第三章 探究水的奥秘（知识清单） 化学北京版2024九年级上册

第三章 探究水的奥秘 01 思维导图 02 考点速记 第1节 水的净化与水质检测 知识点一 爱护水资源 1. 合理开发水资源 一方面重视雨水、洪水、微咸水的开发利用，增加人工降水量，重视海水淡化处理和直接利用。另一方面，合理配置有限的 水资源。流域调水，如我国南水北调工程，以缓解北方地区的缺水状况。 2. 节约用水 首先要增强全民节水意识。 3. 防治水污染 4. 进行污水处理 污水同样是宝贵的水资源，加以净化处理后既能得到可再利用的水，又能避免造成环境污染。 知识点二 常用净化水的方法 1. 天然水中含有什么杂质？ 可溶性杂质：碳酸氢镁、碳酸氢钙、气体、色素 泥沙、树枝等大颗粒杂质 杂质 难溶性杂质 小颗粒杂质 微生物 2. 常见的净水方法（按照净化程度由低到高） 净水 方法 原理 作用 注意事项 沉降 沉降是指水中的固体颗粒物质自然下降并与液体分离的过程。利用重力作用让水中的颗粒物沉降的过程，包括静置沉降和吸附沉降。 除去不溶性杂质 a.在进水的各种方法中吸附、沉淀、过滤、蒸馏等，发生的都是物理变化 b.在沉淀、过滤、吸附、蒸馏几种净水方法中净化程度最高的是蒸馏 过滤 利用物质的溶解性差异，将液体和不溶于液体的固体分离。 除去不溶性杂质 吸附 利用活性炭等具有吸附作用的物质，把水中的一些不溶性杂质，部分可溶性杂质吸附在表面而除去。 除去不溶性杂质，部分可溶性杂质和臭味等 蒸馏 利用物质相同条件下沸点的不同而分离。对水进行加热到水的沸点（标准状况下为 100 ℃），水以气体状态离开水体，再经过冷却得到较纯净的水；而其他沸点较高（难挥发）的物质（如氯化钠）则仍留存在剩余物中。因此，蒸馏得到的水可看成是纯净物。 除去可溶性杂质和不溶性杂质 3. 过滤 （1）过滤原理：利用物质的溶解性差异，将液体和不溶于液体的固体分离开来的方法。 （2）实验图： （3）实验仪器：烧杯、玻璃棒、漏斗、铁架台(带铁圈)、滤纸。 （4）过滤器的制作： （5）操作要领：要做到“一贴、二低、三靠”。 一贴 ：滤纸要紧贴漏斗内壁 二低 ： 1．滤纸要低于漏斗边缘 2．滤液要低于滤纸边缘 三靠 ： 1．盛待过滤液”的烧杯尖口紧靠玻璃棒 2．玻璃棒靠在滤纸三层处 3．漏斗末端较长处靠在“盛滤液”的烧杯内壁 （6）玻璃棒的作用：引流，防止液体飞溅 知识点三 自来水净化 1. 自来水的净化 自来水的净化过程：取水→加絮凝剂（明矾）→反应澄清池沉淀物→滤水池→活性炭吸附→清水池→消毒→配水泵→用户 当然在出厂之前这些水还要经过严格的检测，达到《生活饮用水卫生标准》质量要求后，才能成为合格的自来水。 明矾是一种常用的净水剂，它溶于水后能吸附水中悬浮物并发生沉降，从而达到净水目的。 2. 海水淡化 海水资源极其丰富，但淡水资源严重匮乏。为解决淡水不足的问题，人们把海洋中的盐分脱去后，变成可供人们利用的淡水，这个过程叫作海水淡化。淡化海水的方法有多种。 (1)冻结法 即冷冻海水使之结冰，在液态海水变成固态冰的同时，将溶有盐分的水排走，从而将盐分分离出去，剩下的冰就是我们所需要的淡水。 (2)蒸馏法 太阳能海水淡化装置利用的是蒸馏法。当太阳光透过玻璃顶棚射入盛在黑色石槽中的海水时，海水温度不断升高，水变成水蒸气，水蒸气在倾斜的玻璃顶棚上凝结成水珠流入水槽，并通过水管被收集。 (3)反渗透法 又叫超过滤法，是一种利用特殊膜将海水与淡水分离开，从而达到淡化海水目的的方法。这种膜只允许水通过，不允许溶解在水中的物质通过。 第2节 探究水的化学变化 知识点一 水的组成 1．氢气的性质 （1）物理性质 在标准状况下， 氢气无色、无味，难溶于水，密度比空气小。 （2）化学性质——可燃性 操作：带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气，观察火焰的颜色。然后在火焰上方罩一个冷而干燥的小烧杯（如上图），过一会儿，观察烧杯壁上有什么现象发生。 现象：纯净的氢气在空气中安静地燃烧，发出淡蓝色火焰，放出大量热，罩在火焰上方的烧杯内壁出现无色液滴。 结论：氢气在空气或氧气里能燃烧生成水。 （3）注意： 混有一定量空气或氧气的氢气遇到明火会爆炸。因此，做氢气性质实验前一定要检验其纯度：用试管收集满氢气，用拇指堵住试管口，接近火焰，移开拇指。若听到尖锐的爆鸣声，则证明氢气不纯，若声音很小，则证明氢气较纯。（为了防止发生爆炸，一切可燃性气体点燃前都要验纯。） 若集气管里的氢气较为纯净，遇火焰仅发出很小的声音；若集气管里的氢气不纯，会发 出尖锐的爆鸣声。这种方法常用于检验氢气的存在和纯度。 2．水的电解实验 实验操作 操作图示 实验现象 实验结论 如图，接通电源，观察电极上和试管内发生的现象 两个电极上产生气泡；一段时间后，a、b两个玻璃管内生成气体的体积比约为1:2 用燃着的木条放在玻璃管a尖嘴口处 木条燃烧更旺 玻璃管a内生成的气体为氧气 用燃着的木条放在玻璃管b尖嘴口处 气体被引燃，产生淡蓝色火焰，且有水滴生成 玻璃管a内生成的气体为氢气 【实验反思】 （1）表达式 【文字表达式】__________________________________________________________ 【符号表达式】__________________________________________________________ （2）水通电分解这个反应前后，参加反应的元素种类 _______(填“有”或“无”)变化，说明水是由______元素和______元素组成的。 （3）氢气是可燃性气体，易发生爆炸，使用前先验纯。 （4）注意事项： ①电源为直流电源； ②水中通常加入少量的氢氧化钠溶液或硫酸溶液，增强水的导电性，加速水的分解。 （5） 误差分析：实际试验结果往往出现生成的氢气的体积与氧气的体积之比大于2∶1 ，原因： 氧气在水中的溶解性比氢气稍大。 （6） 口诀：正氧负氢，氢二氧一 第3节 认识原子和分子 知识点一 微观粒子的特点 科学技术的进步，证明了物质是由微小的粒子——分子、原子和离子构成的。 1.特点一 原子的体积非常小，其半径大约在 10-10 m 数量级，肉眼根本无法看到。不难想到，原子的质量一定也非常小，单个原子的质量大致处于 10-27~10-25 kg 。 之间。 【结论】分子的质量和体积都很小。 2.特点二 【实验】 实验操作 实验图示 实验现象 实验结论 向盛有40ml蒸馏水的烧杯中加入5~6滴酚酞试液，搅拌均匀，观察溶液的颜色 溶液颜色未发生变化，仍为无色   水不能使酚酞溶液变色  取少量上述溶液置于试管中，向其中慢慢滴加浓氨水，观察溶液颜色有什么变化 溶液由无色逐渐变为红色   氨水能使酚酞溶液变红 将烧杯中的酚酞试液分别倒入A、B的两个小烧杯中，另取一个小烧杯C，加入约5ml浓氨水。用一个大烧杯罩住A、C两个小烧杯，烧杯B处于大烧杯外，观察现象 A烧杯中溶液由无色变为红色，B和C烧杯中溶液颜色未发生变化  分子在不停运动，B烧杯中浓氨水挥发出的氨分子运动到A烧杯中形成氨水，使酚酞溶液变红  【结论】微观粒子（如分子）在不断运动且温度越高，微粒运动速度越快。 【举例】闻到花香、酒精挥发。 3.特点三 【实验】将100mL水与100mL酒精混合，所得体积是否等于200mL? 【结论】微观粒子（如分子）之间有间隔，一般而言，气态分子间隔＞液态分子间隔＞固态分子间隔。温度越高，分子间的间隔就越大；压强越大，分子间的间隔就越小。 【举例】物体的热胀冷缩，给车胎打气。 知识点二 相对原子质量 1．定义 以碳12原子的质量的1/12为标准，其他原子的质量跟它相比较得到的比，作为这种原子的相对原子质量。 注：①符号为Ar； ②碳12原子是含有6个质子，6个中子的碳原子，它的质量为1.992×10-26Kg。 2．计算公式 3．单位 相对原子质量是一个比值，单位为“1”，省略不写。 注：相对原子质量是一个比值，它不是一个原子的实际质量，但是能够反映出一个原子实际质量的相对大小。 4．近似公式 相对原子质量≈质子数＋中子数 知识点三 分子和原子 1．由分子和原子构成的物质 （1）水的构成 （2）二氧化碳的构成 （3）铁的构成 【结论】 分子由原子构成；由分子构成的物质：水、氧气、二氧化碳、氢气等；由原子构成的物质：金属、稀有气体、固态非金属（碳、硫等）。 2．物质变化的实质 从分子的角度看，水的蒸发和水的分解两种变化有什么不同？ （1）水的蒸发： 水由液态变为气态，水分子本身没有变，水的化学性质也没有变。只是分子的间隔和排列方式发生了改变。 （2）水的分解： 在这个化学反应过程中，一个水分子在通电的条件下分裂成两个氢原子和一个氧原子，每两个氢原子重新结合构成一个氢气分子，大量氢气分子聚集成氢气；每两个氧原子重新结合构成一个氧气分子，大量氧气分子聚集成氧气。水分子变为氢分子和氧分子，分子发生了改变，不再保持水的化学性质。 3．分子的定义 由原子构成的物质，分子是其保持物质化学性质的最小粒子。举例：水分子是保持水化学性质的最小粒子；氧分子是保持氧气化学性质的最小粒子。 【注意】①“保持”的含义是指构成该物质的每一个分子与该物质的化学性质是一致的；②分子只能保持物质的化学性质，不能保持物质的物理性质；③“最小”不是绝对意义上的“没有比它更小的粒子”的意思，而是“保持物质化学性质的最小”。 4．原子的定义 化学变化的微观本质：分子分裂成原子，原子再重新结合成新分子的过程。 原子的定义：在化学变化中，原子的种类和数量并没有改变，可以认为原子是化学变化中的最小粒子。 (原子在化学变化中不可再分) 【注意】①原子也是构成物质的基本粒子之一，如稀有气体、金属都是由原子直接构成的；②原子在化学变化中不能再分，即化学反应中不能将原子分成更小的粒子，但脱离“化学反应”这一起前提，原子仍可分成更小的粒子；③由原子构成的物质，原子保持其化学性质。 1. 用微观理论区别混合物和纯净物、物理变化和化学变化 宏观 微观 化学变化 有新物质生成 有新分子生成 物理变化 没有新物质生成 没有新分子生成 纯净物 只含一种物质 只含一种分子 混合物 含有两种或以上物质 含有两种或以上分子 注意：需要考虑有些物质由原子直接构成 6．分子、原子的联系与区别 分子 原子 概念 分子是其保持物质化学性质的最小粒子 原子是化学变化中的最小粒子 性质 质量和体积都很小 不断地运动 分子间有间隔 同种物质的分子性质相同 质量和体积都很小 不断地运动 原子间有间隔 同种原子性质相同 联系 有的物质由分子构成，有的物质由原子直接构成，分子是由原子构成的 区别 在化学变化中，分子可分，原子不可分 第4节 搭建原子结构模型 知识点一 原子的结构 1．原子的构成 原子的构成示意图 质子（每个质子带一个单位正电荷） 原子核 原子 中子（不带电） 核外电子（每个电子带一个单位负电荷） 【解释】 （1）原子核所带的正电荷数与核外电子所带的负电荷数，电量相等，电性相反，所以原子不显电性。 （2）在原子中， 质子数＝核外电子数＝核电荷数＝原子序数 几种常见原子的构成 原子种类 质子数 中子数 核外电子数 氢 1 0 1 碳 6 6 6 氧 8 8 8 钠 11 12 11 氯 17 18 17 硅 14 14 14 铜 29 35 29 （3）原子的质量主要集中在原子核上。 粒子种类 质量 质子 1.6726×10-27Kg 中子 1.6749×10-27Kg 电子 质子质量的1/1836 （4） 原子核质量大，体积小，电子在空间里作高速的运动，并不是所有的原子都有中子。 知识点二 核外电子排布 1. 核外电子的分层排布 由于各电子层中可容纳的电子数目是限定的，所以当原子中含有多个电子时，电子将按照能量由低至高的顺序分布于各电子层中。能量低的电子通常在离核较近的电子层内运动，能量较高的电子通常在离核较远的电子层内运动。这种结构模型称为核外电子的分层排布。 2. 钠原子结构示意图 化学中常用原子结构示意图表示原子的结构，小圆圈表示原子核，圆圈内标出原子的核电荷数（即质子数）；用弧线表示电子层，在弧线上用数字表示处于该层中的电子数。 以下是核电荷数 1~18 的 18 种原子的原子结构示意图。 不同原子的核外电子排布情况不同，但遵守着共同的规律。 每一个电子层上所能容纳的电子数不同：第一层最多容纳2个电子；第二层最多容纳8个电子；最外层最多不超过8个电子。 3. 原子结构与性质的关系 原子的分类 最外层电子数 得失电子趋势 化学性质 举例 稀有气体原子 8个（氦为2个） 相对稳定 稳定 氦、氖、氩等 金属原子 一般少于4个 易失去最外层电子 不稳定 锂、钠、镁等 非金属原子 一般多于4个 易得到电子 不稳定 氧、硫、氯等 ①相对稳定结构：当粒子只有一个电子层时，该层上有2个电子为稳定结构；当粒子有多个电子层时，最外层有8个电子为相对稳定结构； ②原子的化学性质主要取决于原子的最外层电子数。 知识点三 离子是带电的原子或原子团 1. 离子的形成 金属原子的最外层电子一般少于4个，在化学反应过程中易失去电子，质子数大于核外电子数，所以带正电荷，为阳离子，电子层数减少1层。 非金属原子的最外层电子一般多于4个，在化学反应过程中易得到电子，质子数小于核外电子数，所以带负电荷，为阴离子，电子层数不变。 离子是构成物质的微观粒子中的一种。由离子构成的物质中同时含有阳离子和阴离子，而且两种离子所带电荷的总量相等，因此物质呈电中性。除了单个原子带电形成离子外，带电的原子团也叫离子，如硫酸根离子（SO42-）、碳酸根离子（CO32-）、氢氧根离子（OH-）等。 2. 离子符号的意义 表示一种离子及一个离子所带的电荷数。如下图所示（数字“2”的意义） 表示每个镁离子带2个单位正电荷 2Mg2+ 表示2个镁离子 3. 常见离子及其符号 离子 定义 离子的名称及其符号 阳离子 失去电子的原子带正电荷，叫做阳离子。 氢离子（H+）、钠离子（Na+)、镁离子(Mg2+)、 铝离子(Al3+)、 铵根离子(NH4+)等 阴离子 得到电子的原子带负电荷，叫做阴离子。 氯离子（Cl-)、氧离子(O2-)、硫离子(S2-)、氢氧根离子(OH-)、 硫酸根离子(SO42-)等 常见的原子团 硫酸根离子：SO42-、 碳酸根离子：CO32-、 硝酸根离子：NO3-、 氢氧根离子：OH-、 铵根离子： NH4+ 4. 离子化合物形成的过程 以氯化钠形成为例：钠原子失去一个电子，氯原子得到一个电子，最外层都达到稳定结构，二者在静电的作用下相互结合，成为氯化钠，如下所示： 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！9 学科网（北京）股份有限公司 $$