自然界的水的知識點

第四單元自然界的水

第一節(jié)水的組成

一、水的物理性質(zhì)

純凈的水是沒有顏色、沒有氣味、沒有味道的液體。在lOlkPa時，水的凝固點是0℃,沸點是

100℃,4℃時密度最大,為Ig/mL。

二、水的電解實驗（實驗裝置如右圖）

【實驗現(xiàn)象】

①通電后，電極上有氣泡產(chǎn)生。通電一段時間后，兩個試管內(nèi)匯集了一些氣體，與正極

相連的試管內(nèi)的氣體體積小，與負(fù)極相連的試管內(nèi)的氣體體積大，體積比約為心，質(zhì)

量比約為8：1。

②與正極相連的試管內(nèi)的氣體可以使帶火星的木條復(fù)燃；與負(fù)極相連的試管內(nèi)的氣體移

近火焰時，氣體能夠燃燒，火焰呈淡藍(lán)色。

【實驗結(jié)論】

①水在通電的條件下，發(fā)生了分解反應(yīng)，生成氫氣和氧氣：2HQ善2112t+Ozt；

②水是由氫、氧兩種元素組成的（在反應(yīng)前后，參與反應(yīng)的元素種類沒有變化）；

③化學(xué)反應(yīng)中，分子可分，原子不可分。

【注意事項】

①通電時，必須使用直流電。

②預(yù)先在水中加入少量氫氧化鈉溶液或稀硫酸可以增強(qiáng)水的導(dǎo)電性。

③負(fù)極產(chǎn)生的是氫氣，正極產(chǎn)生的是氧氣。

三、物質(zhì)的分類

T昆合物

「單質(zhì)（由同種元素組成的純凈物）

「氧化物（由兩種元素組成的化合物中,

I純凈物一

其中一種元素是氧元素的是氧化物）

、化合物（由不同種元素組成的純凈物）

I酸、堿、鹽、有機(jī)物

第二節(jié)分子和原子

一、分子和原子的異同

分子原子

定義分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小粒壬。原子是化學(xué)變化中的最小粒土。

性質(zhì)質(zhì)量小、體積??；不斷運(yùn)動；有間隔；同種粒子的化學(xué)性質(zhì)相同。

聯(lián)系分子是由原子構(gòu)成的。分子、原子都是構(gòu)成物質(zhì)的微粒。

區(qū)別在化學(xué)變化中，分子可以再分，而原子不可以再分。

1.所有金屬、稀有氣體、金剛石（石墨）和硅是由原子構(gòu)成的,其他大多數(shù)物質(zhì)是由分子構(gòu)成

的。

2.在受熱的情況下，粒子能量增大，運(yùn)動速率加快。

備注3.物體的熱脹冷縮現(xiàn)象，原因是構(gòu)成物質(zhì)的粒子的間隔受熱時增大，遇冷時縮小。

4.氣體容易壓縮是因為構(gòu)成氣體的粒子的間隔較大。

5.不同液體混合后總體積小于原體積的和，說明粒子間是有間隔的。

6.一種物質(zhì)如果由分子構(gòu)成，那么保持它化學(xué)性質(zhì)的最小粒子是分子；如果它由原子構(gòu)成，那么

保持它化學(xué)性質(zhì)的最小粒子是原子。

二、驗證分子運(yùn)動的探究實驗

【實驗操作】如右圖，取適量的酚儆溶液，分別倒入A、B兩個小燒杯中，另取一個小燒杯C,加入約5mL

濃氨水。用一個大燒杯罩住A、C兩個小燒杯，燒杯B置于大燒杯外。觀察現(xiàn)象。

【實驗現(xiàn)象】燒杯A中的酚獻(xiàn)溶液由上至下逐漸變紅。

【實驗結(jié)論】分子是不斷運(yùn)動的。

【注意事項】濃氨水顯堿性，能使酚醐溶液變紅。濃氨水具有揮發(fā)性，能揮發(fā)出氨氣。

三、從微觀角度解釋問題

1.用分子觀點解釋由分子構(gòu)成的物質(zhì)的物理變化和化學(xué)變化

物理變化：沒有新分子生成的變化。（水蒸發(fā)時水分子的間隔變大，但水分子本身沒有變化，故為物

理變化）

化學(xué)變化：分子本身發(fā)生變化，有新分子生成的變化。（電解水時水分子變成了新物質(zhì)的分子，故為化

學(xué)變化）

2.純凈物和混合物（由分子構(gòu)成的物質(zhì)）的區(qū)別：純凈物由同種分子構(gòu)成，混合物由不同種分子構(gòu)成。

3.分子和原子的聯(lián)系：分子是由原子構(gòu)成的，同種原子結(jié)合成單質(zhì)分子，不同種原子結(jié)合成化合物分

子。

4.分子和原子的本質(zhì)區(qū)別：在化學(xué)變化中，分子可以再分，而原子不能再分。

5.化學(xué)變化的實質(zhì)：在化學(xué)變化過程中，分子裂變成原子，原子重:新組合，形成新物質(zhì)的分子。

四、物質(zhì)的組成

1.宏觀角度：

水是由氫元素和氧元素組成的。

鐵是由鐵元素組成的。

2.微觀角度：

水是由水分子構(gòu)成的（水的化學(xué)性質(zhì)由水分子保持）。

水分子由氫原子和氧原子構(gòu)成。

1個水分子由2個氫原子和1個氧原子構(gòu)成。

鐵是由鐵原子構(gòu)成的（鐵的化學(xué)性質(zhì)由鐵原子保持）.

3.水在化學(xué)變化中的最小粒子是氫原子和氧原子。

4.物質(zhì)、元素用于宏觀角度分析問題，分子、原子、離子用于在微觀角度分析問題。宏觀和微觀不可以

混淆。

第三節(jié)水的凈化

一、水的凈化方法

1.過濾：把不溶于液體的固體物質(zhì)與液體分離。具體操作見“二、過濾”。

2.吸附沉降：常用明研、活性炭對水中的雜質(zhì)吸附而沉降。

■明研是一種常用的凈水劑，它溶于水后生成的膠狀物可以對懸浮雜質(zhì)吸附沉降，以達(dá)到凈水的目

的。

■活性炭具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，可以吸附水中的懸浮物，也可以吸附溶于水的色素和異味。但需要

注意的是，活性炭不能吸附鈣、鎂化合物，活性炭不能降低水的硬度。

■活性炭凈水器的入水口在凈水器的下面，可以使凈水效果更好。

3.蒸儲：除去水中可溶性雜質(zhì)的方法，凈化程度相對較高，得到的蒸饋水可以看成是純凈物。

4.殺菌：在水中加入適量的藥物進(jìn)行殺菌、消毒。如漂白粉、氯氣（Cl2）,二氧化氯（C102）等。

凈化方法除去不溶于水的雜質(zhì)除去可溶于水的雜質(zhì)降低水的硬度凈化程度

靜置沉淀XX低

過濾VXX1

吸附X

高

5.自來水廠凈水時，需要經(jīng)過沉淀、過濾、吸附、投藥消毒的步驟，但是沒有蒸鐳和煮沸的步驟。在凈

化水的方法中，只有投藥消毒屬于化學(xué)變化，其余都屬于物理變化。

二、過濾（見下圖）

【實驗器材】帶鐵圈的鐵架臺、漏斗、玻璃棒、燒杯

【注意事項】

1.操作時注意“一貼、二低、三靠”。

“一貼”：濾紙緊貼漏斗內(nèi)壁，用少量水潤濕濾紙并使濾紙與漏斗壁之間沒有氣泡（保證

過濾效率）。

“二低”：濾紙低于漏斗邊緣、濾液低于濾紙邊緣（否則被過濾的液體會直接從濾紙與漏

斗之間的間隙流到漏斗下的接受器中，使濾液渾濁）o

“三靠”：燒杯緊靠玻璃棒（玻璃棒的作用：引流，使液體沿玻璃棒流進(jìn)過濾器）、玻璃

棒緊靠三層濾紙、漏斗下端管口緊靠燒杯內(nèi)壁（使濾液沿?zé)诹飨?，防止滴下的液滴?/p>

處迸濺）。

過濾時先過濾上層清液，后過濾下層濁液。若先過濾下層濁液，濾紙上將會殘留著大量不

溶性雜質(zhì)，再過濾上層清液時，不溶物會阻礙清液的通過，影響過濾速度。

2.如果兩次過濾之后濾液仍然渾濁，原因可能是濾紙破損或過濾時液面高于濾紙邊緣。

三、硬水的軟化

1.硬水：含有較多可溶性鈣、鎂化合物的水叫做硬水。

軟水：不含或含較少可溶性鈣、鎂化合物的水叫軟水。

2.硬水和軟水的區(qū)分方法：分別取少量的軟水和硬水于試管中，滴加等量的肥皂水，振蕩。有較多泡沫

產(chǎn)生的水是軟水；泡沫很少，產(chǎn)生浮渣的水是硬水。

3.硬水在加熱或長久放置時會有水垢生成，化學(xué)方程式為：Ca（IIC03）2=CaC03I+H20+C02t

4.硬水的危害：①用硬水洗滌衣物，既浪費(fèi)肥皂又洗不干凈衣物，時間長了還會使衣物變硬。

②鍋爐用水硬度高了十分危險，因為鍋爐內(nèi)結(jié)垢之后不僅浪費(fèi)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(yán)重時還可能引起爆炸。

③長時間飲用硬水有害健康。

5.硬水的軟化方法：煮沸和蒸儲。制取蒸儲水的裝置如右圖所示。

注意：

①在燒瓶底部要加幾粒沸石（或碎瓷片）以防加熱時出現(xiàn)暴沸。

②加熱前按照圖3連接好裝置，使各連接部分嚴(yán)密不透氣。

③加熱燒瓶時不要使液體沸騰得太劇烈，以防液體通過導(dǎo)管直接流到試管里。

④棄去開始儲出的部分液體，收集到10mL左右蒸儲水時，停止加熱。

第四節(jié)愛護(hù)水資源

一、水資源現(xiàn)狀

1.地球表面約71%被水覆蓋著。但淡水只約占全球水儲量的2.53%,其中大部分還分布在兩極和高山

的冰雪及永久凍土，難以利用；可利用的只約占其中的30.4%。

2.海水中含量最多的物質(zhì)是水（HQ）,含量最多的元素是氧元素，最多的金屬元素是鈉元素。

3.我國水資源的現(xiàn)狀是分布不均，人均不足。

4.水資源緊張的原因：一方面人類生活、生產(chǎn)的用水量不斷增加，另一方面未經(jīng)處理的廢水、廢物和生

活污水的任意排放及農(nóng)藥、化肥的不合理施用等造成的水體污染，加劇了可利用水的減少，使原本已

緊張的水資源更顯短缺。

二、愛護(hù)水資源-----方面要節(jié)約用水，另一方面要防止水體污染

1.節(jié)約用水的一些具體措施：

a）提高水的利用效率。

b）使用新技術(shù)，改革工藝和改變習(xí)慣。

c）污水處理之后，循環(huán)利用。

d）“一水多用”，如使用“中水”（生活污水處理后，達(dá)到一定水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的非飲用水）洗車、使用淘

米水澆花等。

2.防止水體污染的一些具體措施：

a）不使用含磷洗衣粉。

b）工業(yè)“三廢”要進(jìn)行綜合利用和經(jīng)處理后再排放。

c）農(nóng)業(yè)上提倡使用農(nóng)家肥，合理使用化肥和農(nóng)藥。

d）以預(yù)防為主，治理為輔。

第五節(jié)氫氣

1.物理性質(zhì)：無色無味的氣體，難溶于水。密度比空氣小，是相同條件下密度最小的氣體。

2.化學(xué)性質(zhì)：

a）可燃性:2H2+0：：亙暨2H2。

氫氣燃燒時發(fā)出淡藍(lán)色火焰，放出熱量，并有水珠產(chǎn)生。

b）還原性:112+CU0=^=CU+H20

黑色的氧化銅在氫氣中加熱逐漸變成紅色，并有水珠產(chǎn)生。

3.實驗室制取氫氣

■反應(yīng)原理：Zn+H2S0,=ZnS01+H2t

■反應(yīng)物的選擇：選用鋅粒和稀硫酸。

?不使用稀鹽酸，因為：鹽酸易揮發(fā)，使制得的氫氣中含有氯化氫氣體。

?不用鎂是因為反應(yīng)速度太快，不用鐵是因為反應(yīng)速度太慢。

■發(fā)生裝置和收集裝置：發(fā)生裝置同分解過氧化氫制取氧氣的發(fā)生裝置;收集裝置可選擇排水法收

集氣體的裝置或向下排空氣法收集氣體的裝置。

■用排空氣法收集氫氣時，不能驗滿！用排水法收集氫氣時，如果集氣瓶口出現(xiàn)氣泡，說明氫氣收

集滿。

■在點燃?xì)錃馇?，一定要檢驗氫氣的純度。

■可燃性氣體的驗純方法：用排水法收集一試管可燃?xì)怏w，用拇指堵住試管口移近火焰點燃。如果

氣體較純，氣體將會安靜地燃燒，并發(fā)出“噗”聲；如果氣體不純，會發(fā)出尖銳爆鳴聲。

■如果驗純時發(fā)現(xiàn)氣體不純，需要再收集再檢驗時，必須對試管進(jìn)行處理（用拇指在試管口堵住一

會或更換試管），以免發(fā)生爆炸。

■檢驗：點燃。純凈的氫氣能夠安靜地燃燒，發(fā)出淡藍(lán)色火焰；而不純的氫氣在燃燒時會發(fā)出尖銳的

爆鳴聲。

4.氫氣能源的優(yōu)點：

①以水為原料，來源廣泛；②熱值高，放熱多；③生成物是水，毫無污染；④可以再生。

5.目前氫能源存在的問題：制取成本高、貯存和運(yùn)輸困難。

6.氫氣被認(rèn)為是最清潔的燃料。

7.任何可燃?xì)怏w或可燃的粉塵如果跟空氣充分混合，遇火時都有可能發(fā)生爆炸。

第六節(jié)化學(xué)式與化合價

1.化學(xué)式：用元素符號和數(shù)字組合來表示物質(zhì)組成的式子。

2.化學(xué)式（如比0）的意義：

表示一種物質(zhì)（宏觀意義）一一表示水這種物質(zhì)；

表示一個分子（微觀意義）表示1個水分子；

表示某物質(zhì)是由什么元素組成的（宏觀意義）一一表示水是由氫元素、氧元素組成;

表示某物質(zhì)是由什么粒子構(gòu)成（微觀意義）一一表示水由水分子構(gòu)成；

表示某物質(zhì)的分子由什么粒子構(gòu)成（微觀意義）一一表示1個水分子由2個氫原子和1

個氧原子構(gòu)成；

3.化學(xué)式的寫法：

r金屬單質(zhì)、稀有氣體單質(zhì)、其他由原子構(gòu)成的物質(zhì)——直接用元素符號表示（如Fe、Al）常溫

「單質(zhì)\下為固態(tài)的非金屬單質(zhì)——用元素符號表示（如S、P、C）

純凈物I由雙原子分子或多原子分子構(gòu)成在元素符號右下角標(biāo)出原子個數(shù)（如。2、比、Cl2）

‘一正價元素或原子團(tuán)寫在前，負(fù)價元素或原子團(tuán)寫在后（特例：N%氨氣、CH,甲烷）.在元素符

、化合物號右下角寫出該種元素的原子數(shù)目，所有元素的原子個數(shù)比為最簡比（特例：H2O2）。當(dāng)原子

團(tuán)不是一個時需要加括號，把個數(shù)寫在括號的右下角（1省略不寫）.

4.書寫化合物的化學(xué)式時，首先要弄清以下兩點：

①這種物質(zhì)由哪種物質(zhì)組成；

②化合物中各元素的原子個數(shù)比是多少。

5.化合價：元素化合價是一個原子在化合時表現(xiàn)出來的性質(zhì)。在元素符號或原子團(tuán)的上方

標(biāo)出化合價，“+”、寫在前，數(shù)字寫在后。

6.化合價的一般規(guī)律：

金屬元素跟非金屬元素化合時，金屬元素顯正價，非金屬元素顯負(fù)價。氧元素通常顯-2

價，氫元素通常顯+1價。在化合物里正負(fù)化合價的代數(shù)和為0。在單質(zhì)中元素的化合價

為0。

同一元素在不同物質(zhì)里可顯不同的化合價。在同一種物質(zhì)里，同一元素也可顯不同的化+5

合價（如陽怔）。

7.根據(jù)化合價寫化學(xué)式：“正價前，負(fù)價后，十字交叉右下處，化簡才是原子數(shù)”。如

P2X05-*P20?

8.數(shù)字的意義：

①元素符號前的數(shù)字表示幾個某原子。如2H中的“2”表示2個氫原子。

②化學(xué)式前的數(shù)字表示幾個某分子。如2HQ中的“2”表示2個水分子。

③元素符號右下角數(shù)字表示一個某分子或離子中有幾個某原子。如CO?中的“2”表示1

個二氧化碳分子中有2個氧原子。

④元素符號右上角的數(shù)字表示一個某離子中帶幾個單位的正或負(fù)電荷。如Fe"中的“3”

表示1個鐵離子帶3個單位的正電荷。+3

⑤元素符號正上方數(shù)字表示某元素的化合價。如Fe表示鐵元素的化合價是+3。

9.根據(jù)化學(xué)式進(jìn)行計算（計算時要注意式子的化學(xué)意義）

1)相對分子質(zhì)量=（相對原子質(zhì)量X原子個數(shù)）之和

2)組成元素的質(zhì)量比=（相對原子質(zhì)量義原子個數(shù)）之比

在計算時要注意標(biāo)清元素的順序。

3)原子個數(shù)之比=（元素質(zhì)量+相生原子質(zhì)量）之比

4)化合物中某元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=該元素的相對原子質(zhì)氟原子個數(shù)*1o期

該化合物的相對分子雇

5)某元素的質(zhì)量=某化合物的質(zhì)量X某元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

某化合物的質(zhì)最該元鬻3曾曾普慧&個數(shù)X10儂

該化合物的相對分子Z0

【例】多少噸的氧化亞鐵（FeO）中所含鐵元素質(zhì)量和100t中氧化鐵所含鐵元素的質(zhì)量

相同？

解：設(shè)需氧化鐵的質(zhì)量為X。

XX56~xl()0%=100tx―迎？一X100%

56+1656x2+16x3

XX—xl0C%=100tx—xlOO%

72160

x=90t

答：需氧化亞鐵的質(zhì)量為90t。

【注意】列方程時所設(shè)未知數(shù)不能帶有單位。

6)某元素的質(zhì)量=某混合物的質(zhì)量X純度＞￡某元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)

某元素的質(zhì)量=某混合物的質(zhì)最純度X、元設(shè)端簫L個數(shù)XI。期

【例】現(xiàn)在有一種化肥，主要成分是硝酸鏤，測得其含氮量為34.3%(雜質(zhì)不含氮)，求

這種化肥的純度。

解：設(shè)該化肥的質(zhì)量為100g,該化肥的純度為孤。

14x2

10(hxa%x-------------------------x100%=10但x34.3%

1x4+14x2+16x3

10Cfexa%x^=10(^x343%

a°/0=98%

答：這種化肥的純度為98機(jī)

【注意】①設(shè)這種氮肥的質(zhì)量是為了使方程有化學(xué)意義。

②純度是百分?jǐn)?shù)，不能小于0%,也不能大于100虬純度是未知數(shù)時，表示純度的字母

后要跟上百分號。

7)有一瓶不純的硝酸鏤(NH.N03)樣品，經(jīng)分析其中的含氮量為37%則所含雜質(zhì)可能是：

A.(NHjSO,B.C0(NH2)2C.NH.,C1D.

NHiHCOs

【分析】解這道題需要三個要素：最大數(shù)、中間數(shù)、最小數(shù)(指含氮量)。三者之間的關(guān)

系為：最大數(shù)〉中間數(shù)＞最小數(shù)。這里的37%是求出的平均含氮量，是中間數(shù)。

接下來算出NH,NQ,中的含氮量：35%o由于35%＜37%,所以應(yīng)該是最小數(shù)。

然后算出四個候選答案中每個化合物的含氮量，它是最大數(shù)，數(shù)值應(yīng)該大于37%。在這里

只有CO(NH?)2的含氮量為46.7%,超過了37%成為最大值。所以最后答案應(yīng)該是B。

附表1一些常見元素的名稱、符號和相對原子質(zhì)量

元素名元素符相對原子質(zhì)元素名元素符相對原子質(zhì)元素名元素符相對原子質(zhì)

稱號量稱號量稱號量

氫H1鋁A127鐵Fe56

MHe4硅Si28銅Cu63.5

碳C12磷P31鋅Zn65

氮N14硫S32銀Ag108

氧016氯C135.5銀Ba137

氟F19氤Ar40柏Pt195

Ne20鉀K39金Au197

鈉Na23鈣Ca40汞Hg201

鎂Mg24鎰Mn35碘I127

附表2一些常見元素、根的化合價和離子符號

元素和元素和元素和元素和

離子符離子符

根的名根的符常見的化合價根的名根的符常見的化合價

號

稱號稱號

鉀K+1K1氟F-1F

鈉Na+1Na*氯C1