Question

全方位认识水

(1)水的组成。某兴趣小组的同学对此进行了实验探究。

(提出问题)水是由什么组成的?

(查阅资料)通过电解水和点燃氢气证明燃烧产物的方法均可证明水的组成。

(设计实验)兴趣小组的同学设计了如图所示的实验来探究水的组成，其中图甲是电解水的实验装置，图乙实验是将电解水产生的氢气直接缓缓地通过装有足量碱石灰(可吸收水份干燥气体)的仪器c，并在导管口d处将气体点燃，然后把盛有冷水的烧杯置于如图乙所示的位置。

(实验与结论)

①图甲中玻璃管a和玻璃管b得到气体的体积比为____________；检验b管中产物的方法是_____________。

②图乙所示的实验过程中可以观察到的实验现象:导管口d处_____________；烧杯底部有_________________。

③写出实验甲中反应的文字表达式_____________；该反应属于________________(填反应的基本类型) .

④实验甲中没有发生变化的微粒是____________和________________(填微粒符号)。

⑤由以上探究可以得到的有关水的组成的结论是__________________。反思提升：由此，你还能得出的微观结论是_________________(写一个) 。

⑥通过实验甲可以得出水具有的化学性质是:___________，保持这种性质的微粒是______________(用模型表示) ；通过实验乙，可以得出氢气具有的化学性质是:_____________，保持这种性质的微粒是______________(用模型表示)。空气中的氧气仍然保持其原来_____________的化学性质，从微观上看是因为____________。

(2)水的净化。传统水处理工艺------经典 “三部曲”(a过滤b消毒c沉降)，被列为人类20世纪最重要的发明之一。为了提高水质，有些水厂增加了活性炭处理工序。《生活饮用水卫生标准》中，允许使用的消毒剂有Cl₂，NH₂Cl(一氯胺的化学式)，O₃，C1O₂，水的总硬度(以CaCO₃计)不超过450mg/L。

①“三部曲”正确的工艺顺序为___________(填字母)。

②活性炭处理工艺中，活性炭的作用是__________________。

③若水中其他成分不含钙元素，根据水的总硬度可计算出水中钙元素不超过____________________mg/L。人工沉降常用的絮凝剂有明矾[]，明矾作絮凝剂是因为与水反应生成氢氧化铝(含有氢氧根离子OH^-)胶状物。OH^-与SO₄^2-都是原子团，参考明矾化学式，写出氢氧化铝的化学式_____________。

④一氯胺是国家新版生活饮用水卫生标准中新增的一种消毒剂，请你写出NH₂Cl所代表的的宏观和微观的意义。

宏观:_____________________，_____________________；

微观:_____________________，_____________________；

自来水厂的净水过程___________________(填“能”或“不能”)将硬水软化成软水。检验清水池中水是硬水还是软水可用的物质是____________________。

(3)水的拓展资料。

①在科研中，水也是一种常用的试剂。水分子在特定条件下容易得到一个H⁺，形成水合氢离子(H₃O⁺)。下列对上述过程的描述不合理的是______________(填序号)。

A微粒的构成发生了改变

B微粒的化学性质发生了改变

C元素种类发生了改变

D与水分子比，水合离子的电子数发生了改变

②重水在核反应中作减速剂。一个重水分子由两个重氢原子和一个氧原子构成，一个重氢原子中有一个质子，相对原子量为2。则下列叙述正确的是____________(填序号)。

A一个重水分子的相对分子质量是20

B重水和水的组成元素不同

C一个重氢原子核外有2个电子

D一个重氢原子核中有1个中子

Answer

2：1 用带火星的木条放到b玻璃管口处，慢慢打开活塞看木条是否复燃 产生淡蓝色火焰 水珠 水氢气+氧气 分解反应 H O 水是由氢元素和氧元素组成的 水分子由氢原子和氧原子构成（答案合理均可） 水在通电情况下能分解 可以燃烧 具有助燃性 分子结构没有发生改变，仍然是氧分子 cab 吸附 180 Al（OH）3 一氯胺 一氯胺是由氮元素、氢元素、氯元素组成 1个一氯胺分子 1个一氯胺分子是由1个氮原子、2个氢原子和1个氯原子构成 不能 肥皂水 CD AD

【解析】

（1）①图示装置中，玻璃管a中的气体体积较大，是氢气，玻璃管b中的气体体积较小，是氧气，氢气与氧气的体积比为2：1；b管内是氧气，具有助燃性，能使带火星的木条复燃；故填：2：1；用带火星的木条放到b玻璃管口处，慢慢打开活塞看木条是否复燃。

②氢气燃烧产生淡蓝色火焰，生成水，因此烧杯底部有水珠；故填：产生淡蓝火焰；水珠。

③实验甲中反应的文字表达式为水氢气+氧气，该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应；故填：水氢气+氧气；分解反应。

④原子是化学变化的最小粒子，不发生变化，因此实验甲中没有发生变化的微粒是氢原子（H）和氧原子（O）；故填：H；O。

⑤水通电生成氢气和氧气由质量守恒定律可知水是由氢元素和氧元素组成的；由化学反应的微观实质以及物质的结构可知，水分子由氢原子和氧原子构成，化学变化中分子可分原子不可分等，故填：水是由氢元素和氧元素组成的；水分子由氢原子和氧原子构成（答案合理均可）。

⑥通过实验甲可以得出水具有的化学性质是:水在通电情况下能分解生成氢气和氧气，保持这种性质的微粒是水分子，其模型为：；通过实验乙，可以得出氢气具有的化学性质是:可以燃烧，保持这种性质的微粒是氢气分子，其模型为：；空气中的氧气仍然保持其原来具有助燃性的化学性质，从微观上看是因为分子结构没有发生改变，仍然是氧分子。故填：水在通电情况下能分解；；可以燃烧；；具有助燃性；因为分子结构没有发生改变，仍然是氧分子。

（2）①水的净化顺序为：沉降、过滤、消毒，因此“三部曲”正确的工艺顺序为cab。故填：cab。

②活性炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性，因此在处理工艺中，活性炭的作用是吸附作用。故填：吸附。

③若水中其他成分不含钙元素，水的总硬度(以CaCO3计)不超过450mg/L，因此根据水的总硬度可计算出水中钙元素不超过。人工沉降常用的絮凝剂有明矾[]，明矾作絮凝剂是因为与水反应生成氢氧化铝(含有氢氧根离子OH-)胶状物。OH-与SO42-都是原子团，参考明矾化学式，铝的化合价为+3，其离子符号为：Al3+，OH-与Al3+组成的氢氧化铝的化学式为：Al（OH）3。故填：180；Al（OH）3。

④一氯胺的化学式NH2Cl所代表的宏观和微观的意义．宏观：一氯胺；一氯胺是由氮元素、氢元素、氯元素组成；微观：1个一氯胺分子；1个一氯胺分子是由1个氮原子、2个氢原子和1个氯原子构成；自来水厂的净水过程不能将硬水软化成软水；可以用肥皂水来检验清水池中水是硬水还是软水。故填：一氯胺；一氯胺是由氮元素、氢元素、氯元素组成；1个一氯胺分子；1个一氯胺分子是由1个氮原子、2个氢原子和1个氯原子构成；不能；肥皂水。

（3）①水分子在特定条件下容易得到一个H+，形成水合氢离子（H3O+）

A、此过程中微粒的组成发生了改变，由分子变成了离子，故选项说法正确。

B、此过程中由分子变成了离子，微粒的化学性质发生了改变，故选项说法正确。

C、此过程中元素均为氢、氧两种元素，因此元素的种类没有变，故选项说法错误。

D、水分子水合氢离子（H3O+）电子数均为（1×2+8）、（1×3+8-1），均为10，则此过程中与水分子相比水合离子的电子数没有改变，故选项说法错误。故填：CD

②A、一个重水分子的相对分子质量是2×2+16=20，选项叙述正确；

B、重水和水的组成元素都为氢元素与氧元素，组成元素相同，选项叙述错误；

C、一个重氢原子核外有1个电子，选项叙述错误；

D、一个重氢原子核中有1个中子，选项叙述正确；故填：AD。