3.第二单元探秘水世界讲解
第二单元 探秘水世界
第一节 运动的水分子
能力自查
1． 2012年3月22日是第二十届“世界水日”。下列跟水有关的变化中没有化学变化
的是（ ）
A ．海水晒盐
B ．太阳能光解水制氢气
C ．用氯气或其他消毒剂杀死水中的细菌
D ．光合作用
2．向自行车胎打气时，适当情况下可多可少，这说明（ ）
A ．分子间有间隔
B ．分子质量很小
C ．分子体积很小
D ．分子在不断运动
3．科学家用单个分子制成了“纳米车”，它能在人工操纵下运输药物分子到病源处释
放以杀死癌细胞。下列有关“纳米车”的说法正确的是（ ）
A ．“纳米车”的研制成功说明分子要在人为外力作用下才能运动
B ．“纳米车”分子不是由原子构成的
C ．“纳米车”运输药物分子的过程是肉眼可以直接看见的
D ．“纳米车”研制成功说明在一定条件下人可以控制分子运动
4.（揭阳竞赛）地震是一种突发的自然灾害，震后生态环境和生活条件受到极大破坏，
卫生基础设施损坏严重，供水设施遭到破坏，饮用水源会受到污染，是导致传染病发生的潜
在因素。能否解决群众供水问题是关系震后能否控制大疫的一个关键问题。灾区人们日常生
活用水及饮用水都要经过一系列的净化才能使用。请你解决如下的问题：
(1)为了除去水中的不溶性杂质，可采取的操作是____________________________。
(2)当地震过后，你如何将污水变成清洁用水? _____________________。
(3)除去河水中的不溶性杂质后，请设计实验证明水样是硬水：_____________________。
(4)有人说“饮用天然矿泉水对人体健康有益，矿泉水微量元素的含量越多越好”，你认
为这种说法是否正确?为什么?___________________________________________。
拓展探究
5．（原创题）下表是小明家2013年3月份自来水缴费通知单部分内容，请结合缴费单
回答下列问题：
（1）请根据缴费单数据计算小明家3月份用水量是多少立方米？
（2）请你帮助小明设想哪些环节可以采取节水措施，提出具体建议并动员全家人共同
实施（写出一点）。
（3）结合自来水缴费单，请从水资源状况、防止水体污染、污水处理等方面谈谈你的
看法（写出两点）。 收费项目 单价（元/立方米） 应收金额（元） 自来水水费 1.700 15.30 水资源费 1.260 11.34 污水处理费 1.040 9.36 合计金额 万
千 百 十 元 角 分 ￥ 3 6 0 0
答案
1．A【解析】海水晒盐是利用阳光和风力使水分蒸发，没有新的物质生成，属于物理变化；由水制取氢气，说明有新的物质生成，属于化学变化；用氯气或其他消毒剂杀死水中的细菌，利用氯气的氧化性，属于化学变化；植物的光合作用需要吸入二氧化碳和水，释放出氧气并制造有机物，有新的物质生成，属于化学变化。
2．A【解析】向自行车胎打气时，适当情况下可多可少，主要与分子之间的间隔有关系，与分子的大小、体积以及分子的运动无关。
3．D【解析】“纳米车”的研制成功说明分子在外力作用下能按照人规定的路线运动，说明了人可以控制分子运动；分子是由原子构成的，分子很小，用肉眼是看不到的。
4.(1)过滤(2)先静置，加入明矾，沉淀，再加入活性炭，过滤(3)取适量样品，加入肥皂水，观察泡沫的多少(4)不正确；人体对元素的需求是均衡的
5．（1）9立方米（2）用洗菜水浇花（或用洗衣水拖地或减少淋浴时间或洗漱完毕立即关闭水龙头等合理答案）（3）可供人类使用的淡水资源短缺；水体污染严重，导致污水处理成本增加等合理答案
【解析】（1）15.3元÷1.7元/立方米=9立方米。（2）从生活角度入手提出合理节水措施。（3）可以从淡水资源短缺、水体污染以及污水处理费用增加等方面回答。
第二节水分子的变化
能力自查
1．（天津竞赛）分子是一种粒子。下列有关水分子的叙述正确的是（）
A．受热时水分子的体积逐渐变大
B．降温时水分子的化学性质发生改变
C．反应时构成水分子的原子种类发生改变
D．电解水生成氢气和氧气说明水分子是可分的
2．近年来，新型有机合成材料逐渐向环境友好的方向发
展．为满足海洋工程的需要，人们已研制出海水半透膜，成功
地将海水转化为淡水，解决了淡水资源短缺的问题．这种有机
高分子材料制造的半透膜具有哪些性质（答出三点即可）？
3．通电分解水实验所产生的O2和H2的体积比（理论值）为1︰2。已知，在标准状况下H2的密度为0.0899 g/L，O2的密度为1.429 g/L。但根据该实验计算得到的O2的密度为1.438 g/L。试分析O2的密度出现误差的主要原因（不包括操作失误和仪器失准所致）。
4．（原创题）早在20世纪80年代，有一个叫王洪成的人制造了一个“水变油”的神话，他提出使用“高科技的添加剂”可使水变成汽油。那么水究竟能不能变成油呢？同学们学习了水的组成知识后，不难用物质组成的观点揭穿这个骗局。
实验一：按右图电解水实验装置探究水的组成。
（1）A试管生成______气，B试管产生_______气。
（2）此实验说明水是由____________组成的。
实验二：探究汽油的组成元素
【实验步骤】汽油具有_______性，点燃使用汽油作燃料的油灯，首先在火焰上方罩一个干而冷小烧杯，过一会发现，烧杯内壁出现水珠；然后再取一个内壁蘸有澄清石灰水的烧杯罩在油灯火焰的上方，发现石灰水变浑浊。
【实验分析】汽油燃烧生成了____________________________。
【实验结论】汽油中一定含有_____________元素。
【小结】综合上述实验一、二可知，水（填“能”“不能”）变成油，因为水中不含元素。
拓展探究
5．（原创题）近日，习近平总书记在新华社一份《网民呼吁遏制餐饮环节“舌尖上的浪费”》的材料上作出批示：“浪费之风务必狠刹！”除了节约，我们还必须加快新能源的开发。新能源的开发应用是当今全球性的一个重大研究课题，发展新能源有着广阔的研究前景。（1）如果让你参与研究，你想为各种公交车配备的能源为_________，配备的理由是____________，要将这种能源推广使用所面临的挑战有________________________。
（2）小明想让家里的电视机也采用氢气作动力，并提出了
“利用太阳能，以水为原料，大量生产氢气，提供电能”的设
想(如右图)，图中①和②可用来表示“生产”或“应用”氢能的
某一种途径，其中“应用”氢能的是_____（填“①”或“②”），
写出体系中任意一个反应的符号表达式________________________________________（条件可忽略）。
答案
1．D【解析】受热时水分子间的间隔增大，而分子的体积不变；降温时水分子间的间隔、运动速率会发生改变，都属于物理性质的改变，化学性质不发生改变；反应时水分子分成原子，而原子只是重新组合，原子的种类、数量与质量都不发生改变；电解水生成氢气和氧气，水分子被破坏，形成新分子。
2. 有透水性、化学性质稳定、无毒、无害、难溶于水、强度大等（合理即可）
【解析】根据题意推测，有机高分子材料制造的半透膜应该具有透水性，只允许水分子通过，而且要耐用、无毒、难溶于水等。
3．O2在水中的溶解性大于H2，使O2的溶解量大于H2而消耗少量O2
4．实验一：（1）氢氧（2）氢元素、氧元素实验二：【实验步骤】可燃【实验分析】水、二氧化碳【实验结论】碳、氢【小结】不能碳【解析】化学反应前后原子种类、元素种类不变。汽油在空气中燃烧，空气中氧气参加了反应，所以无法确定汽油中是否含有氧元素。
5．(1) 氢气氢气具有来源广、热值高、无污染等优点制造成本高，难于贮存与运输等（答案不唯一）（2）①2H2O2H2↑+O2↑或H2+O2→H2O
第三节 原子的构成
能力自查
1．近年用红外激光技术研究液氢,发现其中含有+3H ，+3H 属于（ ）
A. 分子
B. 原子
C. 离子
D. 中子
2．（2011广东竞赛）医疗上，用C-14呼气试验取代胃镜，可以无痛、快速检测幽门
螺旋杆菌。已知C-14原子中核电荷数为6，中子数为8，则该原子核外电子数为（ ）
A ．14
B ．6
C ． 8
D ．12
3．等电子体具有相同的电子数目和原子数目，下列各组物质不属于．．．
等电子体的是（ ） A ．NH 3和H 2O 2 B ．CH 4和NH 4+ C ．CO 和N 2 D ．Na +和F －
4．按照原子核外电子排布规律：各电子层最多容纳的电子数为2n 2（n 为电子层数，其
中，最外层电子数不超过8个，次外层不超过18个）。1999年已发现了核电荷数为118的
元素，其原子核外电子层排布是（ ）
A ．2，8，18，32，32，18，8
B ． 2，8，18，32，50，8
C ． 2，8，18，32，18，8
D ． 2，8，18，32，50，18，8
5．建立粒子观有助于认识物质及化学反应的本质。
(1)以下符号或结构示意图表示的粒子中，属于原子的是_________(填序号，下同)，属
于阴离子的是___________。
①N 2 ②+4NH ③-23CO ④Hg
(2)已知硫原子最外层上有6个电子，化学反应中，每个硫原子得到_____个电子形成硫
离子。
(3)从分子的角度看，糖水与纯水的本质区别是_______________________________。
6．已知一个碳原子(含6个中子和6个质子)的质量是1.993×10－26 kg ，又知一个氧原
子的质量为 2.657×10－26 kg ，则氧原子的相对原子质量的计算表达式为是________
___。
拓展探究 7．天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如在某种NiO 晶体中就存在
如图所示的缺陷：一个Ni 2+空缺，另有两个Ni 2+被两个Ni 3+
所取代。其晶体结构仍呈电中性，但化合物中Ni 和O 的比值
却发生了变化。某氧化镍样品组成中Ni 和O 个数比为97︰
100，试计算该晶体中Ni 3+与Ni 2+的离子数之比。
答案
1．C 【解析】+3H 带有电荷，属于离子。
2．B 【解析】在原子中，核电荷数=质子数=核外电子数。
3．A
4．A 【解析】核外电子数=2+8+18+32+32+18+8=118，与核电荷数相等，且符合最外层
不超过8、次外层不超过18个电子的规律，A 正确；核外电子数=2+8+18+32+50+8=118，
与核电荷数相等，最外层也不超过8个电子，但其次外层电子数为50，不符合次外层电子
数不超过18个的规律，B 不正确；核外电子数=2+8+18+32+18+8=86，与核电荷数不等，不
是核电荷数为118的元素的原子核外电子的排布，C 不正确；核外电子数
=2+8+18+32+50+18+8=136，与核电荷数不等，不是核电荷数为118的元素的原子核外电子
的排布，D 不正确。
5．(1)④⑦ ③⑥ (2)2 (3)糖水中有两种分子，纯水中只有一种分子 6． kg
10993.112kg 10657.22626--??? kg 7．6︰91【解析】设Ni 3+离子数为x ，则Ni 2+离子数为97-x ，由于阳离子所带的正电荷
总数与阴离子所带的负电荷总数相等，所以3x +2（97-x ）=200，解得x =6，则Ni 3+与Ni 2+的离子数之比6︰(97-6）=6︰91。
第四节元素
能力自查
1．根据右表提供的信息，下列判断正确的是（）
A．元素所在的周期数等于其原子的电子层数
B．钠离子核外有三个电子层
C．第二、三周期元素的原子从左至右最外层电子数
逐渐减少
D．在化学变化中镁元素容易失去最外层2个电子形
成镁离子，其离子符号是Mg+2
2．我国“化学”一词最早出于《化学鉴原》（1871年）。该书把一种元素翻译为“矽（xi）”。在地壳里，“矽”的含量在所有元素含量中占第二位，现代把这种“矽”元素命名为（）
A .锡 B.硒 C.氧 D.硅
3．右图是1~18号元素原子最外层电子数与原子核电荷
数的关系图。试回答：
⑴一个水分子共有_______个原子核、________个质子。
⑵一个Mg2+的核外共有_____电子；Cl-的最外层电子数
和______原子的最外层电子数相同。
⑶通过对该图的分析，你能发现哪些规律？请写出其中一个：_____________________。拓展探究
4．2011年3月11日下午，日本宫城县发生里氏9.0级大地震，引发的海啸导致福岛核电站发生重大核事故。
（1）核电站中核燃料铀或钚在中子的撞击下，原子核发生分裂，产生钡、氙、碘、铯、锶等原子和一些粒子及射线，同时释放大量的能量，这些能量可用于驱动汽轮机发电。
①从物质的变化上看，核变化与化学变化的相同点是；从原子的变化上看，核变化与化学变化的不同点是
。
②右图为元素周期表中钚元素的相关信息，下列说法正确的是。
A．钚是金属元素B．钚原子核外有94个电子
C．钚元素的中子数为94 D．钚的相对原子质量为244 g
（2）右图为核电站爆炸事故模拟图。海啸使冷却水不能循环，核
燃料产生的衰变热把水变成水蒸气，堆心中包裹核燃料的锆合金无法被
冷却，暴露在水蒸气中，当温度超过1200 ℃时，锆(Zr)与水蒸气发生
反应，生成氧化锆(ZrO2)和氢气。大量的高温氢气进入厂房，与厂房内
的空气接触发生了爆炸。
①锆(Zr)与水发生反应产生氢气的化学方程式为：。
②进入厂房的氢气为什么发生的是爆炸，而不是平静燃烧？
。
③我省石岛湾核电站将采用氦气代替水作冷却剂和热传输物质，这样做有什么优点？。
（3）针对日本核泄漏事故给人类带来的灾难，有同学提出如下看法：“科学技术给人类进步带来了贡献，也带来了灾难，可见，科学技术对人类发展并没有太大意义。”你是否同意此看法，请谈谈你的观点。
。
答案
1．A
2．D
3．（1）3 10 （2）10 氖（Ne）、氩（Ar）
（3）①随着核电荷数的递增，最外层电子数呈周期性变化②H、Li、Na最外层都是一个电子，Ne、Ar最外层都是8个电子③金属元素的原子最外层电子数一般小于4，非金属元素的原子最外层电子数一般都大于4 ④He、Ne、Ar最外层都达到了稳定结构等合理答案。
【解析】每一个原子只有一个原子核，每个水分子中共有3个原子，故有三个原子核，每一个水分子中含有2个氢原子（共2个质子）和1个氧原子（8个质子），因此每个水分子共有10个质子；镁原子核外有12个电子，失去两个电子，还剩下10个电子，氯离子最外层有8个电子，其中氖、氩原子最外层均是8个电子。
4．(1)①都产生新物质核变化是原子发生了变化，而化学变化中原子本身不变
②AB
(2)①Zr+2H2O高温ZrO2+2H2②要点一：氢分子和氧分子大量接触反应要点二：有限空间③氦气的化学性质稳定，不会和锆发生反应生成氢气
(3)不同意，只要人类正确使用科学技术，就能给人类的发展带来贡献，而尽量避免其产生的危害(其他合理答案也可)
第二单元综合训练 能力自查 1．右图为用10 mL 量筒量取液体时的实际情景(只画出片段)。则所量取液体的
体积应为（ ）
A ．(b +0.1) mL
B ．(10a +0.4) mL
C ．(b +0.4) mL
D ．(b +0.2) mL
2．我国是一个严重缺水的国家。人均淡水资源仅为世界平均水平的4
1，且地区分布极不均衡。以下对水资源的利用不恰当的是（ ）
A ．实现工业废水的达标排放
B ．推广家用节水器具
C ．农业灌溉引用工业或生活废水
D ．提高废水的重复利用率
3．从下列图片中不能．．
获取的信息是（ ）
A ．硅原子是由原子核和电子构成的
B ．分子之间有间隔
C ．温度升高水分子运动速率加快
D ．构成物质的粒子有分子、原子和离子
4．右图是市场上出售的一种活性炭净水器示意图。这种净水器可
以利用活性炭的________作用除去异味等杂质。入水口在下方的优点
是 ______________________ 。
5．在加快建设海南国际旅游岛的今天，仍有一些市民环保意识不
强，随意将垃圾倾倒在城市的主要供水渠道边。请回答：
（1）沿岸居民时常能闻到垃圾散发出的臭味，是因为分
子 。
（2）某化学兴趣小组定期对河水进行取样测试。为除去水样中难溶性的固体，需将水样（填序号） 。
①加热 ②过滤 ③蒸发 ④冷却
（3）为了保护河水的水质，下列做法合理的是（填序号） 。
①抑制水中所有动、植物的生长 ②不任意排放工业废水
③禁止使用农药和化肥 ④生活污水经过净化处理后再排放
6． 2005～2015年是“生命之水”国际行动十年，其目的是希望通过各国的共同努力，争取到2015年将缺乏安全饮用水和基本卫生设施的人口减少一半。请回答：
（1）电解水实验，正极产生 ；
（2）某矿泉水标签上印有：Ca ～20 mg/L 、Zn ～0.06 mg/L ，这里Ca 、Zn 指 ；（填“单质” “元素”或“原子”）
（3）请你写出一个生活中节约用水的措施： 。
拓展探究
7. (原创题)2012年4月2日下午6时许开始，不少成都市民向四川在线反映家里的自来水水量减小或停水。据自来水公司工作人员透露，因都江堰崇义镇有人倾倒垃圾，导致成都水源柏木河受到轻度污染，成都市自来水公司采取了紧急措施确保自来水水质安全，主城区部分地方受此影响水压降低。某化学兴趣小组同学决定模拟自来水厂的净水过程对柏木河受污染的河水进行处理，最终制成蒸馏水。其净水流程如下图所示，请回答相关实验问题。
（1）图中若加入的A物质是明矾，则其作用是；除去水中难溶性垃圾所用的操作是流程中的（填“①”“②”或“③”下同），其中操作净水程度最高。
感官指标化学指标细菌学指标
水质无色无味且澄清
透明
pH6.5～8.5；
总硬度<250 mg/L(以碳酸钙计)；
铜< 1.0 mg/L……等
细菌总数<100个／mL等
自来水厂净水流程图中可以达到符合属于“感官指标”的操作是（填“①”“②”或“③”下同）。
（3）取流程中进入用户的水于试管中，加入少量肥皂水，振荡，发现有较多浮渣产生，说明此饮用水是（填“硬水”或“软水”）。
答案1．D【解析】由图示数据可知，a与b之间有5个格，一个格为0.2 mL，则所量取液体的体积应为(b+0.2) mL。
2．C【解析】工业或生活废水会对环境造成污染，如果直接用来农业灌溉，会对庄稼造成污染和破坏，做法不妥。
3．A【解析】由苯分子图像能够知道苯是由分子构成的，分子之间还存在间隔；通过移走硅原子构成文字的图片能够知道硅是由原子构成的，原子可以进行移动，但却不能说明原子的内部构成；由氯化钠晶体模型能够知道氯化钠是由离子构成的；水受热蒸发，分子运动速率加快。4．吸附可使水与活性炭充分接触，达到更好的净化效果
5．（1）在不断地运动（2）②（3）②④
6．（1）氧气（2）元素（3）使用节水龙头或用洗菜水拖地或用洗衣水冲厕所等
7. （1）产生胶状物，吸附杂质，使杂质沉降①③（2）②（3）硬水
【解析】解答本题首先要弄清流程图中3项操作，分析题给净水流程依次涉及三项操作是：过滤→活性炭吸附→蒸馏，其中蒸馏操作净水程度最高，得到的水是纯水。二是熟知明矾净水与活性炭净水原理，明矾净水是利用胶状物粘住水中不溶性杂质，而活性炭净水是利用自身的疏松多孔结构来吸附色素、异味，两者发生的都是物理变化；问题（2）根据表中“感官指标”要求是“无色、无味、澄清透明”可以推出利用活性炭净水原理。三是掌握硬水和软水的鉴别方法，区分硬水和软水最简便方法是：加肥皂水，出现浮渣多，泡沫少的是硬水，反之是软水。