第三单元 探秘水世界（知识清单）化学鲁教版2024九年级上册

第三单元 探秘水世界 01 思维导图 02 考点速记 第一节 运动的水分子 一、水的三态变化 1．水是由水分子构成的。水分子很小，只一滴水，就含有约1021个水分子！ 2．把封闭在注射器中的少量水煮沸，使液态的水变为水蒸气，体积会明显增大。在这个过程中，水分子本身变大了，水分子之间的间隔变大了，水分子的数目增多了。水分子受热都运动到注射器的另一端去了。 3．不同状态的水中，水分子的运动、分子间隔、排列方式有何不同? 在固态的水中，水分子紧密有序排列，只能在固定的位置上振动。 在液态的水中，水分子间隔较小，可在一定程度上自由运动。 在气态的水中，水分子间隔较大，可以完全自由运动。 一定量的水，当它由固态变为液态，再由液态变为气态时，水分子的数目和大小不会变化，变化的只是水分子之间的间隔和排列方式。这样的变化属于物理变化。 结论:物理变化的实质：在物理变化的过程中，分子本身不会变化，变化的是分子之间的间隔和排列。 4．水在三态变化中吸收或放出能量 在水蒸发的过程中，水分子获得太阳光的能量后，运动加快，克服了水分子之间的相互作用，离开液体表面，水变成水蒸气逸散到空气中。 烧开水之后，揭开锅盖，立即就会有许多水滴滴下，这是水蒸气在锅盖上冷凝的结果。 烧水时，部分水分子获得足够的能量，离开水面向锅盖处运动。这些水分子遇到冷的锅盖后失去部分能量，导致其运动减慢，由于分子间的相互作用而彼此靠近，聚集在一起，水蒸气凝结成水滴。 实质：水分子本身没有发生变化，改变的只是水分子之间的间隔，没有新物质生成，属于物理变化。在运动过程中伴随着能量的变化。 二、分子的基本特征 【活动探究】分子的特征 ①取一支 20 mL的大试管，先加入10 mL 蒸馏水，再加入 10 mL酒精，然后用带玻璃导管的橡皮塞塞住试管口，竖直静置后标记进入导管的液面高度。用手指堵住导管口，上下颠倒试管几次，再次竖直静置，观察导管内液面的变化。 现象： 解释： ②取两个相同容量的小烧杯，一个烧杯中加入半杯热水，另一个烧杯中加入半杯冷水，然后分别加入少量品红溶液，观察现象。 现象： 解释： 1．分子极小，其质量和体积都很小。 2．分子在不断的运动。温度越高，分子受热能量增大，运动速率加快。 （1）应用 ①用分子不停地运动解释闻到气味、溶解、扩散、挥发、蒸发等生活现象。 ②用分子运动受温度的影响解释太阳下晒湿衣服比阴凉处干得快。 3．分子间有间隔 （1）分子间间隔大小：一般情况下，气体物质分子间的间隔相对较大，固体和液体物质分子间的间隔相对较小。 解释生活现象：气体体积容易压缩，固体和液体较难被压缩。 （2）分子间间隔受温度和压强的影响 ①温度升高，分子间隔增大，温度降低，分子间隔变小。 解释生活现象：物质的热胀冷缩、物质三态变化、给自行车胎打气、等体积的酒精和水混合后总体积变小。夏天车胎、篮球等打气太满容易爆炸，酒精温度计测温度。（给自行车胎打气，分子间隔变小）（水银是金属，由原子构成；水银温度计测温度，是因为受热汞原子间隔变大） ②压强增大，分子间隔减小，压强减小，分子间隔变大。 解释生活现象：加压可以让6000mL氧气装进40mL钢瓶。（注意：分子的大小不会改变，物质体积的变化是分子间隔在改变） 三、水的天然循环 水的天然循环是通过其三态变化实现的。太阳为水分子提供能量，使其运动加快，达到一定程度后，一些水分子便克服了分子之间的相互作用，变成水蒸气扩散到空气里，在高空中遇冷凝结成云。云随风飘移，再遇冷又转变成雨或雪，降落到地面，汇入江河湖海，渗进山川土地。大自然就是通过水分子的运动，既实现了水的自身净化，又完成了水资源的重新分配，周而复始、源源不断地为地球上的生物补充淡水资源。 四、水资源现状 1．地球上水的储量很大，分布范围也很广，但是大约 97.5% 的水集中在海洋和咸水湖里。淡水约占地球总水量的2.5%，可供人类直接利用的江河水、湖泊淡水以及浅层地下水，仅约占地球淡水总量的13%，占地球总水量的0.3%。水的天然循环给我们带来了淡水。但是，天然淡水中往往含有泥沙、可溶性的矿物质和细菌等，为满足生活和生产的需要，人们需要根据天然水水质的不同而进行相应的净化处理。 2．保护水资源和节约用水 爱护水资源的途径：节约用水，防治水体污染 国家节水标志 五、天然水的净化 1．水的净化：指将自然界中含有许多可溶性和不溶性杂质，常呈浑浊状态的水，可通过各种途径净化处理的过程。（纯水是无色、无臭、清澈透明的液体） 净化方法 原理 作用 沉淀 静置，使不溶性杂质沉降并与水分层 除去不溶性杂质 过滤 把液体与不溶于液体的固体分离 除去不溶性杂质 吸附 利用活性炭的吸附作用，或者利用明矾溶于水后生成的胶状物，把天然水中的一些不溶性杂质和一些可溶性杂质吸附在其表面，沉降下去。 除去不溶性杂质、一些可溶性杂质和异味等 蒸馏 通过加热的方法使水变成水蒸气后，然后冷凝成水 除去可溶性杂质和不溶性杂质。 2．自来水厂净水过程： 活性炭的作用：具有疏松结构的粉末或颗粒，具有较强的吸附性，可使某些有色液体脱色、吸收各种气体或有异味的物质。 明矾的作用：明矾溶于水后生成的胶状物吸附水中悬浮杂质，使杂质沉降来达到净水的目的。 3．各种净化方法除去的杂质的种类 难溶性杂质 可溶性杂质 降低水的硬度 沉淀 √ 过滤 √ 吸附 √ √ 蒸馏 √ √ √ 水的净化效果由低到高的是：沉淀、过滤、吸附、蒸馏（均为物理方法），其中净化效果最好的是蒸馏。 六、过滤 1．过滤：过滤是把不溶于液体的固体物质跟液体分离开来的一种混合物分离的方法；它根据滤纸能够透过液体和溶于液体的物质的特殊功能，将混合物分离开来的；常用来分离不溶于液体的固体物质跟液体等。 2．适用范围：用于分离难溶性固体与液体或者不溶性固体和可溶性固体 3．操作注意事项：“一贴二低三靠” 4．仪器和用品：玻璃仪器（烧杯、玻璃棒、漏斗）、 铁架台、用品（滤纸） 5．过滤后，如果滤液仍然浑浊，可能原因有： A．承接滤液的烧杯不干净 B．倾倒液体时液面高于滤纸边缘 C．滤纸破损 6．过滤后仍然浑浊的处理方法，清洗仪器，更换滤纸，重新过滤。 七、蒸馏 1．水的蒸馏 （1）在浑浊的天然水经过滤得到的滤液中加入一包活性炭，充分搅拌后静置一段时间，观察烧杯中液体颜色的变化是滤液颜色消失变得澄清透明，气味也基本消失。 （2）将吸附净化后的滤液加热煮沸，使水蒸气冷凝在烧杯上部的表面皿上。取所得冷凝水，滴在玻璃片上，在酒精灯上慢慢加热至水分消失。观察玻璃片上发生的现象是没有任何物质残留。 给水加热使之变为水蒸气，再将水蒸气冷凝得到液态水的过程叫作水的蒸馏。蒸馏得到的水称为蒸馏水。蒸馏水可认为是纯净物。而天然水中含有多种物质，属于混合物。 2．蒸馏实验操作 根据物质的沸点不同，通过加热的方法，使低沸点物质先蒸发，再冷凝而得以分离的一种操作，所需仪器有蒸馏瓶（蒸馏烧瓶）、铁架台、酒精灯、冷凝管、温度计、橡皮塞、锥形瓶、尾接管、石棉网等。 操作注意事项 （1）加热时要垫石棉网（也可以用其它热浴加热），使之均匀受热。 （2）加热时，液体量不超过容积的2/3，不少于容积的1/3。 （3）配置附件（如温度计等）时，应选用合适的橡胶塞，特别注意检查气密性是否良好。 （4）蒸馏时最好事先在瓶底加入少量沸石，以防暴沸。 （5）蒸馏完毕必须先关闭活塞后再停止加热，防止倒吸。 第二节 水分子的变化 一、水的分解 1．实质：水分子通电状态下分解为氢原子和氧原子，氢原子重新生成氢分子，氧原子重新组合生成氧原子，有新物质生成，是化学变化。 2．实验装置 3．实验过程及现象 （1）连接好装置，为增强水的导电性，可在水中加入少量稀硫酸或氢氧化钠溶液。 （2）闭合电路后，会看到试管内的电极上出现气泡，过一段时间，与电源正（氧气），负极（氢气）相连的试管产生的气体体积比约为1：2。 （3）正极产生的气体用带火星的木条检验，发现木条复燃；负极产生的气体接近火焰时，气体能够燃烧，火焰呈淡蓝色。 4．微观理解水的电解 5．该实验结论或推论 （1）水由氢、氧两种元素组成。 （2）水（分子）中，氢、氧两种元素的原子个数比为2：1，通电后生成氢气、氧气两种气体的分子个数比为2：1、体积比为2：1。 （3）水通电生成氢气、氧气，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气，该反应的文字方程式为 。符号表达式： 。 （4）化学反应前后，原子种类、个数不变，元素种类不变。 （5）在化学变化中，分子可分，而原子不可分。 （6）化学反应的实质是在化学变化中分子分解成原子，原子重新组合成新的分子（或聚集后直接构成物质）。 （7）分子是保持物质化学性质的最小粒子。 （8）原子是化学变化中的最小粒子。 （9）氧气是由氧元素组成；氢气是由氢元素组成。 （10）水是由水分子构成的；一个水分子是由二个氢原子和一个氧原子构成；一个氢气分子是由二个氢原子构成；一个氧气分子是由二个氧原子构成。 6．像水通电生成氢气和氧气这样，由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应，叫作分解反应。 二、水的合成 1．氢气在空气中燃烧 在空气中点燃纯净的氢气（在点燃氢气前，一定要检验其纯度），并在火焰上方罩一只冷而干燥的烧杯，观察现象，然后用手轻轻触摸烧杯。现象：产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水雾。 纯净的氢气在空气中安静地燃烧，火焰呈淡蓝色，烧杯内壁凝结有水雾；用手触摸烧杯，烧杯发烫。这是因为氢气和空气中的氧气在点燃的条件下发生反应生成了水，并放出热量。 文字表达式：氢气+氧气 水 符号表达式：H2+O2 H2O 2.像氢气和氧气反应生成水这样，由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应，叫作化合反应。 结论：由分子构成的物质发生化学变化时，分子改变了，而原子没有改变。 三、化合反应与分解反应 分解反应 化合反应 概念 由一种物质生成两种或两种以上其他物质的化学反应 由两种或两种以上的物质生成另一种物质的化学反应 特点 一变多 多变一 表达式 AB=A+B A+B=AB 第三节 物质在水中的溶解 一、溶解的过程 1．概念 一种或几种物质分散到另一种物质里，形成均一的、稳定的混合物，叫做溶液。 2．组成 由溶质和溶剂两部分组成 溶质：被溶解的物质，可是固体、气体或液体(溶质可能不止一种)。 溶剂：能溶解其他物质的物质，水是最常见的溶剂。如果不加以说明，通常所说的溶液都是指以水作溶剂的溶液。酒精、汽油等也是常用的溶剂。 【要点提示】 ①溶液的质量=溶质的质量+溶剂的质量，但溶液的体积≠溶质的体积+溶剂的体积。 ②溶质的质量是指分散到溶剂中形成溶液的那部分物质的质量，未溶解的部分不能算在内。 ③同一溶液中溶质可以是一种也可以是多种。 ④溶液由溶质和溶剂组成。除了水以外，汽油、酒精等也可以作溶剂，例如汽油能溶解油脂，酒精能溶解碘。 3．特征 均一性：指溶液中任意一部分的组成和性质完全相同，如溶液中的各部分的浓度、密度、颜色等一样。 稳定性：指外界条件不变时(温度、溶剂量、气体压强等)长期放置，溶质不会从溶剂中分离出来。 4．溶解时的吸热和放热现象 活动探究 【实验目的】 测定物质溶解度时的变化。 【仪器药品】 试管、烧杯、玻璃棒、温度，固体NaCl、NH4NO3、NaOH等 【实验方案】 向烧杯中加入100mL蒸馏水，用温度计测定温度。向烧杯中加入10g固态NaCl，并用玻璃棒搅拌至NaCl溶解后溶液的温度。用同样的方法测出NH4NO3、NaOH溶解前后水和溶液的温度。 【实验记录】 水中加入的溶质 NaCl NH4NO3 NaOH 加入溶质前水的温度 24 24 24 溶解现象 溶质溶解后溶液的温度/℃ 24 15 28 【实验结论】 物质在溶解时，常常会使溶液的温度发生改变：NaCl溶解后溶液温度不变，NH4NO3溶解后溶液温度下降，NaOH溶解后溶液温度上升。 在物质溶解于水的过程中发生了两种变化：一是溶质的分子（或离子）向水中扩散，这一过程吸 收热量；二是溶质的分子（或离子）和水分子作用，生成水合分子（或水合离子），这一过程放出热量。溶质不同，这两种过程吸收或放出的热量不同，从而使溶液的温度发生不同的变化。 【小结】 （1）放热：浓硫酸、氢氧化钠固体溶于水可放热；与水反应的碱性氧化物（CaO、BaO、K2O、Na2O等)放入水中可放热。 （2）硝酸铵溶于水可吸热。 （3）大多数物质在溶解时既不吸热也不放热，如蔗糖，氯化钠。 5．溶液具有重要的意义 溶液对于自然界中的生命活动和人类生产活动具有重要的意义。土壤里的各种营养物质只有溶于水形成溶液后，才容易被植物根部吸收。动物摄取的养料，也要先变成溶液，才能被吸收利用。医疗上广泛使用的葡萄糖溶液、生理盐水、各种抗菌注射液等，都是按一定的要求配成溶液使用的。维持人体生命和健康的化学反应多数是在水溶液中发生的。人类利用化学反应创造和生产物质、开展科学实验，很多是在溶液中进行的。 二、饱和溶液与不饱和溶液 1.活动探究：硝酸钾在水中的溶解 （1）在室温下，向盛有 20 mL 蒸馏水的烧杯中加入4 g 硝酸钾，充分搅拌，观察现象。继续加入 4 g 硝酸钾，充分搅拌，观察现象。 （2）加热上述烧杯，观察现象。待烧杯冷却后，观察现象。 （3）向冷却后的烧杯中再加入 10 mL 水，充分搅拌，观察现象 步骤 实验现象 （1） （2） （3） 讨论：硝酸钾在水中溶解的量受哪些因素影响？ 2.饱和溶液与不饱和溶液 （1）概念 判断方法 ①实验法：在同一温度下继续加此溶质，观察是否继续溶解。 ②观察法：当溶液底部有剩余固体存在，且溶质的量不再减少时，为饱和溶液。 （2）饱和溶液、不饱和溶液的转化 一般规律：饱和溶液和不饱和溶液之间的转化关系可以表示为： ①对大多数固态溶质的溶液，固体物质在一定量的水中溶解的最大量随温度的升高而增大，随温度的降低而减小。 ②熟石灰[Ca(OH)2]在一定量的水中溶解的最大量随温度的升高而降低，因此在通过升温和降温实现饱和与不饱和溶液转化中，要特别注意Ca(OH)2的特殊性。 三、溶液组成的表示方法 溶质的质量分数——表示溶液组成的一种方法 1．概念 溶质的质量分数就是溶质质量与溶液质量之比。 2．表达式 溶质质量分数== 溶质质量= 溶液质量×溶质质量分数 溶液质量= 3．意义 表示一定量溶液中含有溶质的多少 如：NaCl溶液的溶质质量分数为20%：表示每100g NaCl溶液中含有20g NaCl，80g水。 4．注意 （1）溶质的质量分数只表示溶质质量与溶液质量之比，并不代表具体的溶液质量和溶质质量。 （2）溶质的质量分数一般用百分数表示。 （3）溶质的质量分数计算式中溶质质量与溶液质量的单位必须统一。 （4）计算式中溶质质量是指被溶解的那部分物质的质量，没有被溶解的那部分物质质量不能计算在内。 （5）溶液的浓稀与溶质与溶液的质量比值有关，即与溶质质量分数有关；而不能只看溶质、或溶剂的多少。 多识一点 表示溶液浓度的方法。 我们常说的“浓度”是指一定量的溶液中所含溶质的量。溶质含量越多，溶液浓度越大。溶质质量分数是表示溶液浓度的一种常用方法。除质量分数外，人们有时也用“体积分数”来表示溶液的组成和浓度。例如75%的医用酒精，是指每100体积的酒精溶液中含有75体积的乙醇；再如白酒的“度数”也是体积分数，52度的白酒表示100体积的白酒中含有 52 体积的乙醇。 四、溶液的配制 1．用固体药品配制溶液 （1）实验仪器：托盘天平 、药匙、量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒、细口瓶。 （2）实验步骤： ①计算；需要食盐8克；需要水42克；即42毫升。 ②②称量；用托盘天平称取食盐8g，用量筒量取42毫升水。 ③溶解；先将食盐放入烧杯中，然后将量取的水加入，并用玻璃棒不断搅拌。 ④装瓶存放；将配好的溶液放入试剂瓶中，注意标签（注明药品的名称和溶质质量分数）向外。 （3）误差分析： ①如果配制的溶液的溶质质量分数低于16%，可能的原因是什么？仰视取水；砝码缺损；食盐不纯；左物右码放反了，并且用了游码等。 ②如果配制的溶液的溶质质量分数大于16%呢？俯视取水；砝码生锈等。 ③对溶质质量分数没有影响？装瓶存放时洒了一些溶液；左物右码放反了，但没用游码等。 2．用浓溶液配制稀溶液 （1）实验仪器：量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒、细口瓶。 （2）实验步骤： ①计算：所需6%的氯化钠溶液———g(体积——ml),需加水——g 计算的依据：稀释前后，溶质的质量不变。 ②量取：用量筒量取所需的6%的氯化钠溶液（密度约为1.04g/cm3），量取水，倒入烧杯中。 ③混匀：用玻璃棒搅拌使溶液混合均匀。 ④装瓶：将配制好的溶液装入试剂瓶，并贴上标签。 03 素养提升 一、电解水时的误差分析，即氧气、氢气的体积比小于1：2的原因 （1）氧气、氢气在水中的溶解度不同造成的，由于氧气的溶解度比氢气的稍大些，导致氧气、氢气的体积比小于1：2。 （2）电极的氧化造成的，当使用金属电极进行实验时，由于氧气的化学性质比较活泼，所以有可能有一部分氧气在电极处与电极发生了反应，使氧气损耗了一部分；导致氧气、氢气的体积比小于1：2。 二、饱和溶液、不饱和溶液与浓溶液、稀溶液之间的关系 饱和溶液和不饱和溶液 浓溶液和稀溶液 区别 含义不同 溶液是不是饱和溶液取决于在一定温度、一定量溶剂里溶质溶解的量是否达到最大限度 溶液浓与稀取决于溶质在一定量的溶剂里含量的多少 温度影响 受温度影响，必须指明温度 与温度无关 关系 （1）溶液的饱和和不饱和与浓和稀没有必然的关系 （2）对于不同溶质或同种溶质的溶液在不同温度下来说，饱和溶液不一定是浓溶液，不饱和溶液不一定是稀溶液；浓溶液不一定是饱和溶液，稀溶液不一定是不饱和溶液 （3）在相同温度下，同种溶剂、同种溶质的饱和溶液要比其不饱和溶液的浓度大 三、配制一定溶质质量分数的溶液误差分析 误差分析 溶质质量分数 物码倒放且动用了游码 M（溶质）偏小 偏小 氯化钠潮湿/混有杂质 m（溶质）偏小 偏小 转移氯化钠固体时洒落 m（溶质）偏小 偏小 量水时仰视读数 m（溶剂）偏小 偏小 量水时俯视读数 m（溶剂）偏小 偏大 向烧杯中加水时洒落 m（溶剂）偏小 偏大 装瓶时有液体洒落 m（溶液）减小 不变 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！28 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第三单元 探秘水世界 01 思维导图 02 考点速记 第一节 运动的水分子 一、水的三态变化 1．水是由水分子构成的。水分子很小，只一滴水，就含有约1021个水分子！ 2．把封闭在注射器中的少量水煮沸，使液态的水变为水蒸气，体积会明显增大。在这个过程中，水分子本身不变，水分子之间的间隔变大了，水分子的数目不变。水分子受热都运动到注射器的另一端去了。 3．不同状态的水中，水分子的运动、分子间隔、排列方式有何不同? 在固态的水中，水分子紧密有序排列，只能在固定的位置上振动。 在液态的水中，水分子间隔较小，可在一定程度上自由运动。 在气态的水中，水分子间隔较大，可以完全自由运动。 一定量的水，当它由固态变为液态，再由液态变为气态时，水分子的数目和大小不会变化，变化的只是水分子之间的间隔和排列方式。这样的变化属于物理变化。 结论:物理变化的实质：在物理变化的过程中，分子本身不会变化，变化的是分子之间的间隔和排列。 4．水在三态变化中吸收或放出能量 在水蒸发的过程中，水分子获得太阳光的能量后，运动加快，克服了水分子之间的相互作用，离开液体表面，水变成水蒸气逸散到空气中。 烧开水之后，揭开锅盖，立即就会有许多水滴滴下，这是水蒸气在锅盖上冷凝的结果。 烧水时，部分水分子获得足够的能量，离开水面向锅盖处运动。这些水分子遇到冷的锅盖后失去部分能量，导致其运动减慢，由于分子间的相互作用而彼此靠近，聚集在一起，水蒸气凝结成水滴。 实质：水分子本身没有发生变化，改变的只是水分子之间的间隔，没有新物质生成，属于物理变化。在运动过程中伴随着能量的变化。 二、分子的基本特征 【活动探究】分子的特征 ①取一支 20 mL的大试管，先加入10 mL 蒸馏水，再加入 10 mL酒精，然后用带玻璃导管的橡皮塞塞住试管口，竖直静置后标记进入导管的液面高度。用手指堵住导管口，上下颠倒试管几次，再次竖直静置，观察导管内液面的变化。 现象： 解释： ②取两个相同容量的小烧杯，一个烧杯中加入半杯热水，另一个烧杯中加入半杯冷水，然后分别加入少量品红溶液，观察现象。 现象： 解释： 1．分子极小，其质量和体积都很小。 2．分子在不断的运动。温度越高，分子受热能量增大，运动速率加快。 （1）应用 ①用分子不停地运动解释闻到气味、溶解、扩散、挥发、蒸发等生活现象。 ②用分子运动受温度的影响解释太阳下晒湿衣服比阴凉处干得快。 3．分子间有间隔 （1）分子间间隔大小：一般情况下，气体物质分子间的间隔相对较大，固体和液体物质分子间的间隔相对较小。 解释生活现象：气体体积容易压缩，固体和液体较难被压缩。 （2）分子间间隔受温度和压强的影响 ①温度升高，分子间隔增大，温度降低，分子间隔变小。 解释生活现象：物质的热胀冷缩、物质三态变化、给自行车胎打气、等体积的酒精和水混合后总体积变小。夏天车胎、篮球等打气太满容易爆炸，酒精温度计测温度。（给自行车胎打气，分子间隔变小）（水银是金属，由原子构成；水银温度计测温度，是因为受热汞原子间隔变大） ②压强增大，分子间隔减小，压强减小，分子间隔变大。 解释生活现象：加压可以让6000mL氧气装进40mL钢瓶。（注意：分子的大小不会改变，物质体积的变化是分子间隔在改变） 三、水的天然循环 水的天然循环是通过其三态变化实现的。太阳为水分子提供能量，使其运动加快，达到一定程度后，一些水分子便克服了分子之间的相互作用，变成水蒸气扩散到空气里，在高空中遇冷凝结成云。云随风飘移，再遇冷又转变成雨或雪，降落到地面，汇入江河湖海，渗进山川土地。大自然就是通过水分子的运动，既实现了水的自身净化，又完成了水资源的重新分配，周而复始、源源不断地为地球上的生物补充淡水资源。 四、水资源现状 1．地球上水的储量很大，分布范围也很广，但是大约 97.5% 的水集中在海洋和咸水湖里。淡水约占地球总水量的2.5%，可供人类直接利用的江河水、湖泊淡水以及浅层地下水，仅约占地球淡水总量的13%，占地球总水量的0.3%。水的天然循环给我们带来了淡水。但是，天然淡水中往往含有泥沙、可溶性的矿物质和细菌等，为满足生活和生产的需要，人们需要根据天然水水质的不同而进行相应的净化处理。 2．保护水资源和节约用水 爱护水资源的途径：节约用水，防治水体污染 国家节水标志 五、天然水的净化 1．水的净化：指将自然界中含有许多可溶性和不溶性杂质，常呈浑浊状态的水，可通过各种途径净化处理的过程。（纯水是无色、无臭、清澈透明的液体） 净化方法 原理 作用 沉淀 静置，使不溶性杂质沉降并与水分层 除去不溶性杂质 过滤 把液体与不溶于液体的固体分离 除去不溶性杂质 吸附 利用活性炭的吸附作用，或者利用明矾溶于水后生成的胶状物，把天然水中的一些不溶性杂质和一些可溶性杂质吸附在其表面，沉降下去。 除去不溶性杂质、一些可溶性杂质和异味等 蒸馏 通过加热的方法使水变成水蒸气后，然后冷凝成水 除去可溶性杂质和不溶性杂质。 2．自来水厂净水过程： 活性炭的作用：具有疏松结构的粉末或颗粒，具有较强的吸附性，可使某些有色液体脱色、吸收各种气体或有异味的物质。 明矾的作用：明矾溶于水后生成的胶状物吸附水中悬浮杂质，使杂质沉降来达到净水的目的。 3．各种净化方法除去的杂质的种类 难溶性杂质 可溶性杂质 降低水的硬度 沉淀 √ 过滤 √ 吸附 √ √ 蒸馏 √ √ √ 水的净化效果由低到高的是：沉淀、过滤、吸附、蒸馏（均为物理方法），其中净化效果最好的是蒸馏。 六、过滤 1．过滤：过滤是把不溶于液体的固体物质跟液体分离开来的一种混合物分离的方法；它根据滤纸能够透过液体和溶于液体的物质的特殊功能，将混合物分离开来的；常用来分离不溶于液体的固体物质跟液体等。 2．适用范围：用于分离难溶性固体与液体或者不溶性固体和可溶性固体 3．操作注意事项：“一贴二低三靠” 4．仪器和用品：玻璃仪器（烧杯、玻璃棒、漏斗）、 铁架台、用品（滤纸） 5．过滤后，如果滤液仍然浑浊，可能原因有： A．承接滤液的烧杯不干净 B．倾倒液体时液面高于滤纸边缘 C．滤纸破损 6．过滤后仍然浑浊的处理方法，清洗仪器，更换滤纸，重新过滤。 七、蒸馏 1．水的蒸馏 （1）在浑浊的天然水经过滤得到的滤液中加入一包活性炭，充分搅拌后静置一段时间，观察烧杯中液体颜色的变化是滤液颜色消失变得澄清透明，气味也基本消失。 （2）将吸附净化后的滤液加热煮沸，使水蒸气冷凝在烧杯上部的表面皿上。取所得冷凝水，滴在玻璃片上，在酒精灯上慢慢加热至水分消失。观察玻璃片上发生的现象是没有任何物质残留。 给水加热使之变为水蒸气，再将水蒸气冷凝得到液态水的过程叫作水的蒸馏。蒸馏得到的水称为蒸馏水。蒸馏水可认为是纯净物。而天然水中含有多种物质，属于混合物。 2．蒸馏实验操作 根据物质的沸点不同，通过加热的方法，使低沸点物质先蒸发，再冷凝而得以分离的一种操作，所需仪器有蒸馏瓶（蒸馏烧瓶）、铁架台、酒精灯、冷凝管、温度计、橡皮塞、锥形瓶、尾接管、石棉网等。 操作注意事项 （1）加热时要垫石棉网（也可以用其它热浴加热），使之均匀受热。 （2）加热时，液体量不超过容积的2/3，不少于容积的1/3。 （3）配置附件（如温度计等）时，应选用合适的橡胶塞，特别注意检查气密性是否良好。 （4）蒸馏时最好事先在瓶底加入少量沸石，以防暴沸。 （5）蒸馏完毕必须先关闭活塞后再停止加热，防止倒吸。 第二节 水分子的变化 一、水的分解 1．实质：水分子通电状态下分解为氢原子和氧原子，氢原子重新生成氢分子，氧原子重新组合生成氧原子，有新物质生成，是化学变化。 2．实验装置 3．实验过程及现象 （1）连接好装置，为增强水的导电性，可在水中加入少量稀硫酸或氢氧化钠溶液。 （2）闭合电路后，会看到试管内的电极上出现气泡，过一段时间，与电源正（氧气），负极（氢气）相连的试管产生的气体体积比约为1：2。 （3）正极产生的气体用带火星的木条检验，发现木条复燃；负极产生的气体接近火焰时，气体能够燃烧，火焰呈淡蓝色。 4．微观理解水的电解 5．该实验结论或推论 （1）水由氢、氧两种元素组成。 （2）水（分子）中，氢、氧两种元素的原子个数比为2：1，通电后生成氢气、氧气两种气体的分子个数比为2：1、体积比为2：1。 （3）水通电生成氢气、氧气，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气，该反应的文字方程式为水氢气+氧气。符号表达式： （4）化学反应前后，原子种类、个数不变，元素种类不变。 （5）在化学变化中，分子可分，而原子不可分。 （6）化学反应的实质是在化学变化中分子分解成原子，原子重新组合成新的分子（或聚集后直接构成物质）。 （7）分子是保持物质化学性质的最小粒子。 （8）原子是化学变化中的最小粒子。 （9）氧气是由氧元素组成；氢气是由氢元素组成。 （10）水是由水分子构成的；一个水分子是由二个氢原子和一个氧原子构成；一个氢气分子是由二个氢原子构成；一个氧气分子是由二个氧原子构成。 6．像水通电生成氢气和氧气这样，由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应，叫作分解反应。 二、水的合成 1．氢气在空气中燃烧 在空气中点燃纯净的氢气（在点燃氢气前，一定要检验其纯度），并在火焰上方罩一只冷而干燥的烧杯，观察现象，然后用手轻轻触摸烧杯。现象：产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水雾。 纯净的氢气在空气中安静地燃烧，火焰呈淡蓝色，烧杯内壁凝结有水雾；用手触摸烧杯，烧杯发烫。这是因为氢气和空气中的氧气在点燃的条件下发生反应生成了水，并放出热量。 文字表达式：氢气+氧气水 符号表达式：H2+O2H2O 2.像氢气和氧气反应生成水这样，由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应，叫作化合反应。 结论：由分子构成的物质发生化学变化时，分子改变了，而原子没有改变。 三、化合反应与分解反应 分解反应 化合反应 概念 由一种物质生成两种或两种以上其他物质的化学反应 由两种或两种以上的物质生成另一种物质的化学反应 特点 一变多 多变一 表达式 AB=A+B A+B=AB 第三节 物质在水中的溶解 一、溶解的过程 1．概念 一种或几种物质分散到另一种物质里，形成均一的、稳定的混合物，叫做溶液。 2．组成 由溶质和溶剂两部分组成 溶质：被溶解的物质，可是固体、气体或液体(溶质可能不止一种)。 溶剂：能溶解其他物质的物质，水是最常见的溶剂。如果不加以说明，通常所说的溶液都是指以水作溶剂的溶液。酒精、汽油等也是常用的溶剂。 【要点提示】 ①溶液的质量=溶质的质量+溶剂的质量，但溶液的体积≠溶质的体积+溶剂的体积。 ②溶质的质量是指分散到溶剂中形成溶液的那部分物质的质量，未溶解的部分不能算在内。 ③同一溶液中溶质可以是一种也可以是多种。 ④溶液由溶质和溶剂组成。除了水以外，汽油、酒精等也可以作溶剂，例如汽油能溶解油脂，酒精能溶解碘。 3．特征 均一性：指溶液中任意一部分的组成和性质完全相同，如溶液中的各部分的浓度、密度、颜色等一样。 稳定性：指外界条件不变时(温度、溶剂量、气体压强等)长期放置，溶质不会从溶剂中分离出来。 4．溶解时的吸热和放热现象 活动探究 【实验目的】 测定物质溶解度时的变化。 【仪器药品】 试管、烧杯、玻璃棒、温度，固体NaCl、NH4NO3、NaOH等 【实验方案】 向烧杯中加入100mL蒸馏水，用温度计测定温度。向烧杯中加入10g固态NaCl，并用玻璃棒搅拌至NaCl溶解后溶液的温度。用同样的方法测出NH4NO3、NaOH溶解前后水和溶液的温度。 【实验记录】 水中加入的溶质 NaCl NH4NO3 NaOH 加入溶质前水的温度 24 24 24 溶解现象 溶质溶解后溶液的温度/℃ 24 15 28 【实验结论】 物质在溶解时，常常会使溶液的温度发生改变：NaCl溶解后溶液温度不变，NH4NO3溶解后溶液温度下降，NaOH溶解后溶液温度上升。 在物质溶解于水的过程中发生了两种变化：一是溶质的分子（或离子）向水中扩散，这一过程吸 收热量；二是溶质的分子（或离子）和水分子作用，生成水合分子（或水合离子），这一过程放出热量。溶质不同，这两种过程吸收或放出的热量不同，从而使溶液的温度发生不同的变化。 【小结】 （1）放热：浓硫酸、氢氧化钠固体溶于水可放热；与水反应的碱性氧化物（CaO、BaO、K2O、Na2O等)放入水中可放热。 （2）硝酸铵溶于水可吸热。 （3）大多数物质在溶解时既不吸热也不放热，如蔗糖，氯化钠。 5．溶液具有重要的意义 溶液对于自然界中的生命活动和人类生产活动具有重要的意义。土壤里的各种营养物质只有溶于水形成溶液后，才容易被植物根部吸收。动物摄取的养料，也要先变成溶液，才能被吸收利用。医疗上广泛使用的葡萄糖溶液、生理盐水、各种抗菌注射液等，都是按一定的要求配成溶液使用的。维持人体生命和健康的化学反应多数是在水溶液中发生的。人类利用化学反应创造和生产物质、开展科学实验，很多是在溶液中进行的。 二、饱和溶液与不饱和溶液 1.活动探究：硝酸钾在水中的溶解 （1）在室温下，向盛有 20 mL 蒸馏水的烧杯中加入4 g 硝酸钾，充分搅拌，观察现象。继续加入 4 g 硝酸钾，充分搅拌，观察现象。 （2）加热上述烧杯，观察现象。待烧杯冷却后，观察现象。 （3）向冷却后的烧杯中再加入 10 mL 水，充分搅拌，观察现象 步骤 实验现象 （1） （2） （3） 讨论：硝酸钾在水中溶解的量受哪些因素影响？ 2.饱和溶液与不饱和溶液 （1）概念 判断方法 ①实验法：在同一温度下继续加此溶质，观察是否继续溶解。 ②观察法：当溶液底部有剩余固体存在，且溶质的量不再减少时，为饱和溶液。 （2）饱和溶液、不饱和溶液的转化 一般规律：饱和溶液和不饱和溶液之间的转化关系可以表示为： ①对大多数固态溶质的溶液，固体物质在一定量的水中溶解的最大量随温度的升高而增大，随温度的降低而减小。 ②熟石灰[Ca(OH)2]在一定量的水中溶解的最大量随温度的升高而降低，因此在通过升温和降温实现饱和与不饱和溶液转化中，要特别注意Ca(OH)2的特殊性。 三、溶液组成的表示方法 溶质的质量分数——表示溶液组成的一种方法 1．概念 溶质的质量分数就是溶质质量与溶液质量之比。 2．表达式 溶质质量分数== 溶质质量= 溶液质量×溶质质量分数 溶液质量= 3．意义 表示一定量溶液中含有溶质的多少 如：NaCl溶液的溶质质量分数为20%：表示每100g NaCl溶液中含有20g NaCl，80g水。 4．注意 （1）溶质的质量分数只表示溶质质量与溶液质量之比，并不代表具体的溶液质量和溶质质量。 （2）溶质的质量分数一般用百分数表示。 （3）溶质的质量分数计算式中溶质质量与溶液质量的单位必须统一。 （4）计算式中溶质质量是指被溶解的那部分物质的质量，没有被溶解的那部分物质质量不能计算在内。 （5）溶液的浓稀与溶质与溶液的质量比值有关，即与溶质质量分数有关；而不能只看溶质、或溶剂的多少。 多识一点 表示溶液浓度的方法。 我们常说的“浓度”是指一定量的溶液中所含溶质的量。溶质含量越多，溶液浓度越大。溶质质量分数是表示溶液浓度的一种常用方法。除质量分数外，人们有时也用“体积分数”来表示溶液的组成和浓度。例如75%的医用酒精，是指每100体积的酒精溶液中含有75体积的乙醇；再如白酒的“度数”也是体积分数，52度的白酒表示100体积的白酒中含有 52 体积的乙醇。 四、溶液的配制 1．用固体药品配制溶液 （1）实验仪器：托盘天平 、药匙、量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒、细口瓶。 （2）实验步骤： ①计算；需要食盐8克；需要水42克；即42毫升。 ②②称量；用托盘天平称取食盐8g，用量筒量取42毫升水。 ③溶解；先将食盐放入烧杯中，然后将量取的水加入，并用玻璃棒不断搅拌。 ④装瓶存放；将配好的溶液放入试剂瓶中，注意标签（注明药品的名称和溶质质量分数）向外。 （3）误差分析： ①如果配制的溶液的溶质质量分数低于16%，可能的原因是什么？仰视取水；砝码缺损；食盐不纯；左物右码放反了，并且用了游码等。 ②如果配制的溶液的溶质质量分数大于16%呢？俯视取水；砝码生锈等。 ③对溶质质量分数没有影响？装瓶存放时洒了一些溶液；左物右码放反了，但没用游码等。 2．用浓溶液配制稀溶液 （1）实验仪器：量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒、细口瓶。 （2）实验步骤： ①计算：所需6%的氯化钠溶液———g(体积——ml),需加水——g 计算的依据：稀释前后，溶质的质量不变。 ②量取：用量筒量取所需的6%的氯化钠溶液（密度约为1.04g/cm3），量取水，倒入烧杯中。 ③混匀：用玻璃棒搅拌使溶液混合均匀。 ④装瓶：将配制好的溶液装入试剂瓶，并贴上标签。 03 素养提升 一、电解水时的误差分析，即氧气、氢气的体积比小于1：2的原因 （1）氧气、氢气在水中的溶解度不同造成的，由于氧气的溶解度比氢气的稍大些，导致氧气、氢气的体积比小于1：2。 （2）电极的氧化造成的，当使用金属电极进行实验时，由于氧气的化学性质比较活泼，所以有可能有一部分氧气在电极处与电极发生了反应，使氧气损耗了一部分；导致氧气、氢气的体积比小于1：2。 二、饱和溶液、不饱和溶液与浓溶液、稀溶液之间的关系 饱和溶液和不饱和溶液 浓溶液和稀溶液 区别 含义不同 溶液是不是饱和溶液取决于在一定温度、一定量溶剂里溶质溶解的量是否达到最大限度 溶液浓与稀取决于溶质在一定量的溶剂里含量的多少 温度影响 受温度影响，必须指明温度 与温度无关 关系 （1）溶液的饱和和不饱和与浓和稀没有必然的关系 （2）对于不同溶质或同种溶质的溶液在不同温度下来说，饱和溶液不一定是浓溶液，不饱和溶液不一定是稀溶液；浓溶液不一定是饱和溶液，稀溶液不一定是不饱和溶液 （3）在相同温度下，同种溶剂、同种溶质的饱和溶液要比其不饱和溶液的浓度大 三、配制一定溶质质量分数的溶液误差分析 误差分析 溶质质量分数 物码倒放且动用了游码 M（溶质）偏小 偏小 氯化钠潮湿/混有杂质 m（溶质）偏小 偏小 转移氯化钠固体时洒落 m（溶质）偏小 偏小 量水时仰视读数 m（溶剂）偏小 偏小 量水时俯视读数 m（溶剂）偏小 偏大 向烧杯中加水时洒落 m（溶剂）偏小 偏大 装瓶时有液体洒落 m（溶液）减小 不变 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！28 学科网（北京）股份有限公司 $