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第四單元自然界的水第一節(jié)愛(ài)護(hù)水資源一、水資源現(xiàn)狀地球表面約71%被水覆蓋著。但淡水只約占全球水儲(chǔ)量的2.53%,其中大部分還分布在兩極和高山的冰雪及永久凍土,難以利用;可利用的只約占其中的30.4%。海水中含量最多的物質(zhì)是水,含量最多的元素是0元素,最多的金屬元素是鈉元素。我國(guó)水資源的現(xiàn)狀是分布不均,人均不足。水資源緊張的原因:一方面人類(lèi)生活、生產(chǎn)的用水量不斷增加,另一方面未經(jīng)處理的廢水、廢物和生活污水的任意排放及農(nóng)藥、化肥的不合理施用等造成的水體污染,加劇了可利用水的減少,使原本已緊張的水資源更顯短缺。二、愛(ài)護(hù)水資源——一方面要節(jié)約用水,另一方面要防止水體污染1.節(jié)約用水的一些具體措施:提高水的利用效率。使用新技術(shù),改革工藝和改變習(xí)慣。污水處理之后,循環(huán)利用?!耙凰嘤谩比?使用“中水”(生活污水處理后,達(dá)到一定水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的非飲用水洗車(chē)、使用淘米水澆花等。2.防止水體污染的一些具體措施:不使用含磷洗衣粉。工業(yè)“三廢”要進(jìn)行綜合利用和經(jīng)處理后再排放。農(nóng)業(yè)上提倡使用農(nóng)家肥,合理使用化肥和農(nóng)藥。以預(yù)防為主,治理為輔。第二節(jié)水的凈化一、水的凈化方法過(guò)濾:把不溶于液體的固體物質(zhì)與液體分離。具體操作見(jiàn)“二、過(guò)濾”。吸附沉降:常用明礬、活性炭對(duì)水中的雜質(zhì)吸附而沉降。?的。?活性炭具有疏松多孔的結(jié)構(gòu),但需要注意的是,活性炭不能吸附鈣、鎂化合物,活性炭不能降低水的硬度。?活性炭?jī)羲鞯娜胨谠趦羲鞯南旅?可以使凈水效果更好。蒸餾:除去水中可溶性雜質(zhì)的方法,凈化程度相對(duì)較高,得到的蒸餾水可以看成是純凈物。殺菌:在水中加入適量的藥物進(jìn)行殺菌、消毒。如漂白粉、氯氣(Cl2、二氧化氯(ClO2等。自來(lái)水廠凈水時(shí),需要經(jīng)過(guò)沉淀、過(guò)濾、吸附、投藥消毒的步驟,但是沒(méi)有蒸餾和煮沸的步驟。在凈化水的方法中,只有投藥消毒屬于化學(xué)變化,其余都屬于物理變化。二、過(guò)濾(見(jiàn)下圖【實(shí)驗(yàn)器材】帶鐵圈的鐵架臺(tái)、漏斗、玻璃棒、燒杯【注意事項(xiàng)】“一貼”:濾紙緊貼漏斗內(nèi)壁,用少量水潤(rùn)濕濾紙并使濾紙與漏斗壁之間沒(méi)有氣泡(保證過(guò)濾效率?!岸汀?濾紙低于漏斗邊緣、濾液低于濾紙邊緣(否則被過(guò)濾的液體會(huì)直接從濾紙與漏斗之間的間隙流到漏斗下的接受器中,使濾液渾濁。“三靠”:燒杯緊靠玻璃棒(玻璃棒的作用:引流,使液體沿玻璃棒流進(jìn)過(guò)濾器、玻璃棒緊靠三層濾紙、漏斗下端管口緊靠燒杯內(nèi)壁(使濾液沿?zé)诹飨?防止滴下的液滴四處迸濺。過(guò)濾時(shí)先過(guò)濾上層清液,后過(guò)濾下層濁液。若先過(guò)濾下層濁液,濾紙上將會(huì)殘留著大量不溶性雜質(zhì),再過(guò)濾上層清液時(shí),不溶物會(huì)阻礙清液的通過(guò),影響過(guò)濾速度。三、硬水的軟化硬水:含有較多可溶性鈣、鎂化合物的水叫做硬水。軟水:不含或含較少可溶性鈣、鎂化合物的水叫軟水。產(chǎn)生的水是軟水;泡沫很少,產(chǎn)生浮渣的水是硬水。硬水在加熱或長(zhǎng)久放置時(shí)會(huì)有水垢生成,化學(xué)方程式為:Ca(HCO32=CaCO3↓+H2O+CO2↑4.硬水的危害:①用硬水洗滌衣物,既浪費(fèi)肥皂又洗不干凈衣物,時(shí)間長(zhǎng)了還會(huì)使衣物變硬。②鍋爐用水硬度高了十分危險(xiǎn),因?yàn)殄仩t內(nèi)結(jié)垢之后不僅浪費(fèi)燃料,而且會(huì)使鍋爐內(nèi)管道局部過(guò)熱,易引起管道變形或損壞,嚴(yán)重時(shí)還可能引起爆炸。③長(zhǎng)時(shí)間飲用硬水有害健康。5.注意:①在燒瓶底部要加幾粒沸石(或碎瓷片以防加熱時(shí)出現(xiàn)暴沸。②加熱前按照?qǐng)D3連接好裝置,使各連接部分嚴(yán)密不透氣。加熱燒瓶時(shí)不要使液體沸騰得太劇烈,以防液體通過(guò)導(dǎo)管直接流到試管里。棄去開(kāi)始餾出的部分液體,收集到10mL左右蒸餾水時(shí),停止加熱。第三節(jié)水的組成水的物理性質(zhì)純凈的水是沒(méi)有顏色、沒(méi)有氣味、沒(méi)有味道的液體。在101kPa時(shí),水的凝固點(diǎn)是0℃,沸點(diǎn)是100℃,1g/cm3。水的電解實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)裝置如右圖【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】通電后,電極上有氣泡產(chǎn)生。通電一段時(shí)間后,兩個(gè)試管內(nèi)匯集了一些氣體,與正極相連的試管內(nèi)的氣體體積小,與負(fù)極相連的試管內(nèi)的氣體體積大,體積比約為1:2,質(zhì)量比約為8:1。與正極相連的試管內(nèi)的氣體可以使帶火星的木條復(fù)燃;與負(fù)極相連的試管內(nèi)的氣體移近火焰時(shí),氣體能夠燃燒,火焰呈淡藍(lán)色。【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】水在通電的條件下,發(fā)生了分解反應(yīng),生成氫氣和氧氣:2H2O2H2↑+O2↑;水是由氫、氧兩種元素組成的(在反應(yīng)前后,參與反應(yīng)的元素種類(lèi)沒(méi)有變化;化學(xué)反應(yīng)中,分子可分,原子不可分。【注意事項(xiàng)】通電時(shí),必須使用直流電。預(yù)先在水中加入少量氫氧化鈉溶液或稀硫酸可以增強(qiáng)水的導(dǎo)電性。③負(fù)極產(chǎn)生的是氫氣,正極產(chǎn)生的是氧氣。三、物質(zhì)的分類(lèi)第四節(jié)化學(xué)式與化合價(jià)1.化學(xué)式:用元素符號(hào)和數(shù)字組合來(lái)表示物質(zhì)組成的式子。2.化學(xué)式(如H2O的意義:表示一種物質(zhì)(宏觀意義——表示水這種物質(zhì);表示一個(gè)分子(微觀意義——表示1個(gè)水分子;表示某物質(zhì)是由什么元素組成的(宏觀意義——表示水是由氫元素、氧元素組成;物質(zhì)混合物純凈物單質(zhì)(由同種元素組成的純凈物化合物(由不同種元素組成的純凈物氧化物(由兩種元素組成的化合物中,其中一種元素是氧元素的是氧化物酸、堿、鹽、有機(jī)物-3+5表示某物質(zhì)是由什么粒子構(gòu)成(微觀意義——表示水由水分子構(gòu)成;表示某物質(zhì)的分子由什么粒子構(gòu)成(微觀意義——表示1個(gè)水分子由2個(gè)氫原子和1個(gè)氧原子構(gòu)成;3.化學(xué)式的寫(xiě)法:書(shū)寫(xiě)化合物的化學(xué)式時(shí),首先要弄清以下兩點(diǎn):①這種物質(zhì)由哪種物質(zhì)組成;②化合物中各元素的原子個(gè)數(shù)比是多少。4.化合價(jià):元素化合價(jià)是一個(gè)原子在化合時(shí)表現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì)。在元素符號(hào)或原子團(tuán)的上方標(biāo)出化合價(jià),“+”、“-”寫(xiě)在前,數(shù)字寫(xiě)在后。5.化合價(jià)的一般規(guī)律:金屬元素跟非金屬元素化合時(shí),金屬元素顯正價(jià),非金屬元素顯負(fù)價(jià)。氧元素通常顯-2價(jià),氫元素通常顯+1價(jià)。在化合物里正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為0。在單質(zhì)中元素的化合價(jià)為0。同一元素在不同物質(zhì)里可顯不同的化合價(jià)。在同一種物質(zhì)里,同一元素也可顯不同的化合價(jià)(如NH4NO3。根據(jù)化合價(jià)寫(xiě)化學(xué)式:“正價(jià)前,負(fù)價(jià)后,十字交叉右下處,化簡(jiǎn)才是原子數(shù)”。如P2O5→P2O5數(shù)字的意義:①元素符號(hào)前的數(shù)字表示幾個(gè)某原子。如2H中的“2”表示2個(gè)氫原子。②化學(xué)式前的數(shù)字表示幾個(gè)某分子。如2H2O中的“2”表示2個(gè)水分子。元素符號(hào)右下角數(shù)字表示一個(gè)某分子或離子中有幾個(gè)某原子。如CO2中的“2”表示1個(gè)二氧化碳分子中有2個(gè)氧原子。元素符號(hào)右上角的數(shù)字表示一個(gè)某離子中帶幾個(gè)單位的正或負(fù)電荷。如Fe3+中的“3”表示1個(gè)鐵離子帶3個(gè)單位的正電荷。元素符號(hào)正上方數(shù)字表示某元素的化合價(jià)。如Fe表示鐵元素的化合價(jià)是+3。8.根據(jù)化學(xué)式進(jìn)行計(jì)算(計(jì)算時(shí)要注意式子的化學(xué)意義相對(duì)分子質(zhì)量=(相對(duì)原子質(zhì)量×原子個(gè)數(shù)之和錯(cuò)誤!未找到引用源。組成元素的質(zhì)量比=(相對(duì)原子質(zhì)量×原子個(gè)數(shù)之比,在計(jì)算時(shí)要注意標(biāo)清元素的順序。3原子個(gè)數(shù)之比=(元素質(zhì)量÷相對(duì)原子質(zhì)量之比化合物中某元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=%100??量該化合物的相對(duì)分子質(zhì)原子個(gè)數(shù)該元素的相對(duì)原子質(zhì)量錯(cuò)誤!未找到引用源。某元素的質(zhì)量=某化合物的質(zhì)量×某元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)=%100???量該化合物的相對(duì)分子質(zhì)原子個(gè)數(shù)該元素的相對(duì)原子質(zhì)量某化合物的質(zhì)量錯(cuò)誤!未找到引用源。+5-2純凈物化合物金屬單質(zhì)、稀有氣體單質(zhì)、其他由原子構(gòu)成的物質(zhì)——直接用元素符號(hào)表示(如Fe、Al常溫下為固態(tài)的非金屬單質(zhì)——用元素符號(hào)表示(如S、P、C由雙原子分子或多原子分子構(gòu)成——在元素符號(hào)右下角標(biāo)出原子個(gè)數(shù)(如O2、H2、Cl2正價(jià)元素或原子團(tuán)寫(xiě)在前,負(fù)價(jià)元素或原子團(tuán)寫(xiě)在后(特例:NH3氨氣、CH4甲烷。在元素符號(hào)右下角寫(xiě)出該種元素的原子數(shù)目,所有元素的原子個(gè)數(shù)比為最簡(jiǎn)比(特例:H2O2。當(dāng)原子團(tuán)不是一個(gè)時(shí)需要加括號(hào),把個(gè)數(shù)寫(xiě)在括號(hào)的右下角(1省略不寫(xiě)?!纠慷嗌?lài)嵉难趸瘉嗚F(FeO中所含鐵元素質(zhì)量和100t中氧化鐵所含鐵元素的質(zhì)量相同?解:設(shè)需氧化鐵的質(zhì)量為x。t90%10016042t100%1007256%100316256256t100%100165656=??=????+???=?+?xxx答:需氧化亞鐵的質(zhì)量為90t。【注意】列方程時(shí)所設(shè)未知數(shù)不能帶有單位。6某元素的質(zhì)量=某混合物的質(zhì)量×純度×某元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)某元素的質(zhì)量=%100????量該化合物的相對(duì)分子質(zhì)原子個(gè)數(shù)該元素的相對(duì)原子質(zhì)量純度某混合物的質(zhì)量錯(cuò)誤!未找到引用源?!纠楷F(xiàn)在有一種化肥,主要成分是硝酸銨,測(cè)得其含氮量為34.3%(雜質(zhì)不含氮,求這種化肥的純度。解:設(shè)該化肥的質(zhì)量為100g,該化肥的純度為a%。%98%%3.34g1008028%g100%3.34g100%10031621441214%g100=?=???=??+?+????aaa答:這種化肥的純度為98%?!咀⒁狻竣僭O(shè)這種氮肥的質(zhì)量是為了使方程有化學(xué)意義。②純度是百分?jǐn)?shù),不能小于0%,也不能大于100%。純度是未知數(shù)時(shí),表示純度的字母后要跟上百分號(hào)。7有一瓶不純的硝酸銨(NH4NO3樣品,經(jīng)分析其中的含氮量為37%,則所含雜質(zhì)可能是:A.(NH42SO4B.CO(NH22C.NH4ClD.NH4HCO3【分析】解這道題需要三個(gè)要素:最大數(shù)、中間數(shù)、最小數(shù)(指含氮量。三者之間的關(guān)系為:最大數(shù)>中間數(shù)>最小數(shù)。這里的37%是求出的平均含氮量,是中間數(shù)。接下來(lái)算出NH4NO3中的含氮量:35%。由于35%<37%,所以應(yīng)該是最小數(shù)。然后算出四個(gè)候選答案中每個(gè)化合物的含氮量,它是最大數(shù),數(shù)值應(yīng)該大于37%。在這里只有CO(NH22的含氮量為46.7%,超過(guò)了37%,成為最大值。所以最后答案應(yīng)該是B?;蟽r(jià)口訣:一價(jià)氫氯鉀鈉銀,二價(jià)氧鈣鋇鎂鋅,三鋁四硅五氮磷,二三鐵二四碳,二四六硫最齊全,銅汞二價(jià)最常見(jiàn),單質(zhì)均價(jià)總為零附表1一些常見(jiàn)元素的名稱(chēng)、符號(hào)和相對(duì)原子質(zhì)量元素名稱(chēng)氫氦碳氮氧氟氖鈉鎂元素符號(hào)相對(duì)原子質(zhì)量元素名稱(chēng)HHeCNOFNeNaMg1412141619202324鋁硅磷硫氯氬鉀鈣錳元素符號(hào)相對(duì)原子質(zhì)量元素名稱(chēng)AlSiPSClArKCa

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