第四单元 自然界的水

初中化学第四单元 自然界的水思维导图，分享了水的组成、化学式与化合价、水的净化、爱护水资源的知识，一起来看吧。

第四单元 自然界的水

• 课题3 水的组成
  • 研究氢气的燃烧实验是人们认识水组成的开始。
  • 氢气是无色、无臭，难溶于水的气体。密度比空气的小，氢气在空气中燃烧时产生淡蓝色火焰，混有一定量空气或氧气的氢气遇明火会发生爆炸。因此，点燃氢气前，一定要检验其纯度。
  • 实验4-5
    • 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而干燥的小烧杯，过一会儿，观察烧杯壁上有什么现象发生。
    • 现象：氢气在空气中安静地燃烧，发出淡蓝色的火焰，烧杯内壁上有水雾产生。
    • 文字表达式：氢气+氧气→水（条件：点燃）
    • 化学方程式：
  • 水的组成
    • 在电解器玻璃管里加满水，接通直流电源，观察并记录两个电极附近和玻璃管内发生的现象。切断上述装置中的电源，用燃着的木条分别在两个玻璃管尖嘴口检验电解反应中产生的气体。观察并记录发生的现象。
    • 两电极上都产生了气体，且正极和负极产生的气体体积比为1 : 2；负极气体燃烧，发出淡蓝色的火焰，一段时间后，烧杯壁上有水雾产生；正极气体使带火星的木条复燃。
    • 文字表达式：水→氢气+氧气（条件：通电）
    • 化学方程式：
  • 化合物与单质
    • 化合物
      • 这种组成中含有不同种元素的纯净物叫做化合物。
      • 例如：
      • 氧化物
        • 有两种元素组合成的化合物中，其中一种元素是氧元素的叫作氧化物。
        • 例如：
    • 单质
      • 由同种元素组成的纯净物叫做单质。
      • 例如：Fe，C，
• 课题4 化学式与化合价
  • 一、化学式
    • 我们已经知道，H2O不仅表示了水的这种物质，还表示了水的组成。
    • 这种用元素符号和数字的组合表示物质组成的式子，叫做化学式。
    • 每一种纯净物质的组成是固定不变的，所以表示每种物质组成的化学式只有一个。
    • 化学式H2O的意义
      • 表示水这种物质。
      • 表示一个水分子。
      • 表示水由氢元素和氧元素组成。
      • 表示1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成。
    • 化学式的书写
      • 化学式的书写必须依据实验的结果。
      • 单质化学式的书写
        • 稀有气体：用元素符号表示，如氦写为He氖写为Ne。
        • 金属和固态非金属：习惯上用元素符号表示，如铁写为Fe碳写为C。
        • 气态非金属：在元素符号右下角写上表示分子中所含原子的数字，例如
    • 书写化学式注意：1.当组成元素的原子个数比是1时，1省略不写；2.氧化物化学式的书写，一般把氧的元素符号写在右方，另一种元素的符号写在左方，如MgO；3.由金属元素与非金属元素组成的化合物，书写其化学式时，一般把金属元素符号写在左方，非金属元素符号写在右方，如NaCl
    • 由两种元素组成的化合物的名称，一般读作某化某，有时还要读出化学式中各种元素的原子个数。
  • 二、化合价
    • 化合物有固定的组成，即形成化合物的元素有固定的原子个数比。不同元素相互结合时，其原子个数比不并不都是1:1。
    • 一般情况下，通过元素的“化合价”可以认识其中的规律。
    • 元素的化合价有正有负，在化合物里，正负化合价的代数和为零。有一些物质，它们中的一些带电的原子团，常作为一个整体参加反应，这样的原子团又叫做根，根也有化合价。
    • 一些常见元素和根的化合价
    • 口诀
      • 元素
        • 一氢氯钾钠银，二氧镁钙钡锌，三铝四硅五价磷，二三铁，二四碳，二四六硫都齐全，铜汞二价最常见。
      • 根
        • 负一硝酸氢氧根，负二硫酸碳酸根，负三记住磷酸根，正一价的是铵根
    • 在确定元素的化合价时，需要注意以下几点：1.金属元素与非金属元素化合时，金属元素显正价，非金属元素显负价；2.一些元素在不同物质中可显不同的化合价；3.元素的化合价是元素的原子在形成化合物时表现出来的一种性质，因此在单质里，元素的化合价为零。
    • 知道了元素的化合价，可以根据成分元素的化合价推求实际存在的化合物中元素原子的个数比，从而写出化合物的化学式。
  • 三、有关相对分子质量的计算
    • 化学式中各原子的相对原子质量的总和，就是相对分子质量，符号
    • 根据化学式可以进行以下各种计算
      • 1.计算相对分子质量
      • 2.计算物质组成元素的质量比
      • 3.计算物质中某元素的质量分数
    • 药品、食品等商品的标签或说明书上常常用质量分数来表示物质的成分或纯度。
• 课题2 水的净化
  • 纯水是无色、无臭、清澈透明的液体。自然界中的河水、湖水、井水、海水等天然水里含有许多杂质，不溶性杂质使其呈浑浊，可溶性杂质则可能使其有气味或颜色。
  • 沉淀、过滤和吸附是工业中常用的方法。也是在化学实验中分离混合物的常用方法。
  • 实验4-1
    • 取2个烧杯，各盛大半杯浑浊的天然水。向其中一个烧杯中加入3药匙明矾粉末，搅拌溶解后，分置于另外2个烧杯中，静置，观察现象。
    • 现象：没有明矾的烧杯需要很长时间才能变清澈；有明矾的烧杯很快就变清澈了。
    • 原理：明矾在水中水解生成氢氧化铝Al(OH)3胶体，氢氧化铝胶体的吸附能力很强，可以吸附水里悬浮的杂质，并形成沉淀，使水澄清。
  • 实验4-2
    • 取一张圆形滤纸，折好并放入漏斗，使之紧贴漏斗壁，并使滤纸边缘略低于漏斗口，用少量水润湿滤纸，并使滤纸与漏斗壁之间不要有气泡。用铁架台架好漏斗，使漏斗下端管口紧靠烧杯壁，以使滤液沿烧杯壁流下。取实验4-1中处理过的一杯液体，沿玻璃棒慢慢向漏斗中倾倒，注意液面始终要低于滤纸的边缘。
    • 比较未经处理的天然水和做了不同程度处理的水，他们的清澈程度有什么差别？
    • 现象：过滤后的液体最清澈；有明矾但没有过滤的液体次之；未经处理的天然水最浑浊。
  • 如果用具有吸附作用的固体过滤液体，不仅可以滤去其中的不溶性物质，还可以吸附掉一些溶解性的杂质，除去臭味。市场上出售的净水器，有些就是利用活性炭来吸附、过滤水中的杂质的。
  • 经上述沉淀、过滤、吸附等净化处理后，浑浊的水变清澈了，但所得的水仍不是和纯水。我们除去的主要是水中的不溶性杂质，水中还有许多溶解性的杂质。
  • 实验4-3
    • 分别在两支大试管中加入等量的软水和硬水，然后分别滴加等量的肥皂水，振荡试管，观察实验现象。
    • 原理：硬水中含有较多的可溶性钙、镁化合物，遇到肥皂水时会产生沉淀和少量泡沫，软水中不含或含较少的可溶性钙、镁化合物，遇到肥皂水时会产生较多的泡沫。
    • 实验现象：装有硬水的试管中产生沉淀和少量泡沫，软水中产生较多的泡沫。
    • 利用这个实验可以检验硬水和软水，使用硬水会给生活和生产带来许多麻烦。设法除去硬水中的钙镁化合物可以使硬水软化成软水。工业上和科学实验中软化硬水的方法很多，生活中通过煮沸也可以降低水的硬度。
  • 实验4-4
    • 实验室中的蒸馏水是净化程度较高的水，可以通过蒸馏自来水制取。
    • 在烧瓶中加入约1/3体积的自来水，再加入几粒沸石（防止暴沸），按如图所示连接。加热烧瓶，注意不要使液体沸腾的太剧烈，以防液体通过导管直接流到试管里。弃去开始馏出的部分液体。收集到10毫升左右蒸馏水后停止加热。用肥皂水比较水蒸馏前后的硬度变化。
• 课题1 爱护水资源
  • 一、人类拥有的水资源
    • 地球表面约71%被水覆盖着，地球上水的总储量为
    • 海洋是地球上最大的储水库，其储水量约占，全球总储水量的96.5%。浩瀚的海洋不仅繁衍着无数水生生物，还蕴藏着丰富的化学资源。按目前测定，海水中含有的化学元素有80多种。
    • 作为一种化学物质，水能参与很多反应，本身就是一种化学资源。
    • 地球上的总水储量虽然很大，但淡水很少。大部分是含盐量很高的海水。海水淡化的成本很高，目前尚不能推广。陆地储水中也有咸水，淡水只约占全球储水量的2.53%，其中大部分还分布在两极和高山的冰雪及永久冻土层中，难以利用。可利用的只约占其中的30.4%，即
    • 据统计，当今世界上有80多个国家的20多亿人口面临淡水危机，其中26个国家的3亿人口生活在缺水状态中。我国水资源总量为2.7*10^12m³，居世界第六位，但人均水量很少，只有2048m³。许多地区已经出现因水资源短缺影响人民生活、制约经济发展的局面。
  • 二、爱护水资源
    • 水是一切生命体生存所必需的物质，为了人类和社会经济的可持续发展，我们必须爱护水资源，一方面要节约用水，另一方面要防治水体污染。
    • 节约水资源就要提高水的利用效益。使用新技术、改革工艺和改变习惯，可以大量节约工农业和生活用水。
    • 水体污染是指大量污染物质排入水体，超过水体的自净能力使水质恶化，水体及其周围的生态平衡遭到破坏对人类健康生活和生产活动造成损失和威胁的情况。
    • 水体污染的来源主要有工业污染、农业污染和生活污染。
    • 水体污染，不仅影响工农业、渔业生产，破坏水生生态系统，还会直接危害人体健康。因此，必须采取各种措施，预防和治理水污染，保护和改善水质。
• 九年一班 李政卿