2.4水的组成和净化---2024-2025学年九年级化学沪教版(2024)上册

水的组成 和净化 导入 《本草纲目》曾有言:水为万化之源,土为万物之母。水是人类赖以生存的最基本,也是最重要的物质,水是生命之源,地球面积的71%是海洋,地球之所以能有丰富多彩的生命,跟水的大量存在是紧密相关的,本节课我们开始学习生命之源:水。 爱护水资源 01 水的净化 02 水的组成 03 实验突破：电解水实验 04 Agenda 爱护水资源 别让最后一滴水成为我们的眼泪 人类拥有的水资源 地球表面积的71%被水覆盖,其中海水占总水量的96.5%,水主要存在于海洋中。 海水中含有丰富的化学资源,海水是咸水,不能直接被人类利用。 地球上淡水很少,只占全球水总储量的2.53%,能被人类利用的淡水占其中的30.4%,即可被利用的淡水还不到全球总水量的1%。 水的净化方法 方法 作用 静置法 将浑浊的水，装入容器中静置不动，使水中的大颗粒杂质自然沉降 沉淀法 需加入絮凝剂，使大颗粒杂质进行沉降 过滤法 除去水中所有的不溶性杂质 吸附法 加入吸附剂除去水中的色素和异味 蒸馏 除去水中所有的可溶性和不溶性杂质 静置法→沉淀法→过滤法→吸附法→蒸馏法,净化程度依次升高 爱护水资源 爱护水资源,要节约用水,要防治水体污染。 (1)节约用水的措施 ①使用新技术,改革工艺、制造更多的节水设备和节水产品,提高水的利用效率。 ②改变生活习惯和生活方式,可以大量节约农业用水和生活用水。如农业上水循环利用,改大水漫灌为滴灌,生活中用淘米水浇花、洗衣水、拖地板(其他答案合理,也正确)等。 【注意】节约用水标识: 水体污染的途径及防治 污染源 防治措施 工业污染：工业生产中产生的“三废” 应用新技术、新工艺减少污染物的产生，对产生的“三废”要处理达标后再排放 农业污染：农业上不合理施用农药和化肥 提倡大量使用农家肥，农药和化肥要合理施用 生活污染：生活污水的任意排放 生活污水要处理达标再排放 补充：水体富营养化指水体中氮、磷含量过高,会导致藻类疯长,破坏水质,这种现象发生在海洋中叫“赤潮”,发生在湖泊、河流中叫“水华” 水的净化 水的净化 纯水是无色、无味、清澈透明的液体,是纯净物。 自然水、海水、河水、井水、矿泉水等都含有许多物质,是混合物。 水的净化方法和作用 城市中的生活用水是经自来水厂净化处理过的。而在某些乡村,则可利用明矾溶于水后生成的胶状物对杂质的吸附,使杂质沉降来达到净水的目的。 水的净化方法和作用 (1)步骤:取水→加絮凝剂→反应沉淀池→过滤池→活性炭吸附池→清水池→消毒→配水泵→用户。 (2)絮凝的作用:往水中加含有明矾的絮凝剂能使水中悬浮的颗粒物杂质被吸附絮凝而沉淀除去。 (3)过滤的作用:除去水中混有的固体杂质。 原理:由于过滤所使用的滤纸只能使水分子和溶解在水中的可 溶性杂质通过,所以通过过滤除去了水中的不溶性固体颗粒物。 过滤操作时需要注意“一贴、二低、三靠” 。 一贴:滤纸应紧贴漏斗内壁 二低:滤纸边缘低于漏斗边缘;滤液边缘低于滤纸边缘 三紧靠:烧杯口紧靠玻璃棒中部;玻璃棒下端紧靠三层 滤纸一边;漏斗下端紧靠烧杯内壁 水的净化方法和利用 (4)吸附的作用:活性炭具有吸附性,吸附水中(如色素、异味等)可溶性杂质,达到净水的目的。 吸附性是物理性质,因而吸附杂质的变化是物理变化。 (5)消毒的作用:用消毒剂可以除去水中的细菌、病毒等,注意消毒是化学变化。 硬水和软水 经上述沉淀、过滤、吸附等净化处理后,浑浊的水变澄清了,但所得水仍然不是纯水。我们除去的主要是水中的不溶性杂质,水中还有许多溶解的杂质。例如,有些地区的水很容易使水壶或盛水的器具结水垢,就是因为该地区的水中溶有较多的可溶性钙和镁的化合物,在水加热或长久放置时,这些化合物会生成沉淀(水垢)。 ①含有较多可溶性钙、镁化合物的水叫做硬水; ②不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水叫做软水。 ③区分硬水和软水的方法:把等量的肥皂水分别滴加到盛有等量的软水、硬水的试管中,振荡,观察两试管中产生泡沫的情况:产生的泡沫多、浮渣少(或无浮渣)的是软水;产生的泡沫少、浮渣多(或不产生泡沫)的是硬水 硬水的危害 (1)生活中用硬水洗衣物,既浪费肥皂,又洗不干净,还会使衣物变硬。 (2)生产中用硬水:锅炉结垢,不仅浪费燃料,还会堵塞管道,使管道变形或损坏,严重时会引起爆炸事故。 硬水转化 生活中用煮沸的方法转化,实验室用蒸馏的方法转化。 煮沸和蒸馏都能使硬水转化,但有区别,煮沸只能去除部分钙、镁离子,在日常生活中适用,而蒸馏能将水中钙、镁离子去除干净,在实验室适用。 蒸馏净水 ①原理:通过蒸馏,把混合物(水)中不同沸点的物质分离出来,进而达到分离和提纯的目的。 ②注意:由于蒸馏需要把水加热至沸腾变成水蒸气再冷凝成水,而水中的其他杂质不能挥发变成蒸气,所以蒸馏水往往认为是纯水,是纯净物。 ③装置: 蒸馏净水 ④蒸馏是硬水软化的一种方法,是净化程度最高的净水方法,得到的蒸馏水属于纯净物。 ⑤实验注意事项 a、蒸馏烧瓶下面需垫上石棉网,不能用酒精灯直接加热,防止蒸馏烧瓶受热不均匀而炸裂。 b、蒸馏烧瓶中液体体积不能少于其容积的 ，也不能多于其容积的 c、蒸馏烧瓶内应加入几粒沸石(或碎瓷片),使蒸馏平稳进行,以防加热时暴沸。 d、冷却水的流向应跟蒸气的流向相反,这种逆流冷却可以收到最大的冷却效果。 水的组成 导入 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,人们通过对水的生成和分解实验的研究,才最终认识了水的组成。研究氢气的燃烧实验是人们认识水组成的开始。 氢气 物理性质:无色、无味的气体,密度比空气小,难溶于水 实验探究 在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面干燥的小烧杯,过一会儿,观察烧杯壁上有什么现象发生。 思考: 1.上述实验中有无新物质生成? 2.发生了什么变化? 3.上述实验中是否有水滴生成? 氢气 化学性质: ①可燃性:氢气在空气中燃烧,发出淡蓝色火焰。 化学方程式 【注意】混有一定量空气或氧气的氢气遇明火会发生爆炸, 点燃氢气前一定要检验其纯度:用拇指堵住集满氢气的试管口,靠近火焰,移开拇指点火,若发出尖锐的爆鸣声,说明氢气不纯,若声音很小(很小的噗声),则表明气体较纯。 验满:把带火星的木条放到瓶口,若有轻微的爆鸣声,说明氢气已满。 ②还原性:氢气还原氧化铜。 化学方程式 氢气的用途 ①密度最小的气体——可填充探空气球 ②可燃性——可作燃料 ③还原性——可冶炼金属 实验突破：电解水实验 实验突破:电解水实验 1、实验原理: 2、实验装置: 3、实验现象:与正极相连的玻璃管内产生的气体体积小,与负极相连的玻璃管内产生的气体体积大,体积比约为1:2。 实验突破:电解水实验 4、检验气体:待两支玻璃管内收集到一定量的气体后,开始检验。 (1)a管(负极相连的玻璃管)旋转活塞,用燃着的木条伸到管口,气体能燃烧,产生淡蓝色火焰,说明是氢气。 (2)b管(正极相连的玻璃管)旋转活塞,用带火星的木条伸入到管口,带火星的木条复燃,说明是氧气。 5、实验结论: (1)正极生成的是氧气,负极生成的是氢气，体积比:O2:H2=1:2 (2)水是由氢元素和氧元素组成的。 【注意】 ①电解水属于化学变化。 ②电解水实验所用电源为直流电源。 ③电解水时,要在水中加适量的NaOH溶液(或稀H2SO4),是为了增强水的导电性。 ④电解水是电能转化为化学能。 实验突破:电解水实验 6、误差分析 电解水实验中,正、负极产生的气体(O2、H2)精确的体积比应该为1:2,而往往实验中收集到气体体积比小于1:2,是由于一方面氧气比氢气在水中的溶解性稍大,另一方面氧气的氧化性强,有时在电极上就与电极发生了氧化反应。 7、实验结论:水是由氢元素和氧元素组成的化合物。 口诀记忆:正氧负氢,一比二 单质&化合物 单质 化合物 概念 由同种元素组成的纯净物 由不同种元素组成的纯净物 举例 氢气、氧气 水、二氧化碳 区别 1.由同种元素组成 2.不能发生分解反应 1.至少由两种元素组成 2.在一定条件下可能发生分解反应 依据 1.必须是纯净物 2.只含一种元素 1.必须是纯净物 2.含两种或两种以上的元素 共同点 都是纯净物 【注意】氧化物:由两种元素组成的且其中一种元素是氧元素的化合物物,如二氧化碳(CO2),含有氧元素的化合物统称为含氧化合物,氧化物一定是含氧化合物,但含氧化合物不一定是氧化物。 Thank you $$