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1、第三單元 自然界的水
一、水的性質及組成
1、物理性質:純水是無色、無臭、清澈透明的液體;在101kPa下,水的密度在4℃時最大,為1g/cm3;在101kPa下,水的凝固點為0℃,沸點是100℃。
2、化學性質:①水通電可以分解成氫氣和氧氣;②水可以與二氧化碳反應生成碳酸;③水可以與氧化鈣反應生成氫氧化鈣;
3、水的組成實驗探究(即水的電解實驗):①實驗現(xiàn)象: 正極上有氣泡緩慢產(chǎn)生,負極上有氣泡較快產(chǎn)生;一段時間后正負兩極產(chǎn)生的氣體的體積比為1:2(正少負多)。②氣體檢驗(正氧負氫):將帶火星的木條伸入正極產(chǎn)生的氣體中,發(fā)現(xiàn)木條復燃,則說明氣體是氧氣;將負極產(chǎn)生的氣體移近火焰,氣
2、體能燃燒,火焰呈淡藍色,在火焰上方罩一個冷而干燥的燒杯,燒杯內壁有水霧出現(xiàn),則說明氣體是氫氣。③反應的化學方程式(分解反應):2H2O2H2↑+ O2↑。④結論:水是由氫元素和氧元素兩種元素組成的。⑤實驗注意事項:a、所用電源為直流電(如電池);b、水的導電性很弱,為了增強水的導電性,可在水中加入少量的稀硫酸或氫氧化鈉溶液。
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雜質而常呈渾濁。
2、軟水和硬水:①含義——不含或含較少可溶性鈣、鎂化合物的水叫軟水;含較多可溶性鈣、鎂化合物的水叫硬水。②軟水和硬水的區(qū)別方法——a、將肥皂水分別加到盛有軟水和硬水的燒杯中,攪拌,產(chǎn)生
3、大量泡沫的是軟水,沒有泡沫或泡沫較少的是硬水。b、將燒杯中的軟水和硬水加熱煮沸,冷卻后,杯底白色沉淀多的為硬水,沒有或有較少白色沉淀的為軟水。③硬水給生活和生產(chǎn)帶來的危害——a、使用硬水洗衣服既浪費肥皂,又不易洗凈,時間長了會使衣物變硬。b、鍋爐用硬水易使鍋爐內結水垢,不僅浪費燃料且易使爐內管道變形、損壞,甚至還會引起爆炸。④硬水軟化的方法——a、煮沸(生活中);b、蒸餾(實驗室或工業(yè)上)
三、水的凈化
1、沉淀(除去水中不溶性的雜質):①靜置沉淀:通過不溶性雜質自身的重力使它們從液體中沉降下來。這種方法凈化程度較低,因為懸浮物不能自然沉到水底。②吸附沉淀:利用某物質(如明礬)溶于水后生成
4、的膠狀物對雜質的吸附,使雜質沉降下來。這種方法能沉降水中的不溶性雜質。
2、過濾(除去水中不溶性的雜質):①含義:過濾是把不溶于液體的固體與液體分離的一種方法,它適用于分離固—液型的混合物。 ②過濾所需儀器:漏斗、濾紙、鐵架臺(帶鐵圈)、燒杯、玻璃棒。③注意事項(一貼、二低、三靠)
3、吸附(除去水中一些可溶性雜質,如臭味,色素等):①常用吸附劑:活性炭;②活性炭凈水器入水口在下端的優(yōu)點:a、水在凈水器內存留時間較長,利于充分除去雜質;b、不溶性雜質沉淀在凈水器底部,不易堵塞活性炭層中的間隙。
4、蒸餾(除去水中不溶性和可溶性的雜質):①原理:利用物質的沸點不同來加以分離。②蒸餾所需儀器
5、:蒸餾瓶、酒精燈、石棉網(wǎng)、溫度計、冷凝管、尾接管、錐形瓶等。③注意事項:a、蒸餾時,要在蒸餾瓶中加入幾粒沸石或碎瓷片,以防止加熱時液體暴沸;b、先給冷凝管中通冷水,再給蒸餾瓶加熱,防止冷凝管驟冷炸裂;c、冷凝水流動的方向是自下而上,否則會造成冷凝管因驟冷或驟熱而炸裂或不能將水蒸氣完全冷凝。
5、凈化程度由低到高:靜置沉淀、吸附沉淀、過濾、蒸餾。)
6、自來水廠水凈化處理過程分析:①加絮凝劑:如加入明礬等,吸附水中懸浮的雜質,使雜質沉降;②反應沉淀池:沉淀水中不溶性雜質;③過濾池:除去水中不溶性雜質;④活性炭吸附池:濾去未過濾掉的不溶性雜質,吸附掉一些可溶性的雜質,除去異味、色素等;⑤投藥消
6、毒:殺滅殘存的細菌。
四、氫氣
1、氫氣的物理性質:氫氣是無色、無臭、難溶于水、在相同狀況下密度最小的氣體。
2、氫氣的化學性質:①可燃性(化合反應):2H2 + O2 2H2O a、純凈的氫氣在空氣中能安靜地燃燒,發(fā)出淡藍色的火焰;b、混有空氣或氧氣的氫氣遇明火可能發(fā)生爆炸。所以,點燃氫氣前一定要檢驗氫氣的純度。氫氣純度的檢驗方法:將試管口向下移近火焰,點火聽聲音,聲音很小則表示氫氣較純,若發(fā)出尖銳的爆鳴聲則表明氫氣不純。②還原性:H2 + CuOCu+H2O
3、氫氣的優(yōu)點:放熱多、來源廣、無污染。
4、氫能源目前難以推廣的主要原因: ①制備氫氣耗能大,成本高;②貯存困難;③使
7、用的安全性問題難以解決。
5、氫氣的實驗室制法:①原理:Zn + H2SO4 === ZnSO4 + H2↑;②裝置圖:如右圖所示。用實驗室制取CO2的發(fā)生裝置,可以采用向下排空氣法或排水法收集。
五、理論知識
1、分子和原子
分子
原子
相似點
①質量和體積都很??;②粒子間有間隔;③總在不斷地運動;
④同種粒子,性質相同,不同種粒子,性質不同;
⑤同種物質的粒子性質相同,不同種物質的粒子性質不同。
聯(lián)系
①分子是由原子構成的,原子是構成分子的粒子;
②分子和原子都可以直接構成物質。
區(qū)別
分子是保持物質化學性質的最小粒子,在化學變化中分子肯定分裂,分子可分。
8、
原子是化學變化中的最小粒子,化學變化中原子不可分,反應前后不變。
注:學會用分子、原子的理論去解釋一些常見現(xiàn)象,如能聞到花香、衣服變干、熱脹冷縮等;知道化學變化的實質是:分子分成原子,原子重新組合成新的分子。
2、化合物和單質
①化合物:由不同種(多種)元素組成的純凈物。
②單質:由同種(一種)元素組成的純凈物。
③氧化物:由兩種元素組成,并且其中一種是氧元素的化合物。
六、人類擁有的水資源概括及水資源的保護
1、水資源概況:地球表面約71%被水覆蓋,水資源總量約1.39×1018m3,以海洋水、湖泊水、河流水、地下水、大氣水、生物水、凍土中的水和冰上冰川等各種形態(tài)存在。
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9、、淡水危機:①全球水資源日趨短缺,有80多個國家20億人口面臨淡水危機。②我國水資源總量居世界第六位,人均水量為世界人均水量的四分之一。
3、水資源短缺的原因:①自然因素:a、地球上的水資源是豐富的,但淡水量不足總水量的1%,可利用的淡水資源很有限;b、水資源分布不均勻(空間和時間)。②人為因素:a、人類生活和生產(chǎn)的用水量不斷增加; b、水體污染嚴重;c、森林植被破壞嚴重(水土流失);d、水資源浪費。
4、水資源的保護:(1)節(jié)約用水:①提高水的利用效益。②使用新技術、改革工藝、改變用水習慣以減少大量工農業(yè)和生活用水。(2)防止水體污染:①水體污染(是指大量污染物質排入水體,超過水體的自凈能力使水質惡化,水體及其周圍的生態(tài)平衡遭到破壞,對人類健康、生活和生產(chǎn)勞動等造成損失和威脅的情況)的主要來源: a、工業(yè)污染; b、農業(yè)污染; c、生活污染。②水體污染的預防和治理:a、工業(yè)上通過應用新技術、新工藝減少污染物的產(chǎn)生,同時對污染的水體作處理使之符合排放標準。b、農業(yè)上提倡使用農家肥,合理使用化肥和農藥。c、生活污水要集中處理和排放。