资源简介

教学内容：水的组成
【学习目标】
1．了解水是由氢、氧两种元素组成．
2．了解单质、化合物的概念．
【基础知识精讲】
※课文全解
很久以来，人们一直把水看作是一种元素．何为元素呢？1661年，被称为化学前辈者的英国科学家波义耳（R·Boyle）指出：元素是组成复杂物体的和在分解复杂物体时最后得到的那种最简单的物体．人们认为水已经是一种最简单的物体了，它不会再分解，所以认为水是一种元素，这种说法对不对呢？让我们通过实验来探究一下．
［实验3—1］
这是一个电解水的实验，即观察水在通电情况下发生的变化，一般用水电解器来完成．
通电后，在两个电极上会发现有气泡冒出，负极产生的气泡多而快，正极产生的气泡少，一段时间后，会发现正极产生的气体体积是负极产生气体体积的二分之一，同时，试管中的水不断减少．这些气体分别是什么气体？水到哪里去了呢？
对正极上产生的气体进行检验，发现它能使带火星的木条复燃，证明是氧气；对负极上的气体检验，发现当它靠近火焰时，会燃烧，发出淡蓝色的火焰，这是氢气．它们是水在通电条件下分解而成的，这个变化中有新物质生成，所以是一个化学变化，可表示为：
水氢气＋氧气
H2O H2 O2
难道说水是由氢气和氧气组成的吗？这种说法是错误的．氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，在化学反应前后，元素的种类是不变的，所以水是由氢元素和氧元素组成的．
像水这样组成中含有不同元素的纯净物叫做化合物，例如高锰酸钾（KMnO4）、过氧化氢（H2O2）；而有些物质是只由一种元素组成的纯净物，我们将它们叫做单质，例如氢气（H2）、氧气（O2）、氮气（N2）．
通过上述实验，我们已经知道水不是一种元素，而是一种化合物，是可以再分的，但皮皮还有几个问题不是很清楚，要请教一下化学小博士．
※问题全解
1．元素是什么？
答：世界上的一切物质都是由分子、原子、离子三种粒子构成的，分子、离子是原子通过不同的方式结合而成的，所以在19世纪初，元素的概念被定义为“同种类的原子”，到19世纪末20世纪初，人们认识到，同种元素的原子核里所含的质子数是相同的，但中子数可以不同，所以根据现代的观念，定义元素是具有相同核电荷数（即核内质子数）的一类原子的总称，是组成物质的基本成分．
2．单质和化合物如何区分？
答：区分单质和化合物最直接的方法就是从组成上区分，只由一种元素组成的纯净物是单质，如铁、铝、碳、硫、磷等，而由两种或两种以上的元素组成的纯净物是化合物，从名称上有些就能看出来，如二氧化碳是由碳、氧元素组成的，氢氧化钙中有氢、氧、钙三种元素，高锰酸钾从名称上看至少有锰、钾两种元素，实际上还含有氧元素．
另外单质一般不能分解，而化合物在一定条件下能分解为两种或两种以上的物质．
【学习方法指导】
水的组成是以电解水实验为基础来确定的，在学习时应熟练掌握电解水实验现象，并由现象分析出水的组成，而不能误认为水是由氢气和氧气组成的．
［例1］图3—1是通电分解水的实验装置图，试回答下列问题：
（1）根据图中现象可知：A试管内收集到的气体是__________，B试管内收集到的气体是__________．
（2）检验A中气体的方法是______________________________．检验B中气体的方法是______________________________．
（3）通电分解水的过程需要大量的能源，请你为这个转化过程提供既经济又不污染环境的理想的三种能源：__________、__________、__________．
答案：（1）氢气；氧气
（2）用燃烧的木条，气体燃烧；用带火星的木条，木条复燃．
（3）太阳能；风能；潮汐能
点拨：本题第一、二问考查对电解水实验现象的观察，对氧气、氢气性质的熟练掌握，第三问是对课本所学知识的迁移．
【拓展训练】
只“喝水”不喝汽油的汽车
近年来，科学家们在煞费苦心地寻找可以代替石油的发动机燃料．有一个叫佛朗克司·柯尼的英国人注意到了水．他想，水是一种取之不尽，用之不竭的廉价液体，如果能用它作燃料，那真是妙极了！当然，他知道水本身是不能燃烧的，要用它作燃料，必须采取一定措施．
佛朗克司·柯尼在汽车水箱的下面设置了一个旋转的铝鼓，再在水箱里用一根铁丝在铝鼓间加上18000伏的电压．这时水箱里的水释放出气体．他打开开关，使气体进入汽车的发动机点火，发动机居然转了起来．佛朗克司·柯尼高兴极了，决心试验下去，真正制成一辆只“喝水”不“喝油” 的汽车．
佛朗克司·柯尼的试验看起来有些荒唐，但确实又有一定的科学道理，水不仅能变成燃料，它还能“助燃”呢！
水能“助燃”之谜
水的“助燃”本领高超．有人做过实验，在燃料油里喷入适量水，使油雾化，油便能燃烧更旺，这是为什么呢？
我们知道，油是不能溶于水的，当微小的水滴喷入燃料油里以后，油便把水滴包围起来，从而使油与氧气的接触面积增大，油就能更充分的燃烧．而油燃烧放出的热量，又使细小的水滴迅速汽化，水汽化时将油炸碎成更小的液滴，使油跟氧气更充分地接触，更急速的燃烧．用这种方法，可以把劣质油或废弃油有效地利用起来，还可以在含有大量可燃性成分的污水里加适量重油，作为燃料使用．这样，既处理了污水，保护了环境，又扩大燃料来源，变废为宝，化害为利，可谓一举两得．教学内容：水的组成
【基础知识精讲】
一、水的物理性质
通常情况下，纯净的水是没有颜色、没有气味、没有味道的液体，压强为１０１ＫＰa时，凝固点为０℃，沸点１００℃，在４℃时密度最大，为1g/cm3．水结冰时体积膨胀，冰比水轻．
二、水的组成
１．电解水的实验现象及气体的验证
（１）正、负电极上有气泡放出.
（２）正极产生的气体能使燃着的木条燃烧更旺，证明是氧气；负极产生的气体能燃烧，发出淡蓝色火焰，证明是氢气．
（３）正极产生的气体与负极产生的气体的体积比为1∶2．
２．表达式：水氢气+氧气 H2OH2+O2
３．此实验证明
（１）从宏观上，水是由氢元素和氧元素组成．从微观上，水是由水分子构成，水分子是由氢原子和氧原子构成的．
（２）在化学反应中分子可以分成原子，而原子不能再分．
（３）分类：水属于纯净物中的化合物，化合物中的氧化物．
【重点难点解析】
一、注意水的物理性质的前提条件
无色无味液体——通常状况下
凝固点０℃，沸点１００℃——压强为１０１千帕
密度为1ｇ/cｍ3——４℃
正是由于冰的密度比水小，它才浮在水面．若冰的密度大于水，那么冬季结冰时，冰都沉在底部，并且由底向上逐步冻结，那么会给生物造成什么后果呢？所以冰的密度小于水的密度恰好是自然界生态平衡的一个客观条件．
二、电解水的实验
１．电解水的实验的仪器为水电解器，通直流电而不是交流电．
２．被电解的不是纯水，而是向水中加入少量硫酸或氢氧化钠，以增加水的导电性．
３．电解水的实质：当水分子分解时，分成了氢原子和氧原子，每两个氢原子结合成一个氢分子，大量的氢分子聚集成氢气；每两个氧原子结合成一个氧分子，大量的氧分子聚集成氧气；此实验进一步证明，在化学反应里，分子可以分成原子，而原子不能再分，原子只是重新组合成新分子．
４．电解水的实验证明水是由氧元素、氢元素组成的，至于每个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的是根据更精确的实验测定的，即纯净物的化学式不是凭空臆造的，而是通过精确的实验测定出来的．下面通过一道例题说明推断水的化学式的思路。
例1 水氢气+氧气
已知体积比：２∶１
已知标况密度：0.0899g/L 1.429g/L
氢、氧元素质量比：
氢、氧原子个数比：∶=
解 设水的化学式H2xOx．根据实验测定水式量为１８，可得
2x×1+16x=18 ∴x=１ 故化学式H2O
例２ 关于水的组成的正确叙述是（ ）
Ａ．水由氢气和氧气组成．
Ｂ．水由氢元素和氧元素组成．
Ｃ．水是由一个氢分子和一个氧原子构成．
Ｄ．水是由两个氢元素和一个氧元素组成．
分析 水的化学式为H2O，关于水的组成可以从宏观和微观两个角度分析．故B.对D.错．D.错在元素只讲种类不讲个数．水是由水分子构成的，每个水分子是由２个氢原子和１个氧原子构成的，故A.C.均错．
解答 选B.
【难题巧解点拨】
例1 阿伏加德罗曾经总结出一条定律：在同温同压下，同体积的任何气体都含有相同
的分子数，下图是电解水的简易装置
（１）电源的Ａ为 极，Ｂ为 极，事先向水中加入少量ＮａＯＨ的目的是 ．
（２）Ｃ试管中收集到的气体是 ，用 检验；Ｄ试管中收集到的气体是 ，可用 检验；Ｃ、Ｄ中两种气体的分子个数比为 .
（３）根据上述实验事实可以得出，水是由 组成．
分析 本题为实验推断题，解题的突破口是Ｃ、Ｄ试管中气体的体积，因为Ｄ试管中收集气体的体积大约是Ｃ试管中的２倍，所以Ｄ试管中收集到的气体是H2，Ｃ试管中是O2，由此进行逆向推理，可判断Ａ为正极，Ｂ为负极．由于C、Ｄ试管中两种气体的体积比为1∶2，根据阿伏加德罗定律，相同状况下，气体的体积比等于分子个数比，所以C、D两种气体的分子个数比也为１∶２．
解答 （１）正、负，增强水的导电性
（２）氧气，带火星的木条；氢气，点燃的木条；１∶２
（３）氢元素和氧元素
例２ 已知某种化合物Ｒ由氢、氧两种元素组成，对这种化合物进行测定可知：化合物中氢元素的质量分数为５．８８％，相对分子质量为３４，请通过计算写出化合物Ｒ的化学式．
分析 相对分子质量就是各元素的相对原子质量和原子个数的乘积之和．
解答 设Ｒ的化学式为HxOy．依题意，两种元素的质量比
由①可知
由②可知，x=2，ｙ＝２，故Ｒ化学式Ｈ2O2．
【命题趋势分析】
近年中考或竞赛中不断涌现的新题型——信息题．题干中内容是课本中没有介绍的新信息，需要迁移课本所学知识进行解题．
【典型热点考题】
例１ 在H2O和H2O2（双氧水，又名为过氧化氢）中相同的是（ ）
Ａ.氢元素的质量分数 B.相对分子质量
Ｃ．元素种类 Ｄ．氢氧原子个数
分析 将水和双氧水的有关项目比较如下：
H2O H2O2
H% ×100% ×100%
相对分子质量 18 34
元素种类 H、O H、O
氢、氧原子个数 2+1 2+2
解答 选Ｃ
例２ 过氧化氢（Ｈ2O2）可以按下式进行分解：H2O2Ｈ2Ｏ＋O2，关于它的叙述正确的是（ ）
Ａ．过氧化氢由氢气、氧气组成
Ｂ．每个过氧化氢分子由一个氢分子和一个氧分子构成
Ｃ．过氧化氢分解过程中，它的分子破裂成原子，氧原子、氢原子不可再分
Ｄ．过氧化氢中本来就有氧气
分析 本题需迁移水的组成、水通电分解等有关知识解题．过氧化氢从宏观上看由氢、氧两种元素组成，从微观上看每个H2O2分子由２个氢原子和２个氧原子构成，过氧化氢是纯净物，只存在Ｈ2O分子，而没有氧气存在，所以Ａ、Ｂ、Ｄ均错．Ｈ2O2在ＭnO2的催化作用下分解．分解过程中，Ｈ2O分子破结成氢原子和氧原子，２个氢原子和１个氧原子结合成１个Ｈ2Ｏ分子，许多H2Ｏ分子聚集成水，２个氧原子相合成１个氧分子，许多O2分子聚集成氧气，所以C.正确．
解答 选C.
【同步达纲练习】
一、选择题（６０分）
１．下列变化属于化学变化的是（ ）
Ａ. 雪花溶化成水 B . 水蒸发成水蒸气
Ｃ．水凝结成冰 Ｄ．水通电变成氢气和氧气
2.保持水的化学性质的是（ ）
Ａ.氢原子 Ｂ．氢元素和氧元素
Ｃ．水分子 Ｄ．氢分子、氧原子
３．能准确描述水的物理性质的是（ ）
Ａ.水不能燃烧 B . 在１０１千帕下，水在４℃时密度最大
Ｃ．水的沸点是１００℃ Ｄ．水电解可得到两种气体
4.电解水实验证明水是由（ ）
Ａ.氢气、氧气组成
Ｂ.一个氢分子，一个氧原子构成
Ｃ.氢元素和氧元素组成
D．每个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成
5．鱼能在水中生存是因为（ ）
Ａ.水的组成中含有氧元素 Ｂ．水在常温下为液态
Ｃ.水能分解放出氧气 Ｄ．水中能溶解一定量的氧气
6.常温下，碘与镁化合时速率很慢，若滴入几滴水，则反应剧烈且形成一股美丽的紫色烟，此时水的作用是（ ）
Ａ.反应物 Ｂ．氧化剂
Ｃ．催化剂 Ｄ．还原剂
二、填空题（３０分）
７.在通常状况下，纯净的水是 ，在一标准大气压下，水的凝固点为 ，沸点为 ，在 ，水的密度最大为 ．
８．电解水时正极上汇集的气体能 ，证明是 ；负极上汇集的气体能 ，证明是 ，其体积比为 ，质量比为 ．为了增强水的导电性，可加入少量 或 ，这个实验证明水是由 组成，同时也验证了分子与原子的主要区别是 ．
９．从原子、分子的观点来分析，水电解的实质是 .
三、简答题（１０分）
１０．冬天露在地上的自来水管要用保温材料裹住,请运用水的物理性质和有关知识加以解释．
【素质优化训练】
１．在有些关于水的广告中说：“某某水，有点甜．”试问：如果是纯净的水，广告中的说法正确吗？为什么？
２．水在４℃时的密度最大，此性质对水中生物的生存非常重要．如果固态水（冰）的密度比液态水大，水中生物将会是什么命运呢？
３．有两杯无色透明的液体，一杯是雨水，一杯是纯水，请用实验方法证明，哪一杯是雨水．
４．２４．５克ＫＣlO3含有的氧元素与多少克水中含有的氧元素质量相等．
【知识验证实验】
用如图所示的装置通电分解水，从理论上说，得到的氢气和氧气的体积比为２∶１．事实上，在通电分解的前一段过程中，氢气和氧气的体积比大于２∶１．你能解释这一现象吗？（资料：Ｈ2是无色无味的气体，难溶于水）
【知识探究学习】
交流与讨论：东北某厂工人曾说，他可以通过化学反应，将水直接变为汽油（主要含Ｃ、Ｈ元素），供汽车使用．通过讨论回答，“水变油”是不是伪科学，并说理由．
参考答案：
【同步达纲练习】
一、１.Ｄ 2.Ｃ ３.Ｂ ４.Ｃ 5.Ｄ ６.Ｃ
二、７.无色无味的液态，０℃，１00℃，４℃，1ｇ/cm3.８.使带火星木条复燃，O2，燃烧，H2，1∶2，8∶1，稀H2SO4,NaＯＨ溶液，氢元素和氧元素，在化学变化中分子可分，原子不能再分。 ９.水分子破坏变成氢原子和氧原子，氢原子再重新构成氢分子，氧原子构成氧分子 １０.夜间自来水管中水一般不流动，冬天气温低，当降至０℃时，水结冰体积膨胀，易把水管胀裂，所以必须给露出在地面上的水管保温
【素质优化训练】
１.不正确.因为纯净水是无色无味的液体，如果是有点甜的水，就不是纯净的水，如果是纯净的水，就不会有点甜.
2.固态水（冰）比液态水密度大，那么冬季结冰时，冰沉在底部，且由底向上逐步冻结，那么水中生物将全部会被冻坏，甚至冻死.
3.各取少量分别滴在玻璃片（或蒸发器）上，用酒精灯烘干，水蒸发后，剩有残渣的就是雨水.
４.10.8ｇ
【知识验证实验】
因为O2不易溶于水，而Ｈ2难溶于水，刚开始一段时间，有部分O2溶于水，体积减少，因而比值大于2∶1.
【知识探究学习】
解答：它是伪科学.因为水的组成元素是氢和氧，而汽油的主要成份是Ｃ和Ｈ，既使是化学变化，也不能凭空产生新的元素。学内容：分子和原子
【学习目标】
1．了解物质是由原子、分子等微小粒子组成的．
2．了解分子是保持物质化学性质的最小粒子．
3．质子是化学变化中的最小粒子；原子可以结合成分子．
【基础知识精讲】
※课文全解
分子的性质
分子的质量和体积都很小，肉眼是看不到的，如果要拿一个水分子跟乒乓球相比，就好比拿乒乓球与地球相比一样，1滴水中大约含有1.67×1021个水分子．
分子间有间隔，这是因为它们之间存在着引力和斥力，而且每个分子不是静止的，而是不停地在做无规则的运动，所以将一点儿品红放到水中，就会将一烧杯水全部染红．品红分子和水分子都在不断运动，分子间都有间隔，它们可以互相进入．水受热时，水分子间间隔变大，分子运动加快，所以会蒸发，受热蒸发的快，水蒸气与水的不同就在于分子间的间隔大小而已．樟脑丸之所以不见了，也是因为分子的运动，其实樟脑依然存在，只不过樟脑分子原先是聚集在一起的，后来经过不断的运动，分散到了衣物中，看不见了，但我们能闻到衣物上有一股樟脑味．如图3—2
分子是由原子构成的，例如1个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的；1个氧气分子是由2个氧原子构成，同种分子性质相同，不同分子性质不同．比如空气中的氧气分子和用高锰酸钾制出的氧气分子都属于同种分子，性质是一样的，而水分解出的氢气分子和氧气分子是不同的分子，性质是不一样的．
水蒸发，发生的是物理变化，没有新物质生成，水分子没有发生任何改变，只是间隔变大了．电解水时，水分子在电流的作用下，遭到了破坏，被分解成氢原子和氧原子，氢原子两两组合，结合成氢气分子，氧原子两两结合成氧气分子，所以电解水的产物是氢气和氧气，因为有新的分子生成，所以这个变化是化学变化．如图3—3
水分子在电解时变成了氢气分子和氧气分子，不再保持水的化学性质，所以，分子是保持物质化学性质的最小粒子，而在化学变化中，分子分解成原子，原子不再继续分解，重新组合成新的分子，可见原子是化学变化中的最小粒子．
同学们一定玩过积木吧，一盒积木可以摆出许多种的造型，我们可以把每种造型当作一个分子，组成造型的木块就是构成分子的原子．每种造型都有自己独特的形状，我们可以理解为分子的性质，造型改变，形状必定随之改变，就像分子种类改变，它的性质就不再保持一样；但是无论造型如何改变，所用积木的块数是一致的，也就是说在分子分解成原子，原子重新组合成新分子的过程中，原子的种类和个数没有发生改变．
※问题全解
1．用分子概念来认识物质的组成．
答：混合物是由不同种类的分子组成，例如：空气是混合物，它主要是由氮分子和氧分子组成的，糖水是混合物，则是由糖分子和水分子组成的．
由同种分子构成的一定是纯净物，如水分子构成水，硫酸分子构成硫酸．但应当注意，纯净物不都是由分子构成，一些原子和离子也能构成纯净物．如金属都是由原子构成的，氯化钠是由钠离子和氯离子构成的．
2．用分子概念认识物质的变化．
答：分子在不停地运动着．分子运动归根结底是两种形式：一是分子本身不变，只是分子间距离的增大或缩小，这种变化是物理变化．其宏观表现是物质形态的变化．如物质气、液、固三种状态的转化，水变成冰、水变成水蒸气、铁块拉成铁丝等；二是分子本身变了，即分子本身的组成、结构发生了改变，这种变化是化学变化，其宏观表现是原物质的消失和新物质的产生．如红磷燃烧，红磷燃烧而生成新物质五氧化二磷．
3．分子的基本特征．
答：（1）分子非常小，但都具有一定的质量．
（2）分子是在不停地运动．湿衣服之所以能晾干，放在瓶中的84消毒液，能嗅到它们的气味，放在箱子里的樟脑丸会逐渐消失，都是分子运动的结果．
（3）分子间有一定的距离．如物质的热胀冷缩，三态变化等都是由于分子间的距离发生了变化而引起的．
4．用分子、原子的观点解释化学反应的实质．
答：化学反应实质上是分子分解成原子，原子重新组合成新分子的过程．
【学习方法指导】
1．这节课学习的是有关物质结构的初步知识，这一部分内容比较抽象，看不见，摸不到，在学习过程中要善于通过对宏观物质、宏观现象的观察和分析，进行推理和想象，去认识和了解微观世界的构成．
［例1］下列物质中含有氧气分子的是
A．高锰酸钾
B．液态氧
C．水
D．空气
解：高锰酸钾虽然能在加热的条件下放出氧气，但只能说明高锰酸钾中含有氧元素，氧气是新生成的物质，原来没有，所以A项错，水也是这样．
答案：BD
点拨：含氧分子的物质只有两种可能：一是纯净的气态、固态、液态的氧，二是某些混合物如空气、爆鸣气（可燃性气体与空气的混合物）等．
［例2］试用分子的观点来解释下列现象．
（1）用铝壶烧水时，水开了会将壶盖顶开．
（2）一杯子水敞口放在空气中，一周后，杯子中的水不见了，若将这杯子中的水烧开，一会儿杯子的水就减少了．
答：（1）水开后，水分子运动加快，水分子间的间隔也变大，所以将壶盖顶开．
（2）水分子不停地运动，温度越高，运动越快．
点拨：分子有三个基本特征（微小、间隔、运动），用来解释某些现象时，要作具体分析，不能无选择的随意套用．解本题的关键是：气温的高低明显影响分子运动的速度和分子之间的间隔．
2．进一步理解分子的概念，学会运用分子的观点来认识物理变化和化学变化的本质区别．
［例3］关于分子的叙述，正确的是
A．一切物质都是由分子构成的
B．分子是化学变化中的最小粒子
C．分子是不能再分的一种粒子
D．分子是保持物质化学性质的一种粒子
答案：选D
点拨：本题主要考查对分子概念的理解．分子是构成物质的一种粒子，它既不是惟一粒子，也不是最小粒子．在化学变化中分子可分，分解成原子，故A、B、C都错．
【拓展训练】
能观察到分子的显微镜
已知水分子的直径约为2×10－10米，乒乓球的直径约为4×10－2米，地球的直径约为1.28×107米，请你算出三者的体积，拿水分子的体积与乒乓球的体积相比，是不是就好像是将乒乓球的体积与地球的体积相比？
由以上计算可知：如此小的分子用肉眼是无法看到的，但用扫描隧道显微镜就可看得很清晰，这样的显微镜是在德国的恩斯特·鲁斯卡教授设计的第一架电子显微镜（1939年）的基础上，由瑞士的海因里希·罗雷尔博士和联邦德国的格尔德·宾尼格博士研制成功的．他们三人因此获得了1986年的诺贝尔物理学奖金．对于比分子更小的微粒它也能看见．这一成果对金属材料、新材料设计、节省能源以及生物学研究等都具有重要意义．1987年底我国设计研制成功了新的扫描隧道显微镜，图像质量达到了国际先进水平．教学内容：爱护水资源
【学习目标】
1．了解虽然地球上的水储量是丰富的，但可供利用的淡水资源是有限的．
2．通过本课题的学习，更应关心水、爱惜水、保护水．
【基础知识精讲】
※课文全解
一、人类拥有的水资源
对水资源的含义，存在两种不同的理解．第一种是广义的理解，认为自然界中任何形态的水都有可能称之为水资源；而第二种狭义的理解则认为只有那些可以被人类开发利用的，并具有足够数量的水才可称为水资源．显然，在实际研究时第二种解释更有实际价值．
在地球的总水量中，96.5%是海洋水，有0.97%的其他咸水，淡水资源仅占总水量的2.53%．而这2.53%的淡水并不是完全可以利用的．在所有的淡水中，只有0.266%的河流水、淡水湖泊水和浅层地下水是比较容易被人类所开发利用的，它的储量约为9.31 万km3，只占全球总水量的0.0067%，其余淡水为高寒地区的冰川、地下水、土壤水、生物水和大气水，都是无法利用或很难开发的．如图3—7
（一）世界缺不缺水？
世界人均水资源量为7342 m3，远在3000 m3/人的缺水上限之上，折合地表径流深也达296 mm，也远在150 mm的生态缺水线以上，因此，总体而言，世界上是不缺水的．但是，世界上淡水资源分布极不均匀．世界上许多重要的地区和国家是缺水的．最缺水的是中东北非地区，在1000 m3/人的缺水下限之下，也就是在危险线之下，如埃及为47 m3/人，沙特阿拉伯为124 m3/人，以色列为299 m3/人，其次是中亚地区的一些国家，南亚和东亚的一些人口大国巴基斯坦，印度和中国也是水资源短缺的国家；一些山清水秀的欧洲国家也是缺水国家，如荷兰、德国、英国等．
由于水资源基本上不能进行国际市场调配，淡化海水和融化冰川的经济代价又是绝大多数缺水的发展中国家所不能承受的，因此，如果不重视水资源危机，到2030年世界上将有1/3以上的人口严重缺水的预测是科学的．
（二）中国缺不缺水？
中国人均水资源量为2304 m3/人，处于缺水上下限（3000 m3/人~1000 m3/人）的中值，在世界银行做连续资源统计的132个国家中居82位，中国的水资源分布同样不均匀，中国北方人均水资源仅为995.4 m3/人，属于严重缺水，并由于水土流失和水污染使情况更为恶化；中国的南方人均水资源量虽然超过人均3000 m3的缺水上限，但分布不均如上海仅为185 m3/人，又污染严重，使得工业、农业和人民生活将得不到按现模式发展的足够水资源供应．
二、爱护水资源
水是生命之源，人类社会的发展和进步是如此地需要水，并随着社会的不断进步，经济生产的不断发展，人类对水的需求量不断增加，而同时，遭受到人类污染的水资源却越来越多，所以，就目前能利用的有限的水资源来看，数量是只减不增的．这样的水资源的供需矛盾如何解决呢？
解决这样的矛盾只有开发新的水源或走节约用水的道路．目前，开发新的水源一是受到技术水平的限制，再者，靠近人类居住区的水源都已被开发殆尽，而开发路途远、偏僻地区的水源，成本又太高．因而前一个方法相对来说比较难以做到，而后者则可贯穿几乎所有的人类活动，且据调查，节水潜力还是相当大的．所以，对水资源进行节约使用应该是一个可行的解决水资源供需矛盾的措施．
节约水资源，首先需要人们有爱惜水资源的意识，意识到水的可贵，意识到水对人类社会的支撑作用．
中国是一个水资源危机很严重的国家，城市供水紧张，农村用水不足．但实际上我国的工农业生产节水大有潜力可挖．我国工业产品的生产单位耗水量比经济发达国家高出5倍~10倍．工业用水重复利用率在发达国家为70%以上，我国平均为20%~30%，每年大约有70亿m3的工业用水白白流掉．如果改变一些生产工艺，并提高工业用水的重复利用率，则工业节水大有可为．
农业方面则需要推行节水灌溉技术．我国每年大约有85%的水量用于农业灌溉，每生产1 kg的小麦，要比发达国家多用40%的水，如果我国农业水资源的有效利用率由目前的30%左右提高到50%，一年可节水62.8亿m3．
同时，不难发现在我们的日常生活中也可以开展节约用水活动，要拧紧身边的每一个水龙头，防止水资源的白白浪费．节约用水要从自身做起，也要对他人的浪费行为进行制止，鼓励大家都来关心节水活动，爱惜水资源，就是爱惜人类的生命之源．
※问题全解
1．水污染物的来源有哪些？
答：根据人类生产生活活动对水资源质量产生的影响，可以认为污染物的来源主要为四个方面：
（1）工业生产产生的污染物，如矿山、冶金、化工、造纸等工业生产排放的废水和废物．
（2）人类生活产生的污染物，如排泄物、生活污水和排入水体中的垃圾等．
（3）农业生产产生的污染物，如不易分解或有毒的农药、化肥等．
（4）其他污染物，如家禽、家畜粪便、动植物尸体等，尤其是大型牧场、养殖场的废弃物．
2．水污染对人类有哪些影响？
答：（1）水污染影响人体健康．污染水质对人体健康危害一般分为两类：一类污染是使水体含有致病的微生物、病毒等，这些病毒微生物可引起某些肠道传染病的流行蔓延；另一类是水中含有有毒物质引起人的中毒，有毒物质主要来源于工业废水和农药污水．
（2）水污染影响农业生产．水体中的浮游物质附在各种管路上，从而降低机械效率，各种酸性污水还将腐蚀机器，降低机械使用寿命．对农作物的危害是多方面的．水中的污染物浓度过高能直接杀死农作物；有的污染物质能积聚于作物中，进而危害人类；有的污染物又能存积在土壤中恶化土壤的物理、化学性质，使土壤中的微生物活动受影响，进而妨碍农作物的发育生长等等．
（3）水污染会影响工业产品的产量和质量，使原材料及能耗增加，此外受污染的水还会对工厂设备、厂房、下水道等产生腐蚀，影响生产的正常进行．
总之，水污染与社会的秩序和社会的发展之间是有着密切联系的，水污染实际上是一个直接影响着可持续发展的重大问题，应该引起全人类的重视．
【学习方法指导】
保护水资源是当今全球各国共同关注的问题，学习本课题时，应自觉增强环境保护意识并联系实际生活，培养环境保护的实践能力，树立自觉保护环境的义务感和责任感．
［例1］水可以造福人类，但水被污染后却会给人类造成灾难，为了防止水的污染，下面①~⑤措施中可以采取的是
①禁止使用农药和化肥 ②不任意排放工业废水 ③抑制水中所有动植物的生长 ④生活污水经过净化处理后再排放 ⑤减少空气中硫氧化物和氮氧化物的含量，防止形成酸雨
A．②③④
B．②④⑤
C．①④⑤
D．①②④
解：为了防止水污染，必须防止有毒有害的污染物进入水体．工业废水必需进行处理，符合标准后才能排放．生活污水净化后才能排放．减少硫氧化物和氮氧化物的排放量，防止形成酸雨使水体酸化．使用毒性小易分解的农药，合理使用化肥，防止雨水冲刷下，氮、磷等过多的营养元素使水体富营养化．
答案：B
点拨：工业废水中含有的重金属元素不能进入水体，必须处理转化后回收．有毒难分解的农药残留在土壤里，经渗透，雨水冲刷，一旦进入水体对水生生物和人体健康造成危害，所以目前已禁止这类农药的使用．酸雨使水体酸化后，造成水生生物死亡，水体变臭．过量使用化肥，使土壤中氮、磷元素流进河中，水体中藻类猛增，从而使水体溶解氧降低，藻类死亡，形成赤潮．
【拓展训练】
一、以色列的沙漠农业
中东国家以色列地处半干旱地区，国土的大部分是沙漠，荒山秃岭和半干旱的不毛之地．然而依靠先进的灌溉技术，以色列人将这些不毛之地变成了稳产高产的良田．在以色列，最为广泛推广应用的是滴灌系统，利用此系统对农业进行灌溉，可以减少灌溉时水分的无效蒸发，并把水直接送到植物最需要水的根部，以少量的水获得灌溉的最佳效果．有效的利用滴灌可使产量提高4倍，这是因为滴灌可使土地一年365天都可以种植．所以，在水资源稀少，气候干燥的以色列，应用此种灌溉方式，既使得不毛之地变成了高产田，又使得有限的水资源得到了高效的利用．
滴灌系统虽多用于干旱地区，但面对水危机日益严重的状况，有必要在全球范围内推广这种技术，这对于节约水资源，珍惜每一滴水有很重大的意义．
二、缺水与战争
地球上的水在空间上的分布是不均匀的，一些地方的水资源很丰富，而另一些地方水却贵如黄金，如在中东，14个国家有9个国家缺水，每年每人的供水量不足1000 m3．以色列每一位公民所能获得的淡水，只及英国的1/6，而约旦则仅及1/10．在这种情况下，中东的多数大河都是几个国家共有的，一个上游国家只有以牺牲下游国家为代价，才能增加它享受的流量份额，因此供水矛盾不断发生．某些中东国家的人口在今后的25年里将增加1倍，增加供水量是必然的，所以因水源引起的紧张始终存在，而且很有可能成为战争的导火线．联合国前秘书长加利曾预言：“今后某些地区的战争将不是政治的战争，而是水的战争．”叙利亚和以色列和谈的一项重要内容，就是以色列归还戈兰高地问题．它其实也与“争水”密切相关．以色列和叙利亚都是严重缺水的国家，而戈兰高地有丰富的地下水资源，因此，成为两家互不相让的必争之地．教学内容：分子和原子
【单元疑难聚焦】
1．分子和原子
（1）分子：保持物质化学性质的最小粒子．
理解这个概念应注意：
①分子能保持物质的化学性质，但不能保持物理性质．
②从能否保持物质的化学性质这一范畴来看，分子是最小粒子．
（2）原子：化学变化中的最小粒子．即在化学变化中不能再分．“最小”指不可再分．
①原子结构
③原子构成的关系：a．核电荷数＝核内质子数＝核外电子数
b．相对原子质量≈质子数＋中子数
想一想：原子中有带电荷的质子和电子，原子本身带电吗？为什么？你能解释化学上为什么不运用原子的实际质量而采用相对原子质量吗？相对原子质量有单位吗？
（3）比较分子和原子
分子 原子
定义 分子是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
相同点 质量、体积都非常小、彼此间有间隔，总在不停地运动．同种分子（或原子）性质相同，不同种分子（或原子）性质不同，都有种类和数目的含义
区别 在化学反应中，分子可以分成原子，原子又可以重新组合成新物质的分子 在化学反应中，不能再分，不能变成其它原子
联系 都是构成物质的一种粒子，分子是由原子构成的，分子可以分解为构成它的原子
2．纯净物和混合物
纯净物 混合物
宏观组成 由同种物质组成 由不同种物质组成
微观构成（对分子构成的物质而言） 由同种分子构成的物质 由不同种分子构成的物质
组成、性质 固定 不固定，注：混合物里各物质都保持各自原来的性质
3．元素和原子
元素 原子
概念 元素是具有相同核电荷数（即质子数）的一类原子的总称，一种元素可包含几种原子，如：氢元素包含H、H、H三种原子 原子是化学变化中的最小粒子
区别 宏观概念，只论种类不论个数 微观概念，既论种类又论个数
使用范围 描述物质的宏观组成．如：水是由氢、氧两种元素组成的 用来描述由原子直接构成的物质和分子的构成，如：铁是由铁原子构成的，每个水分子由二个氢原子和一个氧原子构成
想一想：你理解同一类原子吗？举例说明．
4．物质、元素、分子和原子的关系
5．单质和化合物
6．化合物与氧化物
7．物质的简单分类
方法指导：给物质分类应注意：①掌握物质分类的依据，明确概念间的关系和区别．②明确有关物质分类题的解题思路，既然按物质分类划分的题就不能按颜色、状态、气味、溶解性等性质进行划分．
【典型例题剖析】
例1．道尔顿的原子学说包含以下三个论点：①原子是不能再分的粒子．②同种元素的原子的各种性质和质量都相同．③原子是微小的实心球体．从现代的观点看，你认为这三个论点中，不确切的是
A．只有③ B．只有①和③ C．只有②和③ D．①②③
剖析：此题考查原子概念的掌握．原子是由居于原子中心带正电的原子核和核外带负电的电子构成的．因此原子是可以再分的粒子而不是实心球体．同种元素的原子的性质和质量不一定相等．如碳元素的原子，有的原子核内有6个质子和6个中子，即碳12原子，此外还有质子数为6，中子数不为6的碳原子．故答案为D．
答案：D
例2．下图是表示气体分子的示意图，图中“”和“○”分别表示两种不同质子数的原子，其中表示化合物的是
剖析：此题属考查物质分类，又考查有关概念的区别的示图题．B、C选项均为混合物，不可选．D为同种元素组成的纯净物，只能属单质，也不可选．只有A符合化合物的概念，故答案为A．
答案：A
例3．运用分子的观点解释敞开放置的盐水，为什么越放越咸？而敞开放置的白酒越放越淡？
答案：分子等粒子都不断运动．在盐水中，水分子能不断运动扩散到空气中，导致原盐水中食盐的浓度变大，因此盐水越放越咸．在白酒中，相同条件下由于酒精分子比水分子更易不断运动而扩散到空气中，因此，白酒越放越淡．
例4．经实验测定，某物质中只含有一种元素，下列推断正确的是
A．该物质一定是纯净物 B．该物质一定是单质
C．该物质一定是混合物 D．该物质一定不是化合物
剖析：化合物含有多种元素，所以该物质一定不是化合物．由于题目中没有说明该物质是混合物还是纯净物，因此两种可能性都存在．例如：O2与O3的混合物由一种元素——氧元素组成；O2是由一种元素组成的纯净物．
答案：D
例5．已知有下列四种物质：（1）CuO、MgO、CO2、Al2O3;（2）Zn、Fe、Na、C;（3）食醋、盐水、水、泥沙；（4）H2、CH4、O2、N2;按照不同的分类标准，各组中均有一种与其它三种物质不同，这四种物质分别是：（1）____________；（2）____________；（3）____________；（4）____________．
剖析：此题为考查物质分类的题．应明确按分类标准分，不能根据颜色、状态、气味等其他性质来分．在（1）项中，应依据是金属氧化物、非金属氧化物或依据是碱性氧化物、酸性氧化物来分，不应根据CuO的黑色来分，所以（1）项应为CO2．同理（2）根据金属、非金属分．（3）根据纯净物、混合物分．（4）应按单质、化合物分．
答案：（1）CO2 （2）C （3）水 （4）CH4
【同步达纲训练】
一、单项选择题
1．能保持氧气化学性质的粒子是
A．氧分子 B．氧离子 C．电子数 D．相对原子质量
2．下列物质中，属于纯净物的是
A．稀硫酸 B．氯化钾 C．石油 D．矿泉水
3．下列说法正确的是
A．分子是保持物质性质的最小粒子
B．原子是化学变化中的最小粒子
C．相对原子质量就是原子的实际质量
D．原子核内一定含有质子和中子
4．下列现象不能用分子运动解释的是
A．蔗糖放入水中逐渐消失
B．在室内，同样表面积的热水比冷水蒸发快
C．氧化汞受热分解生成汞和氧气
D．医院里充满了酒精味和药味
5．氧气在发生化学变化时，构成氧气的粒子中
A．氧分子不变
B．氧分子、氧原子都变，生成新的分子和原子
C．氧分子、氧原子都不变
D．氧分子改变，而氧原子只是与别的原子重新组合
6．有两种不同的原子，一种原子核内有6个质子和6个中子，另一种原子核内有6个质子和7个中子，则它们不相等的是
A．核电荷数 B．核外电子数
C．原子的质量 D．原子所带电量
7．下列各组物质中，前一种是单质，后一种是化合物的是
A．水、海水 B．氧气、固态氧
C．铁、四氧化三铁 D．空气、氧气
8．1999年度诺贝尔化学奖获得者艾哈迈德·泽维尔开创了“飞秒化学”的新领域，使运用激光光谱技术观察化学反应的分子中原子的运动成为可能．你认为该技术不能观察到的是
A．化学变化中反应物分子的分解 B．反应中原子的运动
C．化学变化中生成物分子的形成 D．原子核的内部构成
9．H2表示氢气，还可以表示：①氢元素；②1个氢分子；③2个氢元素；④氢气由氢元素组成；⑤每个氢分子由2个氢原子构成；⑥2个氢原子．正确的选项是
A．①②③ B．②③⑤ C．②④⑤ D．①④⑥
10．我国南海海底发现巨大的“可燃冰”分布带，其能源总量估计相当于我国石油总量的一半．“可燃冰”的主要成分是一水合甲烷晶体（CH4·H2O）．请结合化学知识判断下列说法正确的是
A．可燃冰能燃烧，说明水具有可燃性
B．可燃冰的发现为我国在新世纪使用高效新能源开辟了广阔的前景
C．可燃冰由四种元素组成
D．可燃冰的主要成分是固态水
二、填空题
11．往图1—2—1所示试管口的脱脂棉上滴10滴浓氨水，观察到滤纸上的酚酞液滴逐渐由管口向内显红色，此现象说明分子具有______________的性质．请再举一个生活中能说明分子具有这一性质的例子：______________________________________．
图1—2—1
12．臭氧层所含臭氧（O3），从宏观组成来看，它是由____________组成的____________；从微观构成来看，它是由____________构成的，一个臭氧分子是由____________构成的．臭氧（O3）与氧气（O2）是____________（填“相同”或“不同”）的分子；臭氧与氧气具有____________（填“相同”或“不同”）的性质．
13．指出下列符号中“2”的含义：2N____________；N2____________；H2O____________；2CO2____________，____________．
14．现有八种物质：①氧气，②纯水，③氧化镁，④澄清石灰水，⑤高锰酸钾，⑥水银，⑦氯化钠，⑧空气．用序号按下列要求填空：
属于混合物的是______________，属于化合物的是______________，属于单质的是______________，属于氧化物的是______________．
15．在燃烧匙里放少量白糖，加热．白糖会慢慢熔化成液体，这时白糖发生了_________变化；若继续加热，白糖会逐渐变黑，并能闻到一股焦味，这时发生的变化属于_________变化．
16．某同学用酚酞试液和浓氨水做“氨分子的扩散”实验，结果发现试管内滤纸条上没有变色，而试管口所塞的脱脂棉却变成了红色．导致这种现象产生的错误操作可能是____________，这一实验还说明，所用两种试剂中____________具有挥发性．
三、简答题
17．用分子的观点解释下列现象：
水通电生成氢气和氧气以及水蒸发形成水蒸气这两个变化的实质．
四、计算题
18．原子的核外有26个电子，核内有30个中子，则该原子原子核内的质子数是____________，相对原子质量是____________．
19．已知一种碳12原子的质量为1.99×10－26 kg，镁的相对原子质量是24，则一个镁原子的质量是多少？
【中考试题精选】
1．（2002年山西）自第一届奥运会以来，历届奥运会开幕式都要进行颇为隆重的“火炬接力”．火炬的燃料是丁烷（化学式C4H10）,它燃烧时，火苗高且亮．下列关于丁烷的叙述正确的是
①丁烷是由碳、氢两种元素组成的 ②丁烷由丁烷分子构成 ③丁烷分子由碳、氢两种元素构成 ④丁烷由4个碳原子和10个氢原子组成 ⑤丁烷分子是由碳原子和氢原子构成的
A．①②③④⑤ B．①②⑤ C．②③④⑤ D．①②④⑤
2．（湖北武汉）(1)下列粒子中带正电荷的是____________．
①电子 ②质子 ③中子 ④原子核 ⑤原子 ⑥分子
(2)空气、生铁、白酒是三种不同的物质，但它们同属于____________这一类物质．
参考答案
【同步达纲训练】
一、1．A 2．B 3．B 4．C 5．D 6．C 7．C 8．D 9．C 10．B
二、11．不断运动 远处闻到花香
12．氧元素 单质 臭氧分子 3个氧原子 不同 不同
13．2个氮原子 1个氮分子中含2个氮原子 1个水分子中含2个氢原子 2个二氧化碳分子 1个二氧化碳分子中含2个氧原子
14．④⑧ ②③⑤⑦ ①⑥ ②③
15．物理 化学
16．滤纸条上滴了氨水，而棉花上滴了酚酞 氨水
三、17．第一个变化是化学变化，因为水分子本身发生了改变．第二个变化是物理变化，因为水分子没变，只是水分子的间隔变化了．
四、18．26 56
19．3.98×10－26 kg
【中考试题精选】
1．B 2．（1）②④ （2）混合物教学内容：水的组成
【学习目标】
学习内容 学习要求
水的物理性质 了解
水的分解实验 通过对电解水实验的分析，了解水的组成、水的化学式．培养分析解决问题的能力
【主体知识归纳】
1．水的物理性质
纯净的水是______颜色、______气味、______味道的______体．在101千帕时，水的凝固点是______℃，沸点是______℃，水在______℃时密度最大，为______g/cm3；冰的密度比水的______，所以冰在水面________．
2．电解水的实验现象及水的组成
在电解水的实验中，与电源______极相连一端试管中产生的气体体积大，它能______，是__________气；与电源______极相连一端试管中产生的气体体积小，它能______，是________气．证明了水在______电的作用下分解成______气和______气的结论．说明水是由__________组成的，水是________，它的化学式是______；还说明在化学反应里分子________，而原子________．
【难点解析】
1．电解水的实验中，往往加入少量氢氧化钠或硫酸，这样就能较快地产生气体．但不能认为氢氧化钠和硫酸是水分解反应的催化剂，因为氢氧化钠和硫酸并不能加快水的分解速率，仅是增强水的导电能力．
2．一切物质的化学式都是通过定量实验测定出来的，而不是凭空臆造的．实验测得通电分解水得到氢气和氧气两种物质，可知道，水是由氢氧两种元素组成的化合物．两种气体体积比为2∶1，则可推导出水的化学式，过程如下：
因为V（H2）∶V（O2）＝2∶1
标准状况下：ρ（H2）＝0.09 g/L ρ（O2）＝1.43 g/L则m（H2）∶m（O2）＝2L×0.09 g/L∶(1 L×1.43 g/L)＝1∶8
所以在水中H的个数∶O的个数＝∶＝2∶1
故水的化学式为H2O
当然我们还可以利用其他的方法测得水的化学式．
3．电解水生成氢气、氧气的体积比是2∶1可根据水的化学式H2O来记忆．正负极产生气体种类可简记为“正氧负氢”．
4．水的密度为什么在4℃时最大？众所周知，在不同的浓度下，水的密度不一样，4℃时水的密度最大，结冰时密度最小．为什么会出现这种情况呢？原来水分子是一种极性分子，在不同温度下，水分子的排列方式大致有以下三种：
①当温度高于4℃时，水分子运动速度加快，水分子之间的排列主要是图3—2中第（一）种情况，这种情况下水分子间隔较大，所以密度较小．
②当温度等于4℃时，水分子运动速度减小，水分子间的排列主要是第（二）种情况．这种情况下，分子间的间隔最小，所以4℃时，水的密度最大．
③当温度低于4℃时，水分子的运动速度进一步减小，水分子之间的排列主要是第（三）种情况．这种情况下，水分子之间的间隔最大，所以冰的密度最小．
图3—2
【例题精讲】
例1 描述水的物理性质，错误的是
A．装满一瓶水，放入冰箱，待水结冰时，塑料瓶膨胀了，说明冰的密度比水小
B．水在通常状况下是无色无味的透明液体
C．水在通电条件下可以分解得到氢气和氧气
D．水在4℃时密度最大，为1 g/cm3
分析：A、B、C、D均是对水的性质的描述，并且都正确，但C描述的性质属于水的化学性质，而不属于物理性质．
答案：C
例2 不能从电解水的实验直接得到的结论是
①水由氢、氧两种元素组成．②水中氢、氧两种元素的质量比为1∶8．③一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的．④在化学反应里，分子可以分成原子，而原子却不能再分．
A．①②
B．②③
C．③④
D．①④
分析：水能电解生成氢气和氧气，从宏观角度说明水是由氢元素和氧元素组成的．从微观角度说明水是由水分子构成的，水分子是由氢原子和氧原子构成的．当水通电时发生化学反应，水分子就被破坏，由水分子里的氢原子、氧原子重新组合成氢分子和氧分子，所以电解水的实验可直接得到①④结论．②③结论要做更精确的实验和进行推算才能得到．
答案：B
例3 关于水的组成叙述正确的是
A．水由氢气和氧气组成
B．水由氢元素和氧元素组成
C．水由一个氢分子和一个氧原子构成
D．水由二个氢元素与一个氧元素组成
分析：从宏观角度说明水是由氢元素和氧元素组成的，要注意元素只讲种类不讲个数，所以B对D错；从微观角度看水是由水分子构成的，每个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的，所以A、C均错．
答案：B
例4 从理论上看，电解H2O时产生的H2和O2的体积比为2∶1．但具体实验时发现，反应开始几分钟内产生的气体体积比大于2∶1，几分钟后，气体体积接近2∶1，你认为这是什么原因造成的？
分析：从题意知，实验现象异常绝不是反应产物体积多少造成的．电解时产生的气体从水中“过路”，是否溶解一部分呢？因氢气比氧气更难溶于水，同样条件下氢气在水中比氧气溶解得少，所以体积比大于2∶1．为什么是接近2∶1呢？则需考虑氧气的化学性质比较活泼，电极氧化会消耗部分氧气．
答案：电解水时，反应开始几分钟内，产生氢气和氧气在水中会溶解一部分，由于氧气溶解量比氢气大，同时，电极也会消耗一部分氧气，因而体积比大于2∶1；几分钟后，气体在水中已达饱和，于是体积比接近2∶1．
例5 有甲、乙两位同学，当他们共同做完了水的电解实验和检验氢气具有可燃性的实验后，有下列对话，请分析正确的是
A．甲指着氢气燃烧实验的装置说：“一种纯净物在氧气中燃烧后，如果有水生成，则这种物质一定是氢气”
B．乙回答说：“可能如此，但不能肯定”
C．乙指着实验桌上的一瓶气体说：“这瓶无色气体，如果能够点燃，我认为这是一瓶氢气”
D．甲回答说：“也可能是这样，但必须再进行实验才能肯定”
分析：一种纯净物在氧气中燃烧后生成水，可以确定该纯净物中含氢元素，但不能确定是氢气，因为只要含氢元素的物质，如甲烷（CH4）、乙炔（C2H2）或石蜡等在氧气中燃烧后都会有水生成．
答案：BD
【课外知识补充】
只“喝水”不烧油的汽车
近年来，科学家们在煞费苦心地寻找可以代替石油的发动机燃料．有一个叫佛朗克司·柯尼的英国人注意到了水．他想，，如果能用它作燃料，那真是妙极了！当然，他知道水本身是不能燃烧的，要用它作燃料，必须采取一定措施．
佛朗克司·柯尼在汽车水箱的下面设置了一个旋转的铝鼓，再在水箱里用一根铁丝和铝鼓间加上18000伏的电压．这时水箱里的水释放出气体．佛朗克司·柯尼打开开关，使气体进入汽车的发动机并点火，发动机居然转了起来．佛朗克司·柯尼高兴极了，决心试验下去，真正制成一辆只“喝水”而不“喝油”的汽车．
思考：佛朗克司·柯尼的试验看来有些荒唐，但确实又有一定的科学道理．他是怎样把水变成燃料的呢？你能说出所发生的化学反应吗？
【同步达纲练习】
1．下列说法正确的是
A．水通电分解是物理变化
B．水电解能产生氧气，所以水生生物能生存
C．水中溶有少量氧气，所以水生生物能生存
D．水被污染后，水体一定会呈现各种颜色
2．保持水的化学性质的是
A．氢原子和氧分子
B．水分子
C．氢元素和氧元素
D．氢原子和氧原子
3．纯水不属于
A．单质
B．纯净物
C．化合物
D．氧化物
4．下列温度下，水分子间距离最小的是
A．4℃
B．0℃
C．25℃
D．100℃
5．下列物质由一种气体单质在氧气中燃烧生成的是
A．二氧化硫
B．二氧化碳
C．水
D．五氧化二磷
6．在H2O和H2O2（双氧水）中，相同的是
A．元素种类
B．相对分子质量
C．氢元素的质量分数
D．氢、氧原子个数比
7．44克二氧化碳中所含氧元素的质量与A克水中所含氧元素的质量相等，则A值为
A．36
B．18
C．22
D．19
8．下列说法中正确的是
A．水在电流作用下，释放所含的氢气和氧气
B．水在电流作用下，分解成氢气和氧气
C．电解水时，组成水的原子被破坏，变成氢原子、氧原子
D．电解水时，水里的氢、氧元素发生变化，生成氢气和氧气
9．2H2O中前面的“2”表示________，H右下角的“2”表示__________．
10．电解水时，若收集到2克氢气，则同时收集到________克氧气；若收集到a毫升氧气，则同时收到________毫升氢气．
11．将9.2克某化合物在空气中完全燃烧，共得到17.6克二氧化碳和10.8克水，求组成这种化合物中各元素的原子个数比．
参考答案
【同步达纲练习】
1．C 2．B 3．A 4．A 5．C 6．A 7．A 8．B
9．2个水分子 每个水分子中含有两个氢原子?
10．16 2a
11．C∶H∶O＝2∶6∶1教学内容：水的净化
【学习目标】
1．了解自然界中的水都不是纯水．
2．了解硬水易生水垢，与肥皂作用不易起泡沫，硬水可转化成软水．
3．了解利用吸附、沉淀、过滤和蒸馏等方法可以净化水．
4．掌握过滤和蒸馏的操作．
【基础知识精讲】
※课文全解
一、水的净化过程
（一）沉淀
由于天然水里含有许多可溶性和不溶性的杂质，因此常显浑浊，为了清除这些悬浮的和胶态的杂质，常加入混凝剂，混凝剂溶于水后生成的胶状物（俗称絮花）可以吸附水中悬浮的物质，使杂质沉降来达到净水的目的．在自来水厂一般用氯化铁（FeCl3）作混凝剂，在某些农村，则利用明矾［KAl（SO4）2·12H2O］来沉降杂质．
（二）过滤
沉淀操作在沉淀池中完成，而后，水再进入过滤池，这里可没有漏斗和滤纸，池的上层是砂子，下层是鹅卵石，但它的作用和滤纸的作用是一样的，可将水中残余的悬浮物在这里除去．
（三）吸附
如果用具有吸附作用的固体过滤液体，不仅可以滤去液体中的不溶性物质，还可以吸附掉一些溶解的杂质，除去臭味，因此，在自来水厂往往又在过滤池之后增加了活性炭吸附池，活性炭就是一种具有吸附作用的固体．
经过沉淀、过滤、吸附等净化处理，浑浊的水变澄清了，可以进入清水池，加入消毒剂杀死残存的细菌．然后由配水机房的水泵把水从吸水井中抽出并进入管网，送往用户．但此时所得的水仍然不是纯水，虽然我们已经将水中不溶性的杂质除去了，但水中还有许多溶解的物质，将这些物质除去，可采用蒸馏的方法．
（四）蒸馏
实验室可按图3—5所示的装置来制备蒸馏水．
（1）在加热时，烧瓶中应放入几粒沸石（碎瓷片），可以防止加热时出现暴沸现象．
（2）刚开始馏出的液体不能要，因为有些杂质混在水中，开始蒸馏时，会先蒸馏出来．
（3）注意控制加热程度，使温度计指示温度在100℃．
这样，我们就可以得到净化程度较高的水，市场上所谓的一些纯净水实际上就是通过蒸馏的方法制得的，因为纯度太高，缺乏人体所必需的矿物质和微量元素，所以对健康不利，不宜多喝，那么是不是矿物质越多越好呢？其实不然．
二、硬水和软水
有些地区的水很容易使水壶或盛水的器具上结一层水垢，由于水垢传导热量的能力极差，水垢层越厚，对热量传导的阻碍也越大，水壶结了水垢不除掉，用它烧水就会无谓的浪费时间和燃料．
水垢是怎样产生的呢？原来，在我们使用的自来水中含有许多可溶性钙和镁的化合物，比如碳酸氢钙［（Ca（HCO3）2］和碳酸氢镁［Mg（HCO3）2］，在水加热或长久放置时，它们会生成沉淀，形成水垢，所以我们把含有较多可溶性钙、镁化合物的水叫做硬水，不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水叫软水．硬水和软水有什么区别呢？用肥皂水就可区别它们．加入肥皂水，搅拌，产生丰富泡沫的是软水，不起泡沫只变浑浊或泡沫很少的是硬水．
使用硬水会给生活和生产带来许多麻烦，例如用硬水洗涤衣物，既浪费肥皂也洗不干净衣物，时间长了还会使衣物变硬；锅炉用水硬度高了则十分危险，因为锅炉内结垢不仅浪费燃料，而且会使锅炉管道局部加热，易引起管道变形或损坏，严重时还能引起爆炸．
如何使硬水转化成软水呢？工业和科学实验中软化硬水的方法有很多，生活中常通过煮沸来降低水的硬度．因为水中的可溶性钙、镁的化合物一般都经受不住热的“考验”，一旦受热就会分解成为二氧化碳和难溶性的物质，这样一来，水的质量就提高了．所以自来水、河水、井水等不能打来就喝，饮用之前一定要先将它们煮沸．
※问题全解
过滤操作过程中的要领．
答：为了便于记忆，可将过滤操作中的要领概括为：一贴、二低、三靠．
一贴：滤纸要紧贴在漏斗内壁上，保证过滤速度快．
二低：指的是滤纸的边缘要稍低于漏斗的边缘，在整个过滤过程中还要始终注意到滤液的液面要低于滤纸边缘．否则的话，被过滤的液体会从滤纸和漏斗之间的间隙中流下，直接流到漏斗下面的接收器中，这样未经过滤的液体与滤液混在一起，会使滤液浑浊，没有达到过滤的目的．
三靠：一靠是漏斗下端要靠在接收器的内壁上；二靠是玻璃棒要轻靠在三层滤纸上；三靠是盛有待过滤液体的烧杯嘴要靠在玻璃棒上．
【学习方法指导】
本节内容基本上属于识记型知识，我们应当善于运用概括、归纳、联想等学习方法来强化记忆，“水”与日常生活、工农业生产密切相关，大家更应多联系实际，学以致用．
［例1］黄浦江的水中含泥沙、悬浮物和细菌等杂质，必须经过人工净化才能成为生活和生产用水，下图是自来水厂的生产流程图：
黄浦江水加试剂沉淀沙滤净水
A B C
（1）A中通入氯气的作用是____________________；
（2）B中除去的杂质主要是____________________；
（3）C的作用主要是______________________________．
解：从黄浦江上游取水，经过自来水厂的处理将水中的泥沙、悬浮物沉淀分离除去，同时还必须消毒杀菌，通入Cl2，Cl2与水反应生成次氯酸，具有杀菌消毒作用．
答案：（1）消毒杀菌
（2）大颗粒
（3）除去小颗粒
点拨：河水、江水或湖水，其中泥砂等大颗粒可沉降除去．而悬浮杂质等小颗粒难以沉降，一般加入明矾、FeCl3或有机絮凝剂，它们能在水中形成胶体吸附水中悬浮杂质，形成大颗粒除去．
［例2］某生活污水有一股臭味，主要含有碎菜叶、碎塑料袋薄膜、泥沙、氯化钠和碳酸钠等物质．现将其经去渣、除臭处理后用于清洗厕所．问：
（1）采用何种操作可除去其中的固体物质？
（2）用什么物质可除去污水的臭味？
（3）把生活污水进行处理再利用的目的是什么？
答案：（1）可采用过滤的方法．
（2）用活性炭吸附臭味．
（3）目的是为了节约用水，不浪费水资源．
点拨：这是一道与实际生活联系比较紧密的题目．将自来水厂中的净水过程简化，运用于生活中，固体可以用过滤的方法除去，臭味以及一些可溶性的杂质可以用具有吸附作用的固体（如活性炭）除掉，作为常识，同学们应当了解．
【拓展训练】
一、喝自来水的危害
为图省事有些同学喜欢喝生自来水，更有甚者，剧烈运动之后，以此为快．也有心安理得者认为：自来水消过毒，喝了又何妨．
确实，自来水都用氯气消过毒．而且氯气与水作用生成次氯酸：Cl2＋H2O＝＝＝HClO＋HCl，以及次氯酸进行分解放出的分子态氧：2HClO2HCl＋O2↑，它能在5分钟内将水中99%的细菌致于死地，但是作为自来水的水源——天然水中还含有极少量的甲烷，甲烷、氯气在日光照射下，便相互作用，产生多种有毒的氯代甲烷．
无独有偶，水的酸碱度、温度及至氯气存在其中的时间，也是促成自来水产生有机合成的重要因素．因而通常的自来水中所含有机物共达60余种之多，其中有18种为有毒物质，甚至连氯仿、溴二氯甲烷、二溴氯甲烷等等也应有尽有．虽然其含量甚微，不足以引起急性中毒，但日积月累则会对人体健康留下隐患．然而可使人宽心的是，多数有机物的沸点尚低，氯代甲烷的沸点也都低于100℃，因而，只要将水煮沸，其中的有毒物质便会成为气体逃之夭夭了，人喝了也就安然无恙了．
生自来水的“庐山真面目”既然如此，那么喝生自来水的习惯你可一定要改哦！
二、水能“助燃”之谜
看到题目，你也许会惊讶：水能灭火，怎会助燃呢？
你可能看到过这种现象：在火炉上烧水，做饭时，如果有少量的水由壶里或锅里溢出，洒在炉火上，火不但没被水扑灭，反而“呼”的一声，蹿起老高的火焰．你一定也见过这样的景象：工人师傅往锅炉里添煤时，总是先在煤上浇点水，把煤润湿，湿煤要比干煤好烧，能使炉火更旺，这是为什么呢？
原来，少量水遇到炽热的煤炭，发生了下列反应：C＋H2OCO＋H2，一氧化碳和氢气被旺盛的炉火点燃，顿时发生燃烧，并放出大量的热．2CO＋O22CO2；2H2＋O2 2H2O
不过，任何事情的发生都是有条件的．红热的煤炭遇到少量的水，炉火能烧的更旺，温度更高．如果把大量的水浇在煤炭上，情况就完全不同了．因为大量的水能吸走很多热量，使煤炭温度降低，同时，水变成了水蒸气以后，并不能迅速离去，而是遮盖在燃烧的煤炭上方，隔绝了煤炭与空气的接触，煤由于得不到维持燃烧所需的氧气，所以熄灭了．
三、地球的“温度调节剂”
在茫茫的宇宙中，目前只发现地球适宜于人类的生存，只有地球呈现一派花香鸟语，欣欣向荣的景象．这是因为地球除了有大气层的保护之外，还有覆盖地球表面约70%的水．
在液态水里，水分子并不是以单个分子的形式存在，而是几个分子缔合在一起，形成水的缔合分子．由于水分子的缔合作用，使水具有比任何物质都大的比热．因为水在受热的时候，首先要消耗相当多的能量分解缔合分子，然后温度才能升高，如0℃时，1克铁温度升高1℃，只吸收0.449焦耳的热量，而1克水温度升高1℃，如以20℃左右考虑却能吸收4.1818焦耳的热量．不难理解，地球上有如此庞大数量的水，对地球的气温便起到了重要的调节作用．使冬天不易变冷，夏天不易变热，昼夜温差相差不大，为人类和其他生物创造了适宜生活的良好环境．工业生产上，水是常用的制冷剂，因为不多的水可以带走大量的热．到了冬季，供暖设备里的热水或水蒸气的温度，不会因外界温度低而迅速下降，从而能较长时间的保持供暖．
四、与众不同的水与冰
在大地回春，冰雪消融的时节，我们常会看到大大小小的冰块像木头一样自由自在地飘浮在河流、湖泊的水面上，而在地球的南极和北极，更是一幅壮观景象：一座座银光闪闪的巨大冰山，以无比的威严，巍然屹立在大海之中．物质在受热的时候，通常都是体积膨胀，遇冷时体积缩小，水却“与众不同”，水为什么会有这种古怪的性格呢？原来水在结冰时，水分子的排列不像液态水那样紧密，而是有较大的空隙，所以冰的密度比同温度下水的密度小，会浮在水面上．
水的这种特性，对水中生物的生存可重要啦！到了冬天，北风呼啸，寒气刺骨，水的表面由于密度减小而不下沉，使水从表面向下结冰．覆盖在水面厚厚的冰层，犹如坚固的铜墙铁壁，抵御了寒风的侵袭，使下层的水温保持在4℃左右，水中的生物就在这一天然屏障的保护下，安然度过严冬．
五、中水——国际公认的第二水源
我国是一个水资源缺乏国，人均水资源占有量仅为世界平均水平的1/4，从上个世纪70年代开始，城市缺水问题就日益突出．如何解决城市水危机直接关系到人民的生活和国民经济发展．从上世纪80年代末开始，有一部分缺水城市把目光投向了城市第二水源——中水．
“中水”是指生活污水经过处理后，达到规定的水质标准，可以在一定范围内重复使用的非饮用水，它可以用于厕所冲洗，绿化灌溉、道路清洁、市政园林建设、景观用水、工业冷却洗车等．
中水是国际公认的第二水源．美国在20世纪80年代的年利用中水量达9.37亿立方米；德国、奥地利、以色列等国的污水处理量和回用量也很高．目前，在北京市已建成高碑店污水处理厂中水回用工程，北京市第六水厂以日产17万立方米的速度对污水厂的再生水进行深加工，再通过管网输送到用水点．像天坛公园、北京游乐园的景观绿化，北清集团的水车洒水都用上了管网送来的中水．北京市目前已投入使用的4座污水处理厂日处理能力已达到了128万吨，如果这些处理后的中水全部能够回用，一年可为北京市节约自来水2亿立方米．此外大连、成都等地，大型的中水回用工程也全面启动．青岛的海泊河污水厂回收工程日处理能力已达4万吨，目前已完成了4公里的管网铺设．

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