第四章 生命之源-水
4．1 我们的水资源
一、水资源及水的重要性
1、地球上水的储量是丰富的，地球又被称为水球。
2、地球上淡水资源短缺且分布不均匀。
3、生命离不开水，工业上、农业上和生活中都离不开水。
4、我们一定要十分珍惜宝贵的水资源，节约用水。
二、水污染及其防治
1、水污染的主要来源：工业上生产的“三废”（废渣、废气、废液）的任意排放；农业上农药化肥的过量使用；生活污水的任意排放；城镇垃圾的随处堆积，船舶的航行等。
2、水污染造成的危害：直接饮用被污染的水货食用被污染水域中养殖的生物，会使人中毒或至病，甚至死亡；被污染的水用来灌溉，会影响人类的生态环境；水体污染加剧了相关地区水资源紧缺的危机。
3、防治水体污染的措施：工业“三废”经过处理达标后排放；农业上提倡使用农家肥，合理使用化肥，农药；生活中使用无磷洗衣粉，并建立污水处理厂，让生活污水集中处理和排放。
4．2 饮用水
一、水的净化
1、水质混浊的水进行进化有两种基本方法：沉淀法和过滤法。
2、沉淀法包括静置沉淀和加絮凝剂沉淀。
1）静置沉淀：利用难溶物的重力作用沉淀于水底，这样的净化程度较低，因为有些悬浮物不能自然沉入水底。
2）加絮凝剂沉淀：加明矾等絮凝剂使悬浮物凝聚沉淀，净化程度比静置沉淀高。
3、过滤法是指分离固体物质和液体物质。列如沙层过滤或活性炭过滤。
4、自来水厂的生产过称：原水 （沙滤） 杀菌（加入氯气、臭氧或二氧化氯）生活用水。
二、水的纯化
1、经过净化的水只是干净的水，还不是纯水，里面仍混有许多可溶性杂质。
2、除去自来水中的其他溶解性物质，可用蒸馏法。将水加热沸腾，变成蒸汽，再冷却凝结成水，便得到蒸馏水，它是一种纯净水。
3、蒸馏：
1）原理：根据液态混合物中各成分的沸点不同进行分离。
2）适用范围：分离和提纯液态混合物或把液体中的杂质除去。
三、硬水和软水
1、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、镁化合物的水叫做软水。
2、硬水和软水的检验
1）分别加入少许等量的肥皂产生较多泡沫的水为软水；产生泡沫很少，且有较多浮渣的水是硬水。
2）分别取少量加热蒸干，有固体残留物剩余的为硬水，反之为软水。
3、硬水的危害
1）工业锅炉用水绝对不能用硬水，否则有可能引起锅炉爆炸。
2）用硬水洗衣服也不好，它会减低肥皂的起泡能力。
3）饮用硬水口感不好，且对健康有害。
4、硬水的软化方法：蒸馏（实验室用）和煮沸（生活中用）
4.3 探究水的组成
一、水的物理性质
1、纯净的水是没有颜色、没有气味、没有味道的透明液体。
2、在压强为101.3kPa时，水的凝固点为0℃，沸点为100℃.
3 3、温度为4℃时，水的密度最大，为1g.㎝
二、电解水的实验
1、实验装置：水、电解器或水槽、试管、直流电源。
2、实验现象：通电后，两电极上出现气泡，一段时间后，试管甲和
乙中收集到得气体体积比约为1：2。
3、气体检验：试管乙中的气体（与电源正极相连），可使带火星的木
条复燃，说明是氧气。试管甲中的气体（与电源负极相连），点燃后
产生淡蓝色火焰，说明是氢气。
4、实验结论：1）水在通电直流电的条件下，发生了分解反应，生成了氢气和氧气，发生了化学反应：水 氢气 + 氧气（分解反应）
2元素和氧元素组成的纯净物。
5、实验误差：在实验室过程中产生的氢气体积往往要大于氧气的体积的2倍。原因：1）实验测得，在通常情况下，1体积的水里能溶解0.02体积的氢气，却能溶解0.03体积的氧气，即氧气在水中的溶解能力比氢气大，从而导致试管中收集到得氧气体积偏小；2）在电解过程中，产生的氧气会与金属电极发生氧化反应，从而消耗了氧气，导致氧气的体积偏小。
6、注意事项：1）为了增强水的导电性，实验前应在水中加入适量的稀硫酸或氢氧化钠溶液；
2）为了防止玻璃管的液面产生泡沫，要求所用电解装置必须充分纯净，氢氧化钠也要比较纯净，玻璃管的直径不能太细；3）该实验中所用电源为直流电源；有时玻璃管中收集到得气体量较少，当检验与电源负极相连的玻璃管内的气体时，可能只发生爆鸣，而看不到淡蓝色火焰。
4.4 表示物质组成的化学式
一、化学式
1、定义：用元素符号来表示物质组成的式子叫做化学式。
2、含义：宏观：表示一种物质的元素组成；微观：表示物质的一个分子及物质的分子构成。如化学式CO2表示的含义有：1）表示二氧化碳是由碳元素和氧元素组成。2）表示二氧化碳这种物质。3)表示一个二氧化碳分子。4）表示一个二氧化碳分子由一个碳原子和两个氧原子构成。
3、注意：1）纯净无都有固定的组成，每种物质只有一个化学式。混合物没有化学式。
2）化学式里元素符号右下角的小数字表示一个分子含某元素的原子个数，
3）写在化学式前的数字表示微粒的个数叫化学计量数或系数。
如2CO2 “2”表示两个二氧化碳分子，氧元素符号右下角的2表示一个二氧化碳分子中含有两个氧原子。
二、化合价
1、定义：不同元素间形成化合物时，他们的原子个数比是不同的，显示个了这些元素的某种特性，即元素的化合价。
2、常见的化合价
一价有:（—1）碘、氯、氟（+1）钠、银、氢、钾
二价有：（—2）氧（+2）汞、铜、钙、锌、钡、镁
三价（+3）有铝、四价（+4）有硅、五价（+5）有磷
变价：铁:+2、+3 碳：+2、+4 硫：—2、+4、+6 氮：—3、+5
原子团也有化合价，—1，硝酸根（NO3）、氢氧根（OH）；—2，碳酸根（CO3）、硫酸根（SO4）；+2，铵根（NH4）
3、化合价的一般规律：1）在化合物中，金属元素通常显示正价，非金属元素通常显示负价；氢原子通常显+1价，氧元素通常显—2价。2）在单质分子里，元素的化合价为0。３）在化合物里，各元素的正负化合价的代数和为０，这是写化学式和判断化学式正误的依据。 ４、化合价的表示方法：通常写在元素符号或原子团的正上方，标出其正负，把＋、－、写
注意：１）化合价是元素的性质，不是原子和物质化合价。
２）某些元素在不同的化合物中可显示不同的化合价。
３）原子团：在化学反应中常作为一个整体参加反应，这样的原子集团称为原子团或根。
４）原子团是化合物的一部分，因此原子团是带电的。
三、化学式的写法和读法
１、化学式的写法
１）单质化学式
①由单原子构成的单质：稀有气体的最外层已达到稳定结构，是单原子构成的单质，其化学式用元素符号表示。如：氦He 、氖Ne等。金属、某些固态非金属如碳、磷、硫等的化学式也用元素符号表示。如：钠Na、铁Fe、碳C、硫S等。
②由多原子构成分子的单质
写多原子构成分子的单质化学式时，它的分子由几个同种元素构成，就在元素符号的右下角写上数字几。如氧气分子由两个氧原子构成，其化学式是O2;臭氧分子由三个氧原子构成，其化学式为O3
气体单质多是双原子分子（稀有气体、臭氧除外），液态溴Br2、固态碘I2等单质也是双原子分子。
2）化合物化学式
①写时要符合一个原则：化合物中各元素正、负化合价的代数和为0。
②要尊重客观事实，注意物质的真实存在性。
③“正前负后”
④最简整数比
⑤书写步骤：一排序而标价，价数交叉写右下，约减价数做角码，化合价规则去检查。
2、化合价的读法
1）单质化学式的读法：一般除双原子分子构成的气体单质在元素名称加气，其余直接读元
素的名称。如O2读氧气、Fe读铁。
2）化合物化学式的读法：从后向前，逆向读。
两种元素组成的化合物：读某化某。CuCl2读氯化铜。如果是氧化物有时还要读原子个数。 含有原子团的化合物：如果化合物的原子团含有CO32-、SO42-、NO3- 。读某酸某。如ZnSO4读硫酸锌。如果化合物的原子团含有OH-读某化谋，如Ca(OH)2读氢氧化钙。
具可变价的元素，一般在低价元素前加亚字。如FeCl2中铁显+2价，读率化亚铁。FeCl3中铁显+3价，读氯化铁。
特例:NH3、读氨气，H2O2、读过氧化氢
四、有关化学式的计算
1、计算相对分子质量
1）相对分子质量：化学式中各原子的相对原子质量总和。
2）相对分子质量和相对原子质量一样，也是个比值，是相对质量。
3）例如：CO2的相对分子质量=12+16×2=44
计算：Ca(OH)2和CuSO4·5H2O的相对分子量
2、计算组成物质的各元素的质量比
1）化合物中各元素的质量=各种原子的相对原子质量总和（相对原子质量×原子个数）的最简整数比=各种原子的相对原子质量之比×对应的原子个数比。
2) 列：求二氧化碳中各元素的质量比
二氧化碳中碳元素和氧元素的质量比为12：（16×2）=3：8
求：NH4NO3和Ca(OH)2中各元素的质量比
3、计算化和物中某一元素的质量分数
1）化合物中某元素的质量分数就是该化合物的质量与组成物质的元素总质量之比。
2）公式为：
化合物中某元素的质量分数×100%
3）例：求硝酸铵（NH4NO3）中氮元素的质量分数
NH4NO3中N的质量分数为
（N的相对原子质量×2）÷（NH4NO3的相对分子质量）×100%
=（14×2）÷（14×2+1×4+16×3）×100%=35%
答：NH4NO3中N的质量分数为35%。
4.5 化学方程式
一、质量守恒定律
1、内容：在化学反应中，参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。
2、解释：在一切化学反应中，反应前后原子的种类没有改变，原子的数目没有增减。原子的质量没有变化。所以化学反应前后各物质的质量总和必然相等。
3、实验验证：1）NaOH溶液和CuSO4溶液的反应；2）碳酸钡于氯化钠的反应等。在验证质量守恒定律的实验中，有气体参加或生成的反应必须在密闭容器里进行。有气球装置要考虑浮力问题，虽然反应前后质量相等，但是在托盘天平在称量，反应后托盘天平不平衡。在此注意托盘天平应用的称量实质是杠杆原理。
二、化学方程式及其书写
1、化学方程式的含义
用化学式来表示化学反应的式子，叫做化学方程式。化学方程式包括反应物、生成物、反应条件及生成物的状态，它反映了反应物和生成物之间的质量关系。
2、化学方程式的读法
化学方程式的读法有三种。以C+O2=CO2为例：
1） 在点燃条件下，碳和氧气反应生成二氧化碳。
2） 在点燃条件下，每12份质量的碳和32份质量的氧气反应可生成44份质量的二氧化碳。
3） 在点燃条件下，一个碳原子和一个氧气分子反应可生成一个二氧化碳分子。
3、化学方程式的书写
1）书写原则：一必须以客观事实为依据；二遵守质量守恒定律，使反应前后的物质所含元素的种类和各元素的原子个数相等。
2）书写步骤
（1）先写反应物的化学式，多种反应物之间用“+”号连接，化一短线“ ”，再写生成物的化学式，多种生成物之间也用“+”号连接。
（2）根据质量守恒定律，配平。
（3）“=”在”标注。
（4）检查，化学式，配平、条件、符号。
4、化学方程式的配平方法
1）最小公倍法：
2）奇数配偶法：
3）定“1”法：
4）观察法：
三、有关化学方程式的计算
1、化学方程式计算的依据
化学方程式计算的依据是质量守恒定律，计算的关键是根据事实和质量守恒定律准确写出化学方程式。
2、解题思路
审题、分清已知量和未知量，分析、解答
3、步骤
设：未知数
写：化学方程式，注明反应条件
比：写出相关物质的相对分子质量和已知量、未知量、并写在相应物质化学式的下边。 求：列出比例式求解
答：写答案