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专题 04 水
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知识01 爱护水资源 方法01 物质分类
知识02 水的净化 方法02 化学式的读法和写法
知识03 硬水和软水 方法03 化合价
知识04 氢气 方法04 有关化学式的计算
知识05 水的组成
知识 01 爱护水资源
一、地球的水资源
地球表面71%被水覆盖，供人类利用的淡水小于1% 。
全球海水、陆地水储量比 国家节水标志
二、爱护水资源的途径：节约用水，防止水体污染
1.节约用水
节约用水即提高水的利用效益。生活中提倡一水多用，使用节水型器具；农业中改大
水漫灌为喷灌、滴灌；工业中应用新技术新工艺循环使用。
2.防止污染
①水污染：指大量污染物质排入水体，超过水体的自净能力使水质恶化，水体及其周
围的生态平衡遭到破坏，对人类健康、生活和生产活动等造成损失和威胁。
②水污染物：工业“三废”（废渣、废水、废气）；农药、化肥的不合理施用；生活
垃圾、生活污水的任意排放。
③防止水体污染：
工业上：应用新技术、新工艺减少污染物的产生，对污染的水体处理达标后排放；
农业上：合理施用农药、化肥，提倡使用农家肥；
生活上：生活污水要集中处理达标排放，不使用含磷洗涤剂等。加强水质监测。
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【例1】（2023·湖北襄阳·统考中考真题）水是生命之源，爱护水资源越来越受到人们的重
视。我市某校兴趣小组于3月22日（“世界水日”）开展了以“爱护水资源”为主题的项
目式学习探究活动。
（1）保持水的化学性质的最小粒子是 （填化学式）。
（2）襄阳市区的自来水取自汉江，自来水属于 （填“混合物”或“纯净物”）。
（3）下列做法不符合“节约用水”理念的是 （填序号）。
A．用淘米、洗菜的水浇花、冲厕所
B．用喷灌、滴灌的方法浇灌农田和园林
C．为节约用水，用工业废水直接浇灌农田
【答案】（1）HO
2
（2）混合物
（3）C
【详解】（1）水由水分子构成，保持水的化学性质的最小粒子是水分子，分子用化学式表
示，故填：HO；
2
（2）自来水是由水、可溶性杂质等混合而成，属于混合物；
（3）A、用淘米、洗菜的水浇花、冲厕所，可以节约用水，符合“节约用水”理念，不符
合题意；
B、用喷灌、滴灌的方法浇灌农田和园林，可以节约用水，符合“节约用水”理念，不符
合题意；
C、为节约用水，用工业废水直接浇灌农田会造成土壤污染、水体污染，危害人体健康，
不符合“节约用水”理念，符合题意。
故选C。
知识 0 2 水的净化
一、水的物理性质
纯水是无色、无臭、清澈透明的液体。城市生活用水是经自来水厂净化处理过的。
二、自来水厂净水过程
三、净化水的常用方法
1.沉淀
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①静置沉淀，让水中的不溶性固体颗粒下沉到底部；
②吸附沉淀，加入明矾，溶于水生成胶状物吸附悬浮杂质，使之沉降。
2.过滤
①适用：用于分离难溶性固体与液体或者不溶性固体和可溶性固体
②操作注意事项：“一贴二低三靠”
③仪器和用品：玻璃仪器（烧杯、玻璃棒、漏斗）、 铁架台、用品（滤纸）
④过滤后，如果滤液仍然浑浊，可能原因有:
A承接滤液的烧杯不干净 B倾倒液体时液面高于滤纸边缘 C滤纸破损
⑤过滤后仍然浑浊的处理方法，清洗仪器，更换滤纸，重新过滤。
3.吸附
常用的吸附剂活性炭（有疏松多孔的结构，具有吸附性，物理性质）；
除去水中的难溶性杂质、吸附色素和异味等可溶性杂质。
水下进上出充分 小卵石、石英砂、
过滤吸附 活性炭不能交换位置
4.蒸馏：利用液体沸点不同将液体分离的方法；
可以除去水中所有杂质，得到的水是纯净物。
5.各种净化方法除去的杂质的种类
难溶性杂质 可溶性杂质 降低水的硬度
沉淀 √
过滤 √
吸附 √ √
蒸馏 √ √ √
水的净化效果由低到高的是：沉淀、过滤、吸附、蒸馏（均为物理方法），
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其中净化效果最好的是蒸馏；既有过滤作用又有吸附作用的净水剂是活性炭。
【例2】（2022·辽宁阜新·统考中考真题）在实验室模拟自来水厂的净水过程，将浑浊的细
河水最终制成自来水。实验流程如下图所示：
（1）明矾的作用是 。
（2）操作X的名称是 。
（3）取少量液体C于试管中，滴加肥皂水，振荡。观察到有较多的浮渣产生，说明液体C
是 (填“软水”或“硬水”)。
【答案】（1）吸附沉降
（2）过滤
（3）硬水
【详解】（1）明矾的作用是利用明矾溶于水后生成的胶状物吸附水中的悬浮杂质而形成沉
淀使其沉降；故答案：吸附沉降。
（2）目前学到将固液分离最常用的方法是过滤法。过滤时，沉淀在过滤器内，而溶液则通
过过滤器进入容器中，所得到的溶液称为滤液，故X操作名称：过滤。
（3）利用肥皂水区分硬水和软水的现象：泡沫多、浮渣少的为软水。反之，泡沫少、浮渣
多的为硬水。 故答案：硬水。
知识 0 3 硬水和软水
一、定义
硬水是含有较多可溶性钙、镁化合物的水；软水是不含或含较少可溶性钙、镁化合物
的水。
二、鉴别方法
加入等量的肥皂水，浮渣较多、泡沫较少的是硬水，泡沫较多、浮渣较少的是软水。
三、硬水软化的方法
实验室——蒸馏、生活中——煮沸
蒸馏：利用液体沸点不同将液体分离的方法；可以除去水中所有杂质。得到的水是纯
净物。
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1.沸石（碎瓷片）的作用：防止液体暴沸；
2.冷凝管中水下进上出：充分冷凝水蒸气；
3.弃去最先得到的蒸馏水：
4.可能混有装置仪器中的杂质和低沸点的杂质。
5.简易装置的长导管相当于冷凝管：充分冷却水蒸气。
【例3】（2023·湖北荆州·统考中考真题）常用来区分硬水和软水的试剂是（ ）
A．食盐水 B．肥皂水 C．蔗糖水 D．蒸馏水
【答案】B
【详解】硬水是指含有较多钙镁化合物的水，软水是指不含或者含有少量钙镁化合物的水，
鉴别硬水软水通常使用肥皂水，向水样中加入肥皂水、振荡，若泡沫多、浮渣少，则为软
水，若泡沫少、浮渣多，则为硬水。
故选B。
知识 0 4 氢气
一、物理性质
无色、无味气体，难溶于水，密度比空气的小。（排水法、向下排空气法收集）
二、氢气的化学性质：可燃性
实验操作 实验现象 实验分析
空气中点燃纯净的氢气 安静的燃烧，产生淡蓝色火焰 氢气具有可燃性
火焰上方罩一个干而冷的烧杯 烧杯内壁出现小水滴，触摸烧杯外壁感觉
燃烧放热，生成水
烫
结论 氢气点燃后生成水，说明水由氢元素和氧元素组成
化学方程式 2H+O 2HO
2 2 2
三、注意事项
不纯的氢气遇明火可能会爆炸，氢气的爆炸极限的体积分数为4%～74.2%。
因此点燃前必须验纯（如图所示）。
若发出尖锐的爆鸣声表明氢气不纯（此时点燃较危险）；
声音很小则表明氢气较纯。
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【例4】（2023·江苏泰州·统考中考真题）某同学进行水的组成及变化的探究，其中操作错
误的是（ ）
A． 检验氧气 B． 氢气验纯
C． 点燃氢气 D． 熄灭酒精灯
【答案】D
【详解】A、电解水实验中，正极产生氧气，负极产生氢气，且二者体积比为1：2，要检
验氧气，则将带火星的木条放在尖嘴口，打开活塞放出气体，若木条复燃，则气体是氧气，
操作正确，选项不符合题意；
B、氢气验纯的操作：用拇指堵住试管口,移近酒精灯火焰,再将拇指移开，若听到轻微的
“噗”声，则证明氢气很纯，可以点燃；若听到尖锐的爆鸣声，说明氢气不纯，操作正确，
选项不符合题意；
C、点燃氢气的操作：在带尖嘴的金属导管口点燃纯净的氢气，观察火焰的颜色，操作正
确，选项不符合题意；
D、熄灭酒精灯应用灯帽盖灭，不能用嘴吹，操作错误，选项符合题意。
故选：D
知识 0 5 水的组成
一、水的电解实验
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简记：正氧负氢，氢二氧一或者（负氢多二）
二、微观理解水的电解
实验步骤 实验现象 现象分析
两电极端均产生气泡，一段时间后， 相同条件下，负极产生气体较快较
1.接通电源
负极端气体体积约为正极端气体体积2倍 多
2.用燃着的木条分 正极端气体让小木条燃烧更旺， 正极端气体具有助燃性
别检验两极气体 负极端气体能燃烧，产生淡蓝色火焰 负极端气体具有可燃性
实验结论 反应方程式 注意事项
水通电生成氢气和 电源选择直流电；水中加入硫酸钠
氧气，说明水由氢 2HO 2H↑+O ↑ 或氢氧化钠的目的是增强水的导电
2 2 2
元素和氧元素组成 性
反思交流
1.气体聚集在玻璃管上端，说明气体具有什么性 3.本实验得到的气体体积比和质量比图像
质？
气体密度小于水且溶解性不大
2.实验时正负极端产生的气体体积比小于1:2的原
因？
氧气不易溶于水，氢气难溶于水；且氧气可能和
金属电极发生反应。
氢气氧气的体积比约为2 : 1；
质量比约为1 : 8
化学反应前后原子种类不变，故反应前后元素种类不变
【例5】（2023·辽宁阜新·统考中考真题）如图为电解水实验示意图。下列说法中正确的是
（ ）
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A．与负极相连的试管内收集的气体是氧气
B．产生氢气和氧气的质量比为2:1
C．与正极相连的试管内收集的气体能燃烧
D．该实验说明水是由氢元素和氧元素组成的
【答案】D
【分析】本题主要考查电解水的实验，在电解水实验中，正极产生的气体较少，负极产生
的气体较多，体积比约为1:2，正极的气体能使带火星的小木条复燃，负极的气体能燃烧，
根据以上现象可推出正极产生的气体是氧气，负极产生的气体是氢气，从而得出水是由氢、
氧元素组成的结论。
【详解】A.与负极相连的试管内收集的气体能燃烧是氢气，故A错误；
B.产生氢气和氧气的体积比为2：1，质量比为1:8，故B错误；
C.与正极相连的试管内收集的气体能能使带火星的小木条复燃是氧气，故C错误；
D.通过该反的实验现象可知通电分解水生成氢气和氧气，从而说明了水是由氢元素和氧元
素组成的，故D正确。
故选D
方法 1 物质分类
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【例6】（2023·山东聊城·统考中考真题）2023年3月23日世界气象日主题为“天气气候
水，代代向未来”。如图是世界气象日聊城当日天气状况的手机截屏，图中计入空气污染
指数的有害气体属于氧化物的有（ ）
A．一种 B．二种 C．三种 D．四种
【答案】C
【详解】氧化物的定义是只含有两种元素，其中一种元素为氧元素的化合物，图中计入空
气污染指数的有害气体属于氧化物的有二氧化氮、二氧化硫和一氧化碳，所以共有3种；
故选：C。
方法 2 化学式的读法和写法
一、金属+非金属
1.写法：金属靠前，非金属靠后
2.读法：“某化某”，一般不读出角标，读出金属的不同价态
3.特殊：MnO ——二氧化锰 Fe O——四氧化三铁
2 3 4
二、非金属+非金属
1.写法：一般显正价元素在前，一般显负价的元素在后
2.读法：“某化某”，角标≥2才读，含氧元素角标为“1”也要读 （CO：一氧化碳）
3.特殊：HO——水 HO——过氧化氢 NH ——氨气 CH——甲烷
2 2 2 3 4
三、含原子团的化合物
1.写法：正价前，负价后，原子团超过1个时要打括号，在括号外右下角写上原子团
的个数角标
2.读法：都不读角标
3.分类：
（1）氢元素+酸根——读“某酸”
HNO——硝酸 HCO——碳酸 HSO ——硫酸 HPO ——磷酸
3 2 3 2 4 3 4
特殊：盐酸的主要成分氯化氢——HCl
（2）金属+酸根
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酸 Al
根/金 Na K Mg Ca Fe
属
NaNO KNO Mg(NO ) Ca(NO ) Fe(NO ) Fe(NO ) Al(NO )
NO 3 3 3 2 3 2 3 2 3 3 3 3
3 硝酸钠 硝酸钾 硝酸镁 硝酸钙 硝酸亚铁 硝酸铁 硝酸铝
NaCO KCO MgCO CaCO FeCO Fe (CO) Al (CO)
CO 2 3 2 3 3 3 3 2 3 3 2 3 3
3 碳酸钠 碳酸钾 碳酸镁 碳酸钙 碳酸亚铁 碳酸铁 碳酸铝
NaSO KSO MgSO CaSO FeSO Fe (SO ) Al (CO)
SO 2 4 2 4 4 4 4 2 4 3 2 3 3
4 硫酸钠 硫酸钾 硫酸镁 硫酸钙 硫酸亚铁 硫酸铁 硫酸铝
读法：某酸某，+2价的铁元素读作亚铁，+3价的铁元素读作铁。
（3）金属+氢氧根
读作：“氢氧化某”
NaOH——氢氧化钠 KOH——氢氧化钾 Fe(OH) ——氢氧化亚铁 Fe(OH) ——
2 3
氢氧化铁
（4）铵根+其他元素/原子团
读作：某化铵或某酸铵
NH Cl——氯化铵 NH NO ——硝酸铵 (NH )SO ——硫酸铵
4 4 3 4 2 4
特殊：NH ·H O——一水合氨
3 2
【例7】（2023·青海西宁·统考中考真题）用适当的化学用语填空：
（1）氩气 ；
（2）2个五氧化二磷分子 ；
（3）硝酸根离子 ；
（4）标出氯酸钾中氯元素的化合价 。
【答案】（1）Ar
（2）2PO
2 5
（3）
（4）
【详解】（1）氩气属于稀有气体，由原子直接构成，用元素符号表示其化学式，氩气的化
学式为Ar，故填：Ar。
（2）化学式表示该物质的一个分子，表示多个分子则在化学式前面加上相应的数字，所以
2个五氧化二磷分子表示为2PO，故填：2PO。
2 5 2 5
（3）根据离子的表示方法：在表示该离子的元素符号或原子团右上角，标出该离子所带的
正负电荷数，数字在前，正负符号在后，带1个电荷时，1要省略，则硝酸根离子可表示
为 ，故填： 。
（4）氯酸钾中钾元素化合价为+1，氧元素化合价为-2，设氯元素化合价为x，化合物中正
负化合价的代数和为零，则 ，化合价标在元素符号的正上方，正
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负号在前、数字在后，所以氯酸钾中氯元素的化合价可表示为 ，故填： 。
方法 3 化合价
一、表示方法
在元素符号或原子团的正上方，用“+n”或“-n”，n为1时不能省略，
如水中氧元素的化合价可表示为：
二、一般规律
1.化合物中金属元素显正价
2.单质中元素化合价为零
3.化合物中正负化合价代数和为零；
4.有些元素在同一种物质或不同物质中的化合价可能不同
三、化合价口诀
一价氢氯钾钠银 氯负一，其他都是正一
二价氧钙钡镁锌 氧负二，其他都是正二
三铝四硅五价磷
二三铁，二四碳
二四六硫都齐全 —2 +4 +6
铜汞二价最常见
负一还有氟溴碘
【例8】（2023·上海·统考中考真题）自来水生产中可加入 消毒。 中Cl的化合价
为（ ）
A．+7 B．+5 C．+4 D．+2
【答案】C
【详解】ClO 中氧元素的化合价为-2价，设氯元素化合价为x，根据化合物中正负化合价
2
代数为0，则x+（-2）×2=0，得x=+4价。
故选C。
方法 3 有关化学式的计算
以AmBn为例
一、相对分子质量（Ar）的计算
Mr(AmBn)＝Ar(A)×m＋Ar(B)×n
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二、各元素的质量比
A元素质量与B元素质量的比＝[ Ar(A)×m] ： [Ar(B)×n ]
三、元素质量分数
（1） 某元素的质量分数 = ×100%
A%= ×100%
（2） 化合物中某元素的质量 = 化合物的质量 × 该元素的质量分数
（3） 化合物的质量 = 某元素的质量 ÷ 化合物中该元素的质量分数
例：以水为例计算 H-1 O-16
①HO的相对分子质量： 1×2＋16×1=18；
2
②H O中氢元素和氧元素的原子个数比： 2 : 1
2
③HO中氢元素和氧元素的质量比为： (1×2) : (16×1)=2 : 32=1 : 16
2
④H O中氢元素的质量分数： (1×2)÷18=11.1%
2
⑤18g水中含有的氧元素质量： 18g×[(1×2)÷18]×100%=2g
⑥多少克水中含有2g氢元素： 2g÷[(1×2)÷18]×100%=18g
【例9】（2023·辽宁沈阳·统考中考真题）部分蔬菜及水果中含有维生素A（ ）。
下列关于维生素A的说法正确的是（ ）
A．维生素A由三种元素组成
B．维生素A中含有1个氧分子
C．维生素A的相对分子质量为286g
D．维生素A中碳、氢元素质量比为2：3
【答案】A
【详解】A、维生素A由碳、氢、氧三种元素组成，故A说法正确；
B、维生素A是由维生素A分子构成的，一个维生素A分子中含有20个碳原子、30个氢
原子和1个氧原子，故B说法错误；
C、维生素A的相对分子质量为12×20+1×30+16=286，相对分子质量的单位是“1”，不是
“g”，通常省略，故C说法错误；
D、维生素A中碳、氢元素质量比为（12×20）：（1×30）=8：1，故D说法错误；
故选：A。
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