2.4 水的组成和净化（第一课时）-2024-2025学年九年级化学上册同步分层练习（沪教版2024新教材）

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2024-2025学年九年级化学上册同步分层练习

2.4 水的组成和净化（第一课时）

1．下列有关地球上水的分布、循环、利用的说法中正确的是（　　）

A．陆地淡水约占地球总水量的96.5%

B．水是生物生存所需的最基本的物质之一

C．人类直接利用最多的是海洋水

D．水循环的环节只有蒸发和降水

2． 2024年3月22日是第三十二届“世界水日”，我国纪念2024年“世界水日”“中国水周”活动主题为“精打细算用好水资源，从严从细管好水资源”。下列措施或做法不符合该主题的是（　　）

A．家庭使用节水器具

B．自动喷淋浇灌园林

C．工业废水灌溉农田

D．生活提倡“一水多用”

3．在《关于公布四川省水利厅2023年度四川省实行最严格水资源管理制度考核结果的公告》中，泸州被评为优秀。下列做法符合水资源保护的是（　　）

A．废旧电池深埋地下处理

B．生活中的垃圾分类回收处理

C．工业废水直接排入江河

D．过度施用化肥使水体富营养化

4． 2024年5月1日，我国节约用水行政法规《节约用水条例》正式实施。下列行为不利于节约用水的是（　　）

A．工业用水重复使用

B．洗手后不随手关水龙头

C．生活中用淘米水浇花

D．园林用水采用节水灌溉方式

5．有关如图所示实验的说法不正确的是（　　）

A．电解水时常加入少量稀硫酸以增强水的导电性

B．纯净的氢气燃烧时，产生淡蓝色火焰，放出热量

C．a管与b管收集的气体质量比为1：2

D．两个实验均可证明水的组成

6．下列有关水的沸腾实验和电解水实验的说法正确的是（　　）

A．实验1中观察到玻璃片上有水雾生成，证明发生了化学反应

B．实验2中a、b管产生气体的质量比为2：1

C．两个实验都能说明水是由氢、氧元素组成的

D．实验1中水分子种类不变，实验2中水分子种类改变

7．如图是电解水的装置示意图，下列说法不正确的是（　　）

A．b端是电源的正极

B．c试管收集的气体有可燃性

C．电解水时，在水中加入少量氢氧化钠可以增强水的导电性

D．试管c中收集的气体与试管d中收集的气体的质量比约为2:1

8．地球是一个美丽的“水球”，表面约 71%被水覆盖，淡水仅占总水量的 2．5%；其余是海水或咸水，海水淡化是解决人类淡水资源短缺的有效措施。全球海水淡化水用途如图1所示。

海水淡化技术主要有热分离法和膜分离法，热分离法利用蒸发和冷凝分离水与非挥发性物质，能耗大，成本高；膜分离法利用薄膜的选择透过性实现海水淡化，但现有薄膜的水通量低，应用受到限制，有科学家提出，给石墨烯“打上”许多特定大小的孔，制成单层纳米孔二维薄膜。可进行海水淡化。石墨烯海水淡化膜工作原理如图2所示。

依据上文，回答下列问题。

(1)全球海水淡化水用途中灌溉用水仅占2%市政用水则占到了 62%主要原因是：______。

(2)地球表面约 71%被水覆盖，人类仍面临缺水危机原因是：____________。

(3)石墨烯海水淡化膜允许______通过。

1．今年5月1日，我国首部《节约用水条例》正式施行。下列做法正确的是（　　）

A．园林浇灌采用大水浸灌

B．洗手接洗手液时不关水龙头（　　）

C．工业用水不重复利用

D．家庭使用节水器具，如节水型洗衣机

2．图1是电解水的装置，图2是甲、乙试管中收集到的气体体积与时间的关系图。若甲试管中生成气体N，下列说法不正确的是（　　）

A．a应接电源正极

B．气体M能使带火星的木条复燃

C．该实验说明水是由氢元素和氧元素组成的

D．8min时产生的H₂和O₂的体积比是2:1

3．电解水，反应一段时间后，用燃着的木条检验生成的气体，记录的现象如下表。相关说法错误的是（　　）

A．通电前应将玻璃管内空气排尽

B．两电极产生气泡的速率不相同

C．正极气体为氧气，负极气体为氢气

D．结合气体密度可计算水中氢、氧原子个数比

4．在下列实验操作与对应的关系中，正确的是（　　）

A．点燃氢气前，一定要先检验氢气的纯度——防止发生爆炸

B．铁丝在氧气中燃烧时，集气瓶底部放少量水——使实验现象更加明显

C．用过氧化氢制氧气时，向过氧化氢溶液中加入少量MnO₂——产生更多的氧气

D．向试管里加入固体粉末时，把盛有药品的药匙（或纸槽）伸到试管底部——防止药品沾在管口和试管内壁上

5．化学实验课上，同学们正在开展电解水的实验探究，请你一同参与。

【提出问题】水在直流电下的变化如何？

【进行实验】同学们按照教材中的装置(如图1)进行了实验：

【收集证据】同学们观察到电极附近有气泡产生，若一段时间后a中收集到10mL气体，则此时b中应该大约收集到了______mL气体。切断电源，打开b管顶端的活塞，在管口放置一根燃着的木条，会观察到______。

【得出结论】（1）水通直流后发生分解生成氢气和氧气，写出该反应的文字表达式______。

（2）水是由       组成的。

【讨论分析】实验时，老师在水中加入了少量氢氧化钠，目的是______。

【拓展延伸】同学们又查阅到了如下资料

a．旧版教材中，电解水的实验装置如图2所示。

b．氢氧化钠是一种强碱，具有腐蚀性。

c．给含有氯化钠的水通电，会发生如下反应：。

请你分析思考：和图2的装置相比，现行教材(图1)装置的优点是______ (任意写一点)。进行实验时，       (填“能”或“不能”)将氢氧化钠换为氯化钠。

【总结交流】化学是以实验为基础的科学，通过上述实验的分析对比，归纳出在改进实验时需考虑的因素______。(任意写一点)

6．利用注射器模拟电解水实验装置(如图1所示)。烧杯中盛有蒸馏水，加入氢氧化钠是为了增强导电性，接通电源。

(1)检验负极产生的气体时，观察到的现象为____________。

(2)下列实验也能证明水是由氢元素和氧元素组成的是____________。(填字母序号)

A．水的净化                                            B．氢气在氧气中燃烧

C．水的蒸发                                             D．氢气和氧化铜反应生成铜和水

(3)为研究影响电解水反应速率的因素，利用12V直流电源进行了相关实验探究，数据如下：

①比较实验a和实验b，可得到的结论是____________。

②分析四组实验数据，实验c的电解时间“x”可能是____________。(填字母序号)

A．32．4　　　B．35．2　　　C．50．2　　　D．55．6

③某同学在做完上述分组实验后，发现电解水反应速率最快的是实验d．他想在此基础上进一步探究更快速电解水的途径，通过查阅资料，他发现当其他条件不变时，增大直流电的电压也能加快电解水的反应速率，则以下措施可行的是____________ (填字母序号)。

A．温度：10℃，NaOH溶液浓度：5%，电压：12V

B．温度：20℃，NaOH溶液浓度：5%，电压：12V

C．温度：30℃，NaOH溶液浓度：5%，电压：15V

1．实验小组同学利用下图装置进行电解水实验，观察到正、负极产生气体体积比小于理论值1：2。实验研究了影响气体体积比的因素，结果见下表。下列说法错误的是（　　）

A．正极产生的气体是O₂

B．对比①④或②③，说明石墨电极可能不利于O₂的获取

C．正、负极气体体积比小于1：2可能与H₂和O₂在水中的溶解性有关

D．电极材料相同时，使用NaOH溶液的实验效果均优于Na₂SO₄溶液

2．在完成“电解水实验”时，发现该反应速率较慢，且氢气与氧气的体积比很难达到理论值。为探究电解水时所需NaOH溶液的最佳浓度，在图1所示装置中分别注入不同溶质质量分数的NaOH溶液，在相同电压下电解3min，电解时NaOH的质量不发生变化，产生氢气和氧气的体积如图2所示。下列说法正确的是（　　）

A．上述反应中分子的种类和数目都不变

B．a管中产生的气体能支持燃烧，b管中产生的气体能燃烧

C．该实验中氢氧化钠溶液的浓度越大，产生气体的速率越快

D．电解质量分数为14%的NaOH溶液所产生的氢气、氧气体积比最接近理论值

3．海水制氢分直接制氢和间接制氢两种技术路线。目前多采用先淡化后制氢的间接制氢技术，该工艺流程复杂且成本高昂。中国工程院院士谢和平团队研制出了海水直接制氢新技术。该技术彻底隔绝了海水中的离子，实现了无淡化过程、无副反应、无额外能耗的高效海水原位直接电解制氢，破解了有害腐蚀这一困扰海水电解制氢领域的最大难题。

根据上文，回答下列问题：

(1)海水电解制氢最大的难题是______。

(2)隔膜2的作用是______。

(3)海水原位直接电解制氢中，A电极应与电源的______极相连。

(4)海水原位电解制氢消耗的是______。

A．海水中的水                            B．海水中的阳离子

C．海水中的阴离子                        D．海水中的水、阳离子、阴离子共同参与

(5)海水原位电解制氢技术的优点是 ______ (写1条)。

4．人类的生活和工农业生产离不开水。为探究水的组成及变化，某小组同学设计下图装置进行电解水实验，先在电解器玻璃管里加满水（含少量），再接通直流电源。

已知：水中加入的只起增强导电性作用，本身不参与反应。回答下列问题：

(1)图一中甲、乙两支玻璃管中生成气体的体积比约为______。

(2)切断电源后，用燃着的木条在乙玻璃管尖嘴口检验产生的气体，观察到的现象是______。

(3)电解纯水速率较慢，为探究不同电压和不同浓度溶液对电解水速率的影响，小组同学进行多次实验，测得产生氢气所需时间如图二：

①电解溶质质量分数为的溶液时，改变电压对电解水速率的影响是______。

②上述实验中，电解水速率最快的条件是______。

5．人类逐水而居，文明傍水而生。

(1)电解水可以得到H₂和O₂，H₂在O₂中燃烧可以生成水，这两个实验说明水是由______（填元素符号）组成的，其理论依据是______。

(2)图-1实验开始前，向电解器中加水前，电解器玻璃管a、b两端的活塞应______（填“打开”或“关闭”）；图-1实验中，接通直流电源后，观察到两个电极上均有气泡产生，且玻璃管______（填“a”或“b”）中产生气泡速率较快，一段时间后，玻璃管a、b中产生的气体体积比约为______。

(3)电解水过程中，为了促进水的分解，必须施加超电压。同时，较高的电压会产生大量的气泡，影响气体体积的观测。在室温下，改变直流电压进行实验，数据如图-2所示。当电源电压为0-1．5V时，无法产生气体的原因是______。依据图-2分析，使用______V直流电压作为电源最为合适。

6．化学小组用如图实验装置（气密性良好）探究影响电解水反应快慢的因素。

【进行实验】20℃时，在不同条件下进行实验，数据记录如下：

【解释与结论】

(1)电解水的符号表达式为______。

(2)与电源正极相连的玻璃管内产生的气体是______。

(3)Ⅲ组实验⑧中的______。

(4)对比实验②⑦，可得出的结论是______。

(5)Ⅱ组实验的目的是______。

(6)通过本实验得出，影响电解水反应快慢的因素有______。

【实验拓展】

(7)表中部分数据氢气与氧气的体积比略大于2∶1，从物质性质角度分析可能的原因是______。

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参考答案

基础练

1．B

【解析】A．海水占全球总储水量的96．53%，淡水只约占全球水储量的2．53%，故A错误；

B．水是一切生命赖以生存的重要物质基础，故B正确；

C．人类直接利用的是淡水，故C错误；

D．水循环涉及降水、蒸发、地表和地下径流，水汽输送等，故D错误。

故选：B。

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