第二单元 探秘水世界
一、运动的水分子 1、水的三态变化: ①水分子的排列与运动 冰 水 水蒸气 水分子排列紧密有序 水分子间隔较小 水分子间隔较大 只能在固定位置上振动 一定程度上自由运动 完全自由运动 ②水分子的运动导致了水的三态变化。 ③用分子观点解释水的三态变化:
水分子获得能量,运动速率加快,分子间隔增大,水由固态变为液态(或由液态变为气态)。 水分子失去能量,运动速率减慢,分子间隔减小,水由气态变为液态(或由液态变为固态)。 2、分子的性质: ①分子的体积、质量小。
②分子之间有间隔,存在相互作用。 ③分子自身有能量,总在不断运动。
④同种物质的分子,性质相同;不同种物质的分子,性质不同。
⑤化学变化中,分子可以再分,原子不能再分子。(分子与原子的本质区别) 3、分子性质的应用:解释宏观现象 误区:
物质的热胀冷缩现象的原因?
是构成物质的微粒间的间隔变大或变小造成的,而不是构成物质的微粒大小发生变化。 二、自然界中的水 1、水的天然循环:
过程:太阳为水提供能量,水通过三态变化,实现自身的天然循环。
地球上的水通过海水蒸发、土壤蒸发、植物蒸腾作用、冰雪升华等形成水蒸气扩散到空气中,并在空气中凝结成云,遇冷后以雨雪的形式再降到地面以及江河湖海。 意义:既实现了水的自身净化,又完成了水资源的重新分配。 2、水的人工净化:
(1)沉降(颗粒较大的不溶性杂质)
明矾:一种净水剂,溶于水后可促进水中悬浮杂质的沉降,从而起到一定的净水作用。 [溶于水形成胶状物吸附杂质,加速沉降] (2)过滤(颗粒较小的不溶性杂质) 一贴:滤纸紧贴漏斗内壁(加快过滤的速率) 二低:
①滤纸边缘低于漏斗边缘(防止滤纸被润湿后破损)
②漏斗内液面低于滤纸边缘(防止液体从滤纸与漏斗间隙流下,过滤失败) 三靠:
①烧杯紧靠引流的玻璃棒(防止液体溅到漏斗外面) ②玻璃棒下端紧靠三层滤纸处(防止玻璃棒戳破滤纸) ③漏斗末端管口长角紧靠烧杯内壁(防止液体溅出) (3)吸附(颜色、异味)
活性炭:疏松多孔表面积很大,具有较强的吸附作用。
(4)蒸馏(溶解在水中的可溶性杂质)——净化程度最高,得到蒸馏水 (5)消毒杀菌(氯气Cl2) 3、物质的分类:
①混合物:由两种或两种以上的物质组成。 ②纯净物:由一种物质组成。
宏观 微观 性质 纯净物 由一种物质组成,组成固定 由同种分子构成 有固定的物理性质和化学性质 混合物 由多种物质组成,组成不固定 由不同种分子构成 无固定的性质,组分中各种物质仍保持各自原来的性质 举例 水、二氧化碳、冰水混合物 海水、矿泉水、空气、合金 4、硬水和软水: (1)概念:
①硬水——含有较多可溶性钙、镁矿物质的天然水。 ②软水——不含或含有较少钙、镁矿物质的天然水 (2)鉴别:
取等量的硬水和软水,分别加入等量的肥皂水,搅拌,出现较多泡沫的是软水,而出现很少或不出现泡沫的为硬水。 (3)硬水软化:
①生活中——煮沸法。②实验室——蒸馏法。③工业上——离子交换法、药剂软化法。 (4)硬水的危害:
①用硬水洗涤衣物既浪费肥皂,又不易洗净,时间长还会使衣物变硬。
[肥皂中的成分会与硬水中的钙离子形成沉淀,使肥皂失去原有的功效,导致衣服难以洗净] ②锅炉长期用硬水,易形成水垢,不仅浪费燃料,严重者可引起爆炸。(Ca2+、Mg2+) ③长期饮用硬水有害身体健康。 5、物质的分离和提纯:
(1)概念:①提纯——通过适当的方法把混入某物质里的少量杂质除去,以便获得相对纯净的物质。 ②分离——通过适当的方法把混合物中的各组分物质彼此分开,并且恢复到各物质原来的存在状态,
以得到纯净物。 (2)常用方法:
①过滤——分离不溶性固体和液体——分离出黄泥水中的泥沙
②蒸发——分离出溶解在液体中的固体——食盐水蒸干水分得到食盐晶体 Ⅰ.仪器:蒸发皿、玻璃棒、酒精灯、铁架台 Ⅱ.操作步骤:
a.放好酒精灯,根据酒精灯高度调节铁圈高度。 b.放好蒸发皿,倒入待蒸发的液体。 c.加热蒸发,不断用玻璃棒搅动液体。
d.蒸发皿中出现较多固体时,停止加热。(剩余水分用余热蒸干) e.将蒸发皿用坩埚钳夹持,后放在石棉网上。
③蒸馏——分离由沸点不同液体组成的混合物——提高酒精含量、海水淡化 误区:
①过滤后的水是纯净物还是混合物?
天然水中所含的杂质有难容性和可溶性两类,用过滤法只能除去难溶性杂质,不能除去可溶性杂质,所以过滤后的水中仍含有一些可溶性物质,属于混合物而不是纯净物。 ②吸附过程是化学变化还是物理变化?
因为用明矾和活性炭净化水时,被除去的杂质吸附在絮状物和活性炭的表面,并没有生成新物质,所以是物理变化。
③分子既能保持物质的物理性质,又能保持物质的化学性质吗?
物理性质都是该物质大量分子的聚集体所表现出来的属性,并不是单个分子所能表现出来的。例如,单个分子就不能用固态、液态或气态来描述。但同种物质的每一个分子都有相同的化学性质。因此,分子不能保持物质的物理性质,只能保持物质的化学性质。 三、水分子的变化 1、水的分解: (1)使用直流电:
直流电有两个稳定不变的正负电极,可分别在两个电极收集到纯净的气体;而交流电的正负电极是呈周期性变化的,会导致同一电极上有时产生H2,有时产生O2,无法得到纯净的气体,并且存在安全隐患,不利于实验的进行。
(2)结论:①化学变化中,分子可再分,原子不可再分。②水是由氢元素和氧元素组成。 (3)实验室向水中加入少量NaOH或稀H2SO4的目的是:增强水的导电性。 (4)现象:
①通电后两极都产生气泡。 ②玻璃管内液面下降。
③正负极产生的气体体积比为1:2。(正氧负氢,氢二氧一)
(5)气体的检验:
①正极:O2——带火星的木条复燃(O2的助燃性)
②负极:H2——点燃后产生淡蓝色或盐,有水生成,放出热量(H2的可燃性) (6)比例偏差:①O2比H2更易溶于水。②O2与电极发生氧化反应。 (7)表达式:①文字表达式。②符号表达式。③化学方程式。 (8)微观结构示意图:
(9)由电解水微观过程可知:
①化学反应的实质是:分子分解成原子,原子又重新组合成新的分子。
②分子与原子的本质区别:在化学反应中,分子可以分解成原子,而原子不可再分。 ③分子与原子的关系:分子是由原子构成的,即分子可以分解成原子,原子可以结合成分子。 2、分解反应:
①概念:一种物质生成两种或两种以上其它物质的化学反应。 ②特点:一变多
③表示:A=B+C(+D+……) 3、例题:“水的蒸馏“与”水的电解“
(1)宏观区别:“水的蒸馏“为物理变化,”水的电解“为化学变化。 (2)微观区别:
“水的蒸馏”过程中水分子本身没有改变,改变的是水分子间的间隔和排列方式。
“水的电解”过程中水分子发生了变化,水分子分裂成了氢原子和氧原子,氢原子重新组合成氢分子,氧原子重新组合成氧分子。 4、水的合成:
(1)现象:产生淡蓝色火焰,倒罩的烧杯内壁有水珠出现,用手轻轻触摸烧杯,感到发烫。 [①燃烧都放热(√)。②烧杯:洁净干燥的冷烧杯。] (2)验纯:所有可燃气体的燃烧试验都要事先验纯。
[①西气东输(不易爆炸)——纯。②家庭泄漏(易爆炸)——不纯(与空气混合)]
“验纯”方法:如图所示,收集一试管氢气,用拇指堵住试管口,使试管口稍向下倾斜,移近火焰,移开拇指点火。若听到轻微的“噗”声,说明氢气已纯净。 若听到尖锐的爆鸣声,则表明氢气不纯。 (3)表达式:①文字表达式。②符号表达式。③化学方程式。 (4)微观结构示意图:
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