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第三單元自然界的水 (2)

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1、第三單元 自然界的水 1.水的物理性質(zhì) 純凈的水是沒有顏色、沒有氣味、沒有味道德液體。在101kPa時,水的凝固點是0℃,沸點是100℃,4℃時密度最大,為1g/cm3(1g/mL),水結(jié)冰時體積膨脹,所以冰的密度比水小,能浮在水面上。 2.水的電解實驗 實驗裝置:水電解器或水槽、試管、直流電源 實驗操作及現(xiàn)象:通電后,電極上有氣泡產(chǎn)生,通電一段時間后,兩個玻璃管(試管)內(nèi)匯集了一些氣體,與正極相連的玻璃管內(nèi)的氣體體積小,與負極相連的玻璃管內(nèi)的氣體體積大,體積比約為1:2。對兩支試管那的氣體進行檢驗,一支試管里的氣體可使帶火星的木條復燃,說明是氧氣;另一試管中的氣體移近

2、火焰時,氣體能夠燃燒,火焰呈淡藍色(如果氣體量少,可能發(fā)出爆鳴聲),這是氫氣。(簡記為氫負氧正,氫二氧一)父親 實驗結(jié)論:水在通電的條件下,發(fā)生了分解反應生成了氫氣和氧氣。水是由氫、氧兩種元素組成的化合物。 反應的化學方程式: 實驗注意點:在水中加稀硫酸或氫氧化鈉主要是增強水的導電性。 3.氫氣的性質(zhì) (1)物理性質(zhì):氫氣是一種無色、無味、難溶于水的氣體,密度比空氣小。 (2) 化學性質(zhì): 氫氣具有可燃性。 氫氣在氧氣中點燃,生成水, 現(xiàn)象:發(fā)出淡藍色火焰,放出熱量,罩在火焰上方的燒杯內(nèi)壁有水霧產(chǎn)生。 化學方程式: 注意:混有一定量空氣或氧氣的氫氣

3、遇明火會發(fā)生爆炸,所以檢驗氫氣時,如果發(fā)出尖銳的爆鳴聲,表明氫氣不純,聲音很小則表示氫氣較純。(所有可燃性氣體點燃前都要驗純) 混合氣體中有可燃性和助燃性氣體是點燃才可能爆炸,只有可燃性或助燃性就不可能爆炸。 氫氣作為燃料的優(yōu)點:熱值高;無污染;制取原料來源廣。缺點:制取成本高;保存使用不安全。 氫氣具有還原性。 氫氣還原氧化銅 現(xiàn)象:黑色固體變成紅色,有小液滴生成。 反應化學方程式: (3)氫氣的實驗室制法: 反應原理: 反應裝置:固液不加熱型(見氧氣制取裝置) 收集方法:排水法(難溶于水)和向下排空氣法(密度比空氣?。? 4.單質(zhì)、化合物、氧化物

4、 單質(zhì):由同種元素組成的純凈物叫做單質(zhì)。 化合物:由不同種元素組成的純凈物叫化合物。 氧化物:由兩種元素組成的化合物,其中一種是氧元素,叫做氧化物。 5.分子是客觀存在的 由花粉的香味、汽油味、濕衣服晾干以及把100mL水和100mL酒精混合總體積小于200mL這些實例,證明物質(zhì)是由微觀粒子構成的,這個微觀粒子就是分子。由水的蒸發(fā)、品紅的擴散也證明物質(zhì)是由微觀粒子——分子構成的?,F(xiàn)在我們通過先進的科學儀器不僅能夠直接觀察到一些分子和原子,還能夠移動原子,表明我國科學技術已達到操縱原子的水平。 6.探究:分子是不斷運動的 實驗名稱:品紅在水中擴散 實驗操作:向盛

5、有水的小燒杯中加入少量的品紅,靜置,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。 實驗現(xiàn)象:品紅在水中逐漸擴散。 注意:所用品紅的量一定要少。 實驗結(jié)論:分子是不斷運動的。 7.分子 (1)分子是構成物質(zhì)的一種粒子,表示的是一種微觀概念,許多物質(zhì)是由分子構成的。如:氧氣、氮氣、水、二氧化碳、氨氣、酒精、蛋白質(zhì)等等。 (2)分子的定義:分子是保持物質(zhì)化學性質(zhì)的最小粒子。 (3)分子的性質(zhì):分子很?。嘿|(zhì)量和體積都很小,肉眼不能看見,需通過掃描隧道顯微鏡等顯微設備來觀察;分子是不斷運動的:溫度升高運動速度加快。如衣箱中的樟腦球時間久了就不見了、濕衣服在有太陽的地方干得快等;分子間有一定的間

6、隔:一般來說氣體分子間的間隔較大,固體、液體分子間的間隔較小,因此氣體可以壓縮,如可向輪胎中大氣,固體和液體不易被壓縮,不同液體混合后總體積小于原體積的和等現(xiàn)象;同種物質(zhì)的分子性質(zhì)相同,不同種物質(zhì)的分子性質(zhì)不同。 (4)分子的構成:分子是由原子構成的,如1個水分子由1個氧原子和2個氫原子構成;1個氫分子由2個氫原子構成;1個氧分子由2個氧原子構成。 (5)分子理論的應用 用分子觀點解釋物理變化、化學變化:沒有新分子生成的變化是物理變化,分子本身發(fā)生變化,有新分子生成的變化是化學變化。 用分子觀點解釋混合物、純凈物:由同種分子構成的物質(zhì)是純凈物,由不同

7、種分子構成的物質(zhì)是混合物 8.原子 (1)分子在化學變化中是可以再分的,如當加熱紅色的氧化汞粉末時,氧化汞分子會分解成氧的粒子和貢的粒子,這種在化學變化中不能再分的粒子就是原子,原子也可以直接構成物質(zhì),如汞、鐵等。再如,在水電解的反應里,水分子分解成氫原子和氧原子,每2個氫原子結(jié)合成1個氫分子,每2個氧原子結(jié)合成1個氧分子。 (2)原子的定義:原子是化學變化中的最小粒子(用化學方法不可再分)。 (3)原子的性質(zhì):原子的體積和質(zhì)量都很??;原子在不斷運動;原子間有一定的間隔;同種物質(zhì)的原子性質(zhì)相同,不同種物質(zhì)的原子性質(zhì)不同。 (4)化學反應的微觀實質(zhì):在化學反應中,分子可

8、以分成原子,原子不能再分,分成的原子重新結(jié)合形成新的分子,從而聚集成新的物質(zhì),有的原子直接聚集成物質(zhì)。 9.水凈化的一般方法 (1)純水是無色、無臭(xiù)、清澈透明的液體,而自然界中的河水、湖水、井水、海水等天然水里由于含有許多可溶性和不溶性雜質(zhì),因此常呈渾濁,可以用沉淀、過濾、吸附、蒸餾等方法凈化。 (2)水的凈化方法:自然界的水因含有許多雜質(zhì)和細菌,所以是混合物,不宜直接飲用,針對水質(zhì)的不同,需對水進行凈化處理,常用的水的凈化方法有:吸附、過濾、蒸餾、殺菌等。 吸附:常用明礬、活性炭對水中的雜質(zhì)吸附而沉降。明礬是一種常用的凈水劑,在水中形成膠狀物,對懸浮雜

9、質(zhì)進行吸附沉降,達到凈水的目的;活性炭具有疏松多孔的結(jié)構,可以吸附水中懸浮物,也可吸附溶于水有異味或有顏色的物質(zhì)。 過濾:除去水中不溶性雜質(zhì)的方法。 蒸餾:除去水中可溶性雜質(zhì)的方法,凈化程度相對較高,得到的蒸餾水可看做是純凈物。 殺菌:水中含有細菌、病菌,可放入適量的藥物進行殺菌、消毒,如漂白粉、氯氣及新型消毒劑二氧化氯(ClO2)等。 10.過濾 實驗名稱:天然水的凈化 實驗目的:學會過濾等基本操作 實驗設計:取3個燒杯,各盛大半燒杯渾濁的天然水,向其中2個燒杯中各加入3藥匙明礬粉末,攪拌溶解后,靜置,觀察現(xiàn)象。 實驗

10、裝置:鐵架臺(帶鐵圈)、燒杯、漏斗、玻璃棒。 實驗操作:準備好過濾器,操作時注意“一貼、二低、三靠”,“一貼”即濾紙緊貼漏斗內(nèi)壁;“二低”即濾紙低于漏斗邊緣、濾液低于濾紙邊緣(可先用水潤濕,不能有氣泡否則速度變慢);“三靠”即燒杯緊靠玻璃幫、玻璃幫緊靠三層濾紙、漏斗下端管口緊靠燒杯內(nèi)壁。 實驗分析:把過濾后的水和未經(jīng)處理的天然水以及做了不同程度處理的水進行比較,得出過濾后的水非常清澈。 實驗結(jié)論:經(jīng)過靜置、沉淀、過濾后可得到較純凈的水(得不到純水,還有可溶性雜質(zhì))。 注意點:過濾得到的濾液仍渾濁的原因:儀器本身不清潔;濾紙破損(例如玻璃棒沒有靠著三層濾紙一邊);過濾時濾

11、液高于濾紙邊緣。必須重新過濾。先過濾上層清夜后過濾下層濁液(否則影響速度) 11.硬水的軟化 (1)有些地區(qū)的水很容易使水壺或盛水的器具上結(jié)水垢,主要是因為該地區(qū)的水中容有較多的可溶性鈣和鎂的化合物,在水加熱或長久放置時,這些化合物會生成沉淀,即水垢(主要成分是碳酸鈣,可以用酸除去)。 (2)硬水:含有較多可溶性鈣、鎂化合物的水叫硬水。 (3)軟水:不含或含有較少的可溶性鈣、鎂化合物的水叫軟水。 (4)硬水與軟水的區(qū)分方法:用肥皂水可區(qū)分硬水和軟水,泡沫多的水為軟水、泡沫少的為水硬水。 (5)硬水的危害:用硬水洗滌衣物,既浪費肥皂也洗不干凈,時間長了還會使衣物變

12、硬;鍋爐用水硬度高了十分危險,因為鍋爐內(nèi)結(jié)水垢后不僅浪費燃料,而且會使鍋爐內(nèi)管道局部過熱,易引起管道變形或損壞,嚴重時還可能引起爆炸;長期飲用硬水有害人體的健康。 (6)硬水的軟化:設法除去硬水中的鈣、鎂化合物,可以使硬水軟化成軟水。工業(yè)上和科學實驗中軟化硬水的方法很多,生活中我們通過將水煮沸也可以降低水的硬度。實驗室常備的蒸餾水是凈化程度較高的水,一般由工業(yè)生產(chǎn)提供,在實驗室里也可以制取蒸餾水。 12.人類擁有的水資源。 (1)水在地球上的分布和儲量 總儲量:1.39×1018m3,地球表面約71%被水覆蓋著,可分為:地下水、大氣水、生物水(人體內(nèi)含水量約占人體

13、質(zhì)量的三分之二,某些蔬菜含水量可達90%以上)及地面水,人類主要利用的是地面水;地面水又包括:海水(咸水)96.5%,湖水0.97%(咸水)及河水、江水、冰川等淡水資源,淡水僅占2.53%,可利用的只占淡水總量的30.4%。 (2)缺水的主要原因:地球上絕大多數(shù)的水是海水,目前難以淡化利用;隨著生活水平的普遍提高,使生活和生產(chǎn)各方面的用水量不斷增加;水污染情況沒有得到有效控制。 (3)水污染的主要原因:工業(yè)上的廢水、廢氣、廢渣(“三廢”)未經(jīng)處理,任意排放;生活污水任意排放;農(nóng)藥、化肥的不合理施用,造成水體污染。 (4)我國的水資源總量為2.8×1012m3,位居世界第六,但人均水量只有2300m3左右,約為世界人均水量的四分之一,居世界第八十幾位。 (5)許多國家和地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)水資源短缺。 13.愛護水資源 (1)要節(jié)約用水:提高水的利用效益;使用新技術,改革工藝和改變習慣;污水處理之后,循環(huán)利用 (2)要防止水體污染:提高環(huán)保意識,加強水質(zhì)的鑒別;工業(yè)“三廢”要進行綜合利用和經(jīng)處理后在排放;農(nóng)業(yè)上提倡使用農(nóng)家肥,合理使用化肥和農(nóng)藥;以預防為主,治理為輔。 (3)保護環(huán)境,多植樹種草。

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