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1第三章自然界的水3.1水的组成【一】水的物理性质1：在通常状况下，是没有颜色，没有气味，没有味道的透明液体；2：压强为101KPa时，水的凝固点为0℃，水的沸点为100℃；3：在4℃时，密度最大，为1g/cm3，其它温度时，密度小于1g/cm3。注意：在计算时，一般取值1g/cm3，这一数值应熟记。注意：水的物理性质的前提条件：1：无色无味液体——通常状况下2：凝固点为0℃，:沸点为100℃——压强为101Kpa3：密度:为1g/cm3——4℃【二】电解水的实验实验名称：电解水实验。实验目的：研究水的组成。实验步骤：在水电解器中注满水后接通直流电源。实验现象：通电后，两个电极上都有气泡产生，过一段时间后，两个玻璃管内都收集到不少气体，与电源正极相连的玻璃管内体积小，与电源负极相连的玻璃管内体积大，二者的体积比约为2:1。气体检验：1：将带火星的木条平放在与电源正极相连的玻管尖嘴处，打开活塞，木条复燃，证明该气体是氧气。2：打开与电源负极相连的玻璃管的活塞，在玻璃的尖嘴处点火，气体燃烧产生淡蓝色的火焰，生成水，证明该气体是氢气。实验结论：水在通电的条件下能分解生成氢气和氧气。说明水是由氢元素和氧元素组成，水是一种纯净物。特别注意：1：由于纯水的导电性极弱，电解时产生的速度慢，固为了增强水的导电性，加快产生气体的速度，需在水中加入适量的稀硫酸或氢氧化钠。2：水不是由氢气和氧气组成的。3：玻璃管内生成的气体聚集在上部的原因：氢气和氧气的密度比水小，氧气不易溶于水，氢气难溶于水。4：水的煮沸和水的电解的区别：前者是物理变化，只是水由液态变成气态；后者是化学变化，水变成了新的物质氢气和氧气。2拓展解释：从理论上讲，电解水得到的氧气与氢气的体积比为1:2，但在实验中，特别是刚开始产生的气体体积比小于1:2，一是因为氧气在水中的溶解度大于氢气，二是因为少量的氧气与电极发生氧化反应被消耗掉了。【三】氢气的性质物理性质：无色无味、难溶于水的气体，是所有气体中密度最小的气体。化学性质：可燃性。如图所示：将氢气用导管导出，在尖嘴处点燃（点燃前验纯）。现象：纯净的氢气在空气中平静的燃烧，发出淡蓝色火焰，放出大量的热，在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯，烧杯内壁会有水珠生成。结论：氢气燃烧的产物是水；氢气是一种高效清洁能源。注意：氢气是一种可燃性气体，可燃性气体中如果混有空气，遇到明火就会有爆炸的危险，因此使用可燃性气体前一定要检查其纯度，只有确认不会爆炸才能点燃或使用。【四】单质和化合物单质——由同种元素组成的纯净物。化合物——由不同种元素组成的纯净物。33.2分子和原子1.分子1）对“分子是保持．．物质化学性质．．．．的最小粒子”的概念的理解，应从以下几个方面：(1)概念中的“保持”指构成物质的每一个分子与该物质的化学性质完全相符，分子发生改变，物质的化学性质就一定会发生改变。(2)物质的性质有物理性质和化学性质，分子只能保持物质的化学性质，而不能保持物质的物理性质。物质的物理性质，如颜色、状态、熔点、沸点等都是物质大量分子的聚集才能表现出来。例如，液态氧与气态氧的颜色、状态、密度等都不相同，但构成它们的微观粒子----氧分子却都没有发生改变。(3)分子是构成物质的一种粒子，构成物质的粒子除分子外，还有原子和离子，可见分子并不是保持物质化学性质的惟一粒子。2）分子的基本性质：(1)分子的体积很小，质量很小。此处可用比喻的方法说明。1滴水里的水分子，如果用10亿人来数，每人每分钟数100个，日夜不停，需要3万多年才能完成。(2)分子永远不会静止下来，总是在不断运动。日常生活中气体扩散，品红在水中扩散，糖放在水中一会不见了，都是由于此原因。(3)分子之间有间隔。所以100mL酒精和100mL水倒在一起，体积会小于200mL。除此外，热胀冷缩现象、三态变化都是由于分子之间有间隔的缘故。2.原子原子的概念：化学变化中的最小微粒。分子、原子的本质区别：在化学变化中，分子可以再分，而原子不能再分(注意：强调在“化学变化中”)。化学变化的实质：在化学变化中分子分解成原子，原子重新组合成新分子的过程。3.分子、原子概念的区别和联系：分子原子概念保持物质化学性质的一种微粒化学变化中的最小微粒构成由原子构成由质子、中子、核外电子构成根本区别在化学反应中可分为原子在化学反应中不可分相同处①体积、质量都很小；②都不断运动；③微粒间都有间隔；④同种微粒性质相同，不同种微粒性质不同；⑤都能直接构成物质联系分子分裂→←结合原子44.用分子和原子的观点解释有关现象1）物理变化与化学变化2）纯净物和混合物由同种分构成和同不同种分子构成（由分子构成的物质）3）扩散现象补充：（一）易错点：主要在于“分子”“原子”的区别和联系的题目，对这类题目，可简化两者的区别和联系关系如下图：分子物质构成．．←—↙↖↑原子（二）易忽略点：1.很多人认为：“分子一定比原子大”产生这种想法的主要因为“分子是由原子构成的”。但对这个问题，应该综合考虑：①分子与构成这种分子的原子相比，原子小分子大。②不是所有的分子都比原子大。如不同类分子和原子，汞原子就比氢分子大得多，汞原子的相对原子质量为201，氢分子的相对原子质量为2，约是其质量的100倍。53.3水的净化1.水的净化自然界中的水因含有多种物质和细菌，所以是混合物，不宜直接饮用，需对水进行净化处理。常用的净化方法有：1：吸附：常用明矾、活性炭将水中的杂质吸附而沉降。明矾是一种常用的净水剂，在水中形成胶状物，对悬浮物杂质进行吸附沉降，达到净水的目的；活性炭具有疏松多孔结构，可以吸附水中的悬浮物，也可以吸附水中的异味或有颜色的物质。2：过滤：除去水中不溶性杂质的方法。3：蒸馏：除去水中的不溶性杂质和可溶性杂质的方法。其净化程度高，得到的蒸馏水可以看作纯净物。4：杀菌：水中含有细菌、病菌。可放入适量的药物进行杀菌消毒。如：漂白粉、氯气及新型消毒剂二氧化氯等。2.硬水和软水1：硬水：含有较多可溶性钙、镁化合物的水叫硬水；2：软水：不含或含有较少可溶性钙、镁化合物的水叫软水；3：硬水与软水的区分方法：用肥皂水可区分软水和硬水，把肥皂水倒入水中搅拌，泡沫多的水为软水，泡沫少的水为硬水。4：设法除去硬水中的钙、镁化合物，可以使硬水软化成软水。硬水转化为软水的方法有：煮沸和蒸馏。3.过滤过滤是一种将液体与固体分离开的方法。过滤操作：1：将玻璃棒轻轻斜靠在三层滤纸处；2：取待过滤液体沿玻璃棒慢慢注入漏斗中，烧杯口紧靠在玻璃棒上，液面始终低于滤纸边缘。过滤操作要点归纳：“一贴，二低，三靠”一贴：制作、安装过滤器时，要使滤纸紧贴漏斗壁，中间不能留有气泡（让溶液通过滤纸过去，否则会影响响过滤速度）。二低：1：液面低于滤纸边缘（防止溶液会从滤纸与漏斗的夹缝间直接渗入烧杯，导致滤液中混入杂质）；2：滤纸低于漏斗口（防止液体漏到外面）。6三靠：1：盛待过滤液体的烧杯口紧靠玻璃杯（用玻璃棒引流，避免直接将滤液倒入漏斗时冲击太大使滤纸破裂，）；2：玻璃棒紧靠在三层滤纸一边（因为如果靠在一层滤纸的那端，滤纸很容易被捅破，滤液透过滤纸直接到达烧杯，影响过滤效果）；3：漏斗的下端紧贴烧杯内壁（使滤液沿烧杯内壁流下，以免液滴飞溅）。蒸发：是将可溶性固体与液体分离开的一种方法。蒸发时，要用玻璃棒搅拌液体（使液体受热均匀，防止液体由于局部温度过高而飞溅出来）。比较玻璃棒的作用：A：搅拌—加速溶解；B：过滤—引流；C：蒸发—使液体受热均匀4.蒸馏1）原理：根据液态混合物中各成分的沸点不同进行分离。2）适用范围：分离和提纯液态混合物，或把混合液体中的杂质除去。3）操作中应注意的问题：1）蒸馏烧瓶下面必须垫上石棉网2）蒸馏烧瓶内应加入几粒沸石（或碎瓷片），以防加热时暴沸，使蒸馏平稳进行3）温度计的液球应对着蒸馏瓶的支管口，因为蒸馏时需控制的温度是出口蒸气温度4）冷却水的流向应跟蒸气的流向相反，这种逆流冷却可以收到最大的冷却效果5）蒸馏产物（称馏分）一般用锥形瓶收集。73.4爱护水资源1.水的利用：1）水在工农业生产中的重要作用：农业生产和工业生产都离不开水。世界上用于农业的淡水占人类消耗淡水总量的60%—80%；工业上要用大量的水洗涤、溶解、加热和冷却，并用水做原料来制造化肥等产品。2）节约用水：1）：在农业和园林灌溉方面，改用大水漫灌或滴灌；2）：在工业上，工业用水重复利用；3）：在生活中，使用节水器具等；4）：国家节水标志的含义：珍惜每一滴水，节约用水。3）防止水体污染：必须加强对水质的监测。工业上：运用新技术、新工艺减少污染物的产生，工业废水处理后再排放；农业上：提倡使用农家肥，合理使用农药和化肥；生活上：生活污水集中处理后排放，禁止生产和使用含磷洗涤剂等。2.水的污染：天然水体具有巨大的自净能力，少量杂质不会造成污染；但当混入杂质的质量超过一定限度时，就会造成水的污染。1）水污染的来源：（1）工业生产中的“三废”（废水、废渣、废气）任意排放；（2）农业生产中农药、化肥的不合理施用等造成的水体污染；（3）石油、重金属离子对水体的污染；（4）生活污水的任意排放。2）水体污染的危害：（1）工业废水及农药含有有毒物质影响人类和水生植物生长，危害人类健康。（2）含磷洗涤剂、化肥及生活污水含有大量植物营养物质，大量排放，引起水的富营养化。（3）石油泄露，在海面形成油膜，阻止氧气溶于水，使海水中缺氧同时影响植物光合作用。3）防止水污染的主要措施：（1）提高环保意识，加强水质的监测；（2）工业“三废”要进行综合利用和经处理后再排放；革新技术和工艺，在工业生产中减少甚至消除水体污染物的产生，这是“绿色化学”的核心，就是从源头上消除污染。（3）农业上提倡使用农家肥，合理使用化肥和农药；推广生态农业，科学使用高效低毒的农药、化肥，是生产“绿色食品”的基础。（4）以预防为主，治理为辅。【要点诠释】地球上水的储量是丰富的，地球又称“水球”，但地球上淡水资源短缺且分布不均匀。再加上近年来水污染现象的加重，所以我们要爱护水资源，即节约用水和防治水体污染。83.人类拥有的淡水资源短缺：1）地球表面约71%被水覆盖，总量约1.39×1018m3,以海洋水，湖泊水，河流水，地下水，大气水和生物水等形式存在。2）海洋水：约占全球总储水量的96.5%作用：繁衍水生物，蕴藏化学资源3）淡水储量约占全球水储量的2.53%，可利用的只约占其中的30.4%，即1.07×1016m34)全球水资源紧缺，当今世界上有80多个国家，20多亿人口面临淡水危机5）我国水资源总量2.8×1012m3，居世界第六位，人均水量只有2300m3左右，约为世界人均水量的1/4。