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第四单元《自然界的水》知识清单
课题1 水资源及其利用
（一）水资源概况
1. 地球表面约______被水覆盖，但可供人类利用的淡水资源仅占全球总水量的______左右，且主要分布在两极和高山的冰雪及深层地下水中。
2. 我国水资源总量居世界第______位，但人均水资源量仅为世界平均水平的______，且分布不均，呈现“_____，_____”的特点。
3. 目前人类利用的淡水资源主要是______、和部分，这些水资源的储量非常有限。
（二）水资源短缺的原因
1. 自然原因包括水资源______不均、______等灾害频发导致水资源损失。
2. 人为原因中，______是造成水资源短缺的重要因素，如工业废水、农业化肥农药污染、生活污水直接排放等；同时，______现象严重，如农业灌溉中的大水漫灌、生活用水的随意浪费等。
3. 随着全球______增长和______发展，人类对水资源的需求量不断增加，进一步加剧了水资源短缺问题。
（三）水的净化
1. 天然水中含有______（如泥沙）和______（如细菌、可溶性杂质），需要通过净化处理才能安全饮用。
2. 水的净化常用方法有沉降、过滤、吸附、消毒等，其中沉降分为自然沉降和______沉降，加入______等絮凝剂可加速悬浮物沉降。
3. 过滤是分离______和______的操作，常用到的仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒、铁架台（带铁圈），其中玻璃棒的作用是______。
4. 过滤操作中，若滤液浑浊，可能的原因是______、______或接滤液的烧杯不干净等。
5. 吸附常用______作吸附剂，它具有疏松多孔的结构，能吸附水中的______和______，但不能除去可溶性杂质和细菌。
6. 消毒是杀灭水中______和______的过程，生活中常用煮沸的方法消毒，实验室常用______消毒，自来水厂常用______消毒（会产生少量含氯化合物，需煮沸后饮用）。
（四）硬水与软水
1. 硬水是指含有较多______、化合物的水；软水是指不含或含较少、______化合物的水。
2. 鉴别硬水和软水的常用方法是加入______，振荡后若产生______，则为软水；若产生______，则为硬水。
3. 硬水的危害很大，如用硬水洗涤衣物会______，用硬水烧水易形成______，长期饮用硬水可能影响人体健康。
4. 硬水软化的方法有多种，生活中常用______的方法，实验室和工业上常用______的方法，这两种方法都能降低水中钙、镁离子的含量。
（五）水资源的保护
1. 保护水资源的两大核心措施是______和______。
2. 节约用水的具体做法包括：农业上采用______、_____等节水灌溉方式；工业上提高水的______率；生活中使用节水器具，如_____、______等，同时养成随手关水龙头的习惯。
3. 防治水污染的措施有：工业废水______后再排放；农业上合理使用______和______，推广生态农业；生活污水集中处理后再利用或排放。
4. 国家层面通过制定______（如《中华人民共和国水法》）、设立“世界水日”（每年______月______日）和“中国水周”等，加强水资源保护的宣传和管理。
5. 作为公民，我们应树立______意识，积极参与水资源保护活动，如举报水污染行为、参与节水宣传等。
课题2 水的组成
（一）水的物理性质
1. 通常情况下，水是______、_____、_____的液体，在标准大气压下，水的沸点是，凝固点是_____。
2. 水的密度在______时最大，为______，这一特性使得冰能浮在水面上，保护水下生物的生存。
3. 水具有良好的溶解性，能溶解多种______和______，是最常用的溶剂。
（二）电解水实验
1. 电解水实验是探究水组成的经典实验，实验中需使用______电源，为增强水的导电性，可在水中加入少量______或______（这些物质不参与反应）。
2. 实验现象：通电后，电极表面均有______产生，与电源正极相连的玻璃管（阳极）产生的气体体积______，与电源负极相连的玻璃管（阴极）产生的气体体积______，两种气体的体积比约为______。
3. 气体检验：阳极产生的气体能使______的木条______，证明该气体是______；阴极产生的气体能被______，产生______火焰，在火焰上方罩干冷烧杯，烧杯内壁出现______，证明该气体是______。
4. 实验结论：水在通电条件下分解生成______和______，根据______定律（化学反应前后元素种类不变），可推断水是由______和______组成的。
5. 从微观角度分析，电解水实验中，分裂成______和_____，重新组合成______和_____，说明化学变化的实质是______的重新组合。
6. 实验注意事项：实验前需检查装置的______；实验结束后，应先______，再______，防止水倒吸损坏仪器。
（三）氢气的性质与检验
1. 氢气是一种______、的气体，密度比空气，______溶于水，因此收集氢气可用______法或______法。
2. 氢气具有______性，纯净的氢气在空气中安静燃烧，产生______火焰，放出热量，燃烧产物是______；不纯的氢气（混有空气或氧气）遇明火可能发生______，因此点燃氢气前必须______。
3. 检验氢气纯度的方法：用排水法收集一试管氢气，用拇指堵住试管口，移近火焰，松开拇指，若听到______，说明氢气纯净；若听到______，说明氢气不纯，需重新收集检验。
4. 氢气燃烧实验也能证明水的组成，因为氢气燃烧只生成水，根据化学反应前后______不变，可得出水由氢元素和氧元素组成的结论。
（四）水的化学性质
1. 水在通电条件下能发生分解反应，这是水的重要化学性质之一。
2. 水能与某些金属氧化物反应，生成______，如氧化钙与水反应。
3. 水能与某些非金属氧化物反应，生成______，如二氧化碳与水反应。
4. 水是许多化学反应的______或______，在化学反应中起着重要作用。
课题3 物质组成的表示
（一）化学式及其意义
1. 化学式是用______和______的组合表示物质组成的式子，每种纯净物都有______的化学式，混合物没有固定的化学式。
2. 化学式的意义包括宏观和微观两个层面，以水的化学式为例，宏观意义：①表示______；②表示水由______和______组成；微观意义：①表示______；②表示1个水分子由______和______构成。
3. 当化学式前面加上数字时，该符号只具有______意义，如“2H O”表示______，不再表示物质本身或物质的元素组成。
4. 写出下列物质的化学式对应的意义：
- 铁（Fe）：宏观意义①______；②______；微观意义①______。
- 氧气（O ）：宏观意义①______；②______；微观意义①______；②______。
（二）化学符号中数字的意义
1. 元素符号前面的数字表示______，如“3Fe”中的“3”表示______。
2. 化学式前面的数字表示______，如“4CO ”中的“4”表示______。
3. 化学式中元素符号右下角的数字表示______，如“H O”中的“2”表示______。
4. 离子符号前面的数字表示______，如“2Na ”中的“2”表示______。
5. 离子符号右上角的数字表示______，如“Mg ”中的“2”表示______。
6. 写出下列符号中数字“2”的意义：
2O：______
O ：______
2SO ：______
Ca ：______
（三）化学式的书写
1. 单质化学式的书写：稀有气体用______表示，如氦气______、氖气______；金属和固态非金属习惯上用______表示，如铁______、铜______、碳______、硫______；气态非金属在元素符号右下角写上表示分子中所含原子数的数字，如氢气______、氧气______、臭氧______。
2. 化合物化学式的书写：
- 氧化物：一般把______写在右边，另一种元素写在左边，在元素符号右下角写出所含原子数的数字，如二氧化碳______、五氧化二磷______。
- 由金属元素与非金属元素组成的化合物：一般把______写在左边，写在右边，在元素符号右下角写出所含原子数的数字，如氯化镁、氯化钠______。
3. 含原子团的化合物化学式书写：正价部分（元素或原子团）写在左边，负价部分（原子团）写在右边，原子团的个数不为1时，需加______，如氢氧化钙______、碳酸钠______。
4. 化学式书写的基本原则：化合物中各元素______的代数和为______。
（四）化学式的读法
1. 单质的读法：稀有气体、金属和固态非金属直接读元素名称，如Fe读作______、C读作______；气态非金属一般读作“某气”，如O 读作______、H 读作______。
2. 化合物的读法：
由两种元素组成的化合物，一般从右向左读作“_____”，如NaCl读作。
当化合物中元素的原子个数不为1时，需读出原子个数，如Fe O 读作______、P O 读作______。
有些物质有习惯读法，如H O读作______、H O 读作______。
含原子团的化合物，一般读作“某酸某”或“氢氧化某”，如Na CO 读作______、Ca(OH) 读作______。
（五）化合价及其规律
1. 化合价是元素的原子在形成______时表现出来的一种性质，有______价和______价之分。
2. 化合价规律：
单质里，元素的化合价为______。
化合物里，正、负化合价的代数和为______。
在化合物里，氧元素通常显______价，氢元素通常显______价，氯元素显负价时只有______价。
金属元素和非金属元素化合时，金属元素显______价，非金属元素显______价。
一些元素在不同物质中可显不同的化合价，如硫元素在不同化合物中可显-2、+4、+6价；一种元素在同一化合物中也可能显不同化合价，如硝酸铵中氮元素有______和______两种化合价。
3. 原子团也有固定的化合价，如氢氧根（OH ）显______价，碳酸根（CO ）显______价，硫酸根（SO ）显______价，铵根（NH ）显______价。
4. 化合价的表示方法：在元素符号或原子团的______方，先标______，后标______，数值为1时不能省略，如+2价的镁元素表示为______，-1价的氯元素表示为______。
5. 注意区分化合价与离子符号的表示方法：化合价标在元素符号的______，符号在前，数字在后；离子符号标在元素符号的______，数字在前，符号在后，如镁离子表示为______，+2价的镁元素表示为______。
（六）根据化学式计算元素化合价
1. 计算依据：中各元素正、负化合价的代数和为；中各元素正、负化合价的代数和等于该原子团的。
2. 计算步骤：①写出化学式；②标出已知元素的化合价；③设未知元素的化合价为x；④根据化合价规律列式计算；⑤得出结果并检验。
3. 举例：计算氯酸钾中氯元素的化合价，先写出化学式，标出钾元素（+1价）和氧元素（-2价）的化合价，设氯元素化合价为x，列式为(+1) + x + (-2)×3 = 0，解得x = ______。
4. 计算硝酸铵中氮元素的化合价时，需分别计算铵根和硝酸根中氮元素的化合价，其中铵根中氮元素显______价，硝酸根中氮元素显______价。
（七）根据化合价书写化学式
1. 由两种元素组成的化合物的化学式书写步骤：①写出元素符号（正价在左，负价在右）；②标出元素的化合价；③将化合价的绝对值交叉放在元素符号的右下角；④约简并检查（确保正、负化合价代数和为零）。
2. 含原子团的化合物的化学式书写步骤：①写出元素和原子团的符号（正价在左，负价在右）；②标出元素和原子团的化合价；③将化合价的绝对值交叉放在元素符号和原子团的右下角（原子团个数不为1时加括号）；④约简并检查。
3. 写出下列元素对应的氧化物的化学式（已知元素化合价）：+4价的碳______、+1价的钠______、+2价的镁______、+3价的铝______。
4. 地壳中含量最多的非金属元素是______（显______价），含量最多的金属元素是______（显______价），二者组成的化合物的化学式为______。
参考答案
课题1 水资源及其利用
（一）水资源概况
1. 71%；0.7%
2. 六；四分之一；南多北少；东多西少
3. 江河湖泊水；浅层地下水；冰雪融水
（二）水资源短缺的原因
1. 时空分布；旱涝
2. 水污染；水资源浪费
3. 人口；经济
（三）水的净化
1. 不溶性杂质；可溶性杂质
2. 吸附；明矾
3. 不溶性固体；液体；引流
4. 滤纸破损；漏斗内液面高于滤纸边缘
5. 活性炭；色素；异味
6. 细菌；病毒；高锰酸钾；氯气
（四）硬水与软水
1. 可溶性钙；镁；可溶性钙；镁
2. 肥皂水；大量泡沫；泡沫少且有浮渣
3. 浪费肥皂，洗不干净衣物；水垢
4. 煮沸；蒸馏
（五）水资源的保护
1. 节约用水；防治水污染
2. 喷灌；滴灌；重复利用；节水龙头；节水马桶
3. 处理达标；化肥；农药
4. 法律法规；3；22
5. 节水护水
课题2 水的组成
（一）水的物理性质
1. 无色；无味；透明；100℃；0℃
2. 4℃；1g/cm
3. 固体；液体
（二）电解水实验
1. 直流；硫酸钠；氢氧化钠
2. 气泡；少；多；1:2
3. 带火星；复燃；氧气；点燃；淡蓝色；水雾；氢气
4. 氢气；氧气；质量守恒；氢元素；氧元素
5. 水分子；氢原子；氧原子；氢原子和氧原子；氢分子；氧分子；原子
6. 气密性；切断电源；取出电极
（三）氢气的性质与检验
1. 无色；无味；小；难；排水集气；向下排空气
2. 可燃；淡蓝色；水；爆炸；检验纯度
3. 轻微的“噗”声；尖锐的爆鸣声
4. 元素种类
（四）水的化学性质
1. （无填空答案）
2. 碱
3. 酸
4. 反应物；生成物
课题3 物质组成的表示
（一）化学式及其意义
1. 元素符号；数字；固定
2. 水这种物质；氢元素；氧元素；1个水分子；2个氢原子；1个氧原子
3. 微观；2个水分子
4. 表示铁这种物质；表示铁由铁元素组成；表示1个铁原子；表示氧气这种物质；表示氧气由氧元素组成；表示1个氧分子；表示1个氧分子由2个氧原子构成
（二）化学符号中数字的意义
1. 原子个数；3个铁原子
2. 分子个数；4个二氧化碳分子
3. 1个分子中含有该原子的个数；1个水分子中含有2个氢原子
4. 离子个数；2个钠离子
5. 1个离子所带的电荷数；1个镁离子带2个单位正电荷
6. 表示2个氧原子；表示1个氧分子中含有2个氧原子；表示2个三氧化硫分子；表示1个钙离子带2个单位正电荷
（三）化学式的书写
1. 元素符号；He；Ne；元素符号；Fe；Cu；C；S；H ；O ；O
2. 氧元素；CO ；P O ；金属元素；非金属元素；MgCl ；NaCl
3. 括号；Ca(OH) ；Na CO
4. 正、负化合价；零
（四）化学式的读法
1. 铁；碳；氧气；氢气
2. 某化某；氯化钠；四氧化三铁；五氧化二磷；水；过氧化氢；碳酸钠；氢氧化钙
（五）化合价及其规律
1. 化合物；正；负
2. 0；零；-2；+1；-1；正；负；-3；+5
3. -1；-2；-2；+1
4. 正上；正负号；数值；
5. 正上方；右上角；Mg ；
（六）根据化学式计算元素化合价
1. 化合物；零；原子团；电荷数
2. （无填空答案）
3. +5
4. -3；+5
（七）根据化合价书写化学式
1. （无填空答案）
2. （无填空答案）
3. CO ；Na O；MgO；Al O
4. 氧元素；-2；铝元素；+3；Al O

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