内容正文:
第四单元 自然界的水
课 题 3 水 的 组 成
在很长的一段时期内,水曾经被看作是一种元素。
直到18世纪末,在前人探索的基础上拉瓦锡通过对水的生成和分解实验的研究,确认水不是一种元素,而是由两种元素组成的化合物。
英国的化学家普利斯特里,常常爱给朋友们表演魔术:他拿了个“空”瓶子,在朋友们面前晃了几下,然后,他迅速地把一支点燃的蜡烛移近瓶子。“啪!”的一声,瓶口吐出了长长的火舌,但立刻又熄了……
起初,普利斯特里只是给朋友们变变魔术而已。变着变着,有一天,他突然发现变完魔术后,瓶子里还有一位神秘的“客人”——瓶壁上出现不少水珠!
普利斯特里
水的真面目第一次被揭开
(18世纪中叶)
原来,这位魔术师在瓶子里早已装满无色的“可燃空气”(氢气)。可燃空气”与空气混合后点燃,会发出巨大的声响。
1781年,普利斯特里把他的发现告诉卡文迪许。用不同比例的“可燃空气” (氢气)和空气混合物进行实验,证实了普利斯特里的发现,并断定生成的液体是水。
但是受当时人们认识物质世界的局限,还始终认为水是一种元素,没有对水的组成做出正确的解释。
卡文迪许
水被看作是一种元素
在氧元素被确认后,卡文迪许用纯氧代替空气,从而确认2体积的“可燃空气” (氢气)与1体积的氧气恰好化合成水。
受当时“燃素学说”的影响,始终认为水是一种元素!
3
直到1783年,卡文迪许的助手布拉格登于访问巴黎时,将这一实验告诉了拉瓦锡。拉瓦锡立即进行了跟踪实验, 不仅合成了水,同时还将水分解为氧气和氢气,再次确认了水的组成。
拉瓦锡
让我们一起探究水的组成!
18世纪科学发展史上最辉煌的成就之一
一、氢气
1.物理性质
2. 化学性质
氢气是一种无色、无臭、难溶于水的气体,密度比空气的小。
P79
:可燃性
(世界上最轻的气体)
现象:氢气在空气中安静地燃烧,产生淡蓝色火焰,放出热量,烧杯壁有水雾生成。
反应表达式:
氢气 + 氧气 水
点燃
H2 + O2 H2O
点燃
混有一定量空气或氧气的氢气,遇明火会发生爆炸,所以氢气点燃前一定要检验氢气的纯度。
3.氢气的验纯方法
一、氢气
3.氢气的验纯方法
管口朝下,用拇指堵住试管口,靠近火焰,移开拇指点火。
如发出尖锐爆鸣声表明氢气不纯;如声音很小,则表示氢气较纯。
①用拇指堵住试管口
②靠近火焰,移开拇指点火
一、氢气
P79
听到“噗”的一声
知识链接
爆 炸 极 限
可燃性气体或可燃性粉尘与空气混合并达到一定浓度(通常指体积分数)范围时,遇到明火会发生爆炸,这个浓度范围叫做爆炸极限。
氢气的爆炸极限为4.0~~75.6%
低于4.0%,氢气含量太少,不易燃烧;
高于75.6%,空气不足,缺少助燃的O2,安静燃烧,不发生爆炸。
特别提醒:所有的可燃性气体,比如氢气、一氧化碳、甲烷等都存在爆炸极限,点燃之前一定要检验纯度
氢气密度比空气小
氢气具有可燃性
氢气球
氢气作为火箭的燃料
4.氢气的重要用途:
原 因:
a、燃烧后的产物为水,无污染。
b、单位质量的氢气燃烧放热多
c、氢气可用水制取,原料来源广。
一、氢气
P79
高能清洁燃料。(可用火箭、宇宙飞船的燃料)
燃料,氢气球、做还原剂冶炼金属等
改为氦气球更安全!
水电解器
顶端带有活塞的玻璃管
电极
玻璃管内装满水
分别与电源的正、负极相连
二、水的电解
学生电源
(内加少量氢氧化钠或硫酸钠溶液,以增强溶液的导电性。因为,纯水是不易导电的)
二、水的电解
二、水的电解
现象:
1、电极上有气泡产生
2、V正,气体 : V负,气体
=1 : 2
二、水的电解
结论1:与电源正极相连的试管内的气体是氧气。
结论2:与电源负极相连的试管内的气体是氢气。
水在直流电的作用下,分解成氢气和氧气。
O2
H2
VH2 : VO2 = 2 : 1
水
通电
氢气 + 氧气
( H2 )
( O2 )
( H2O )
二、水的电解
“正氧负氢,氢二氧一”
实验结论:
水在通电的条件下,发生反应生成________和_________,发生了_______反应 。
水分解反应的文字表达式为:
________。
氢气
氧气
通电
水 氢气+氧气
分解
二、水的电解
氧气
氢气
氢气
氧气
水
通电
+
O2
H2
揭开水的组成秘密!
氧元素(O)
氢元素(H)
结论①:宏观上,水是由_______和_______组成的
氢元素
氧元素
揭开水的组成秘密!
微观角度
水分子分解的示意图
揭开水的组成秘密!
微