刍议与水的净化有关的中考试题

孙建

水是自然界中普遍存在的一种物质，也是维持生命活动所必需的一种物质。人类生活、工业生产、农业灌溉都离不开水。随着工业的发展，水资源污染日趋严重，近年来各地中考纷纷围绕水的净化来命题，如生活用水的净化、硬水和软水以及制取蒸馏水等。

一、生活用水的净化

在净化水的过程中，常用明矾或硫酸铝作絮凝剂，这两种物质都能与水或水中含有的矿物质作用生成一种叫做氢氧化铝的凝胶状的物质，该物质具有很强的吸附能力，能使水中细小的悬浮杂质因集结而下沉。活性炭是具有多孔结构的单质碳，对气体、蒸气或胶状固体具有强大的吸附能力，广泛地用于净化某些气体或液体。

例1 （2014·上海）河水净化的主要步骤如图1所示。有关说法错误的是（ ）

图1A.步骤Ⅰ可除去难溶性杂质

B.X试剂可以是活性炭

C.步骤Ⅲ可杀菌、消毒

D.净化后的水是纯净物

解析：过滤能除去不溶性固体杂质，故步骤Ⅰ可除去难溶性杂质；活性炭具有吸附性，能除去水中的色素和异味；液氯能杀菌，故步骤Ⅲ可杀菌、消毒；纯净水是不含有杂质的水，经过这几步净化的水中含有可溶性杂质，不是纯净物。故D项符合题意。

答案：D

二、硬水和软水

含有较多可溶性钙、镁化合物的水叫硬水；不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水叫软水。泉水、井水等常是硬水，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，此外，很多工业部门，如纺织、印染、造纸、化工等，都要求用软水。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或药剂软化法来得到软水。

蒸馏水一定是软水，但软水不一定是蒸馏水。硬水和软水的区别方法：分别在两种水中加入肥皂水，产生泡沫较多的是软水，泡沫较少的是硬水。

例2 （2015·资阳）水是地球表面覆盖最多的物质，也是生命活动不可缺少的物质。

（1）城镇自来水厂生产流程可用图2表示：

（2）自然界的水多含有杂质。含有较多可溶性钙、镁化合物的水通常称为硬水，一种软化硬水的简易办法是

解析：（1）由城镇自来水厂生产流程图可知，除去水中固态杂质的设备是过滤池；投药（多为ClO2）的作用是杀菌、消毒。（2）一种软化硬水的简易办法是煮沸，煮沸能减少水中钙、镁化合物的量。

答案：（1）过滤池 杀菌、消毒 （2）煮沸

三、制取蒸馏水

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的不挥发性杂质分离开来，达到分离和提纯的目的。

例3 （2015·汕尾）下列实验操作中，净水程度最高的是（ ）

A.吸附 B.沉淀

C.过滤D.蒸馏

解析：利用木炭或活性炭的吸附作用把天然水中的一些不溶性杂质和可溶性杂质吸附在表面，可除去其中的不溶性杂质、部分可溶性杂质及异味等；静置沉淀可把水中固体沉降到水底，初步分离；过滤可以除去水中的不溶性杂质，所得的水中含有可溶性杂质钙、镁化合物等，不是纯水；蒸馏是把水进行蒸发、冷凝处理，处理后的水中只含水一种物质，所得水称为蒸馏水，属于纯净物。故D项符合题意。

答案：D

“水的电解”考查方式分类例析

安徽 王廷虎

水的电解实验是初中化学教材中的典型实验之一，也是中考化学命题的热点，它主要通过水的分解来探究水的组成。

一、典例精析

1.考查电解水的实验现象

例1 在电解水的实验中，可以直接观察到的实验现象是（ ）

A.水是由氢、氧两种元素组成的

B.有氢气和氧气产生，且体积比为2∶1

C.在电极上均有气泡产生，两个玻璃管内气体的体积比约为2∶1

D.每个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的

解析 A、D两项是根据实验现象推出的实验结论；在电解水的实验中，可以直接观察到的现象应是C项；对于电极上产生的气体是何种气体，还需要进行检验，通过观察是无法确定的。

答案 C

2.考查实验数据的分析

图1例2 图1为电解水的实验示意图，电解产物有氢气和氧气，下列有关说法错误的是（ ）

A.氢气和氧气的体积比为2∶1

B.氢气和氧气的分子个数比为2∶1

C.氢气和氧气的质量比为1∶8

D.氢气和氧气的密度比为2∶1

解析 要熟记：电解水实验时，正氧负氢，氢二氧一，即正极产生氧气，负极产生氢气，氢气和氧气的体积比是2∶1，A项说法正确；每个氢分子由2个氢原子构成，每个氧分子由2个氧原子构成，每个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，根据反应前后原子的数目不变，可确定反应后生成氢气和氧气的分子个数比为2∶1，B项说法正确；氢气和氧气的质量比，即水中氢元素和氧元素的质量比为1∶8，C项说法正确；由氢气和氧气的体积比为2∶1，质量比为1∶8，可推出它们的密度比不是2∶1，D项说法错误。

答案 D

3.考查对实验误差的分析

例3 小明通过化学方程式获知，电解水时生成氢气和氧气的体积比为2∶1，但实验所得数据氢气和氧气的体积比略大于2∶1。针对这一发现，你认为下列做法不可取的是（ ）

A.大胆提出假设：氧气比氢气易溶于水

B.反复多次实验查找原因

C.查找实验装置是否漏气

D.实验所得数据与理论相差不多，可以认为实验成功

解析 在水溶性中，氢气是不溶于水，氧气是不易溶于水，说明在相同条件下氧气的溶解能力比氢气的强，使得实验时氢气和氧气的体积比略大于2∶1，A项做法可取；如果实验结果与预想的结果不一致，应该反复多次实验查找原因，B项做法可取；如果装置漏气，会出现与实际情况不一样的结果，应该查找实验装置是否漏气，C项做法可取；“实验所得数据与理论相差不多，可以认为实验成功”，这种认识是错误的，是对自然科学不负责任的一种态度，D项做法不可取。

答案 D

4.考查化学反应的实质

例4 图2是水电解的微观示意图，从中获得的信息错误的是（ ）

图2A.化学变化中，分子可分为原子，原子不能再分

B.反应前后分子的种类和数目没有改变

C.生成的氢分子与氧分子的分子个数比为2∶1

D.1个氧分子由2个氧原子构成

解析 本题主要通过微观图示模型来考查化学反应的实质。根据图示可知，在该反应中水分子能分解生成氢、氧两种原子，而氢、氧两种原子没有再分，从而可知，化学反应中，分子可分为原子，原子不能再分，A项信息正确；在通电的条件下，每2个水分子变成了2个氢分子和1个氧分子，反应前后分子的种类和数目发生了改变，B项信息错误；该反应生成的氢气与氧气的分子个数比是2∶1，C项信息正确；由氧分子的微观构成可知，1个氧分子由2个氧原子构成，D项信息正确。

答案 B

5.考查获取信息的能力

解析 本题可从物质的组成、微观构成、化学变化的实质、物质的类别等方面谈自己的认识。

答案 ①水是由氢元素和氧元素组成的化合物 ②在化学反应中，分子可分，原子不可分 ③水的电解是分解反应 ④水中氢、氧两种元素的质量比为1∶8（或水分子中氢和氧两种原子的个数比为1∶2） ⑤水分子是保持水的化学性质的最小微粒（任写其中三点即可）

6.考查实验装置的评价

例6 图4所示的是电解水的实验。

乙图所示的现象与实验事实不相符合，请用笔在乙图中作出修改。

解析 水通电生成氢气和氧气，生成氢气和氧气的体积比为2∶1；与电源正极相连的电极产生的是氧气，与电源负极相连的电极产生的是氢气，故乙图中左边试管中气体体积与右边试管中气体体积之比应为1∶2。

答案 试管 2H2O通电2H2↑+O2↑ 修改见图5

图57.考查实验方案的改进

例7 如图6所示，图（1）是教材中水电解实验装置，图（2）是某化学老师针对图（1）实验自创的新装置。

图6图（2）的创新实验操作步骤如下：

先将装置固定在铁架台上，向其中注入溶质质量分数为8%的氢氧化钠溶液作电解液，以增强溶液的导电性，用注射器将电解液注满移液管并倒立在装置的两极，连接好导线，开启直流电源至16V，约4分钟，产生一定量的气体时关闭电源，随即检验两极产生的气体。

请你结合上述图示和操作步骤，回答下列问题。

（1）图（2）中与电源正极相连接的移液管中收集到的气体是

（2）你认为图（2）的创新实验相对图（1）来说，所具备的优点组合是

①实验时，手不用直接接触有腐蚀性的电解液

②使用注射针头作电极，两极距离近，反应快

③非常方便两极气体的检验

④所用实验器材都是家中常见的物品改制而成

A.①②③ B.①③④

C.②③④D.①②③④

解析 （1）电解水时与正极相连的玻璃管能收集到氧气，氧气一般使用带火星的木条检验，能使带火星的木条复燃。（2）结合常规的实验及所提供的信息判断，四个说法中只有“两极距离近，反应快”没有科学道理。

答案 （1）O2 用带火星的木条移到与电源正极相连接的移液管的尖嘴口上方，木条复燃 （2）B

二、针对训练

1.下列说法中，正确的是（ ）

A.水电解生成氢气和氧气，说明水中含有氢分子和氧分子

B.在水电解的反应中，氢原子和氧原子都没有发生变化

C.水的蒸发和水的电解都生成气体，它们都是化学变化

D.物质在变化中所表现出的性质，就是物质的化学性质

2.利用水电解器电解稀氢氧化钠溶液一段时间后，观察到的现象不合理的是（ ）

A.阳极玻璃管内产生的气体使带火星的木条复燃

B.阳极玻璃管与阴极玻璃管内产生的气体体积比约为2∶l

C.阴极玻璃管内产生的气体被点燃时发出“噗”声

D.向电解后的残留溶液中滴加石蕊溶液，溶液呈蓝色

图73.通过分析实验结果推断物质的组成，是认识物质的一种方法。研究水的组成就是利用了这种方法。电解水实验结果如图7所示。

（1）根据实验中只生成氢气和氧气，确定了水是由

（2）已知相同状况下，相同体积的任何气体含有相同数目的分子。通过生成氢气和氧气的体积比为2∶1，推求出水分子组成中

为2∶1，经进一步科学确认，得出水的化学式为H2O。

（3）写出此实验中发生反应的化学方程式：

图84.（1）科学家用通电的方法使水分解，从而证明了水的组成。把水注入图8所示的水电解装置中，接通直流电，可以观察到a管中的电极上

（2）检验b管中产物的方法是

Ⅰ.用点燃的木条接近玻璃管尖嘴部分，慢慢打开活塞

Ⅱ.用带火星的木条接近玻璃管尖嘴部分，慢慢打开活塞

Ⅲ.用内壁沾有澄清石灰水的烧杯罩在尖嘴上方，慢慢打开活塞

（3）科学家还用点燃氢气，证明燃烧产物的方法，证实了水的组成。如果将电解水产生的氢气直接缓缓地通过装有足量无水硫酸铜（无水硫酸铜遇水显蓝色）的仪器c，在导管口d处点燃，然后把盛有冷水的烧杯置于图9所示的位置。实验过程中可以观察到的现象是

图9附：针对训练参考答案

1.B 2.B

3.（1）氢元素和氧元素 化学变化过程中元素种类不变（或质量守恒定律） （2）氢原子与氧原子个数比 （3）2H2O通电2H2↑+O2↑

4.（1）有气泡产生（合理即可） （2）Ⅱ （3）无水硫酸铜变蓝 导管口d处有淡蓝色火焰 烧杯底部附着小水珠