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第四单元 自然界的水
课题1 爱护水资源
水资源的储量和分布
水资源的分布：地面水、地下水、大气水、生物水；海水占96.5%，陆地咸水0.97%，陆地淡水2.53%

水资源缺乏的原因：水资源很丰富，但可利用的淡水资源不到总水量的1%，大部分是海水，含杂质多，难以淡化；
随着生活水平普遍提高，生活和生产各方面的用水量都在很大程度上增加；水污染的情况没有得到有效控制；水资源分布很不均匀，如我国南丰北缺；

爱护水资源
（1）一方面要节约用水，使用新技术、改革工艺和改变习惯可以节约大量工农业和生活用水
工业上，改变一些生产工艺，提高水的重复使用率；
农业上，将大水漫灌改为喷灌，滴灌，分别可节约40%和70%以上；
生活上，日常生活要节约用水，如使用节水型器具，一水多用（洗菜水浇花、拖地等），养成良好的用水习惯（如随手关闭水龙头）等。
（2）另一方面要防治水体污染，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、生活和生产活动等造成损失和威胁的情况；

水体污染的主要来源：
工业生产中废水、废物的任意排放
措施：减少污染物的生产，同时对污染的水体进行处理，使之符合排放标准；

农业上化肥、农药的不合理使用
措施：提倡使用农家肥，合理使用化肥和农药；

生活污水的任意排放
措施：生活污水集中处理后再排放

课题2 水的净化

自然界的河水、湖水、井水、海水等天然水都不是纯水，都含有许多可溶性与不溶性杂质，都属于混合物
自来水厂的净化过程

静置沉淀：去除质量较大的不溶性杂质，使其沉于池底；
吸附沉淀：加入絮凝剂（明矾），溶于水生成胶状物，对杂质进行吸附，使杂质沉降（物理变化）；
过滤：使水与固体杂质分离；
活性炭吸附：除去不溶性杂质，部分可溶性杂质，颜色、异味等（物理变化）；
投药消毒：投入消毒剂（氯气、二氧化氯、臭氧），杀死残存的细菌（化学变化）
出厂：通过配水泵输送入千家万户

注1：自来水厂净化后的水依然为混合物，含有部分可溶性杂质；
注2：天然水通过沉淀、过滤、吸附、蒸馏等不同途径可以得到不同程度的净化；其中蒸馏的净化程度最高，得到的水为纯净物；

（例）净化水的方法有：①过滤②加絮凝剂沉降③蒸馏④消毒杀菌⑤煮沸。要将混有泥沙的天然水净化成生活用的饮用水，应选用的方法和顺序为（?? ）
A.?①②③④??????????????????????B.?②①④⑤③??????????????????????C.?②①④⑤??????????????????????D.?②①⑤④
答案：C
（例）河水净化的主要步骤如图所示，有关说法错误的是（?? ）

A.?步骤Ⅰ可除去难溶性杂质????????????????????????????????????B.?试剂M可以是活性炭
C.?步骤Ⅲ属于物理变化???????????????????????????????????????????D.?净化后的水仍是混合物
答案：C
蒸馏——实验室制取纯水的方法

方法：通过加热的方式使水变成水蒸气，后经过冷却后变为液态水（纯净物）；

原理：根据液态混合物中各成分的沸点不同进行分离；（类似于分离液态空气法）；

适用范围：分离和提纯液态混合物，或把混在溶液中的杂质除去；

注意事项：
①蒸馏烧瓶下，必须垫上石棉网（使烧瓶均匀受热）；
②烧瓶内要加入几粒沸石或碎瓷片（防止加热时液体暴沸）；
③温度计的水银球应对着烧瓶的支管口（测定蒸气温度更准确）；
④冷却水的流向跟蒸气的流向相反（下进上出）；流向相同时，蒸气和冷却水的相对接触面积小，冷却效率低；流向相反可以更高效的使蒸气冷却；

（例）实验室用的蒸馏水可以通过蒸馏自来水来制取．操作方法是：在如图所示蒸馏烧瓶中加入约三分之一体积的自来水，再加入几粒沸石（或碎瓷片）．
在确定各连接部位严密不漏气后，加热蒸馏烧瓶，注意不要使液体沸腾得太剧烈．弃去开始馏出的部分液体，收集到10mL左右蒸馏水后，停止加热．请回答下列问题：

（1）写出仪器A、B的名称：A________， B________．
（2）实验时冷凝管进、出水的方向应该是b进a出，不能a进b出的理由是________．
（3）细心观察发现：该装置明显少了一种支撑冷凝管的仪器，该仪器是　________?（填序号）．
a．三脚架?? b．铁架台? c．泥三角??? d．漏斗架
（4）实验中加入的沸石（或碎瓷片）________催化剂（填“是”或“不是”）．
答案：（1）酒精灯；锥形瓶（2）b进a出可以增大冷水与水蒸气的接触面积，加速水蒸气液化
（3）b（4）不是
三、硬水与软水
硬水：含有较多可溶性钙、镁化合物的水，混合物
软水：不含或含少量可溶性钙、镁化合物水，混合物

检验：取等量的水，加入等量的肥皂水，浮渣多，泡沫少的是硬水，有大量泡沫的是软水；
硬水软水

（例）下列有关水的说法正确的是（?? ）
A.?明矾可促进水中悬浮杂质的沉降????????????????????????? B.?生活中常用蒸馏的方法降低水的硬度
C.?自然界中的水经过沉淀、过滤、吸附后即可得到纯水 ?D.?经自来水厂净化处理过的生活用水一定是软水
答案：A
四、过滤——将固体与液体分离的基本方法

原理：可溶性物质能透过滤纸；不溶性物质不能透过滤纸而留在滤纸上；

适用范围：分离不溶性物质（固液混合）

操作注意事项：
一贴：滤纸紧贴漏斗内壁，中间不要留气泡（有气泡会减慢过滤速度）；
二低：滤纸边缘要低于漏斗边缘（防止滤纸破损）；液面要低于滤纸边缘（防止液体不经滤纸过滤流出）；（从外至内：漏斗高于滤纸高于液面）
三靠：装浑浊液的烧杯口要紧靠玻璃棒（防止液体溅出）；玻璃棒（用于引流）要靠在滤纸的三层处（防止戳破滤纸）；漏斗下端管口要紧靠接滤液的烧杯内壁（加快滤液流下，防止液体溅出）；

过滤后，滤液依然浑浊的原因：
（1）滤纸破损（2）液面高于滤纸边缘（液体未经过过滤）（3）盛接烧杯不干净；
总结：凡是不经过滤纸过滤的操作，都能造成滤液浑浊；

过滤速度过慢的原因：
滤纸没有紧贴漏斗内壁，残留的气泡减慢了过滤的速度；
（2）静置时间不长，大部分大颗粒沉淀物质还未沉降；


（例）有关过滤的操作，错误的是（?? ）
A.?过滤时，漏斗下端管口紧靠烧杯内壁??????????????????B.?过滤时，滤纸边缘应高于漏斗边缘
C.?过滤时，液面要始终低于滤纸边缘???????????????????? ?D.?过滤时，玻璃棒的作用是引流
答案：B
（例）实验室常用过滤的方法除去水中的不溶性杂质，下列说法正确的是(??? )
A.?为了加快过滤速度可用玻璃棒搅拌??????????????????????B.?过滤后的水依然很浑浊，有可能是滤纸破损
C.?滤纸用水润湿紧贴在漏斗壁上，不留气泡?????????D.?可以通过过滤食盐水得到食盐
答案：BC
课题3 水的组成

电解水实验
实验目的：验证水的组成：氢元素与氧元素

实验现象：通电一段时间后，看到两个电极上都有气泡产生，与正极相连的玻璃管内
收集的气体体积小，与负极相连的玻璃管内收集的气体体积大，正极生成的气体与
负极生成的气体体积比约为1:2
反应表达式：水氢气+氧气

气体的检验：切断电源，用燃着的木条分别在两个玻璃管的尖嘴处，①放在正极端玻璃管尖嘴处的木条燃烧更旺盛，证明该气体为氧气；②放在负极端玻璃管尖嘴处的木条将管内气体引燃，气体燃烧时发出淡蓝色的火焰，证明该气体为氢气；

实验结论：①水在通电时反应生成氢气和氧气；②水由氢元素和氧元素组成；

氢气的性质：无色、无味、气体、难溶于水、密度小于空气；可燃；氢气在空气中燃烧时，产生淡蓝色火焰，生成水，被认为是最清洁的能源；混有一定量空气或氧气的氢气，遇明火会发生爆炸，所以在点燃氢气前，一定要检查氢气的纯度（可燃性气体都需要验纯）；

检验氢气纯度的方法：用拇指堵住集满氢气的试管口，移近火焰，松开拇指，点燃气体，若发出尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯，声音很小则表明氢气较纯；

注：电解水时，需在水中加入少量氢氧化钠或者硫酸钠，目的是增强水的导电性

（例）关于右图所示实验，下列说法错误的是（?? ）

A.?试管1中气体能燃烧?????????????????????????????????? B.?该实验可用于探究水的组成
C.?与试管2相连的是电源正极????????????????????????D.?试管1和试管 2中气体质量比为2：1
答案：D
二、物质的组成与构成
（1）微观：物质由微粒构成（分子、原子、离子）
（2）宏观：物质由元素组成
水由水分子构成；水由氢元素与氧元素组成；

三、物质的分类

混合物：由两种或多种物质混合而成（空气、自来水）

物质 单质：由一种元素组成的纯净物（氢气、氧气）
纯净物：
化合物：由多种元素组成的纯净物（水、二氧化碳）

含氧化合物：组成元素中，含有氧元素的化合物（高锰酸钾、二氧化碳、水）；含氧化合物包含了氧化物；
氧化物：有且只有两种元素组成，并且其中一种元素为氧元素的化合物（二氧化碳、水）

（例）下列归纳和推理正确的是（??? ）
A.?含同种元素的物质一定是单质?????????????????????????????B.?所有的原子都有质子、中子和电子构成
C.?含氧元素的化合物都是氧化物?????????????????????????????D.?物质和氧气的反应都是氧化反应
答案：D
（例）下列各图中○和●分别表示不同元素的原子，其中表示化合物的是（?? ）
A.?????????B.?? ???C.??????D.?
答案：B
课题4 化学式与化合价
一、化学式
概念：用元素符号和数字来表示物质组成的式子（只有纯净物才有化学式，且一种纯净物只有一种化学式）

写法：从左向右写，从右向左读，某化某，几某化几某
四氧化三铁 二氧化碳 NaCl 氯化钠
化学式的意义
宏观方面：
（1）水由水分子构成；
（2）水分子由氧原子和氢原子构成；
（3）水由氢元素和氧元素组成；
微观方面：
（1）一个水分子
（2）一个水分子由一个氧原子和两个氢原子构成；（含数字标准）
易错点：水分子由氢元素和氧元素组成

化学式中数字的意义：
化学式前的数字：表示该粒子的个数；2H
元素符号右下角的数字：表示一个分子（每个）中含有几个这种原子；3
离子右上角的数字：表示一个（每个）离子带几个单位的正/负电荷;4

注：三种数字单独存在，无关联；


（例）下列微粒符号中，对“2”含义的理解不正确的是（?? ）
A.?2Cu中的“2”表示2个铜元素??????????????????????B.?H2O中的“2”表示一个水分子中含有两个氢原子
C.?Fe2+中的“2”表示一个铁离子带有二个单位的正电荷???????D. Mg2+：“+2”表示镁元素的化合价为+2价
答案：AD
二、化合价
概念：表示原子间相互化合的数目，化合价是元素形成化合物时表现出来的一种性质；

写法：化合价要写在元素符号的正上方，先正负，后数字，“1”不能省略；

注意事项：
（1）大多数元素只存在一种化合价，少部分元素有多种化合价，需注意读法亚铁，铁
（2）在化合物中，正负化合价的总和一定等于0；
（3）在单质分子中，化合价总为0；
（4）化合价都为整数；
（5）金属元素通常为正价；

化合价与离子的区别
化合价：正负在前，数字在后，读作正几价，负几价；
离子：数字在前，正负在后，读作带几个单位的正/负电荷；

常用元素化合价
一价氢氯钾钠银，二价氧钙钡镁锌；三铝四硅五氮磷；二三铁，二四碳；二四六硫都齐全；铜汞二价最常见；
原子团化合价：
+1价：铵根 -1价：氢氧根 硝酸根 氯酸根
-2价：硫酸根 碳酸根

注：在化学式中，左边的原子（原子团）一般显正价；右边的原子（原子团）一般显负价；金属都显正价；
个别例外：氨气 N为-3价，H为+1价；甲烷 C为-4价，H为+1价；
H通常情况下为+1价，但是也有个别例外；在NaH，KH，中，H都为-1价；

（例）在化合物中氯元素有多种可变化合价，按氯元素的化合价由高到低的排列顺序，则R可以是下列物质中的（??? ）
① ②R? ③ ④? ⑤ ⑥
A.??????????????????????????????????B.?????????????????????????????????C.?????????????????????????????????D.
答案：D
（例）实验测得某氯元素的氧化物中，氯元素与氧元素的质量比为71：64，该氧化物中氯元素化合价（?? ）
A.?1????????????????????????????????????????B.?－1????????????????????????????????????????C.?＋5????????????????????????????????????????D.?+4
答案：D
（例）用化学式表示下列物质：
氢氧化亚铁______ 硫酸铵______ 三个碳酸根离子______ 氧化铝______
答案：Fe(OH)2；(NH4)2SO4；3CO32-；Al2O3

三、有关化学式的计算

以CaCO3为例
相对分子质量：一个分子中，各元素原子的相对原子质量×原子个数的总和； CaCO3的相对分子质量=Ca+C+Ox3=40+12+16x3=100
某元素的质量：一个分子中，该元素的相对原子质量×该原子个数的积； O元素的质量=Ox3=16x3=48； Ca元素的质量=Cax1=40； C元素的质量=Cx1=12；
原子个数比：原子个数的比值一般不化简 Ca原子与O原子的个数比=1:3
元素的质量比：一个分子中，各元素原子的相对原子质量×原子个数之比； Ca元素与O元素的质量比=Ca：Ox3=40:48=5:6
某元素的质量分数：x100%； Ca元素的质量分数=x100%=x100%=40%；
物质中某元素的含量：该物质的质量×该元素的质量分数；（注意变式） 50g CaCO3中Ca元素的含量=50g x 40% = 20g

（例）厨房中食醋的主要成分是乙酸，其化学式为CH3COOH，下列有关乙酸的说法不正确的是（? ）
A.?乙酸由C，H，O三种元素组成??????????????????????????? ?B.?乙酸中氧元素质量分数最大
C.?乙酸由2个碳原子、2个氧原子和4个氢原子构成???????????D.?乙酸的相对分子质量为60
答案：C
（例）在元素A和B所形成的化合物中，A元素与B元素的质量比为7：20，相对原子质量之比为7：8，则A与B所形成的化合物的化学式为（?? ）
A.?AB?????????????????????????????????????B.?A2B?????????????????????????????????????C.?A5B2?????????????????????????????????????D.?A2B5
答案：D
（例）在由CO和O2组成的混合气体中，测知碳元素的质量分数为18%，则混合气体中CO和O2的质量比为
A.?2:1???????????????????????????????????B.?1:2???????????????????????????????????C.?29：21???????????????????????????????????D.?21：29
答案：D
（例）中国是把香椿当做蔬菜的唯一国家，它不仅营养丰富，而且具有极高的药用价值，如香椿中含有的皂甙，具有抗菌、防癌的作用，皂甙的化学式为C27H42O3 ， 请你计算：
（1）皂甙中C、H、O元素的质量之比是________（最简整数比）；
（2）含氢元素8.4g的皂甙的质量为________克（写出计算过程）。
答案：（1）54:7:8（2）82.8g














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