第四单元 自然界的水
课题1 爱护水资源
【培优训练题】
1．（天津初赛）农业及城市生活污水中含磷，家用洗涤剂（含磷酸钠）就是污水中磷的一个
重要，处理污水时要不要除去磷，有以下几种意见，你认为正确的是（ ）
A．磷是生物的营养元素，不必除去
B．含磷的污水是很好的肥料，不必处理
C．含磷的污水排放能引起藻类增殖，使水变质，必须除去
D．磷对人无毒害，除去与否无关紧要
2．（全国复赛改编）水是生命之源，与生活生产关系密切。保护水环境、珍爱水资源，是每个公民应尽的责任和义务。为了防止水的污染，下列做法有利于保护水资源的是（ ）
A．抑制水中所有动、植物的生长 B．任意排放工业废水
C．大量使用化肥农药 D．生活污水经过净化处理后再排放
3.（乐山市） “山水乐山”，“水”是乐山不可或缺的城市符号。爱乐山，就要爱护乐山的水资源。节约用水、防止水污染应成为我们的自觉行为。下列有关叙述，不正确的是 （ ）
A．生活中改变不良的用水习惯，尽可能充分利用每一滴水
B．农业生活中改变灌溉方式，变漫灌为喷灌或滴灌，以节约用水
C．城市生活污水、工业废水应遵循“先净化，后排放”的原则
D．采用燃烧氢气的方式生产水，以补充城市饮用水资源的不足
【情景创新题】
4.（原创题）下表是小明家2013年3月份自来水缴费通知单部分内容，请结合缴费单回答下列问题：
收费项目单价（元/立方米）应收金额（元）
自来水水费1.70015.30
水资源费1.26011.34
污水处理费1.0409.36
合计金额万千百十元角分
￥3600
（1）请根据缴费单数据计算小明家3月份用水量是多少立方米？
（2）请你帮助小明设想哪些环节可以采取节水措施，提出具体建议并动员全家人共同实施。（写出一点）
（3）结合自来水缴费单，请从水资源状况、防止水体污染、污水处理等方面谈谈你的看法。（写出两点）

参考答案
1．C 解析：水中磷元素过量会导致水中藻类增殖，水中缺氧导致水生生物死亡，引起水体污染，即人们所说的“水华”现象。
2．D 解析：水中所有动、植物的生长不会污染水体；工业废水、生活污水任意排放以及农药化肥过量使用都会造成水体污染。
3．D 解析：氢气燃烧虽然生成水，但是浪费大量氢能，且氢能还没有得到普遍使用，是因为氢气制取、贮存和运输等问题还没有得到解决。
4．（1）9立方米 （2）用洗菜水浇花（或用洗衣水拖地，或减少淋浴时间，或洗漱完毕立即关闭水龙头等合理答案） （3）可供人类使用的淡水资源短缺；水体污染严重，导致污水处理成本增加等合理答案。
解析：问题（1）15.3元÷1.7元/立方米=9立方米。问题（2）从生活角度入手提出合理节水措施。问题（3）可以从淡水资源短缺、水体污染以及污水处理费用增加等方面回答。

课题2 水的净化
【培优训练题】
1．（江西初赛）下列关于水的天然循环的说法中正确的（ ）
/①水在天然循环过程中实现了水的自身净化
②水的天然循环是通过水的三态变化实现的
③太阳为水的天然循环提供了能量
④水的天然循环完成了水资源的重新分配
A．①③ B．①② C．③④ D．①②③④
2．以下是净水的操作，单一操作相对净化程度由低到高的排列顺序正确的是（ ）
①静置沉淀 ②过滤 ③吸附沉淀 ④蒸馏
A．①②③④ B．①④②③ C．①③②④ D．③①②④
3.（广东初赛）某同学用空塑料饮料瓶做简易净水器，设计图如下图所示。
（1）请你帮他继续设计：把小卵石、活性炭、石英沙三种材料放置在装置相应的位置以获得较好的净水效果，则图中的①②③位置放置的材料依次是____________、______________ 、_____________。
（2）小卵石、石英沙和膨松棉的作用是____________； 活性炭的作用是___________。
（3）净化后是硬水还是软水，可用_____________来检验。
（4）长期饮用硬水对人体健康不利，要降低水的硬度，可采用____________方法。
【情景创新题】
4．（原创题）2012年4月2日下午6时许开始，不少成都市民向四川在线反映家里的自来水水量减小或停水。据自来水管网所工作人员透露，都江堰崇义镇有人倾倒垃圾，导致成都水源柏木河受到轻度污染，成都市自来水公司采取了紧急措施确保自来水水质安全，主城区部分地方受此影响水压降低。某化学兴趣小组同学决定对柏木河受污染的河水，模拟自来水厂的净水过程，最终制成蒸馏水。其净水流程如下图所示，请回答相关实验问题。

（1）图中若加入的A物质是明矾，则其作用是 ；除去水中难溶性垃圾所用的操作是流程中的 （填“①”“②”或“③”，下同），其中操作 净水程度最高。
（2）我国生活饮用水的标准
感官指标化学指标细菌学指标
水质无色无味且澄清透明pH 6.5～8.5；总硬度<250g/L（以碳酸钙计）；铜< 1.0g/L……等细菌总数<100个/L等
自来水厂净水流程图中属于“感官指标”的操作是 （填“①”“②”或“③”，下同）。
（3）取流程中进入用户的水于试管中，加入少量肥皂水，振荡，发现有较多浮渣产生，说明此饮用水是 （填“硬水”或“软水”）。

参考答案
1．D 解析：水由液态依靠太阳提供热量蒸发变成气态水蒸气（净化），随空气流动完成了水的资源重新分配。
2．C 解析：净水程度最高的是蒸馏，净水程度较差的是静置沉淀。
3.（1）小卵石 石英沙 活性炭
（2）过滤 吸附色素和异味
（3）肥皂水
（4）加热煮沸
解析：先用小卵石滤出颗粒较大固体，然后用石英沙滤出颗粒较小固体，最后用活性炭（具有疏松多孔结构）吸附色素和异味。
4．（1）产生胶状物，吸附杂质，使杂质沉降 ① ③
（2）②
（3）硬水
解析：解答本题首先要弄清流程图中3项操作，分析题给净水流程依次涉及3项操作是：过滤→活性炭吸附→蒸馏，其中蒸馏操作净水程度最高，得到的水是纯水。熟知明矾净水与活性炭净水原理，明矾净水是利用胶状物吸附水中不溶性杂质，而活性炭净水是利用自身的疏松多孔结构来吸附色素、异味，两者发生的都是物理变化；表中“感官指标”要求是“无色、无味、澄清透明”这一要求恰好利用了活性炭净水原理。掌握硬水和软水鉴别方法，区分硬水和软水最简便方法是：加肥皂水，出现浮渣多、泡沫少的是硬水，反之是软水。

课题3 水的组成
【培优训练题】
1．（海南初赛）物质A里只有1×1022个A分子，这些分子中共含有2×1022个原子，那么A物质一定是（ ）
A．单质 B．化合物 C．纯净物 D．混合物
2．（江苏初赛）根据所学知识，我们可以从“电解水实验”中获得更多的信息和推论。下列说法正确的是（ ）
A．水是由氢分子和氧分子构成的
B．水是由氢原子和氧原子直接构成的
C．试管a、b中所得气体的质量比约为2∶1
D．试管a、b中所得气体的体积比约为2∶1
3.（佛山市）佛山市某学校化学研究性小组欲对水电解实验进行研究，实验步骤如下：
（1）按右图实验装置连接好仪器后，往水槽中加入蒸馏水后，接通电源，发现在电极两端只有极细小的气泡慢慢产生，这说明
。
（2）当小王向水中加入少量白色A物质后，发现电极两端有气泡迅速产生，但发现通电一段时间后，负极产生的气体与正极产生的气体体积比大于2?1，请解释其中可能存在的原因 。
（3）本实验加入A的是为了 。
【情景创新题】
4．（原创题）早在20世纪80年代，有一个叫王洪成的人制造了一个“水变油”的神话，他提出使用“高科技的添加剂”可使水变成汽油。那么水究竟能不能变成油呢？骗子往往披着科学的外衣，而科学可以给我们一双明辨是非的眼睛。同学们学习了水的组成知识后，不难用物质组成的观点揭穿这个骗局。
实验一：按右图电解水实验装置探究水的组成。
（1）A试管生成 气，B试管产生 气。
（2）此实验说明水是由 组成的。
实验二：探究汽油的组成元素
[实验步骤] 汽油具有 性，点燃使用汽油做燃料的油灯，首先在火焰上方罩一个干而冷小烧杯，过一会发现，烧杯内壁出现水珠；然后再取一个内壁蘸有澄清石灰水的烧杯罩在油灯火焰的上方，发现石灰水变浑浊。
[实验分析] 汽油燃烧生成了 。
[实验结论] 汽油中一定含有 元素。
[小结] 综合上述实验一、二可知，水 （填“能”或“不能”）变成油，因为水中不含 元素。

参考答案
1．C 解析：该物质只有一种分子即A分子构成，所以是纯净物，“1个A分子中含有2个原子”它可能是单质，如O2，也可能是化合物，如HCl，故C正确。
2．D解析：电解水实验电源负极产生氢气，电源正极产生氧气，氢气和氧气体积比为2?1。
3．（1）水通电有气体产生
（2）氧气比氢气易溶于水（或氧气与电极发生了反应等合理答案）
（3）增强水的导电性
解析：通电后电极上有气泡冒出，说明水通电有气体生成；电解水实验负极产生氢气，正极产生氧气，分析氧气和氢气的性质可知，氧气比氢气易溶于水，且氧气的化学性质活泼很容易和金属电极发生氧化反应，这些都会导致氢气与氧气体积比大于2?1。由于水的导电能力较弱，为了增强水的导电性，一般加入一些可溶性的酸（或碱，或盐），因为酸（或碱、盐）溶于水能够离解成自由移动离子，增强水导电性。
4．实验一：（1）氢 氧 （2）氢元素、氧元素
实验二：[实验步骤] 可燃
[实验分析] 水、二氧化碳
[实验结论] 碳、氢
[小结] 不能 碳
解析：化学反应前后元素种类不变。汽油在空气中燃烧，空气中氧气参加了反应，所以无法确定汽油中是否含有氧元素。

课题4 化学式与化合价
【培优训练题】
1．（全国复赛）核电荷数小于18的某元素X，其原子的电子层数为n，最外层电子数为2n+1，原子核内质子数为2n2-1。下列有关X的说法错误的是（ ）
A．X能形成化学式为HXO3的物质 　　
B．X可能形成化学式为KXO3的物质
C．X原子的最外层电子数一定比核电荷数少10
D．X可能形成化学式为KX的物质
2．（全国复赛）由C、H两种元素组成的化合物叫烃，碳原子数在4及以下的烃在常温常压下通常为气体。常温常压时烃C2H4和另一种烃组成的混合气体中碳元素的质量分数为87％，则混入的烃可能是（ ）
A．CH4 B．C2H2 C．C2H6 D．C8H8
3．（全国复赛）喜树中含有一种被称为“喜树碱”的生物碱，这种碱的相对分子质量在300～400之间，实验分析得知其元素组成为：C占69.0％、O占18.4％，且O含量为H的4倍，其余为N，则一个“喜树碱”分子中含有氮原子的个数可能为（ ）
A．2 B．3 　 C．4 D．5
4．（全国复赛）1~18号元素中X元素的原子最外层只有1个电子，Y元素的原子的第三层有6个电子，Z元素的第二层也有6个电子，在化合物中只有Z元素的化合价为负。由这三种元素组成的化合物的化学式可能是（ ）
A．XYZ4 B．X2YZ3 C．X3YZ4 D．XYZ3
【情景创新题】
5．（原创题）腾讯网10月31日报道，国家食品药品监督管理局表示，综合国内外监测评估结果，认为使用西布曲明可能增加严重心血管风险，减肥治疗的风险大于效益，决定停止西布曲明制剂和原料药在我国的生产、销售和使用，已上市药品由生产企业负责召回销毁。据悉，此次被叫停的产品包括曲美、澳曲轻、可秀等多个减肥药品牌。
国家食品药品监督管理局表示，综合国内外监测评估结果标明：西布曲明（化学式C17H29NOCl2）是一种白色结晶粉末，易溶于甲醇，熔点：193.0~195.0℃，能燃烧。它还是中枢神经抑制剂，具有兴奋、抑食等作用，它有可能引起血压升高、心率加快、厌食、失眠、肝功能异常等危害严重的副作用。
（1）归纳出西布曲明物理性质 ；化学性质 。（各写一点）
（2）根据西布曲明化学式分析计算。
①西布曲明相对分子质量 。
②西布曲明C、H、O元素的质量比为 。
③市场常见盐酸西布曲明为胶囊剂（如右图），每粒中含有西布曲明10 g，若某一减肥患者每天服两粒西布曲明，则她每天从减肥药中摄入体内氯元素质量为 g。（计算结果保留一位小数）

参考答案
1．C 解析：首先讨论n取值范围应该是1、2、3，当n=1，其最外层电子数为2×1+1=3，与核外电子排布规律不相符，所以n不能为1；当n=2，最外层电子数为2×2+1=5，原子核内质子数为2×22-1=7，推知X可能为氮元素，其最高正价为+5价，最低负价为-3价，其最外层电子数比核电荷数少2；当n=3，最外层电子数为2×3+1=7，原子核内质子数为2×32-1=17，推知X可能为氯元素，其最高正价为+7价，最低负价为-1价，若X为氯元素则能形成HClO3。
2．B 解析：C2H4中碳元素质量分数为2428×100%=86%；因混合气体中碳元素质量分数为87%，所以推知另一种烃碳元素质量分数一定大于87%。将题给四个选项定格变形为C8Hn，然后比较氢原子个数大小即可得出结论。C2H4变形为C8H16；CH4变形为C8H32；C2H2变形为C8H8；C2H6变形为C8H24。比较发现只有C8H8中氢原子个数小于C8H16中氢原子个数，但“碳原子数在4及以下的烃在常温常压下通常为气体”， C8H8不是气体，故B正确。
3．A 解析：根据题意氢元素含量为18.4％÷4=4.6%，则氮元素含量为1-69.0％-18.4％- 4.6%=8.0%。假设“喜树碱”分子的相对分子质量为300，则1个“喜树碱”分子中含有的氮原子个数为300×8%÷14≈1.7；假设“喜树碱”分子的相对分子质量为400，则1个“喜树碱”分子中含有的氮原子个数为400×8%÷14≈2.3；进而推知氮原子个数在1.7~2.3之间。
4．B 解析：根据题意可知，Z元素常见化合价为-2价；Y元素最高正价为+6价，最低负价为-2价；X元素的原子最外层只有1个电子，其常见化合价为+1价。然后依据化合物中正负化合价代数和等于零确定题给选项正误。
5．（1）白色结晶粉末，易溶于甲醇，熔点193.0~195.0℃ 能燃烧
（2）①334 ②204?29?16 ③4.3
解析：物质不需要通过化学变化就能表现出来性质是物理性质，如颜色、状态、溶解性、熔点、密度等；物质需要通过化学变化表现出来的性质是化学性质，如可燃性、稳定性、酸碱性、腐蚀性等。西布曲明相对分子质量为12×17+1×29+14+16+35.5×2=334；每天从减肥药中摄入体内氯元素质量为2×10×71334×100%=4.3 g。

第四单元 自然界的水综合训练
【培优训练题】
1．（河南初赛）利尿酸（C13H12Cl2O3)有很强的利尿作用，能快速降低体重并稀释尿液，可以掩盖服用的兴奋剂而逃避检查，因此利尿酸在奥运会上被禁用。下列叙述正确的是（　　）
A．利尿酸属于氧化物　　　　　　　　　
B．利尿酸属于兴奋剂
C．每个利尿酸分子由30个原子构成　　　
D．利尿酸中各元素的质量比为13?12?2?3
2．（淄博中考改编）据图回答：

（1）用分子和原子的观点分析比较A装置和B装置在试验过程中水的变化情况： 。
（2）水电解生成氢气和氧气，并且氢气和氧气的体积比约为1?2。通过水的电解实验（如上图所示），我们对所学知识又有了新的认识，请将你的新认识写出一点：
。
3．（全国复赛）请按CH4、NH3、H2O、HF、HCl排列顺序，列出五种物质之间存在的规律： 、 。
这五种物质中除 （填化学式）外，各分子所含核外电子总数均为 个。
【情景创新题】
4.（原创题）2012年2月19日记者从云南省气象局获悉：目前云南已有112个气象监测站点出现气象干旱，其中重旱60个、特旱9个。据云南省民政厅报告，干旱已造成昭通、曲靖、昆明、楚雄等13州市91县（市、区）631.83万人受灾，242.76万人出现不同程度饮水困难；造成大春农作物受灾651.08千公顷，成灾376.17千公顷、绝收62.48千公顷；因灾造成全省需救助人口231.38万人；全省直接经济损失23.42亿元，其中农业损失22.19亿元。

请回答下列问题：
（1）2012年1月以来，云南昭通、曲靖、昆明、楚雄9个州市出现特大干旱，造成人畜饮水困难。部分地区村民打井取用地下水，检验地下水是硬水还是软水，可用的物质是 ；若井水中钙、镁化合物含量过多，生活中应采用 方法使其软化。
（2）漂白粉是旱灾地区应急饮用水常用的消毒剂，其主要成分是氯化钙（CaCl2）和次氯酸钙[Ca(ClO)2]。漂白粉属于 （填物质分类）。
（3）为了缓解旱情，昆明安宁人抓住有利天气条件先后进行了多次人工增雨作业，下列物质可用作人工增雨的是 （填序号）。
A．干冰 B．二氧化碳 C．冰 D．水
（4）云南省楚雄州妥甸镇张家村村民，因为缺水，洗澡洗衣是奢望。为了减缓旱情，我们应该积极节约用水，下列方法或措施中不属于节约用水的是 （填序号）。
A．安装节水龙头 B．淘米水浇花
C．用洗衣水拖地 D．打井取用地下水
（5）为了缓解旱情，楚雄彝族自治州大姚县水利部门先后打了300多眼深水井，对秧苗进行灌溉，下列灌溉秧苗方法不属于合理而且节水的是 （填序号）。
A．漫灌 B．滴灌 C．喷灌
（6）从资源角度看：水是生命之源。看到右侧漫画，你的感想是：（解读漫画或写一则节水广告或一条节水措施）

参考答案
1．C 解析：氧化物仅由两种元素组成，其中一种是氧元素；利尿酸可以掩盖服用的兴奋剂；利尿酸中各元素的质量比为（3×12）?12?（2×35.5）?（3×16）=36?12?71?48。
2．（1）A中的水分子本身没有改变，改变的是分子之间的间隔；B中的水分子发生了改变，变成了氢气分子和氧气分子
（2）水是由氢元素和氧元素组成的（或在化学反应中，分子可以再分，原子不能再分；或水是一种氧化物或化合物）
解析：问题（1）从分子角度思考化学变化与物理变化区别；问题（2）从水的组成、分类、化学反应实质等方面思考解答。
3．相对分子质量依次增大 除氢以外元素的质子数依次增大（答案合理均可） HCl 10
解析：寻找题给化学式排布规律可从相对分子质量大小、元素组成、元素化合价高低以及元素核电荷数大小等方面入手思考。
4．（1）肥皂水 加热煮沸 （2）混合物 （3）A （4）D （5）A
（6）钻透地球寻求生命之水（或节约每一滴水；或无节制浪费水资源，看到的最后一滴水将是我们眼泪；或在公共场所和家庭中使用节水龙头；或重复使用水，如用养鱼的水浇花、洗衣物的水冲马桶等）
解析：问题（1）检验硬水和软水一般用肥皂水，出现浮渣多、泡沫少的水是硬水，反之是软水；硬水中的Ca2+、g2+加热时能变成CaCO3和g(OH)2沉淀下来，从减少水中Ca2+、g2+的含量达到软化的目的。问题（2）漂白粉是由氯化钙和次氯酸钙两种物质组成的混合物。问题（3）干冰是二氧化碳固体，干冰在空气中升华吸收大量热量，使周围空气温度急剧降低，从而使水蒸气凝结成小水滴。问题（4）取用地下水属于水资源开发，并不是节约用水。问题（5）喷灌、滴灌分别节水40%和70%以上。

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