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1、第四节自然界中的水 名师导航知识梳理一、水的物理性质纯净的水是_、_、_的液体。在压强为201千帕时，水的凝固点是0 ，沸点是200 。4 时水的密度最大，为1 gcm3。水结冰时体积膨胀，所以冰的密度比水的_。答案:无色无味透明小二、水的组成(利用水的电解探究水的组成)1.实验装置通电分解水的简易装置图2-222.实验现象：与电源相连的两极上都有_产生，且与电源正极相连的一端产生气体体积少，与负极相连的一端产生气体体积多，体积比约为_。3.气体检验：用_检验乙管中的气体，发现木条复燃，说明是氧气；用_检验甲管中的气体，能燃烧，火焰是淡蓝色，是氢气。4.实验结论：水在通电条件下，发生分解反应产
2、生氢气和氧气。注意：电源要用直流电。水 _+ _H2O _+ _做完电解水实验可以得出的结论是：水是由_元素组成的，物质可分。答案:2.气泡123.带火星的木条燃着的木条4.氢气氧气H2 O2氢、氧三、氢气1.物理性质氢气是一种没有_、没有_的气体，_溶于水，密度比空气_，是相同条件下密度最_的气体，所以命名为氢气。2.化学性质氢气具有_性，在空气（或氧气）中燃烧时，放出大量的_，产生_火焰，在其火焰上方罩一冷而干燥的烧杯，烧杯内壁有_出现。需要注意的是，混有一定量空气或氧气的氢气遇明火会发生爆炸，因此，点燃氢气前，一定要_。3.验纯方法用排水法或向下排空气法收集一试管氢气，用拇指堵住试管口，
3、靠近火焰，然后移开拇指点火，如果发出尖锐的_，表明氢气不纯，声音很小则表明氢气较纯。答案:1.颜色气味难小小2.可燃热量淡蓝色水珠验纯3.爆鸣声四、水净化的一般办法利用_、_、_和等方法可以净化水。（1）吸附：明矾可用于净水，是因为明矾溶于水生成的胶状物可以_悬浮于水中的杂质，使之从水中_出来。用具有吸附作用的固体还可以吸附掉一些_的杂质，除去异味。（2）沉淀：对于静置沉淀和吸附沉淀，单一操作相对净化程度较高的是_。（3）过滤过滤是分离不溶性_和_的一种方法。过滤所需仪器漏斗、_、_、铁架台（带铁圈）。过滤操作要点一贴：将滤纸折叠成圆锥形，用水湿润使其紧贴在漏斗内壁上，中间不要留有气泡。二低：
4、滤纸要低于_的边缘，漏斗里的液面应低于_的边缘。三靠：过滤时玻璃棒的末端要轻轻靠在_滤纸的一边；盛过滤液的烧杯口要紧靠在玻璃棒的中上端，倾倒过滤液时沿玻璃棒流进过滤器；漏斗的最下端要紧贴在烧杯内壁上，以免滤液飞溅。（4）蒸馏：给液体加热，使它变成_，再使_冷却凝聚成液体，这种方法叫做蒸馏。通过蒸馏，可以利用物质的_不同来分离和提纯液态混合物，也可以把混在液体中的不挥发性杂质除去。答案:沉淀过滤吸附蒸馏（1）吸附沉淀可溶性（2）吸附沉淀（3）固体液体玻璃棒烧杯漏斗滤纸三层（4）蒸气蒸气沸点五、硬水和软水1.硬水和软水含有较多可溶性钙、镁化合物的水叫硬水，不含或含有较少可溶性钙、镁化合物的水叫软水
5、。河水多是硬水，雪水、雨水是软水。2.硬水和软水的检验把肥皂水倒入水中搅拌，若水易起浮渣的为硬水，反之是软水。3.软化硬水的方法（1）生活中煮沸，可使部分可溶性钙、镁化合物沉淀析出，以降低水的硬度。（2）实验室根据水和杂质的沸点不同，用蒸馏法获取蒸馏水。蒸馏：利用液体的沸点不同分离混合物的方法。疑难突破1.凡是无色透明的水都能喝吗？剖析：无色透明的水不一定是纯净的水，无色透明的水只能说明水中不含不溶性杂质，有可能有一些对人体健康不利的可溶性杂质。答案:不一定能饮用。2.为什么烧水的水壶内时间长了会有水垢？剖析：因为水中可溶性的钙、镁化合物在加热时变成难溶性物质，于是形成水垢。答案:因为水中含有
6、可溶性的钙、镁化合物，在烧水的过程中，温度升高，发生化学变化，形成不溶性的物质，即形成了水垢。问题探究问题1:家中的水壶使用较长一段时间后，在壶底会结上一层厚厚的水垢（它的主要成分是碳酸钙与氢氧化镁，能溶于酸）。试利用家中现有的物质和用品设计一个实验来除去铝壶中的水垢。探究：水垢能溶于酸，家中常见的酸，就是醋酸。先用机械刮擦的方法除去壶帮和壶嘴里比较松软的水垢，这样可以减少食醋的用量，然后把食醋倒入壶里。为了加快反应，还应该把水壶加热，温度维持在6070 。这样，水垢就可以慢慢变得疏松，容易去除。问题2:设计实验区分蒸馏水和自来水。探究：取这两种水各少许放于两个烧杯中，加热蒸发至完全没有，观察
7、烧杯底部，如果出现少量的固体物质则是自来水，另一种水则为蒸馏水。典题精讲例1:在电解水的实验中，正确的实验现象是( )A.通电后，两个电极上都有气泡产生；过一段时间后，发现两个玻璃管内气体的体积比约为21B.负、正两极分别有氢气和氧气，而且体积比约为21C.水是由氢、氧两元素组成的D.水发生分解反应，在插入正极的玻璃管内产生的是氢气思路解析实验现象是凭我们的感官感觉到的。如眼看、鼻闻、触摸等。而选项A所描述的，确实是我们通过眼睛看到的，并做了直接描写，所以是题目所要求的答案。而B选项所描述为负、正两极分别有氢气和氧气，且它们的体积分别是21，只能通过我们进一步的实验，得出的结论，而不应算作实验
8、现象，所以不能是题目的答案。而C、D选项都是通过实验现象得出的结论，所以它们都不是本题的答案。答案:A例2:图2-23A是电解水的简易装置，图B为电解水生成气体与时间关系图，试完成下列问题：图2-23（1）若甲管生成气体A，则b应接电源_极。（2）气体B以带火星的木条检验，产生的现象是_，说明气体具有的性质是_。（3）实验室可用什么方法收集氢气和氧气？这是根据气体的什么性质？（4）4分钟后，甲、乙排除管内水的体积比各为多少？思路解析本题考点是学生对电解水实验现象的理解和记忆。考查方式较灵活，有简答、填空、识图等形式。既考查了相关化学知识，又将数学、物理知识运用于化学中，因此综合性较强。本题应从
9、图B着眼，在横坐标上取一点，发现相同时间内A气体体积大于B气体体积，故A为氢气，B为氧气。其他各问就可顺利作答了。答案:（1）负（2）带火星木条复燃助燃性（）都可用排水集气法；氢气难溶于水，氧气不易溶于水（4）V(甲)V(乙)=21知识导航自然界中存在的河水、湖水、井水、海水等天然水里含有许多可溶性和不溶性杂质。在压强为201千帕时，加热到200 水就烧开了。冬天，到了0 就要结冰。冰浮在水面上。正极得氧，负极得氢。若将图中正、负极反接，左边试管得氧，右边试管得氢。实验技巧：水的导电能力较弱，反应较慢。电解水时在水里加入少量的硫酸或氢氧化钠溶液，能增强水的导电性。水的电解需要通直流电，干电池就
10、是一种直流电源。氢气的体积是氧气体积的2倍，但质量却是氧气的1/8。氧气的检验是利用带火星的木条，即利用氧气的助燃性；氢气的检验是利用氢气的可燃性。水在通电的情况下，分解可以得到氢气和氧气。由于氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成。所以得出水是由氢元素和氧元素组成的，而且知道物质是可以再分的。氢气是最轻的气体，氢意即“轻”。因此氢气可以用来填充气球，气球可以高高飘扬。一切可燃性气体或可燃性粉尘与空气或氧气充分混合后，遇明火均可能发生爆炸。各物质都有一定的爆炸极限（能引起爆炸的浓度范围）。氢气的爆炸极限是4%74.2%。对于任何可燃性气体，燃烧之前都需要检验纯度。用向下排空气法收集氢气进行二次
11、验纯时，必须用拇指堵住试管口待一会儿，防止残留在试管内的氢气火焰引爆不纯的氢气。利用明矾等絮凝剂，这些絮凝剂溶于水后，生成的胶状物对杂质进行吸附，使杂质沉降来达到净水的目的。除去不溶性杂质除去可溶性杂质降低水的硬度静置沉淀可以否过滤可以否吸附可以可以蒸馏可以可以可以 过滤是分离混合物的一种常用的方法。若两种物质混合，需进行过滤分离，则必须符合一种可溶、一种不溶。过滤时一定严格按照“一贴”“二低”“三靠”进行操作。否则，容易导致实验失败。蒸馏操作时要注意的要点是：在烧瓶中加入约1/3体积的硬水，再加入少量防暴沸沸石或碎瓷片。蒸馏时注意保持温度缓慢上升，同时通入冷水进行冷却。当蒸馏烧瓶中只有少量液
12、体或已达到规定要求时即停止蒸馏。使用硬水对生活、生产的危害：用硬水洗涤衣物既浪费肥皂，又不易洗净，时间长了还会使衣物变硬。锅炉用硬水，易使炉内结垢，不仅浪费燃料，且易使炉内管道变形、损坏，严重者可引起爆炸。人们长期饮用硬水有害人体的健康。人们在煮沸硬水的过程中，可以看到形成水垢，水垢的形成主要是因为某种原来可溶性的钙、镁化合物经过加热后，形成了不溶性的化合物。水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁。蒸馏水是净化程度较高的水。疑难导析需说明水中的杂质除了不溶性的杂质，还有可溶性的杂质，无色透明的水只能保证不含不溶性杂质，但可能有一些我们肉眼看不见的，对人体健康不利的可溶性杂质。要强调硬水中含有较多的可
13、溶性的钙、镁化合物，在加热时，发生化学变化，形成不溶性的物质，即形成了水垢。水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁。这个过程实际上是把硬水变成软水的过程。问题导思要先知道水垢的成分。在喝自来水时，我们通常把水煮沸，这时水中溶解的部分钙和镁的化合物的主要成分是Ca（HCO3）2、Mg（HCO3）2，受热以后，就会分解，形成难溶于水的碳酸钙和微溶的碳酸镁，碳酸镁与水反应进一步转变为难溶的氢氧化镁。这样一来，水质提高了，水中的杂质变成了沉淀物，也就形成了水壶中的水垢。我们设法除去这些杂质即可。先要知道蒸馏水是纯度较高的水，不仅没有不溶性杂质，而且没有可溶性杂质。而自来水中虽然没有不溶性杂质，但是有可溶性杂
14、质，把水蒸发除去，可溶性杂质即可暴露出来。然后根据蒸馏水和自来水的组成特点设计实验。典题导考绿色通道在水的电解过程中，正极产生氧气，负极产生氢气，氢气的体积是氧气体积的2倍，但质量却是氧气的1/8。典题变式下列关于水在通电情况下的实验描述正确的是( )A.通电后，电极上出现气泡，与正极相连的试管中可收集到一种可燃性气体B.通电后，电极上出现气泡，与正极相连的试管中的气体能使带火星的木条复燃C.正极上产生的气体与负极上产生的气体的体积比为12D.正极上产生的气体与负极上产生的气体的体积比为18答案:B绿色通道本题考点是学生对电解水实验现象的理解和记忆。考查方式较灵活，有简答、填空、识图等形式。既考查了相关化学知识，又将数学、物理知识运用于化学中，因此综合性较强。典题变式图2-24是电解水的简易装置：图2-24（1）电源的A为_极，B _为极。（2）C试管中收集到的气体是_，可以用_检验；D试管中收集到的气体是_，可以用_检验。该反应的文字表达式为_。（3）根据以上实验事实得
