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第四單元 自然界的水
課題1 愛護水資源
【培優(yōu)訓練題】
1．（天津初賽）農(nóng)業(yè)及城市生活污水中含磷，家用洗滌劑（含磷酸鈉）就是污水中磷的一個
重要，處理污水時要不要除去磷，有以下幾種意見，你認為正確的是（ ）
A．磷是生物的營養(yǎng)元素，不必除去
B．含磷的污水是很好的肥料，不必處理
C．含磷的污水排放能引起藻類增殖，使水變質，必須除去
D．磷對人無毒害，除去與否無關緊要
2．（全國復賽改編）水是生命之源，與生活生產(chǎn)關系密切。保護水環(huán)境、珍愛水資源，是每個公民應盡的責任和義務。為了防止水的污染，下列做法有利于保護水資源的是（ ）
A．抑制水中所有動、植物的生長 B．任意排放工業(yè)廢水
C．大量使用化肥農(nóng)藥 D．生活污水經(jīng)過凈化處理后再排放
3.（樂山市） “山水樂山”，“水”是樂山不可或缺的城市符號。愛樂山，就要愛護樂山的水資源。節(jié)約用水、防止水污染應成為我們的自覺行為。下列有關敘述，不正確的是 （ ）
A．生活中改變不良的用水習慣，盡可能充分利用每一滴水
B．農(nóng)業(yè)生活中改變灌溉方式，變漫灌為噴灌或滴灌，以節(jié)約用水
C．城市生活污水、工業(yè)廢水應遵循“先凈化，后排放”的原則
D．采用燃燒氫氣的方式生產(chǎn)水，以補充城市飲用水資源的不足
【情景創(chuàng)新題】
4.（原創(chuàng)題）下表是小明家2013年3月份自來水繳費通知單部分內容，請結合繳費單回答下列問題：
收費項目單價（元/立方米）應收金額（元）
自來水水費1.70015.30
水資源費1.26011.34
污水處理費1.0409.36
合計金額萬千百十元角分
￥3600
（1）請根據(jù)繳費單數(shù)據(jù)計算小明家3月份用水量是多少立方米？
（2）請你幫助小明設想哪些環(huán)節(jié)可以采取節(jié)水措施，提出具體建議并動員全家人共同實施。（寫出一點）
（3）結合自來水繳費單，請從水資源狀況、防止水體污染、污水處理等方面談談你的看法。（寫出兩點）

參考答案
1．C 解析：水中磷元素過量會導致水中藻類增殖，水中缺氧導致水生生物死亡，引起水體污染，即人們所說的“水華”現(xiàn)象。
2．D 解析：水中所有動、植物的生長不會污染水體；工業(yè)廢水、生活污水任意排放以及農(nóng)藥化肥過量使用都會造成水體污染。
3．D 解析：氫氣燃燒雖然生成水，但是浪費大量氫能，且氫能還沒有得到普遍使用，是因為氫氣制取、貯存和運輸?shù)葐栴}還沒有得到解決。
4．（1）9立方米 （2）用洗菜水澆花（或用洗衣水拖地，或減少淋浴時間，或洗漱完畢立即關閉水龍頭等合理答案） （3）可供人類使用的淡水資源短缺；水體污染嚴重，導致污水處理成本增加等合理答案。
解析：問題（1）15.3元÷1.7元/立方米=9立方米。問題（2）從生活角度入手提出合理節(jié)水措施。問題（3）可以從淡水資源短缺、水體污染以及污水處理費用增加等方面回答。

課題2 水的凈化
【培優(yōu)訓練題】
1．（江西初賽）下列關于水的天然循環(huán)的說法中正確的（ ）
/①水在天然循環(huán)過程中實現(xiàn)了水的自身凈化
②水的天然循環(huán)是通過水的三態(tài)變化實現(xiàn)的
③太陽為水的天然循環(huán)提供了能量
④水的天然循環(huán)完成了水資源的重新分配
A．①③ B．①② C．③④ D．①②③④
2．以下是凈水的操作，單一操作相對凈化程度由低到高的排列順序正確的是（ ）
①靜置沉淀 ②過濾 ③吸附沉淀 ④蒸餾
A．①②③④ B．①④②③ C．①③②④ D．③①②④
3.（廣東初賽）某同學用空塑料飲料瓶做簡易凈水器，設計圖如下圖所示。
（1）請你幫他繼續(xù)設計：把小卵石、活性炭、石英沙三種材料放置在裝置相應的位置以獲得較好的凈水效果，則圖中的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）凈化后是硬水還是軟水，可用_____________來檢驗。
（4）長期飲用硬水對人體健康不利，要降低水的硬度，可采用____________方法。
【情景創(chuàng)新題】
4．（原創(chuàng)題）2012年4月2日下午6時許開始，不少成都市民向四川在線反映家里的自來水水量減小或停水。據(jù)自來水管網(wǎng)所工作人員透露，都江堰崇義鎮(zhèn)有人傾倒垃圾，導致成都水源柏木河受到輕度污染，成都市自來水公司采取了緊急措施確保自來水水質安全，主城區(qū)部分地方受此影響水壓降低。某化學興趣小組同學決定對柏木河受污染的河水，模擬自來水廠的凈水過程，最終制成蒸餾水。其凈水流程如下圖所示，請回答相關實驗問題。

（1）圖中若加入的A物質是明礬，則其作用是 ；除去水中難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 凈水程度最高。
（2）我國生活飲用水的標準
感官指標化學指標細菌學指標
水質無色無味且澄清透明pH 6.5～8.5；總硬度<250g/L（以碳酸鈣計）；銅< 1.0g/L……等細菌總數(shù)<100個/L等
自來水廠凈水流程圖中屬于“感官指標”的操作是 （填“①”“②”或“③”，下同）。
（3）取流程中進入用戶的水于試管中，加入少量肥皂水，振蕩，發(fā)現(xiàn)有較多浮渣產(chǎn)生，說明此飲用水是 （填“硬水”或“軟水”）。

參考答案
1．D 解析：水由液態(tài)依靠太陽提供熱量蒸發(fā)變成氣態(tài)水蒸氣（凈化），隨空氣流動完成了水的資源重新分配。
2．C 解析：凈水程度最高的是蒸餾，凈水程度較差的是靜置沉淀。
3.（1）小卵石 石英沙 活性炭
（2）過濾 吸附色素和異味
（3）肥皂水
（4）加熱煮沸
解析：先用小卵石濾出顆粒較大固體，然后用石英沙濾出顆粒較小固體，最后用活性炭（具有疏松多孔結構）吸附色素和異味。
4．（1）產(chǎn)生膠狀物，吸附雜質，使雜質沉降 ① ③
（2）②
（3）硬水
解析：解答本題首先要弄清流程圖中3項操作，分析題給凈水流程依次涉及3項操作是：過濾→活性炭吸附→蒸餾，其中蒸餾操作凈水程度最高，得到的水是純水。熟知明礬凈水與活性炭凈水原理，明礬凈水是利用膠狀物吸附水中不溶性雜質，而活性炭凈水是利用自身的疏松多孔結構來吸附色素、異味，兩者發(fā)生的都是物理變化；表中“感官指標”要求是“無色、無味、澄清透明”這一要求恰好利用了活性炭凈水原理。掌握硬水和軟水鑒別方法，區(qū)分硬水和軟水最簡便方法是：加肥皂水，出現(xiàn)浮渣多、泡沫少的是硬水，反之是軟水。

課題3 水的組成
【培優(yōu)訓練題】
1．（海南初賽）物質A里只有1×1022個A分子，這些分子中共含有2×1022個原子，那么A物質一定是（ ）
A．單質 B．化合物 C．純凈物 D．混合物
2．（江蘇初賽）根據(jù)所學知識，我們可以從“電解水實驗”中獲得更多的信息和推論。下列說法正確的是（ ）
A．水是由氫分子和氧分子構成的
B．水是由氫原子和氧原子直接構成的
C．試管a、b中所得氣體的質量比約為2∶1
D．試管a、b中所得氣體的體積比約為2∶1
3.（佛山市）佛山市某學校化學研究性小組欲對水電解實驗進行研究，實驗步驟如下：
（1）按右圖實驗裝置連接好儀器后，往水槽中加入蒸餾水后，接通電源，發(fā)現(xiàn)在電極兩端只有極細小的氣泡慢慢產(chǎn)生，這說明
。
（2）當小王向水中加入少量白色A物質后，發(fā)現(xiàn)電極兩端有氣泡迅速產(chǎn)生，但發(fā)現(xiàn)通電一段時間后，負極產(chǎn)生的氣體與正極產(chǎn)生的氣體體積比大于2?1，請解釋其中可能存在的原因 。
（3）本實驗加入A的是為了 。
【情景創(chuàng)新題】
4．（原創(chuàng)題）早在20世紀80年代，有一個叫王洪成的人制造了一個“水變油”的神話，他提出使用“高科技的添加劑”可使水變成汽油。那么水究竟能不能變成油呢？騙子往往披著科學的外衣，而科學可以給我們一雙明辨是非的眼睛。同學們學習了水的組成知識后，不難用物質組成的觀點揭穿這個騙局。
實驗一：按右圖電解水實驗裝置探究水的組成。
（1）A試管生成 氣，B試管產(chǎn)生 氣。
（2）此實驗說明水是由 組成的。
實驗二：探究汽油的組成元素
[實驗步驟] 汽油具有 性，點燃使用汽油做燃料的油燈，首先在火焰上方罩一個干而冷小燒杯，過一會發(fā)現(xiàn)，燒杯內壁出現(xiàn)水珠；然后再取一個內壁蘸有澄清石灰水的燒杯罩在油燈火焰的上方，發(fā)現(xiàn)石灰水變渾濁。
[實驗分析] 汽油燃燒生成了 。
[實驗結論] 汽油中一定含有 元素。
[小結] 綜合上述實驗一、二可知，水 （填“能”或“不能”）變成油，因為水中不含 元素。

參考答案
1．C 解析：該物質只有一種分子即A分子構成，所以是純凈物，“1個A分子中含有2個原子”它可能是單質，如O2，也可能是化合物，如HCl，故C正確。
2．D解析：電解水實驗電源負極產(chǎn)生氫氣，電源正極產(chǎn)生氧氣，氫氣和氧氣體積比為2?1。
3．（1）水通電有氣體產(chǎn)生
（2）氧氣比氫氣易溶于水（或氧氣與電極發(fā)生了反應等合理答案）
（3）增強水的導電性
解析：通電后電極上有氣泡冒出，說明水通電有氣體生成；電解水實驗負極產(chǎn)生氫氣，正極產(chǎn)生氧氣，分析氧氣和氫氣的性質可知，氧氣比氫氣易溶于水，且氧氣的化學性質活潑很容易和金屬電極發(fā)生氧化反應，這些都會導致氫氣與氧氣體積比大于2?1。由于水的導電能力較弱，為了增強水的導電性，一般加入一些可溶性的酸（或堿，或鹽），因為酸（或堿、鹽）溶于水能夠離解成自由移動離子，增強水導電性。
4．實驗一：（1）氫 氧 （2）氫元素、氧元素
實驗二：[實驗步驟] 可燃
[實驗分析] 水、二氧化碳
[實驗結論] 碳、氫
[小結] 不能 碳
解析：化學反應前后元素種類不變。汽油在空氣中燃燒，空氣中氧氣參加了反應，所以無法確定汽油中是否含有氧元素。

課題4 化學式與化合價
【培優(yōu)訓練題】
1．（全國復賽）核電荷數(shù)小于18的某元素X，其原子的電子層數(shù)為n，最外層電子數(shù)為2n+1，原子核內質子數(shù)為2n2-1。下列有關X的說法錯誤的是（ ）
A．X能形成化學式為HXO3的物質 　　
B．X可能形成化學式為KXO3的物質
C．X原子的最外層電子數(shù)一定比核電荷數(shù)少10
D．X可能形成化學式為KX的物質
2．（全國復賽）由C、H兩種元素組成的化合物叫烴，碳原子數(shù)在4及以下的烴在常溫常壓下通常為氣體。常溫常壓時烴C2H4和另一種烴組成的混合氣體中碳元素的質量分數(shù)為87％，則混入的烴可能是（ ）
A．CH4 B．C2H2 C．C2H6 D．C8H8
3．（全國復賽）喜樹中含有一種被稱為“喜樹堿”的生物堿，這種堿的相對分子質量在300～400之間，實驗分析得知其元素組成為：C占69.0％、O占18.4％，且O含量為H的4倍，其余為N，則一個“喜樹堿”分子中含有氮原子的個數(shù)可能為（ ）
A．2 B．3 　 C．4 D．5
4．（全國復賽）1~18號元素中X元素的原子最外層只有1個電子，Y元素的原子的第三層有6個電子，Z元素的第二層也有6個電子，在化合物中只有Z元素的化合價為負。由這三種元素組成的化合物的化學式可能是（ ）
A．XYZ4 B．X2YZ3 C．X3YZ4 D．XYZ3
【情景創(chuàng)新題】
5．（原創(chuàng)題）騰訊網(wǎng)10月31日報道，國家食品藥品監(jiān)督管理局表示，綜合國內外監(jiān)測評估結果，認為使用西布曲明可能增加嚴重心血管風險，減肥治療的風險大于效益，決定停止西布曲明制劑和原料藥在我國的生產(chǎn)、銷售和使用，已上市藥品由生產(chǎn)企業(yè)負責召回銷毀。據(jù)悉，此次被叫停的產(chǎn)品包括曲美、澳曲輕、可秀等多個減肥藥品牌。
國家食品藥品監(jiān)督管理局表示，綜合國內外監(jiān)測評估結果標明：西布曲明（化學式C17H29NOCl2）是一種白色結晶粉末，易溶于甲醇，熔點：193.0~195.0℃，能燃燒。它還是中樞神經(jīng)抑制劑，具有興奮、抑食等作用，它有可能引起血壓升高、心率加快、厭食、失眠、肝功能異常等危害嚴重的副作用。
（1）歸納出西布曲明物理性質 ；化學性質 。（各寫一點）
（2）根據(jù)西布曲明化學式分析計算。
①西布曲明相對分子質量 。
②西布曲明C、H、O元素的質量比為 。
③市場常見鹽酸西布曲明為膠囊劑（如右圖），每粒中含有西布曲明10 g，若某一減肥患者每天服兩粒西布曲明，則她每天從減肥藥中攝入體內氯元素質量為 g。（計算結果保留一位小數(shù)）

參考答案
1．C 解析：首先討論n取值范圍應該是1、2、3，當n=1，其最外層電子數(shù)為2×1+1=3，與核外電子排布規(guī)律不相符，所以n不能為1；當n=2，最外層電子數(shù)為2×2+1=5，原子核內質子數(shù)為2×22-1=7，推知X可能為氮元素，其最高正價為+5價，最低負價為-3價，其最外層電子數(shù)比核電荷數(shù)少2；當n=3，最外層電子數(shù)為2×3+1=7，原子核內質子數(shù)為2×32-1=17，推知X可能為氯元素，其最高正價為+7價，最低負價為-1價，若X為氯元素則能形成HClO3。
2．B 解析：C2H4中碳元素質量分數(shù)為2428×100%=86%；因混合氣體中碳元素質量分數(shù)為87%，所以推知另一種烴碳元素質量分數(shù)一定大于87%。將題給四個選項定格變形為C8Hn，然后比較氫原子個數(shù)大小即可得出結論。C2H4變形為C8H16；CH4變形為C8H32；C2H2變形為C8H8；C2H6變形為C8H24。比較發(fā)現(xiàn)只有C8H8中氫原子個數(shù)小于C8H16中氫原子個數(shù)，但“碳原子數(shù)在4及以下的烴在常溫常壓下通常為氣體”， C8H8不是氣體，故B正確。
3．A 解析：根據(jù)題意氫元素含量為18.4％÷4=4.6%，則氮元素含量為1-69.0％-18.4％- 4.6%=8.0%。假設“喜樹堿”分子的相對分子質量為300，則1個“喜樹堿”分子中含有的氮原子個數(shù)為300×8%÷14≈1.7；假設“喜樹堿”分子的相對分子質量為400，則1個“喜樹堿”分子中含有的氮原子個數(shù)為400×8%÷14≈2.3；進而推知氮原子個數(shù)在1.7~2.3之間。
4．B 解析：根據(jù)題意可知，Z元素常見化合價為-2價；Y元素最高正價為+6價，最低負價為-2價；X元素的原子最外層只有1個電子，其常見化合價為+1價。然后依據(jù)化合物中正負化合價代數(shù)和等于零確定題給選項正誤。
5．（1）白色結晶粉末，易溶于甲醇，熔點193.0~195.0℃ 能燃燒
（2）①334 ②204?29?16 ③4.3
解析：物質不需要通過化學變化就能表現(xiàn)出來性質是物理性質，如顏色、狀態(tài)、溶解性、熔點、密度等；物質需要通過化學變化表現(xiàn)出來的性質是化學性質，如可燃性、穩(wěn)定性、酸堿性、腐蝕性等。西布曲明相對分子質量為12×17+1×29+14+16+35.5×2=334；每天從減肥藥中攝入體內氯元素質量為2×10×71334×100%=4.3 g。

第四單元 自然界的水綜合訓練
【培優(yōu)訓練題】
1．（河南初賽）利尿酸（C13H12Cl2O3)有很強的利尿作用，能快速降低體重并稀釋尿液，可以掩蓋服用的興奮劑而逃避檢查，因此利尿酸在奧運會上被禁用。下列敘述正確的是（　　）
A．利尿酸屬于氧化物　　　　　　　　　
B．利尿酸屬于興奮劑
C．每個利尿酸分子由30個原子構成　　　
D．利尿酸中各元素的質量比為13?12?2?3
2．（淄博中考改編）據(jù)圖回答：

（1）用分子和原子的觀點分析比較A裝置和B裝置在試驗過程中水的變化情況： 。
（2）水電解生成氫氣和氧氣，并且氫氣和氧氣的體積比約為1?2。通過水的電解實驗（如上圖所示），我們對所學知識又有了新的認識，請將你的新認識寫出一點：
。
3．（全國復賽）請按CH4、NH3、H2O、HF、HCl排列順序，列出五種物質之間存在的規(guī)律： 、 。
這五種物質中除 （填化學式）外，各分子所含核外電子總數(shù)均為 個。
【情景創(chuàng)新題】
4.（原創(chuàng)題）2012年2月19日記者從云南省氣象局獲悉：目前云南已有112個氣象監(jiān)測站點出現(xiàn)氣象干旱，其中重旱60個、特旱9個。據(jù)云南省民政廳報告，干旱已造成昭通、曲靖、昆明、楚雄等13州市91縣（市、區(qū)）631.83萬人受災，242.76萬人出現(xiàn)不同程度飲水困難；造成大春農(nóng)作物受災651.08千公頃，成災376.17千公頃、絕收62.48千公頃；因災造成全省需救助人口231.38萬人；全省直接經(jīng)濟損失23.42億元，其中農(nóng)業(yè)損失22.19億元。

請回答下列問題：
（1）2012年1月以來，云南昭通、曲靖、昆明、楚雄9個州市出現(xiàn)特大干旱，造成人畜飲水困難。部分地區(qū)村民打井取用地下水，檢驗地下水是硬水還是軟水，可用的物質是 ；若井水中鈣、鎂化合物含量過多，生活中應采用 方法使其軟化。
（2）漂白粉是旱災地區(qū)應急飲用水常用的消毒劑，其主要成分是氯化鈣（CaCl2）和次氯酸鈣[Ca(ClO)2]。漂白粉屬于 （填物質分類）。
（3）為了緩解旱情，昆明安寧人抓住有利天氣條件先后進行了多次人工增雨作業(yè)，下列物質可用作人工增雨的是 （填序號）。
A．干冰 B．二氧化碳 C．冰 D．水
（4）云南省楚雄州妥甸鎮(zhèn)張家村村民，因為缺水，洗澡洗衣是奢望。為了減緩旱情，我們應該積極節(jié)約用水，下列方法或措施中不屬于節(jié)約用水的是 （填序號）。
A．安裝節(jié)水龍頭 B．淘米水澆花
C．用洗衣水拖地 D．打井取用地下水
（5）為了緩解旱情，楚雄彝族自治州大姚縣水利部門先后打了300多眼深水井，對秧苗進行灌溉，下列灌溉秧苗方法不屬于合理而且節(jié)水的是 （填序號）。
A．漫灌 B．滴灌 C．噴灌
（6）從資源角度看：水是生命之源。看到右側漫畫，你的感想是：（解讀漫畫或寫一則節(jié)水廣告或一條節(jié)水措施）

參考答案
1．C 解析：氧化物僅由兩種元素組成，其中一種是氧元素；利尿酸可以掩蓋服用的興奮劑；利尿酸中各元素的質量比為（3×12）?12?（2×35.5）?（3×16）=36?12?71?48。
2．（1）A中的水分子本身沒有改變，改變的是分子之間的間隔；B中的水分子發(fā)生了改變，變成了氫氣分子和氧氣分子
（2）水是由氫元素和氧元素組成的（或在化學反應中，分子可以再分，原子不能再分；或水是一種氧化物或化合物）
解析：問題（1）從分子角度思考化學變化與物理變化區(qū)別；問題（2）從水的組成、分類、化學反應實質等方面思考解答。
3．相對分子質量依次增大 除氫以外元素的質子數(shù)依次增大（答案合理均可） HCl 10
解析：尋找題給化學式排布規(guī)律可從相對分子質量大小、元素組成、元素化合價高低以及元素核電荷數(shù)大小等方面入手思考。
4．（1）肥皂水 加熱煮沸 （2）混合物 （3）A （4）D （5）A
（6）鉆透地球尋求生命之水（或節(jié)約每一滴水；或無節(jié)制浪費水資源，看到的最后一滴水將是我們眼淚；或在公共場所和家庭中使用節(jié)水龍頭；或重復使用水，如用養(yǎng)魚的水澆花、洗衣物的水沖馬桶等）
解析：問題（1）檢驗硬水和軟水一般用肥皂水，出現(xiàn)浮渣多、泡沫少的水是硬水，反之是軟水；硬水中的Ca2+、g2+加熱時能變成CaCO3和g(OH)2沉淀下來，從減少水中Ca2+、g2+的含量達到軟化的目的。問題（2）漂白粉是由氯化鈣和次氯酸鈣兩種物質組成的混合物。問題（3）干冰是二氧化碳固體，干冰在空氣中升華吸收大量熱量，使周圍空氣溫度急劇降低，從而使水蒸氣凝結成小水滴。問題（4）取用地下水屬于水資源開發(fā)，并不是節(jié)約用水。問題（5）噴灌、滴灌分別節(jié)水40%和70%以上。