Question

20．水是宝贵的自然资源，在工农业生产和日常生活中有着极其广泛的运用．

（一）水资源的现状：
（1）我国淡水属于缺水国之列，人均淡水资源仅为世界人均量的1/4．北方，有些村庄打深井取用地下水．检验地下水是硬水还是软水，可以取水样加入少量肥皂水，振荡，发现泡沫少，有较多浮渣产生，说明是硬水．使用硬水会给生产、生活带来麻烦，生活中常用煮沸的方法来降低水的硬度．
（二）水的净化
（2）小刚收集到一瓶浑浊的河水，他要模拟自来水厂的净水过程，最终制成蒸馏水．其实验过程如图1所示．则：图中A物质是一种絮凝剂，它的名称是明矾；操作①的名称是过滤；操作②主要是除去水中的一些异味和色素，应选用的物质是活性炭．
（3）如图2所示，海水淡化主要是为了提供饮用水和农业用水，目前淡化膜法是市场中的主流．高分子半透膜只允许水透过，盐类物质不能透过．海水淡化过程属于物理变化．（填“物理”或“化学”）．
（三）水资源的利用
（4）水在生产生活中常用于溶解物质形成溶液．实验室溶解物质时，用到的玻璃仪器有烧杯和玻璃棒．
（5）水一种重要的营养物质，被称为“六大营养素”之首．病人输液时常用生理盐水
【0.9%的氯化钠溶液】．医用生理盐水是混合物（选填“纯净物”“混合物”）．
（6）分解水可以得到氢气．氢气是一种可燃性气体．由于其清洁、高效、安全、可贮存、可运输等诸多优点，被称为“最理想的绿色能源”．
如图3是电解水的简单装置：根据图中现象判断，乙试管内的气体可以用带火星的木条来检验；实验证明水是由氢元素、氧元素组成的；电解水要消耗大量的电能，科学家正致力于用其他方法由水制氢气，如用TiO₂作催化剂，经光照可分解水得到氢气，该反应用化学式表示为2H₂O$\frac{\underline{\;TiO_{2}\;}}{光照}$2H₂↑+O₂↑．
（7）如表是兴趣小组同学一次电解水实验测得的实际数据：

电解时间	1	2	3	4	5	6	…
负极生成气体体积/mL	6	12	20	29	39	49	…
正极生成气体体积/mL	2	4	7	11	16	21	…

分析表中的数据你发现的问题是电解开始阶段负极与正极产生的气体体积比与理论比不相等，均大于2：1，产生这一问题的原因可能是氧气比氢气易溶于水．
（8）【已知通常状况下气体的密度：H₂：0.089g/L  O₂：1.429g/L】．试根据电解水正、负两极所得气体体积的理论值，计算正、负两极所得气体的质量比为8：1（结果取整数）

Answer 1

分析 （1）根据硬水、软水的鉴别方法、硬水的软化方法分析回答；
（2）根据水的净化方法与原理进行分析；
（3）根据化学变化和物理变化的本质区别：有无新物质生成进行分析；
（4）根据溶解时用到的玻璃仪器有烧杯和玻璃棒进行分析；
（5）根据物质的组成分析，由一种物质组成的物质是纯净物，由多种物质组成的物质是混合物进行分析；
（6）根据已有的水的电解的知识进行分析；根据质量守恒定律的两个原则和化学方程式的书写方法进行分析；
（7）由图中分析可知，电解开始阶段负极与正极产生的气体体积比与理论比不相等，均大于2：1；产生这一问题的原因可能是氧气比氢气易溶于水；
（8）根据“正氧负氢，氢二氧一”，根据m=ρv，即可计算两者的质量比．

解答 解：（1）检验地下水是硬水还是软水的方法是：取水样于烧杯中，加入适量肥皂水，搅拌，若没有泡沫产生或产生泡沫较少，则为硬水；若产生泡沫较多，则为软水；如果地下水硬度大，或者坑水中病原微生物过多，都可以采取加热煮沸方法，来降低硬度和杀灭病原微生物．
（2）小刚收集到一瓶浑浊的河水，他要模拟自来水厂的净水过程，最终制成蒸馏水．其实验过程如图1所示．则：图中A物质是一种絮凝剂，它的名称是明矾；操作①的名称是过滤；操作②主要是除去水中的一些异味和色素，应选用的物质是活性炭；
（3）从海水中取得淡水的过程为海水淡化，没有新物质生成，属于物理变化；
（4）溶解时用到的玻璃仪器有烧杯和玻璃棒；
（5）医用生理盐水中含有水、氯化钠，属于混合物；
（6）正极产生氧气、负极产生氢气，二者气体体积之比为1：2，观察图示，乙试管内生成的气体少且连接着正极，是氧气，可以用带火星的木条检验；实验证明水是由氢元素、氧元素组成的；水在二氧化钛的催化作用和光照条件下反应生成氢气和氧气．该反应的化学方程式为：2H₂O$\frac{\underline{\;TiO_{2}\;}}{光照}$2H₂↑+O₂↑；
（7）由图中分析可知，电解开始阶段负极与正极产生的气体体积比与理论比不相等，均大于2：1；产生这一问题的原因可能是氧气比氢气易溶于水；
（8）根据生成的氢气与氧气的体积比是2：1，根据m=ρv，可知氢气和氧气的质量比是：$\frac{0.089g/L×2}{1.43g/L×1}$=$\frac{1}{8}$；故氧气和氢气的质量比8：1
故答案为：（1）肥皂水；煮沸；（2）明矾；过滤；活性炭；（3）物理；（4）玻璃棒；（5）混合物；（6）带火星的木条；氢元素、氧元素；2H₂O$\frac{\underline{\;TiO_{2}\;}}{光照}$2H₂↑+O₂↑；（7）电解开始阶段负极与正极产生的气体体积比与理论比不相等，均大于2：1；氧气比氢气易溶于水；（8）8：1．

点评 此题考查知识点较多，可依据已有的知识进行分析解答．