第四单元自然界的水

课题1    爱护水资源

一、人类拥有的水资源：

1、地球表面71%被水覆盖，水资源丰富，但可用的淡水资源比较匮乏。

2、淡水资源短缺的原因：

 

自然原因：全球真正有效利用的淡水资源少；分布不均（时间和空间）

 

人为原因：人口增长；水污染严重、森林破坏严重。

 

二、爱护水资源

1、水体具有自净能力，但超过自净能力便会造成水污染

2、水污染的因素：

工业上三废的任意排放；（废渣、废水、废气）

农业上化肥、农药的任意施用；

生活中生活用水的任意排放。

3、防止水污染：

修建水库，跨流域调水

节约用水；防止水体污染；植树造林、退耕还林还草、退耕还湖。

课题2  水的净化

一、自然界的水都不是纯水，含有许多可溶性的和不溶性的杂质。

1、自来水厂的净水过程大体上是：

 

取水 ---------沉淀---------过滤 ---------吸附 -------消毒 --------配水

 

二、水的净化

 

1、沉淀—加明矾后静置沉淀

明矾溶解于水生成胶状物吸附杂质。

 

2、过滤—分离可溶性和不溶性物质

①过滤用到的仪器：漏斗、玻璃棒、烧杯、铁架台

玻璃棒作用：  引 流

②过滤操作三要素：

“一贴”：滤纸紧贴漏斗边缘。（用水润湿使滤纸与漏斗壁之间没有气泡）。

 

“二低”：（1）、滤纸要低于漏斗边缘；（2）、滤液要低于滤纸边缘。

“三靠”：（1）、盛浑浊液体的烧杯紧靠玻璃棒；（2）、玻璃棒轻靠滤纸三层部分；

（3）、漏斗下口紧靠下面烧杯内壁。

3 、吸附：既能除去不溶杂质，也能除去可溶性杂质--用活性炭

 

4、消毒—用氯气或一氧化二氯消毒灭菌

三、硬水和软水

1、定义：

硬水：含有较多可溶性钙、镁化合物的水

软水：不含或少含可溶性钙、镁化合物的水

 

2、用肥皂水，产生泡沫较多的是软水，产生泡沫较少的是硬水。

3、硬水的软化方法

煮沸：可溶性钙、镁化合物转化为不溶性物质而达到软化目的。

4、蒸馏：给液体加热，使它边为蒸气，再使蒸气冷却，凝聚成液体的方法。（可分离沸点不同的物质或分离挥发性与不挥发性物质的方法）

课题3  水的组成

一、氢气

1、物理性质：是一种无色、无臭、难溶于水的气体，密度比空气小。

2、氢气的可燃性：

现象：氢气燃烧时，产生淡蓝色火焰，在火焰上方罩一个干冷的烧杯，烧杯内壁有水雾出现。

注意：不纯净的氢气燃烧可能会发生爆炸，所以在使用氢气前一定要检验氢气的纯度。

结论：氧气  +  氢气  水

二、水的物理性质：

水在常温下是无色无味的液体，1标准大气压下凝固点是0 ℃ ，沸点是100 ℃，水在  0 ℃ ~ 4 ℃之间是热缩冷胀。

三、水的电解：

1、 电解水实验：

现象：电源两级均有气泡产生，负极产生气体速度较正极快，一段时间后，负极气体是正极气体的2倍。

验证：负极气体：能燃烧，产生火焰为淡蓝色的是氢气， 

正极气体：能使带火星的木条复燃的为氧气。

结论：水是由氢和氧两种元素组成

 

水  氧气  +  氢气  

（微观结论：证明了化学变化的实质，在化学变化中，分子分裂成原子，原子重新组合成新分子。）

 

四、物质的分类：

1、单质：由一种元素组成的纯净物，叫做单质。

2、化合物：由两种或两种以上物质组成的纯净物叫做化合物。

3、氧化物：两种元素组成，期中一种为氧元素的化合物，叫做氧化物。

 

 

课题4  化学式与化合价

一、化学式：

1、化学式：就是用元素符号和数字的组合来表示纯净物组成的式子。

   提出的依据：任何纯净物都有固定的组成，不同的物质组成不同

2、化学式所表示的含义（一般包括宏观和微观角度）

   微观上：表示某物质；表示该物质由哪些元素组成的

   宏观上：表示该物质的一个分子或者一个原子；由分子构成的物质，还可以表示一个分子的构成情况

   我们以水（H₂O）为例说明

	化学式的涵义	以H2O为例
宏观	表示一种物质	表示水这种物质
	表示该物质有哪些元素组成的	表示水由氧元素和氢元素组成的
微观	表示该物质的一个分子	表示一个水分子
	表示一个分子里有多少个原子	表示一个水分子中由2个氧原子和1个原子构成
质量	表示物质的相对分子质量	Mr(H2O)=2Ar(H)+Ar(O)=2+16=18
	表示物质中各种元素的原子个数比	水中氢元素和氧元素的原子个数比为2：1
	表示物质中各种元素的质量比	水中氢元素和氧元素的质量比为1：8

二、简单化合物的命名

1、两种元素组成的化合物的命名

根据元素的名称，从右往左读作“某化某”。如NaCl读作“氯化钠”，ZnO读作“氧化锌”，Fe₃O₄读作“四氧化三铁”。但要注意，H₂O就是“水”，不能读成“氧化氢”，NH₃就是“氨气”。

2、含有OH^-原子团的化合物的命名

一般命名为“氢氧化某”

如：NaOH读作“氢氧化钠”，Cu(OH)₂读作“氢氧化铜”

3、含有其他原子团的化合物的命名

一般根据原子团和另一元素的名称从右到左的顺序读作“某酸某”。

如：CaCO₃读作“碳酸钙”，Cu(NO₃)₂读作“硝酸铜”

但注意，H₂CO₃就读作“碳酸”，H₂SO₄就读作“硫酸”等。

4、某些比较复杂物质的命名

   如：Cu₂(OH)₂CO₃读作“碱式碳酸铜”，H₂O₂读作“过氧化氢”等

5、单质的化学式的写法

（1）金属单质、固体非金属单质、稀有气体单质用元素符号表示。如金属单质：Fe（铁）、Na（钠）；固体非金属：S（硫）、P（磷）等；稀有气体：He（氦）、Ne（氖）等

（2）氧气等多原子分子构成的单质，在元素符号的右下角添上下标，表示一个分子含有多少个该原子。如：O₂（氧气）、O₃（臭氧），Cl₂（氯气）

三、化合价

1、化合价：大量的化合物中不同元素的原子数目中都是一个固定的比值，体现这种关系的数值就是化合价

  某种元素的化合价数值与它原子的最外层电子数是密切相关的

2、化合价的口诀：

一价钾钠氯氢银，二价氧钙钡镁锌，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。

3、化合物的化学式的写法——根据化合价来写化学式

（1）一般是正价的元素（或原子团）写在左边，负价元素（或原子团）写在右边

（2）在金属化合物中，金属元素一般呈正价，非金属呈负价；在化合物中，氧元素一般呈-2价，氢元素一般呈+1价

（3）化合物中，各种元素化合价的代数和为零

注意：

+2 CuO

（1）标注某元素的化合价时，务必要写在该元素符号的正上方，先标电性，后标数目

如

                 +2表示在氧化铜中铜元素呈+2价

（2）某些元素具有可变价态，它们表示在与其他元素化合形成化合物时，会出现多种可能

    特别：Fe 在命名时，+3价就是铁，而在+2价时要被称为亚铁

补充：初中一般常见的原子团及化合价

原子团	化学式	化合价	原子团	化学式	化合价
氢氧根	OH-	-1	硝酸根	NO3-	-1
碳酸氢根	HCO3-	-1	高锰酸根	MnO4-	-1
碳酸根	CO32-	-2	锰酸根	MnO42-	-2
氯酸根	ClO3-	-1	硫酸根	SO42-	-2
磷酸根	PO43-	-3	亚硫酸根	SO32-	-2
氨根	NH4+	+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

四、根据化学式的计算

（1）某物质的相对分子质量的计算

     将化学式中所有的原子的相对原子质量加和，即是该物质的相对分子质量

如：Ca(OH)₂

答：Mr[Ca(OH)2]=Ar(Ca)+2(Ar(O)+Ar(H))=40+2(16+1)=74

（2）计算化合物中的原子个数之比

在化学式中，元素符号右下角的数字就是表示该元素原子的个数，因此这些数字的比值就是化合物中的原子个数

如：Fe₂O₃中，铁原子与氧原子个数比就是2：3，碳酸钙CaCO₃中钙、碳、氧原子个数比为1：1：3

但注意某些物质的化学式中，同种元素并不写在一起的，这时要注意原子个数

如：NH₄NO₃中，氮、氢、氧原子个数比应该为2：4：3

Cu₂(OH)₂CO₃中，铜、碳、氢、氧原子个数比为2：1：2：5

（3）计算化合物中各元素质量之比

在化合物中，各元素质量之比就是各元素的原子个数与它的相对原子质量积之间的比值

如：氯酸钾（KClO₃）中，m（K）：m（Cl）：m（O）=39：35.5：16×3＝78：71：96

硝酸铵（NH₄NO₃）中，m（N）：m（H）：m（O）＝14×2：1×4：16×3＝7：：1：12

（4）计算化合物中某一元素的质量分数

元素的质量分数＝ ×100％＝ ×100％

如：计算MgSO₄中氧元素的质量分数

ω(O)＝ ×100％＝ ×100％＝53.3％

（5）计算一定质量的物质中某元素的质量

某元素的质量＝物质的质量×该元素在物质中的质量分数

如：求60gMgSO₄中含有氧的质量

m（O）＝m（MgSO₄）×ω(O)＝60g×53.3％＝32g

（6）有关化合物中元素的质量分数的计算

例1 硝酸铵样品中含有杂质10％（杂质中不含氮元素），求样品中氮元素的质量分数

首先，先求出纯净的硝酸铵中，氮的质量分数为：

尿素中氮元素的质量分数ω(N)＝ ×100％＝ ×100％＝35％

设不纯的硝酸铵中氮元素的质量分数为x，则有如下关系：

	纯硝酸铵	不纯的硝酸铵
含有硝酸铵	100％	90％
含有氮元素	35％	x

故： ，x＝31.5%

例2 某不纯的尿素[CO(NH₂)₂]中氮元素的质量分数为42.4%，求这种尿素中杂质（不含氮元素）的质量分数。

解：尿素的相对分子质量=12+16+（14+2×1）×2＝60

尿素中氮元素的质量分数ω(N)＝ ×100％＝ ×100％＝46.7％

设不纯的尿素中含尿素的质量分数为x，则有如下的关系

	纯尿素	不纯尿素
含尿素	100％	x
含氮元素	46．7％	42．4％

故： ，x＝90. 8%

例3 多少克碳酸氢铵（NH₄HCO₃）与400g硝酸铵（NH₄NO₃）含氮元素质量相等

解：根据所含氮元素质量相等来列等式

设需要碳酸氢铵的质量为x

则，质量为x的碳酸氢铵中含有氮元素的质量为m1（N）＝x• ＝17.7％•x

400g硝酸铵中含有氮元素质量为m1（N）＝400×35％

故：17.7％•x＝400g×35％；x＝790g