第四单元自然界的水
一、水
1.电解水的实验
电解水(1)实验目的:探究水的组成。
(2)有关反应:2H2O=2H2↑+O2↑(正小氧,负大氢)。
(3)水中加氢氧化钠的目的是增强水的导电性。
(4)生成氢气和氧气的体积比是2:1(分子个数比);质量比1:8(通过方程式计算)
(5)气体的检验方法:O2-带火星的木条--木条复燃。H2-燃着的木条--气体燃烧,产生淡蓝色的火焰。
(6)结论:①水是由氢、氧元素组成的。②化学变化中,分子可分而原子不可分。
(7)实验开始时,氢气和氧气的体积比大于2:1,是因为氧气比氢气的溶解性好。
2.水的化学性质
(1)通电分解2H2O=2H2↑+O2↑
(2)水可与某些金属氧化物反应生成碱,例如:H2O+CaO==Ca(OH)2
(3)水可与某些非金属氧化物反应生成酸,例如:H2O+CO2==H2CO3
3.水的净化
自来水厂净化水流程净化水的方法有:沉淀、过滤、吸附、蒸馏(均为物理方法),其中净化效果最好的操作是蒸馏;既有过滤作用又有吸附作用的净水剂是活性炭。
活性炭(1)过滤
过滤a.原理:物质的溶解性不同。b.适用:除去液体中不溶性固体杂质。
c.操作注意事项:“一贴二低三靠”。
“一贴”:滤纸紧贴漏斗的内壁。“二低”:①滤纸的边缘低于漏斗边缘②漏斗内的液面低于滤纸的边缘.“三靠”:①倾倒液体的烧杯紧靠玻璃棒②用玻璃棒引流时,玻璃棒紧靠在三层滤纸处③漏斗下端的管口紧靠烧杯内壁。
d.过滤后,滤液仍然浑浊的可能原因有:①滤纸破损。②倾倒液体时液面高于滤纸边缘。③承接滤液的烧杯不干净。
实验室过滤装置e.蒸发注意点:①在蒸发过程中,玻璃棒的作用:搅拌,防止由于局部温度过高,造成液滴飞溅。②当液体接近蒸干(或出现较多量固体)时停止加热,利用余热将剩余水分蒸发掉,以避免固体因受热而迸溅出来。③热的蒸发皿要用坩埚钳夹取,热的蒸发皿如需立即放在实验台上,要垫上石棉网。
(2)蒸馏
实验室蒸馏装置a.原理:各成分的沸点不同。b.适用:除去液体中可溶性杂质。c.冷凝管的冷却水“下进上出”。
4.硬水与软水
(1)定义:硬水是含有较多可溶性钙、镁化合物的水;软水是不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水。
(2)鉴别方法:用肥皂水,有浮渣产生或泡沫较少的是硬水,泡沫较多的是软水。
(3)硬水软化的方法:实验室--蒸馏、生活中--煮沸。
(4)长期使用硬水的坏处:浪费肥皂,洗不干净衣服;锅炉容易结成水垢,不仅浪费燃料,还易使管道变形甚至引起锅炉爆炸。
5.水的污染:
(1)水污染物:工业“三废”(废渣、废液、废气);农药、化肥的不合理施用;生活污水的任意排放。
(2)防止水污染:工业上:采用新技术新工艺减少污染。工业三废要经处理达标排放、提倡零排放;农业上:合理施用农药、化肥,提倡使用农家肥。生活上:集中处理后再排放。
(3)爱护水资源:节约用水、防治水体污染。
水体污染6.其他
(1)水是最常见的一种溶剂,是相对分子质量最小的氧化物。
(2)水的检验:用无水硫酸铜,若由白色变为蓝色,说明有水存在,CuSO4(白色)+5H2O=CuSO4·5H2O(蓝色)。
水的吸收:常用浓硫酸(有吸水性)、生石灰(能和水反应)、固体氢氧化钠(易潮解)。
硫酸铜晶体二、氢气 (H2)
1.物理性质:密度最小的气体(向下排空气法收集);难溶于水(排水法收集)。
2.化学性质:
(1)可燃性:2H2+O2===2H2O现象:发出淡蓝色火焰,放出热量,有水珠产生。用途:高能燃料;氢氧焰焊接,切割金属。
可燃性气体和空气混合,遇到火源,可能发生爆炸,所以点燃H2前要检验纯度。
(2)还原性:
H2+CuO=Cu+H2O
现象:黑色粉末变红色,试管口有水珠生成。
用途:冶炼金属。
3.氢气的实验室制法。反应原理:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
不可用浓盐酸的原因是浓盐酸有强挥发性,得到的氢气不纯净,含HCl气体。
4.氢能源优点:本身无毒、燃烧产物是水无污染、放热量高。
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