人教版化学九年级上册知识讲义 4.1-4.3爱护水资源;水的净化;水的组成
一、考点突破
二、重难点提示
重点：水的净化；电解水实验。
难点：单质、化合物和氧化物的判断。知识梳理：
一、爱护水资源
水资源状况：总水量多，淡水资源少
工业生产中“三废”的任意排放爱护水资源主要来源农业上农药、化肥的不合理施用
生活污水的任意排放
影响工农业、渔业生产
水体污染主要危害破坏水生生态系统
危害人体健康
加强对水质的监测
防治措施工业上“三废”处理符合标准后再排放
农业上提倡施用农家肥，合理施用化肥、农药
生活污水逐步实现集中处理后排放【说明】向水体中投入和排放生物所需的氮、磷等营养物质会导致水体富营养化。水体富营养化后，使藻类及其他浮游生物大量繁殖。藻类遮蔽阳光，使水底生物因光合作用受到阻碍而死去，腐败后放出氮、磷等植物所需的营养物质，再供藻类利用。这样日积月累，造成恶性循环，藻类大量繁殖，水质恶化而有腥臭味，导致鱼类及海洋生物大量死亡。为防止这一现象的发生，我们应合理施用农药、化肥，禁止使用含磷洗衣粉。
2012年7月28日，安徽巢湖湖面出现大量蓝藻
随堂练习
水体污染对人类健康、生活和生产活动等方面均会造成严重损失和威胁。下
列行为不会
．．对水质造成污染的是：（）
A. 生活污水、废水直接排入河流中
B. 扩大自然保护区范围
C. 向河中直接倾倒工业废水和垃圾
D. 农田里大量施用农药、化肥
思路导航：水体污染的来源主要有：①工业“三废”未达标排放；②农药化肥的过量使用；③生活污水的任意排放；④船舶的航行。如：热电厂排放的热水、城市生活污水和垃圾、工业废水和垃圾、农业上排放的含有农药化肥的水等。因此，A、C、D选项错误。
解答：B
二、水的净化
1. 常用的净水方法：沉淀、吸附、过滤、蒸馏
（1）
一贴：即滤纸紧贴漏斗内壁
滤纸边缘要低于漏斗边缘
二低
过滤漏斗中的液面要低于滤纸边缘
烧杯口紧靠玻璃棒
三靠玻璃棒紧靠三层滤纸处
漏斗下端管口紧靠盛接滤液的烧杯内壁
（2）蒸馏实验中：①实验前先检查装置的气密性；②蒸馏烧瓶下面要垫石棉网，防止加热时蒸馏烧瓶炸裂；③蒸馏烧瓶中液体体积不能少于其容积的1/3，也不能多于其容积的2/3；④蒸镏烧瓶内加入几粒沸石（或碎瓷片）可以防止加热时出现暴沸现象；⑤温度计的水银球应对着蒸馏烧瓶的支管口，蒸馏时需要控制出口处蒸气的温度。
实验室制取蒸馏水的装置制取蒸馏水的简易装置【归纳】
在沉淀、吸附、过滤、蒸馏等净化水的操作中，净化程度由低到高的顺序是沉淀、过滤、吸附、蒸馏。
2. 硬水与软水
分类标准含较多可溶性钙、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。
检验方法①加入肥皂水产生大量泡沫的是软水，泡沫较少的是硬水；②加热后
出现大量沉淀物的是硬水，出现较少沉淀物的是软水。
硬水危害①用硬水洗涤衣物不易洗净；②锅炉用硬水易结水垢，浪费燃料，且会引起爆炸。
硬水软化①煮沸（日常生活中）；②蒸馏（实验室中）。
三、水的组成与电解水实验
实验装置
实验现象两极有气泡，负极所连试管气体体积∶正极所连试管气体体积＝2∶1
产物检验负极所连试管的气体能燃烧，产生淡蓝色火焰，是氢气；正极所连试管的气体能使带火星的木条复燃，是氧气
实验结论宏观：水通电分解成氢气和氧气，说明水是由氢、氧两种元素组成的微观：水是由水分子构成的，每个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的
实质：水分子分解成氢原子和氧原子，每2个氢原子结合成1个氢分子；每2个氧原子结合成1个氧分子
①水通电分解反应的条件是“通电”。
②水通电与水受热是两种不同的变化。水通电生成氢气和氧气，属于化学变化；水受热产生水蒸气，发生的是物理变化。
【巧记】氢负氧正，氢二氧一。
四、单质、化合物、氧化物
单质化合物氧化物
概念由同种元素组成的
纯净物由不同种元素组成
的纯净物
由两种元素组成，其中一
种是氧元素的化合物
区别组成中只有一种元组成中最少有两种由氧元素和另一种元素组
单质、化合物、氧化物是根据组成纯净物的元素种类来分类的，与混合物无关。
典型例题：
知识点1：爱护水资源和水的净化
例题1 （四川广安）2011年入夏以来，长江中下游发生严重干旱，洞庭湖、鄱阳湖的水域面积大大缩减，蓄水量大幅降低，并出现水体富营养化倾向，这不仅威胁着当地的农业渔业生产，而且严重影响南水北调工程。下列关于淡水资源的认识，错误的是（）
A. 我国淡水资源非常丰富，夏季的干旱对我国无影响
B. 地球上的水资源丰富，但可供利用的淡水资源有限
C. 为了人类的生存和发展，人人都应爱惜淡水资源
D. 水体污染，破坏了水体生态系统，还会危害人体健康
思路导航：此题考查对水资源的认识。我国总水量较多，但淡水资源却很少，2011年夏季发生的干旱对我国影响很大。
答案：A
例题2 下列净化天然水的单一操作中，净化程度最高的是（）
A. 蒸馏
B. 过滤
C. 静置沉淀
D. 吸附沉淀
思路导航：蒸馏是将不纯的水加热至沸腾，液态水变成水蒸气，再将水蒸气降温使之液化的过程；过滤是指通过过滤器将水中的不溶性杂质除去的过程；静置沉淀是指水中的不溶性杂质经过静置后自然沉降下来的过程；吸附沉淀是指在水中加入活性炭、明矾等物质使水中的杂质吸附聚集在一起而沉降的过程。显然，上述四种单一净化方法中，净化程度最高的是蒸馏。
答案：A
例题3 我国西南地区春季遭遇大范围持续干旱。全国人民团结一致，共同
抗旱。
（1）有些村庄打深井取用地下水。检验地下水是硬水还是软水，可用的物质是。
（2）有些村民取浑浊的坑水作生活用水。有同学利用所学的知识将浑浊的坑水用下图所示的简易净水器进行净化，其中小卵石、石英砂的作用是。如果将石英砂与小卵石的位置颠倒是否可以，为什么？。
（3）如果地下水硬度大，或者坑水中病原微生物过多，都可以采取的方法，来降低硬度和杀灭病原微生物。
（4）身处旱区之外的我们能做些什么？（列举一做法）。
思路导航：此题以我国西南地区易遭遇的大范围持续干旱为背景，考查硬水与软水的检验、硬水的软化、溶液酸碱度的测定、简易净水器中小卵石、石英砂的作用等知识。（1）硬水和软水可用肥皂水来检验，加入肥皂水能出现大量泡沫的是软水，出现少量泡沫，且出现大量浮渣的是硬水。（2）简易净水器中的小卵石和石英砂都是起过滤作用的，由于小卵石比石英砂的颗粒大，如果将石英砂与小卵石的位置颠倒，则会降低净水效果。（3）通过加热煮沸的方法可以降低水的硬度、杀灭病原微生物。（4）考查同学们的人文意识，可从节约用水、为灾区捐款、捐水等角度回答。
答案：（1）肥皂水（2）过滤不可以，颠倒后会降低净水效果（或过滤速度减慢等）（3）加热煮沸（4）节约用水（或为灾区捐款、捐水等）
知识点2：水的组成和电解水实验
例题1 用下图装置电解水，一段时间后的现象如图。对该实验的描述错误的是（）
A. 甲试管中收集到的是一种可燃性气体
B. 该实验能证明水由氢元素和氧元素组成
C. 向水中加入少量硫酸，能增强水的导电性
D. 甲、乙两试管内收集到的气体的质量比约为8：1
思路导航：此题从电解水的产物及其质量关系、水的组成、实验注意事项等方面对电解水实验进行了综合考查。根据电解水实验可知，与电源负极相连的甲试管中产生的气体是氢气，具有可燃性，与电源正极相连的乙试管中产生的气体为氧气，具有助燃性。氢气与氧气的体积比为2∶1，质量比为1∶8。水通电分解为氢气（由氢元素组成）和氧气（由氧元素组成），根据化学反应前后元素种类不变可知，水中含有氢氧两种元素，这说明水是由氢元素和氧元素组成的。由于纯水几乎不导电，因此，为了增强水的导电性，保证实验成功，实验前应向水中加入少量硫酸或其他可溶性物质。
答案：D
例题2 小雨通过查阅资料知道，电解水时生成氢气和氧气的体积比为2：1，但他发现所做的实验中，氢气和氧气的体积比略大于2：1。针对这一事实，他提出以下意见，你认为其中不可取的是（）
A. 多做几次实验，仔细查找原因
B. 实验所得数据与理论值相差不多，可以认为实验已经成功
C. 大胆提出设想：氧气比氢气易溶于水
D. 查看实验装置是否漏气
思路导航：此题考查对于实验中出现的意外现象应采取的态度和方法。对待科学要严肃认真，一丝不苟，来不得半点马虎。对于实验中出现的“氢气和氧气的体积比略大于2：1”这一意外现象，应认真分析，查找原因，而不能简单地
认为与理论值相差不多也可。
答案：B
例题3 学习水的组成这一课题后，同学们已经知道水在通电的条件下能生成氢气和氧气。某研究性学习小组的同学对该实验很感兴趣，很想通过实验验证这一结论。于是在征得老师同意后进行实验，实验记录如下：
请认真分析实验数据，你会发现什么问题？推测产生这一问题的可能原因。
思路导航：此题通过探究电解水实验获得的记录数据，分析实验过程中开始阶段两管气体的体积比不符合理论比值的原因。重点考虑氢气和氧气在水中的溶解情况不同：氧气属于不易溶于水的物质；氢气属于难溶于水的物质。
答案：氢气和氧气的理论体积比为2：1。发现的问题是：氢气和氧气的实际体积比和理论体积比不符，或电解水实验中负极与正极产生的气体体积比与理论体积比不相等，略大于2：1。从第四分钟起，每两分钟内负极与正极生成气体的体积比与理论体积比相等，即每两分钟内负极产生8mL气体，正极产生4mL气体。
知识点3：物质的简单分类
例题1 下列物质属于氧化物的是（）
A. 氯化钠（NaCl）
B. 氧气（O
2） C. 氯酸钾（KClO
3
） D. 水（H
2
O）
思路导航：此题考查学生对单质、化合物、氧化物等概念的理解程度，明确
氧化物的组成特点是解题的关键。NaCl是由Na、Cl两种元素组成的纯净物，属于化合物，由于不含氧元素，故不属于氧化物；氧气（O
2
）是由氧元素组成的纯
净物，属于单质；氯酸钾（KClO
3
）是由三种元素组成的纯净物，属于化合物，
但不是氧化物；水（H
2
O）是由两种元素组成的化合物，其中有氧元素，故属于
氧化物。
答案：D
例题2 已知“○”、“●”表示质子数不同的原子。下列各图表示的气体物质中，属于化合物的是（）
思路导航：此题从微观角度考查学生对物质分类标准的掌握程度。从微观角度分类，由同种分子构成的物质是纯净物（如图A、B所示），由不同种分子构成的物质是混合物（如图C、D所示）。从分子的构成角度可将纯净物分为单质和化合物。图A所示为由同种原子构成的单质分子；图B所示为由不同种原子构成的化合物分子。
答案：B
例题3 某物质经分析知只含有一种元素，该物质不可能是（）
A. 混合物
B. 纯净物
C. 单质
D. 化合物
思路导航：此题考查学生对纯净物、混合物、单质、化合物等概念的理解。混合物是由两种或两种以上的物质组成的，但其中的元素可能是多种，也可能是一种，例如，空气是一种混合物，其中的元素有N、O、C等多种，将氧气和臭氧放在一起得到的是混合物，但其中只有一种元素，即氧元素；纯净物是由一种物质组成的，但其中的元素可能是多种，也可能是一种，由一种元素组成的纯净物是单质，由多种元素组成的纯净物是化合物。显然，只含有一种元素的物质不可能是化合物。
答案：D
例题4 如图表示的是纯净物、单质、化合物、含氧化合物、氧化物之间的包含关系，若整个大圆圈代表纯净物，则在下列选项中，能正确指出①、②、③、④所属物质类别的是（）
A. ②化合物、④氧化物
B. ①单质、③氧化物
C. ①单质、③化合物
D. ②含氧化合物、④氧化物
思路导航：单质和化合物属于并列的物质类别，含氧化合物、氧化物都属于化合物，因此，①一定是单质，②一定是化合物；氧化物属于含氧化合物的一部分，故④是氧化物，③是含氧化合物。
答案：A
高频疑点：
1. 关于过滤和蒸馏操作的问题：
（1）过滤时，如果过滤两次之后滤液仍然浑浊，原因可能有以下几种：①滤纸破损；②液面高于滤纸边缘；③盛接滤液的烧杯本身不干净。
（2）过滤时，发现速度太慢，可能的原因是：如果滤纸和漏斗内壁之间没有贴紧，中间留有气泡，由于气压的作用会减慢过滤的速度。
（3）制取蒸馏水时，因为刚开始收集的液体中可能含有仪器内壁附着的杂质，所以要弃去刚开始收集的液体。
2. 电解水实验中的误差分析：
在实验过程中产生氢气的体积往往大于氧气体积的2倍，主要原因是：①氧气在水中的溶解能力比氢气大，从而导致试管中收集的氧气体积偏小；②部分氧气与金属电极发生氧化反应。
3. 关于单质、化合物、氧化物概念的理解：
（1）由同种元素组成的物质不一定是单质。如将氧气和臭氧放在一起形成的物质中只有氧元素，但此物质属于混合物。
（2）由不同种元素组成的物质不一定是化合物。如将O
2和CO
2
放在一起形
成的物质中有C、O元素，但此物质属于混合物。
（3）含氧元素的化合物不一定是氧化物。如KMnO
含有氧元素，但它是由三
4
种元素组成的，故不属于氧化物。
提分技巧：
1. 物质的简单分类：
2. 各类物质之间的关系可用数学中的集合概念表示如下：
例如：纯净物与化合物（或单质），化合物与氧化物等属于包含关系；纯净物与混合物，单质与化合物等属于并列关系。