增强水的导电性
(2)正
(3)2：1
(4)氢元素和氧元素
【详解】（1）在水中加入少量硫酸钠的目的是增强水的导电性；
（2）在电解水实验中，可观察到的现象有：与电源正极相连的玻璃管里产生的气体能使带火星的木条复燃，是氧气；与负极相连的玻璃管里产生的气体能在空气燃烧，产生淡蓝色的火焰，是氢气；
（3）该实验中所得氢气和氧气的体积比约为2：1；
（4）该实验说明水是由氢元素和氧元素组成的。
15．(1) 固体 液体
(2) 铁架台 烧杯 漏斗 玻璃棒 滤纸
(3) 紧贴 内壁 加快 低于 低于 滤纸 紧靠 轻靠在三层滤纸一边 玻璃棒捣破滤纸 紧靠
(4)引流
(5) 仪器不干净 滤纸破损 液面高于滤纸边缘
【解析】略
16． 碳元素 氮元素
【详解】C为碳元素的符号，故填碳元素；
氧气由分子构成，用分子式表示其化学式，氧气化学式为
铁由铁原子构成，其化学式用元素符号表示，故填Fe；
N为氮元素的符号，故填氮元素；
氯元素的符号为Cl，故填 ；
根据氧化物化学式的书写规则，氧化镁的化学式为 ，故填；
水由水分子构成，其化学式为 ，故填；
高锰酸钾由钾离子和高锰酸根离子构成，根据化学式中各元素化合价代数和为零原则和常见元素的化合价可知，高锰酸钾的化学式为 ，故填；
二氧化碳由二氧化碳分子构成，其化学式为 ，故填；
氢氧化钙由钙离子和氢氧根离子构成，根据化学式中各元素化合价代数和为零原则和常见元素的化合价可知，氢氧化钙的化学式为 ，故填。
17．(1) 明亮的蓝紫色
化合反应 氧气的密度比空气大
(2)
分解反应 A B 氧气不易溶于水且不和水反应 反应条件 气体的密度和溶解性
【详解】（1）①硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰；
②硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，该反应的符号表达式为：；
该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应；
③当火焰变得微弱时，将燃烧匙进一步伸入瓶底，火焰又变旺，说明瓶底的氧气含量高，说明氧气的密度比空气大；
（2）①高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的符号表达式为：；
该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应；
该反应属于固体加热反应，发生装置可选A；
用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，属于固液不加热反应，发生装置可选B；
②氧气不易溶于水，且与水不反应，故可选择装置C收集氧气；
③由以上分析可知，选择气体的发生装置要依据反应物的状态和反应条件；
选择气体的收集装置要依据气体的溶解性和密度，如气体的密度比空气大，且与空气中物质不反应，可选择向上排空气法收集，气体的密度比空气小，且与空气中物质不反应，可选择向下排空气法收集，如气体的密度与空气的密度相差不大，或能与空气中物质反应，不能选择排空气法收集，如气体溶于水，或与水反应，不能选择排水法收集，如气体难溶于水，可选择排水法收集。
18．(1) 灭火 气体肥料（合理即可）
(2) 二氧化碳密度比空气大 不可燃、不助燃
(3)：Mg+CO2 MgO+C
(4) 3:1 32 H2+CO2 CH3OH+H2O 物质种类的发生改变（合理即可） 原子种类不变（合理即可）
(5)A
【详解】（1）二氧化碳可用于制汽水、碳酸氢铵、灭火、做气体肥料等；故填：灭火；气体肥料；
（2）用下图所示方法，把二氧化碳气体慢慢倒入放有燃着蜡烛的烧杯中，下层蜡烛的火焰先熄灭，上层蜡烛的火焰后熄灭。上述现象体现了二氧化碳具有的物理性质是二氧化碳密度比空气大；具有的化学性质是二氧化碳不可燃、不助燃；
（3）根据“镁可以在二氧化碳中剧烈燃烧，产生耀眼白光，生成一种金属氧化物和一种黑色颗粒炭，放大量热”和质量守恒定律以及碳的物理性质可知，镁在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳，反应的符号表达式为：Mg+CO2 MgO+C；
（4）①甲醇（CH3OH）组成中碳、氢元素的质量比为12:（1×4）=3:1；设：44g二氧化碳与质量为x的甲醇中所含的碳元素质量相等。，则有： ；
②根据微观示意图可知，将二氧化碳转化为甲醇的反应物是氢气和二氧化碳，生成物是甲醇和水，反应条件是催化剂，发生反应的符号表达式为H2+CO2 CH3OH+H2O。
③根据反应的微观示意图，关于化学变化你能获得的信息有（各写一条）：宏观方面：物质种类的发生改变；微观方面：原子种类不变；
（5）A、将二氧化碳灭火可以可增加二氧化碳的排放，不能实现“增汇”（增加二氧化碳的吸收和转化），说法错误；
B、二氧化碳转化为甲醇时，可实现二氧化碳转化，不仅可以实现“增汇”（增加二氧化碳的吸收和转化），还具有较高的经济效益，说法正确；
C、工业上将煤燃烧产生的二氧化碳压缩封存，可实现二氧化碳转化，用于生产尿素，可以实现“增汇”，说法正确；
D、“减排”（减少二氧化碳的排放）和“增汇”（增加二氧化碳的吸收和转化）并举能实现“碳中和”的目标，减缓温室效应，说法正确。
故选：A。
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