第04讲电解水实验及水的净化.docx
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第04讲电解水实验及水的净化
1.水的性质
A.物理性质
纯净的水是无色、无味的透明液体,在101kp时,水的凝固点是0℃,沸点是100℃,4℃时密度最大,为1g/cm3。
B.化学性质
2.电解水的实验(五大实验之一)
【实验装置】
【实验步骤】
利用上图所示装置,接通电源,观察电极上和试管内发生的现象,然后对两试管中的气体进行检验。
【实验现象】
通电后,电极上有气泡产生,通电一段时间后,两个试管内都汇集了一些气体,与电源正极相连的试管内的气体体积较小,与负极相连的试管内气体的体积较大,体积比约为1∶2。
【气体的检验】
对两支试管内的气体进行检验:
试管乙中的气体可以使带火星的木条复燃,说明与电源正极相连的试管内的生成的气体是氧气;
试管甲中的气体能够燃烧,火焰呈淡蓝色(有时可能发出“啪啪”的爆鸣声),说明与电源负极相连的试管内生成的气体是氢气。
【实验结论】
水在通电的条件下,发生了分解反应,生成了氢气和氧气
化学性质
说明水是由氢(H)、氧(O)两种元素组成的。
【注意事项】
电源为直流电源
水中通常加入少量的氢氧化钠溶液或硫酸溶液,增强水的导电性
【误差分析】
实际试验结果往往出现生成的氢气的体积与氧气的体积之比大于2∶1的情况。
原因:
通常状况下,氢气难溶于水,氧气不易溶于水。
3.氢气的性质:
物理性质:
氢气是一种无色、无味、难溶于水的气体。
化学性质:
A.可燃性:
纯净的氢气在空气中安静的燃烧,发出淡蓝色的火焰,放出热量。
注:
点燃氢气和氧气的混合气体(或氢气不纯)可能发生爆炸。
所以点燃前应验纯。
B.还原性
1.关于水的组成的说法正确的是()
A.水是由氢气和氧气组成的
B.水是由氢元素和氧元素组成的
C.水是由一个氧原子和两个氢原子构成的
D.水是由一个氧元素和两个氢元素组成的
2.如图所示表示通电分解水的简易装置。
回答下列问题:
⑴与A量筒中的电极相连接的是电池的极,B量筒中产生的气体是。
⑵如果用VA和VB分别表示A量筒和B量筒中生成气体的体积,则VA∶VB约等于。
⑶如果该实验中产生氧气32g,则生成氢气g。
⑷在水槽中加入少量硫酸或氢氧化钠的目的是。
⑸该实验能证明的结论是:
①;
②。
3.右图是电解水的两种装置,回答下列问题:
⑴装置乙比装置甲有一个明显的优点,这个优点是;
⑵图中显示表明,实验(选填“未开始”或“已经进行了一段时间”)。
⑶检验C试管内的气体的方法是:
⑷检验D试管内的气体的方法是:
4.如图所示,(I)是电解水的简易装置,(II)是电解水生成气体的体积与电解时间的关系图。
试回答下列问题(甲试管中生成气体A,乙试管中生成气体B):
⑴图中C是电源的____极,D是电源的____极。
⑵收集A气体的方法是________,这是因为_____________;收集B气体的方法是________,这是因为_______________。
⑶电解进行到6min时,甲、乙两试管内排出水的体积比为_____。
(Ⅰ)(Ⅱ)
水的净化
1.水的净化的一般方法
A.沉淀:
使一些颗粒较大的固体沉降,主要除去不溶于水的大颗粒物质
B.吸附:
常用明矾、活性炭对水中的杂质吸附而使之沉降。
明矾是一种常用的净水剂,在水中形成胶状物,可对悬浮杂质进行吸附沉降,达到净水的目的,主要除去水中不溶性杂质。
活性炭具有疏松多孔的结构,可以吸附水中悬浮物,也可吸附溶于水有异味或有颜色的物质,可除去水中不溶性和可溶性杂质
C.过滤:
除去水中不溶性杂质的方法
D.蒸馏:
除去水中可溶性杂质的方法,净化程度相对较高,得到的蒸馏水可看成是纯净物
【小结】以上几种净化水的方法能达到的目的见下表(“√”表示该净水过程可实现的项目;“×”表示该净水过程不可实现的项目)
2.过滤
①所需仪器:
铁架台(带铁圈)、烧杯、漏斗、玻璃棒。
②装置:
③基本操作及注意事项
④误差分析
过滤后,滤液仍然浑浊可能的原因有哪些?
滤纸破损;滤液边缘高于滤纸边缘;仪器不干净等。
对仍浑浊的滤液应再过滤一次,直到澄清为止。
经过净化后的水虽然变澄清了,但所得的水仍然不是纯水。
要想得到净化程度很高的水可以使用蒸馏的操作。
3.蒸馏
蒸馏是通过给液体加热,使它变为蒸气,再使蒸气冷却,凝聚成液体的方法。
在实验室可以制取蒸馏水,装置如下图:
简易装置图如甲和图乙:
注意:
为防止加热时出现暴沸,事先加入几粒沸石或碎瓷片。
简易装置中长导管的作用是冷凝;
蒸馏烧瓶加热要垫上石棉网;
冷凝水从下口进,上口出,使冷凝效果更好。
4.硬水与软水
定义:
硬水:
含有较多可溶性钙、镁化合物的水
软水:
不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水
鉴别方法:
用肥皂水可区分软水和硬水,泡沫多的水为软水,泡沫少且出现较多浮渣的水为硬水
硬水的软化:
加热煮沸、蒸馏
5.经典的自然水净化过程:
1.原水(未作处理的水)中含有泥沙、悬浮物和细菌等杂质,可用次氯酸杀死细菌。
氯气溶于水时可生成次氯酸和盐酸,某水厂自来水的生产净化步骤如下:
①可以除去大颗粒悬浮物杂质的步骤为(填编号)。
②能消毒杀菌的步骤为(填编号)。
2.下列各项与自来水的净化过程无关的是()
A.吸附B.沉降
C.电解D.消毒
3.自然界中几乎不存在纯净的水,若要对自然界中水进行净化处理,其中净化程度最高的方法是()
A.吸附B.沉降
C.过滤D.蒸馏
4.硬水和软水的区别是()
A.硬水中含污染物,软水中无污染物
B.硬水中含较多的可溶性的钙、镁化合物,软水中不含或少含可溶性钙、镁化合物
C.硬水是混合物,软水是纯净物
D.硬水是化合物,软水是单质
5.长期饮用硬水会引起体内结石,区分硬水和软水的方法是()
A.看颜色
B.闻气味
C.加食盐水
D.加肥皂水
6.某同学用空塑料饮料瓶做简易净水器,设计图如下。
请你帮他继续设计:
小卵石、活性炭、石英沙三种材料的位置(在答题卷上写出对应①②③所需的材料名称),以获得较好的净水效果。
7.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。
其实验过程如下所示。
请回答以下问题。
⑴A物质的名称是______,操作①的名称是_____,若经过操作①后,所得液体C中仍有浑浊,其原因可能是______(填写序号);
a.漏斗内的滤纸有破损
b.漏斗下端未靠在烧杯内壁
c.漏斗内液面高于滤纸的边缘
(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)
⑵操作②应选用的装置是_____(填序号),该过程主要是____变化(填“物理”或“化学”)。
⑶小刚取少量液体D于试管中,加入少量肥皂水,振荡,发现有较多浮渣产生,说明液体D是____水。
操作③应选用的装置是____(填序号),经过操作③以后,小刚重复上述实验,他观察到的实验现象是_______________。
8.陈伟同学将浑浊的湖水样品倒入烧杯中,先加入明矾粉末搅拌溶解,静置一会后,进行过滤。
⑴需要使用的用品有_________________________________________;
⑵加明矾的作用是_____;
玻璃棒的作用是______;
漏斗下端紧靠烧杯内壁是为了_______________________________;
⑶操纵过程中,他发现过滤速度太慢,产生的原因是___________________________;
⑷过滤后观察发现,滤液仍浑浊,可能的原因有
____________________________________________;
⑸改进装置后得到了澄清透明的水,他兴奋的宣布:
我终于制得了纯净水了!
对此,你有没有不同的看法?
理由是__________________________。
若要制得纯净水,还需要采取的净化方法是______。
9.在实验室可利用如图装置制取蒸馏水,回答以下问题:
⑴写出下列仪器名称:
a._________; b._________;
c._________; e._________。
⑵得到的蒸馏水在_____中。
⑶仔细观察d仪器,它起到_______________。
冷水进入d的方向如图所示,如果改为上端流入下端流出是否能达到目的?
______(填“能”或“不能”)其原因是___________。
⑷蒸馏烧瓶中在加热前应放入______或_______,作用是_________________。
在线测试题
温馨提示:
请在线作答,以便及时反馈孩子的薄弱环节。
1.自然界中几乎不存在纯净的水,若要对自然界中的水进行净化处理,下列操作中相对净化程度最高的是( )
A.过滤B.蒸馏C.静置沉淀D.吸附沉淀
2.下列关于净化水的方法不正确的是( )
A.蒸馏、煮沸都能够降低水的硬度
B.用过滤的方法得到的水为纯水
C.使浑浊的水变澄清的一种方法是静置沉淀
D.可用明矾吸附水中悬浮的固体杂质
3.图是用来净化河水的简易装置,下面对该净水器分析正确的是( )
A.能杀菌消毒 B.能把硬水变为软水
C.能得到纯净水 D.活性炭主要起吸附杂质、色素的作用
4.污水处理的主要方法有:
①中和法;②化学沉淀法;③氧化还原法;④过滤法。
其中属于化学方法的有()
A.①②③B.①②④C.②③④D.①②③④
5.下列关于电解水的叙述中错误的是( )
A.为增强水的导电性,常在水中加入一定量的稀硫酸或氢氧化钠溶液
B.在水电解器中加满水,然后接通直流电源
C.电解水的实验证明水是由氢、氧两种元素组成的
D.与电源正极相连的玻璃管内得到的气体能在空气中燃烧
6.利用水电解器电解稀氢氧化钠溶液一段时间后,观察到的现象不合理的是( )
A.阳极玻璃管内产生的气体使带火星的木条复燃
B.阳极玻璃管与阴极玻璃管内产生的气体体积比约为2∶l
C.阴极玻璃管内产生的气体被点燃时发出“噗”声
D.向电解后的残留溶液中滴加石蕊试液呈蓝色
7.如图装置电解水,一段时间后的现象如图所示.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.该实验能证明水是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
8.某中学化学课外兴趣小组的同学利用家里的塑料盆、输液瓶、铜导线、废旧电池的碳棒、家用停电宝等做了一个电解水的简易装置,实验后送交一份实验报告给老师,上面写明观察到的现象和结论如下,其中不能通过该实验说明的结论是( )
A.与电源正极相连的输液瓶中的气体能使带火星的木条复燃
B.与电源负极相连的输液瓶中的气体不能使带火星的木条复燃
C.水是化合物
D.水只能在通电的情况下才能发生分解
9.电解36g水,在标准状况下可以生成氢气和氧气的体积比为( )
A.2∶1B.3∶1C.1∶0.5D.2∶3
10.2011年被第63届联合国大会定为“国际化学年”。
普及科普知识,让人们远离愚昧,是“国际化学年”的重要任务之一。
下列流传于社会的说法正确的是( )
A.水窖中加入木炭可以净水
B.长期喝纯净水比喝矿泉水更益于健康
C.推广食用不含任何化学物质的绿色食品
D.凡含有食品添加剂的食物对人体健康均有害,不宜食用
11.水是生命之源,我们应该了解水、爱护水资源.下列说法错误的是( )
A.为使水中的悬浮杂质沉降,可在水中加人适量的明矾
B.自来水厂常用
消毒,
中氯元素的化合价为+2
C.通过过滤的方法可以将不溶于水的固体杂质与水分离开来
D.5mL水和5mL酒精混合,溶液体积小于10mL,说明分子间有空隙
12.小明同学去九仙山旅游时,用瓶装了一些山下的泉水,带回实验室,在老师的指导下,按下列流程进行实验,制取蒸馏水.
请回答下列问题:
⑴取水后加入明矾的作用是___________
⑵进行过滤操作时,下列做法错误的是()
A.玻璃棒要靠在三层滤纸的一边
B.漏斗下端的管口要紧靠烧杯的内壁
C.滤纸的边缘要低于漏斗口
D.液面不要低于滤纸边缘
⑶向滤液中加入活性炭,利用其__________性,除去水样中的色素和异味。
⑷消毒剂高铁酸钠(
)集氧化、吸附、凝聚、杀菌等功能于一体,目前被广泛应用于自来水净化.高铁酸钠中铁元素的化合价为_____________。
⑸在制取蒸馏水的过程中,在水中要放碎瓷片,其作用是_________。
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- 04 电解水 实验 净化