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第三单元 自然界的水一、水的性质及组成1、物理性质:纯水是无色、无臭、清澈透明的液体;在101kPa下,水的密度在4时最大,为1gcm3;在101kPa下,水的凝固点为0,沸点是100。2、化学性质:水通电可以分解成氢气和氧气;水可以与二氧化碳反应生成碳酸;水可以与氧化钙反应生成氢氧化钙; 3、水的组成实验探究(即水的电解实验):实验现象: 正极上有气泡缓慢产生,负极上有气泡较快产生;一段时间后正负两极产生的气体的体积比为1:2(正少负多)。气体检验(正氧负氢):将带火星的木条伸入正极产生的气体中,发现木条复燃,则说明气体是氧气;将负极产生的气体移近火焰,气体能燃烧,火焰呈淡蓝色,在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯,烧杯内壁有水雾出现,则说明气体是氢气。反应的化学方程式(分解反应):2H2O2H2+ O2。结论:水是由氢元素和氧元素两种元素组成的。实验注意事项:a、所用电源为直流电(如电池);b、水的导电性很弱,为了增强水的导电性,可在水中加入少量的稀硫酸或氢氧化钠溶液。二、自然界的水(混合物)1、自然界的天然水中含有可溶性和不溶性杂质而常呈浑浊。2、软水和硬水:含义不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水叫软水;含较多可溶性钙、镁化合物的水叫硬水。软水和硬水的区别方法a、将肥皂水分别加到盛有软水和硬水的烧杯中,搅拌,产生大量泡沫的是软水,没有泡沫或泡沫较少的是硬水。b、将烧杯中的软水和硬水加热煮沸,冷却后,杯底白色沉淀多的为硬水,没有或有较少白色沉淀的为软水。硬水给生活和生产带来的危害a、使用硬水洗衣服既浪费肥皂,又不易洗净,时间长了会使衣物变硬。b、锅炉用硬水易使锅炉内结水垢,不仅浪费燃料且易使炉内管道变形、损坏,甚至还会引起爆炸。硬水软化的方法a、煮沸(生活中);b、蒸馏(实验室或工业上)三、水的净化1、沉淀(除去水中不溶性的杂质):静置沉淀:通过不溶性杂质自身的重力使它们从液体中沉降下来。这种方法净化程度较低,因为悬浮物不能自然沉到水底。吸附沉淀:利用某物质(如明矾)溶于水后生成的胶状物对杂质的吸附,使杂质沉降下来。这种方法能沉降水中的不溶性杂质。2、过滤(除去水中不溶性的杂质):含义:过滤是把不溶于液体的固体与液体分离的一种方法,它适用于分离固液型的混合物。 过滤所需仪器:漏斗、滤纸、铁架台(带铁圈)、烧杯、玻璃棒。注意事项(一贴、二低、三靠)3、吸附(除去水中一些可溶性杂质,如臭味,色素等):常用吸附剂:活性炭;活性炭净水器入水口在下端的优点:a、水在净水器内存留时间较长,利于充分除去杂质;b、不溶性杂质沉淀在净水器底部,不易堵塞活性炭层中的间隙。4、蒸馏(除去水中不溶性和可溶性的杂质):原理:利用物质的沸点不同来加以分离。蒸馏所需仪器:蒸馏瓶、酒精灯、石棉网、温度计、冷凝管、尾接管、锥形瓶等。注意事项:a、蒸馏时,要在蒸馏瓶中加入几粒沸石或碎瓷片,以防止加热时液体暴沸;b、先给冷凝管中通冷水,再给蒸馏瓶加热,防止冷凝管骤冷炸裂;c、冷凝水流动的方向是自下而上,否则会造成冷凝管因骤冷或骤热而炸裂或不能将水蒸气完全冷凝。5、净化程度由低到高:静置沉淀、吸附沉淀、过滤、蒸馏。)6、自来水厂水净化处理过程分析:加絮凝剂:如加入明矾等,吸附水中悬浮的杂质,使杂质沉降;反应沉淀池:沉淀水中不溶性杂质;过滤池:除去水中不溶性杂质;活性炭吸附池:滤去未过滤掉的不溶性杂质,吸附掉一些可溶性的杂质,除去异味、色素等;投药消毒:杀灭残存的细菌。四、氢气1、氢气的物理性质:氢气是无色、无臭、难溶于水、在相同状况下密度最小的气体。2、氢气的化学性质:可燃性(化合反应):2H2 + O2 2H2O a、纯净的氢气在空气中能安静地燃烧,发出淡蓝色的火焰;b、混有空气或氧气的氢气遇明火可能发生爆炸。所以,点燃氢气前一定要检验氢气的纯度。氢气纯度的检验方法:将试管口向下移近火焰,点火听声音,声音很小则表示氢气较纯,若发出尖锐的爆鸣声则表明氢气不纯。还原性:H2 + CuOCu+H2O3、氢气的优点:放热多、来源广、无污染。4、氢能源目前难以推广的主要原因: 制备氢气耗能大,成本高;贮存困难;使用的安全性问题难以解决。5、氢气的实验室制法:原理:Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2;装置图:如右图所示。用实验室制取CO2的发生装置,可以采用向下排空气法或排水法收集。五、理论知识、分子和原子分子原子相似点质量和体积都很小;粒子间有间隔;总在不断地运动;同种粒子,性质相同,不同种粒子,性质不同;同种物质的粒子性质相同,不同种物质的粒子性质不同。联系分子是由原子构成的,原子是构成分子的粒子;分子和原子都可以直接构成物质。区别分子是保持物质化学性质的最小粒子,在化学变化中分子肯定分裂,分子可分。原子是化学变化中的最小粒子,化学变化中原子不可分,反应前后不变。注:学会用分子、原子的理论去解释一些常见现象,如能闻到花香、衣服变干、热胀冷缩等;知道化学变化的实质是:分子分成原子,原子重新组合成新的分子。2、化合物和单质化合物:由不同种(多种)元素组成的纯净物。单质:由同种(一种)元素组成的纯净物。氧化物:由两种元素组成,并且其中一种是氧元素的化合物。六、人类拥有的水资源概括及水资源的保护1、水资源概况:地球表面约71%被水覆盖,水资源总量约1.391018m3,以海洋水、湖泊水、河流水、地下水、大气水、生物水、冻土中的水和冰上冰川等各种形态存在。2、淡水危机:全球水资源日趋短缺,有80多个国家20亿人口面临淡水危机。我国水资源总量居世界第六位,人均水量为世界人均水量的四分之一。3、水资源短缺的原因:自然因素:a、地球上的水资源是丰富的,但淡水量不足总水量的1%,可利用的淡水资源很有限;b、水资源分布不均匀(空间和时间)。人为因素:a、人类生活和生产的用水量不断增加; b、水体污染严重;c、森林植被破坏严重(水土流失);d、水资源浪费。、水资源的保护:(1)节约用水:提高水的利用效益。使用新技术、改革工艺、改变用水习惯以减少大量工农业和生活用水。(2)防止水体污染:水体污染(是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、生活和生产劳动等造成损失和威胁的情况)的主要来源: a、工业污染; b、农业污染; c、生活污染。水体污染的预防和治理:a、工业上通过应用新技术、新工艺减少污染物的产生,同时对污染的水体作处理使之符合排放标准。b、农业上提倡使用农家肥,合理使用化肥和农药。c、生活污水要集中处理和排放。
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