第三單元 自然界的水

1、第三單元 自然界的水第一節(jié) 水的組成一、 水的物理性質(zhì)純凈的水是沒有顏色、沒有氣味、沒有味道的液體。在101kPa時(shí)，水的凝固點(diǎn)是0，沸點(diǎn)是100，4時(shí)密度最大，為1g/mL。二、 水的電解實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)裝置如右圖）【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】 通電后，電極上有氣泡產(chǎn)生。通電一段時(shí)間后，兩個(gè)試管內(nèi)匯集了一些氣體，與正極相連的試管內(nèi)的氣體體積小，與負(fù)極相連的試管內(nèi)的氣體體積大，體積比約為1：2，質(zhì)量比約為8：1。 與正極相連的試管內(nèi)的氣體可以使帶火星的木條復(fù)燃；與負(fù)極相連的試管內(nèi)的氣體移近火焰時(shí)，氣體能夠燃燒，火焰呈淡藍(lán)色?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】 水在通電的條件下，發(fā)生了分解反應(yīng)，生成氫氣和氧氣：2H2O2H2+O2； 水是

2、由氫、氧兩種元素組成的（在反應(yīng)前后，參與反應(yīng)的元素種類沒有變化）； 化學(xué)反應(yīng)中，分子可分，原子不可分?！咀⒁馐马?xiàng)】 通電時(shí)，必須使用直流電。 預(yù)先在水中加入少量氫氧化鈉溶液或稀硫酸可以增強(qiáng)水的導(dǎo)電性。 負(fù)極產(chǎn)生的是氫氣，正極產(chǎn)生的是氧氣?！菊踟?fù)氫（在水中：氫是正一價(jià)帶正電，氧是負(fù)二價(jià)帶負(fù)電）】理論上氫氣和氧氣體積比是2:1，在實(shí)際操作中兩試管匯集的體積比往往大于2:1， 主要原因氧氣在水中的溶解性比氫氣稍大；氧氣的氧化性強(qiáng)，與電極發(fā)生了氧化反應(yīng)，有少部分被消耗了。該變化是把電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能三、水是最常見的一種溶劑，是相對(duì)分子質(zhì)量最小的氧化物。(1)水的檢驗(yàn)：用無水硫酸銅，若由白色變?yōu)樗{(lán)色，說

3、明有水存在；CuSO4+5H2O = CuSO4·5H2O (2)水的吸收：常用濃硫酸、氫氧化鈉固體、生石灰、堿石灰（NaOH和CaO）等干燥劑。四、物質(zhì)的分類第二節(jié) 分子和原子一、 分子和原子的異同分子原子定義分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小粒子。原子是化學(xué)變化中的最小粒子。性質(zhì)質(zhì)量小、體積小；不斷運(yùn)動(dòng)；有間隔；同種粒子的化學(xué)性質(zhì)相同。聯(lián)系分子是由原子構(gòu)成的。分子、原子都是構(gòu)成物質(zhì)的微粒。區(qū)別在化學(xué)變化中，分子可以再分，分成原子，而原子不可以再分。備注1.所有金屬、稀有氣體、金剛石（石墨）和硅是由原子構(gòu)成的，其他大多數(shù)物質(zhì)是由分子構(gòu)成的。2.在受熱的情況下，粒子能量增大，粒子運(yùn)動(dòng)速率加

4、快。粒子間隔變大，粒子的體積不變。3.物體的熱脹冷縮現(xiàn)象，原因是構(gòu)成物質(zhì)的粒子的間隔受熱時(shí)增大，遇冷時(shí)縮小。水結(jié)冰體積變大4.氣體容易壓縮是因?yàn)闃?gòu)成氣體的粒子的間隔較大。5.不同液體混合后總體積小于原體積的和，說明粒子間是有間隔的。6.一種物質(zhì)如果由分子構(gòu)成，那么保持它化學(xué)性質(zhì)的最小粒子是分子；如果它由原子構(gòu)成，那么保持它化學(xué)性質(zhì)的最小粒子是原子。二、 驗(yàn)證分子運(yùn)動(dòng)的探究實(shí)驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)操作】如右圖，取適量的酚酞溶液，分別倒入A、B兩個(gè)小燒杯中，另取一個(gè)小燒杯C，加入約5mL濃氨水。用一個(gè)大燒杯罩住A、C兩個(gè)小燒杯，燒杯B置于大燒杯外。觀察現(xiàn)象?！緦?shí)驗(yàn)現(xiàn)象】燒杯A中的酚酞溶液由上至下逐漸變紅?！緦?shí)驗(yàn)

5、結(jié)論】分子是不斷運(yùn)動(dòng)的?！咀⒁馐马?xiàng)】濃氨水顯堿性，能使酚酞溶液變紅。濃氨水具有揮發(fā)性，能揮發(fā)出氨氣。三、 從微觀角度解釋問題1. 用分子觀點(diǎn)解釋由分子構(gòu)成的物質(zhì)的物理變化和化學(xué)變化物理變化：沒有新分子生成的變化。（水蒸發(fā)時(shí)水分子的間隔變大，但水分子本身沒有變化，故為物理變化）化學(xué)變化：分子本身發(fā)生變化，有新分子生成的變化。（電解水時(shí)水分子變成了新物質(zhì)的分子，故為化學(xué)變化）2. 純凈物和混合物（由分子構(gòu)成的物質(zhì)）的區(qū)別：純凈物由同種分子構(gòu)成，混合物由不同種分子構(gòu)成。3. 單質(zhì)和化合物：由一種原子構(gòu)成的一種分子是單質(zhì)，有不同原子構(gòu)成的一種分子是化合物。4. 分子和原子的聯(lián)系：分子是由原子構(gòu)成的，同

6、種原子結(jié)合成單質(zhì)分子，不同種原子結(jié)合成化合物分子。5. 分子和原子的本質(zhì)區(qū)別：在化學(xué)變化中，分子可以再分，而原子不能再分。6. 化學(xué)變化的實(shí)質(zhì)：在化學(xué)變化過程中，分子裂變成原子，原子重新組合，形成新物質(zhì)的分子。四、 物質(zhì)的組成1. 宏觀角度：水是由氫元素和氧元素組成的。 鐵是由鐵元素組成的。2. 微觀角度：水是由水分子構(gòu)成的（水的化學(xué)性質(zhì)由水分子保持）。水分子由氫原子和氧原子構(gòu)成。1個(gè)水分子由2個(gè)氫原子和1個(gè)氧原子構(gòu)成。 鐵是由鐵原子構(gòu)成的（鐵的化學(xué)性質(zhì)由鐵原子保持）。3. 水在化學(xué)變化中的最小粒子是氫原子和氧原子。4. 物質(zhì)、元素用于宏觀角度分析問題，分子、原子、離子用于在微觀角度分析問題。

7、宏觀和微觀不可以混淆。第三節(jié) 水的凈化自然界的河水、湖水、井水、海水等天然水都不是純水，都含有許多可溶性和不溶性雜質(zhì)，都屬于混合物。一、 水的凈化方法水的凈化效果由低到高的是靜置、吸附、過濾、蒸餾（均為物理方法），其中凈化效果最好的操作是蒸餾；既有過濾作用又有吸附作用的凈水劑是活性炭。1. 過濾：把不溶于液體的固體物質(zhì)與液體分離。具體操作見“二、過濾”。2. 吸附沉降：常用明礬、活性炭對(duì)水中的雜質(zhì)吸附而沉降。n 明礬是一種常用的凈水劑，它溶于水后生成的膠狀物可以對(duì)懸浮雜質(zhì)吸附沉降，以達(dá)到凈水的目的。n 活性炭具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，可以吸附水中的懸浮物，也可以吸附溶于水的色素和異味。但需要注意的是

8、，活性炭不能吸附鈣、鎂化合物，活性炭不能降低水的硬度。n 活性炭?jī)羲鞯娜胨谠趦羲鞯南旅?，可以使凈水效果更好?. 蒸餾：除去水中可溶性雜質(zhì)的方法，凈化程度相對(duì)較高，得到的蒸餾水可以看成是純凈物。4. 殺菌：在水中加入適量的藥物進(jìn)行殺菌、消毒（化學(xué)變化）。如漂白粉、氯氣（Cl2）、二氧化氯（ClO2）等。凈化方法除去不溶于水的雜質(zhì)除去可溶于水的雜質(zhì)降低水的硬度凈化程度靜置沉淀××低高過濾××吸附×蒸餾5. 自來水廠凈水時(shí)，需要經(jīng)過沉淀、過濾、吸附、投藥消毒的步驟，但是沒有蒸餾和煮沸的步驟。在凈化水的方法中，只有投藥消毒屬于化學(xué)變化，其余都屬

9、于物理變化。二、 過濾（見下圖）【實(shí)驗(yàn)器材】帶鐵圈的鐵架臺(tái)、漏斗、玻璃棒、燒杯【注意事項(xiàng)】1、 操作時(shí)注意“一貼、二低、三靠”。“一貼”：濾紙緊貼漏斗內(nèi)壁，用少量水潤(rùn)濕濾紙并使濾紙與漏斗壁之間沒有氣泡（中間不要留有氣泡，以免影響過濾速度、濾紙破損）“二低”：濾紙低于漏斗邊緣、濾液低于濾紙邊緣（否則被過濾的液體會(huì)直接從濾紙與漏斗之間的間隙流到漏斗下的接受器中，使濾液渾濁）?！叭俊保簾o靠玻璃棒（玻璃棒的作用：引流，使液體沿玻璃棒流進(jìn)過濾器）、玻璃棒緊靠三層濾紙、漏斗下端管口緊靠燒杯內(nèi)壁（使濾液沿?zé)诹飨?，防止滴下的液滴四處迸濺）。過濾時(shí)先過濾上層清液，后過濾下層濁液。若先過濾下層濁液，濾紙

10、上將會(huì)殘留著大量不溶性雜質(zhì)，再過濾上層清液時(shí)，不溶物會(huì)阻礙清液的通過，影響過濾速度。2、如果兩次過濾之后濾液仍然渾濁，原因可能是濾紙破損或過濾時(shí)液面高于濾紙邊緣（或儀器不干凈）。三、 硬水的軟化1. 硬水：含有較多可溶性鈣、鎂化合物的水叫做硬水。（可溶性鈣、鎂的化合物可說含Ca2+、Mg2+的化合物）軟水：不含或含較少可溶性鈣、鎂化合物的水叫軟水。 硬水和純凈水在分類上的區(qū)別：硬水是混合物，純凈水是純凈物。2. 硬水和軟水的區(qū)分方法：分別取少量的軟水和硬水于試管中，滴加等量的肥皂水，振蕩。有較多泡沫產(chǎn)生的水是軟水；泡沫很少，產(chǎn)生浮渣的水是硬水。3. 硬水在加熱或長(zhǎng)久放置時(shí)會(huì)有水垢生成，化學(xué)方程

11、式為：Ca(HCO3)2=CaCO3+H2O+CO24. 硬水的危害： 用硬水洗滌衣物，既浪費(fèi)肥皂又洗不干凈衣物，時(shí)間長(zhǎng)了還會(huì)使衣物變硬。 鍋爐用水硬度高了十分危險(xiǎn)，因?yàn)殄仩t內(nèi)結(jié)垢之后不僅浪費(fèi)燃料，而且會(huì)使鍋爐內(nèi)管道局部過熱，易引起管道變形或損壞，嚴(yán)重時(shí)還可能引起爆炸。 長(zhǎng)時(shí)間飲用硬水有害健康。5. 硬水的軟化方法：煮沸和蒸餾。制取蒸餾水的裝置如右圖所示。注意： 在燒瓶底部要加幾粒沸石（或碎瓷片）以防加熱時(shí)出現(xiàn)暴沸。 加熱前按照?qǐng)D3連接好裝置，使各連接部分嚴(yán)密不透氣。 加熱燒瓶時(shí)不要使液體沸騰得太劇烈，以防液體通過導(dǎo)管直接流到試管里。 棄去開始餾出的部分液體，收集到10mL左右蒸餾水時(shí)，停止加

12、熱。第四節(jié) 愛護(hù)水資源一、 水資源現(xiàn)狀1. 地球表面約71被水覆蓋著。但淡水只約占全球水儲(chǔ)量的2.53，其中大部分還分布在兩極和高山的冰雪及永久凍土，難以利用；可利用的只約占其中的30.4。2. 海水中含量最多的物質(zhì)是水（H2O），含量最多的元素是氧元素，最多的金屬元素是鈉元素。3. 我國(guó)水資源的現(xiàn)狀是分布不均，人均不足。4. 水資源緊張的原因：一方面人類生活、生產(chǎn)的用水量不斷增加，另一方面未經(jīng)處理的廢水、廢物和生活污水的任意排放及農(nóng)藥、化肥的不合理施用等造成的水體污染，加劇了可利用水的減少，使原本已緊張的水資源更顯短缺。二、 愛護(hù)水資源一方面要節(jié)約用水，另一方面要防止水體污染1. 節(jié)約用水的

13、一些具體措施：提高水的利用效率。使用新技術(shù)，改革工藝和改變習(xí)慣。污水處理之后，循環(huán)利用。 “一水多用”，如使用“中水”（生活污水處理后，達(dá)到一定水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的非飲用水）洗車、使用淘米水澆花等。2、水污染原因 工業(yè)“三廢”（廢渣、廢液、廢氣）任意排放農(nóng)藥、化肥的不合理施用 生活污水的任意排放3、防止水體污染的一些具體措施：不使用含磷洗衣粉。防止水污染：工業(yè)三廢要經(jīng)處理達(dá)標(biāo)排放生活污水要集中處理達(dá)標(biāo)排放；合理施用農(nóng)藥、化肥，提倡使用農(nóng)家肥；加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)。第五節(jié) 氫氣1. 物理性質(zhì)：無色無味的氣體，難溶于水。密度比空氣小，是相同條件下密度最小的氣體。2. 化學(xué)性質(zhì)：a) 可燃性：2H2+O2點(diǎn)燃2H2O

14、氫氣燃燒時(shí)發(fā)出淡藍(lán)色火焰，放出熱量，并有水珠產(chǎn)生。b) 還原性：H2+CuOCu+H2O黑色的氧化銅在氫氣中加熱逐漸變成紅色，并有水珠產(chǎn)生。3. 實(shí)驗(yàn)室制取氫氣n 反應(yīng)原理：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2n 反應(yīng)物的選擇：選用鋅粒和稀硫酸。 不使用稀鹽酸，因?yàn)椋蝴}酸易揮發(fā)，使制得的氫氣中含有氯化氫氣體。 不用鎂是因?yàn)榉磻?yīng)速度太快，不用鐵是因?yàn)榉磻?yīng)速度太慢。n 發(fā)生裝置和收集裝置：發(fā)生裝置同分解過氧化氫制取氧氣的發(fā)生裝置；收集裝置可選擇排水法收集氣體的裝置或向下排空氣法收集氣體的裝置。n 用排空氣法收集氫氣時(shí)，不能驗(yàn)滿！用排水法收集氫氣時(shí)，如果集氣瓶口出現(xiàn)氣泡，說明氫氣收集滿。n 在點(diǎn)燃?xì)錃馇?，一定要檢驗(yàn)氫氣的純度。n 可燃性氣體的驗(yàn)純方法：用排水法收集一試管可燃?xì)怏w，用拇指堵住試管口移近火焰點(diǎn)燃。如果氣體較純，氣體將會(huì)安靜地燃燒，并發(fā)出“噗”聲；如果氣體不純，會(huì)發(fā)出尖銳爆鳴聲。n 如果驗(yàn)純時(shí)發(fā)現(xiàn)氣體不純