水的組成與凈化基礎(chǔ)知識講解

1、水的組成與凈化（基礎(chǔ)）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】掌握水的電解實驗和水的組成；掌握過濾、吸附、蒸餾等凈化操作和原理。掌握單質(zhì)和化合物的概念和區(qū)別；學(xué)會檢驗氫氣純度的方法。知道硬水與軟水的區(qū)別，了解硬水的危害及硬水的軟化方法；了解防止水污染的方法?！疽c梳理】要點一、水的電解實驗1.實驗裝置：實驗現(xiàn)象：（1）電極上均有氣泡產(chǎn)生；(2) a、b 兩試管中氣體體積比約為 2:1。氣體驗證：（1）a 中氣體點燃火焰呈藍色（若氣體量少，可能有爆鳴聲），證明是氫氣；（2）b 中氣體能使帶火星的木條復(fù)燃，證明是氧氣。實驗結(jié)論：水在直流電的作用下，發(fā)生了分解反應(yīng)，生成了氫氣和氧氣。水氫氣+氧氣H2OH2O2從上面的實驗和發(fā)生

2、的化學(xué)反應(yīng)可以說明，水是由氫元素和氧元素組成的?！疽c詮釋】電解水時電極上出現(xiàn)的氣體可巧記為“正氧負氫、氫二氧一”。理論上水分解產(chǎn)生氫氣和氧氣的體積比為 2:1，但由于氧氣比氫氣在水中溶解的量多，所以實驗中氫氣與氧氣的體積比往往大于 2:1。要點二、氫氣物理性質(zhì)：氫氣是一種無色、無味的氣體，難溶于水，密度比空氣的小（最輕的氣體）?；瘜W(xué)性質(zhì)：純凈的氫氣在空氣中安靜地燃燒，產(chǎn)生淡藍色火焰，放出大量熱，生成水。氫氣+氧氣水H2OH2O23.檢驗氫氣的純度：（1）驗純的原因：如果氫氣不純，當(dāng)空氣里混入氫氣的體積達到總體積的 4.0%-74.2時，點燃就會發(fā)生，這個范圍叫做氫氣的極限。所以點燃氫氣前一定

3、要檢驗氫氣的純度。（2）驗純的方法：，收集一小試管氫氣，用拇指堵住試管口，使試管口稍向下傾斜，接近酒精燈火焰，再移開拇指點火。若聽到的爆鳴聲，則表明氫氣不純，需要再收集檢驗。若聲音很小或聽到輕微的“噗”聲，說明氫氣已純凈?！疽c詮釋】1.經(jīng)檢驗不純需要用排空氣法再重新收集時，要用拇指按住試管口一會，否則試管內(nèi)的氫氣火焰可能還未熄滅，有可能使氣體發(fā)生器內(nèi)不純的氫氣燃燒發(fā)生。2.點燃任何可燃性氣體（如氫氣、一氧化碳等）之前都要檢驗氣體的純度，以防止發(fā)生。3.氫氣是理想的能源（氫氣燃燒放熱多，燃燒產(chǎn)物不污染環(huán)境）。當(dāng)前發(fā)展氫能源所的主要問題有：高效、經(jīng)濟的制氫方法；要點三、單質(zhì)和化合物、氫氣的安全問

4、題等。1.單質(zhì)：由同種元素組成的純凈物叫做單質(zhì)，如氧氣、氮氣、鐵、銅等。2.化合物：由不同種元素組成的純凈物叫做化合物，、高錳酸鉀、氧化鐵等。氧化物：由兩種元素組成的化合物，其中一種元素是氧元素的叫做氧化物，如單質(zhì)、化合物和氧化物的比較：等。【要點詮釋】“氧化物”與“含氧化合物”不一樣，后者包含著前者?；衔镏兄灰醒踉?，就是含氧化合物，如高錳酸鉀屬于“含氧化合物”但不屬于“氧化物”。要點四、水的凈化1.自來水的凈化過程：單質(zhì)化合物氧化物區(qū)別宏觀組成由同種元素組成由不同種元素組成由氧元素和另一種元素組成微觀由同種原子直接或由同種元素的原子的分子不同種元素的原子的分子不同種元素的原子構(gòu)成的分

5、子化學(xué)性質(zhì)不能發(fā)生分解反應(yīng)在一定條件下可以發(fā)生分解反應(yīng)在一定條件下可以發(fā)生分解反應(yīng)分類可分為金屬、非金屬、稀有氣體三類可分為酸、堿、鹽、氧化物等金屬氧化物、非金屬氧化物聯(lián)系都是純凈物，都有固定組成，某些單質(zhì)在一定條件下發(fā)生化合反應(yīng)可以生成化合物，某些化合物在一定條件下發(fā)生分解反應(yīng)可以生成單質(zhì)自來水的生產(chǎn)過程可分為以下幾個步驟：（1）先加入絮凝劑，使懸浮在水中的微小顆粒狀雜質(zhì)被吸附凝聚，然后在沉淀池中沉降分離；（2）使沉淀池里較澄清的水，經(jīng)過濾池和活性炭吸附池，得到更清的濾后水；（3）在濾后水中通入適量氯氣（或二氧化氯 ）進行來水屬于混合物）。滅菌后，得到較純凈的自來水（自純水與天然水的區(qū)別：純

6、水是無色、無臭、清澈透明的。自然界中的河水、湖水、井水、海水等天然水里含有許多可溶性和不溶性雜質(zhì)，因此常呈渾濁。明礬的凈水作用：明礬常用作絮凝劑。它能在水中生成凝膠狀的物質(zhì)，該物質(zhì)具有很強的吸附能力，能使水中細小的懸浮雜質(zhì)集結(jié)而下沉?；钚蕴康膬羲饔茫夯钚蕴烤哂惺杷啥嗫椎慕Y(jié)構(gòu)，能夠吸附色素、異味、不溶性雜質(zhì)和部分可溶性雜質(zhì)?！疽c詮釋】在凈化水的方法中，凈化程度由低到高的順序依次為：靜置沉淀、過濾、吸附、蒸餾。要點五、過濾和蒸餾1.過濾：把不溶性的固體與液體分開的法叫過濾。（1）過濾器的準備（如圖甲）：取一張圓形濾紙，對折兩次，然后打開，使濾紙成為（一邊是一層濾紙，另一邊是三層濾紙），放入漏斗

7、內(nèi)，使之緊帖漏斗壁，用少量水潤濕濾紙使濾紙和漏斗壁之間不要留有氣泡。甲（2）安裝過濾器（如圖乙）：使漏斗的下端管口緊靠燒杯內(nèi)壁。乙（3）過濾操作：將渾濁的液體混合均勻后，沿玻璃棒慢慢倒入漏斗內(nèi)進行過濾。2.蒸餾：給液體加熱，使它變?yōu)檎魵?，再使蒸氣冷卻，冷凝成液體，這種方法叫蒸餾。蒸餾可以把沸點不同的物質(zhì)從混合物中分離出來，也可以把揮發(fā)性液體與溶解在液體中的不揮發(fā)性雜質(zhì)分離開來，達到分離和提純的目的。蒸餾水就是用蒸餾的方法得到的。蒸餾裝置：【要點詮釋】過濾的操作要點是“一貼，二低，三靠”：一貼：制作過濾器時，濾紙要緊貼漏斗內(nèi)壁（中間不要留有氣泡，否則會影響過濾速度）。二低：（1）濾紙邊緣低于漏斗

8、邊緣；（2）過濾器中液面低于濾紙邊緣（否則，液體就會從濾紙和漏斗壁之間流下，達不到過濾的目的）。三靠：（1）過濾液的燒杯口要緊靠玻璃棒，使液體沿玻璃棒流入過濾器；（2）玻璃棒下端輕輕斜靠在三層濾紙的一邊，以免弄破濾紙；（3）漏斗下端要緊靠在下面燒杯的內(nèi)壁，使濾液沿?zé)诹飨拢ǚ駝t濾液會向四周飛濺，而且影響過濾的速度）。要點六、硬水和軟水硬水：含有較多可溶性鈣、鎂化合物的水叫做硬水。泉水、井水等都是硬水。軟水：不含或含較少可溶性鈣、鎂化合物的水叫做軟水。蒸餾水屬于軟水。3.硬水的危害：硬水除對生活(如洗滌)和生產(chǎn)(如鍋爐)有危害外，長期飲用硬度很高的水，對康也有不利的影響。的健4.硬水軟化的方法

9、：生活中常用煮沸的方法降低水的硬度， 的硬度，在工業(yè)上常用離子交換法和藥劑軟化法來得到軟水?！疽c詮釋】硬水和軟水的區(qū)別方法：在水中滴加肥皂水，攪拌，產(chǎn)生的是硬水。要點七、愛護水資源1.水污染的來源：常用蒸餾的方法得到蒸餾水以降低水較多的是軟水，較少或有浮渣出現(xiàn)（1）工業(yè)生產(chǎn)中“三廢”（廢水、廢渣、廢氣）的任意排放；（2）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中用；（3）石油、重金屬離子對水體的污染；（4）生活污水的任意排放。2.水體污染的危害：、化肥的不合理施（1）工業(yè)廢水及等含物質(zhì)影響人類和水生植物生長，危害人類健康。（2）含磷洗滌劑、化肥及生活污水3.防止水污染的主要措施：（1）提高環(huán)保意識，加強水質(zhì)的監(jiān)測。植物營養(yǎng)

10、物質(zhì)，大量排放，引起水的富營養(yǎng)化。（2）工業(yè)“三廢”要進行綜合利用和經(jīng)處理后再排放。（3）農(nóng)業(yè)上提倡使用農(nóng)家肥，合理使用化肥和【要點詮釋】。地球上水的儲量是豐富的，但淡水且分布不均勻。再加上近年來水污染現(xiàn)象的加重，所以我們必須愛護水資源，一方面要節(jié)約用水，另一方面要防止水體污染?！镜湫屠}】類型一、考查水的電解實驗1.下圖所示是電解水的簡易裝置，請回答下列問題：電源的 A 為極，B 為極。C 試管中收集到的氣體是，可以用檢驗；D 試管中收集到的氣體是。根據(jù)上述實驗事實可以得出：水是由組成的?！尽?1)正負(2)氧氣帶火星的木條氫氣(3)氫元素和氧元素】觀察圖示知 D 試管中收集的氣體的體積大約

11、是 C 試管中氣體體積的 2 倍，可推知：D 試管中收集到的氣體是氫氣，C 試管中是氧氣；A 為正極，B 為負極?！究偨Y(jié)升華】記住電解水時“正氧負氫、氫二氧一”八字要點。舉一反三：【變式】下圖是電解水的簡易裝置，試回答下列問題：電源正極連接的試管是。（填甲或乙）甲中收集的氣體是，乙中收集的氣體是?！尽浚?）乙（2）氫氣氧氣類型二、考查水的凈化、硬水和軟水2.凈化水的方法有：過濾； 加明礬吸附沉降； 蒸餾；殺菌。要將混有泥沙的天然水凈化成生活用的自來水，不需要使用的方法是（）ABCD【思路點撥】本題考查水的凈化方法，可聯(lián)想自來水的生產(chǎn)及凈化過程進行解答?！尽緾】自來水的凈化一般是先使水中的雜質(zhì)通

12、過加入絮凝劑沉降下來，然后過濾，再加藥品除去微生物。蒸餾出來的是蒸餾水，不是日常生活中使用的自來水?！究偨Y(jié)升華】自來水凈化步驟：原水絮凝劑反應(yīng)沉淀池過濾池活性炭池清水池氯氣、臭氧或二氧化氯等）用戶。（加入3.蒸餾水、礦泉水均為無色液體：(1)加入 (填序號)，根據(jù)產(chǎn)生的多少來區(qū)分。肥皂水活性炭食鹽水(2)蒸餾水屬于（填單質(zhì)或化合物）。【】(1)(2)化合物】向兩種水中滴加肥皂水，較少有浮渣出現(xiàn)的是礦泉水(礦泉水屬于硬水)，較多的是蒸餾水?！究偨Y(jié)升華】要記住硬水和軟水的區(qū)分方法。舉一反三：【變式 1】下列說法中正確的是（ ）A蒸餾水屬于硬水C青少年長期飲用純凈水有益健康】DB活性炭可以吸附掉水中所有雜質(zhì)D水由氫元素和氧元素組成【變式 2】城市中的生活用水是經(jīng)自來水廠凈化處理的。其處理過程可表示為：天然水沉降過濾吸附配水。其中發(fā)生化學(xué)變化的是（）A過濾】DB沉降C吸附D【類型三、考查單質(zhì)和化合物4.下列敘述正確的是（ A水屬于單質(zhì) C水中含有氧氣【思路點撥】此題主要考查）B水屬于化合物 D水中