Question

20．水是寶貴的自然資源，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中有著極其廣泛的運(yùn)用．

（一）水資源的現(xiàn)狀：
（1）我國(guó)淡水屬于缺水國(guó)之列，人均淡水資源僅為世界人均量的1/4．北方，有些村莊打深井取用地下水．檢驗(yàn)地下水是硬水還是軟水，可以取水樣加入少量肥皂水，振蕩，發(fā)現(xiàn)泡沫少，有較多浮渣產(chǎn)生，說(shuō)明是硬水．使用硬水會(huì)給生產(chǎn)、生活帶來(lái)麻煩，生活中常用煮沸的方法來(lái)降低水的硬度．
（二）水的凈化
（2）小剛收集到一瓶渾濁的河水，他要模擬自來(lái)水廠(chǎng)的凈水過(guò)程，最終制成蒸餾水．其實(shí)驗(yàn)過(guò)程如圖1所示．則：圖中A物質(zhì)是一種絮凝劑，它的名稱(chēng)是明礬；操作①的名稱(chēng)是過(guò)濾；操作②主要是除去水中的一些異味和色素，應(yīng)選用的物質(zhì)是活性炭．
（3）如圖2所示，海水淡化主要是為了提供飲用水和農(nóng)業(yè)用水，目前淡化膜法是市場(chǎng)中的主流．高分子半透膜只允許水透過(guò)，鹽類(lèi)物質(zhì)不能透過(guò)．海水淡化過(guò)程屬于物理變化．（填“物理”或“化學(xué)”）．
（三）水資源的利用
（4）水在生產(chǎn)生活中常用于溶解物質(zhì)形成溶液．實(shí)驗(yàn)室溶解物質(zhì)時(shí)，用到的玻璃儀器有燒杯和玻璃棒．
（5）水一種重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，被稱(chēng)為“六大營(yíng)養(yǎng)素”之首．病人輸液時(shí)常用生理鹽水
【0.9%的氯化鈉溶液】．醫(yī)用生理鹽水是混合物（選填“純凈物”“混合物”）．
（6）分解水可以得到氫氣．氫氣是一種可燃性氣體．由于其清潔、高效、安全、可貯存、可運(yùn)輸?shù)戎T多優(yōu)點(diǎn)，被稱(chēng)為“最理想的綠色能源”．
如圖3是電解水的簡(jiǎn)單裝置：根據(jù)圖中現(xiàn)象判斷，乙試管內(nèi)的氣體可以用帶火星的木條來(lái)檢驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)證明水是由氫元素、氧元素組成的；電解水要消耗大量的電能，科學(xué)家正致力于用其他方法由水制氫氣，如用TiO₂作催化劑，經(jīng)光照可分解水得到氫氣，該反應(yīng)用化學(xué)式表示為2H₂O$\frac{\underline{\;TiO_{2}\;}}{光照}$2H₂↑+O₂↑．
（7）如表是興趣小組同學(xué)一次電解水實(shí)驗(yàn)測(cè)得的實(shí)際數(shù)據(jù)：

電解時(shí)間	1	2	3	4	5	6	…
負(fù)極生成氣體體積/mL	6	12	20	29	39	49	…
正極生成氣體體積/mL	2	4	7	11	16	21	…

分析表中的數(shù)據(jù)你發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題是電解開(kāi)始階段負(fù)極與正極產(chǎn)生的氣體體積比與理論比不相等，均大于2：1，產(chǎn)生這一問(wèn)題的原因可能是氧氣比氫氣易溶于水．
（8）【已知通常狀況下氣體的密度：H₂：0.089g/L  O₂：1.429g/L】．試根據(jù)電解水正、負(fù)兩極所得氣體體積的理論值，計(jì)算正、負(fù)兩極所得氣體的質(zhì)量比為8：1（結(jié)果取整數(shù)）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)硬水、軟水的鑒別方法、硬水的軟化方法分析回答；
（2）根據(jù)水的凈化方法與原理進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)化學(xué)變化和物理變化的本質(zhì)區(qū)別：有無(wú)新物質(zhì)生成進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)溶解時(shí)用到的玻璃儀器有燒杯和玻璃棒進(jìn)行分析；
（5）根據(jù)物質(zhì)的組成分析，由一種物質(zhì)組成的物質(zhì)是純凈物，由多種物質(zhì)組成的物質(zhì)是混合物進(jìn)行分析；
（6）根據(jù)已有的水的電解的知識(shí)進(jìn)行分析；根據(jù)質(zhì)量守恒定律的兩個(gè)原則和化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)方法進(jìn)行分析；
（7）由圖中分析可知，電解開(kāi)始階段負(fù)極與正極產(chǎn)生的氣體體積比與理論比不相等，均大于2：1；產(chǎn)生這一問(wèn)題的原因可能是氧氣比氫氣易溶于水；
（8）根據(jù)“正氧負(fù)氫，氫二氧一”，根據(jù)m=ρv，即可計(jì)算兩者的質(zhì)量比．

解答 解：（1）檢驗(yàn)地下水是硬水還是軟水的方法是：取水樣于燒杯中，加入適量肥皂水，攪拌，若沒(méi)有泡沫產(chǎn)生或產(chǎn)生泡沫較少，則為硬水；若產(chǎn)生泡沫較多，則為軟水；如果地下水硬度大，或者坑水中病原微生物過(guò)多，都可以采取加熱煮沸方法，來(lái)降低硬度和殺滅病原微生物．
（2）小剛收集到一瓶渾濁的河水，他要模擬自來(lái)水廠(chǎng)的凈水過(guò)程，最終制成蒸餾水．其實(shí)驗(yàn)過(guò)程如圖1所示．則：圖中A物質(zhì)是一種絮凝劑，它的名稱(chēng)是明礬；操作①的名稱(chēng)是過(guò)濾；操作②主要是除去水中的一些異味和色素，應(yīng)選用的物質(zhì)是活性炭；
（3）從海水中取得淡水的過(guò)程為海水淡化，沒(méi)有新物質(zhì)生成，屬于物理變化；
（4）溶解時(shí)用到的玻璃儀器有燒杯和玻璃棒；
（5）醫(yī)用生理鹽水中含有水、氯化鈉，屬于混合物；
（6）正極產(chǎn)生氧氣、負(fù)極產(chǎn)生氫氣，二者氣體體積之比為1：2，觀(guān)察圖示，乙試管內(nèi)生成的氣體少且連接著正極，是氧氣，可以用帶火星的木條檢驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)證明水是由氫元素、氧元素組成的；水在二氧化鈦的催化作用和光照條件下反應(yīng)生成氫氣和氧氣．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H₂O$\frac{\underline{\;TiO_{2}\;}}{光照}$2H₂↑+O₂↑；
（7）由圖中分析可知，電解開(kāi)始階段負(fù)極與正極產(chǎn)生的氣體體積比與理論比不相等，均大于2：1；產(chǎn)生這一問(wèn)題的原因可能是氧氣比氫氣易溶于水；
（8）根據(jù)生成的氫氣與氧氣的體積比是2：1，根據(jù)m=ρv，可知?dú)錃夂脱鯕獾馁|(zhì)量比是：$\frac{0.089g/L×2}{1.43g/L×1}$=$\frac{1}{8}$；故氧氣和氫氣的質(zhì)量比8：1
故答案為：（1）肥皂水；煮沸；（2）明礬；過(guò)濾；活性炭；（3）物理；（4）玻璃棒；（5）混合物；（6）帶火星的木條；氫元素、氧元素；2H₂O$\frac{\underline{\;TiO_{2}\;}}{光照}$2H₂↑+O₂↑；（7）電解開(kāi)始階段負(fù)極與正極產(chǎn)生的氣體體積比與理論比不相等，均大于2：1；氧氣比氫氣易溶于水；（8）8：1．

點(diǎn)評(píng) 此題考查知識(shí)點(diǎn)較多，可依據(jù)已有的知識(shí)進(jìn)行分析解答．