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- 2021-05-13 发布
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课题3 水的净化
知识梳理
1.水的物理性质
纯净的水是________、________、________的液体。在压强为101 kPa时,水的凝固点是0 ℃,沸点是100 ℃。4 ℃时水的密度最大,为1 g·cm-3。水结冰时体积膨胀,所以冰的密度比水的密度________。
答案:无色 无味 透明 小
2.水净化的一般办法
(1)水的净化方法
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。
Ⅰ.过滤所需仪器
漏斗、________、________、铁架台(带铁圈)。
Ⅱ.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: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
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:吸附 沉淀 过滤 蒸馏 ①吸附 沉淀 可溶性 ②吸附沉淀
③固体物质 溶液 Ⅰ.玻璃棒 锥形瓶 Ⅱ.漏斗 滤纸
④气体 气体 沸点
3.硬水和软水
(1)硬水和软水
硬水:含有较多可溶性钙、镁化合物的水叫硬水。
软水:不含或含有较少可溶性钙、镁化合物的水叫软水。
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。
蒸馏是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:因为水中含有可溶性的钙、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60—70℃。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 在日常生活中,有人喜欢喝纯净水,市售纯净水中有一些是蒸馏水,有关这类纯净水的下列说法中,正确的是( )
A.它是纯天然饮品,不含任何化学物质
B.它是一种硬水
C.它在通电条件下不能分解成氢气和氧气
D.它纯净、清洁,但不宜长期饮用
思路解读:蒸馏水是纯水,不含矿物离子和微量元素,不适合饮用;但它是化合物,本身就是化学物质,不能说不含化学物质;通电时能够电解,生成氢气和氧气,但电解很慢;它洁净,是纯水,但不适合做饮用水水源。
答案:D
例2 通电分解水的简易装置如图3-11所示。
图3-11
(1)在水中加入少量硫酸或氢氧化钠的目的是为了_______________________________。
(2)试管甲中生成的是_______气,则B极为_______极(填“正”或“负”),甲、乙两试管内气体的质量比为_______。
(3)电解水的实验说明水是由_______组成的。这个实验还验证了在化学反应里_______,可以分成原子,而_______不能再分。
思路解读:
由于纯水的导电性能很差,应该加入酸或碱增强水的导电性,使电解加快。水电解生成氢气和氧气,说明水是由氢元素和氧元素组成的。电解过程把水分子变成氢、氧原子,说明原子是化学变化中的最小粒子。
答案:(1)增强水的导电性,加快电解速度
(2)氢 正 1∶8
(3)氢、氧 分子可以再分 原子
知识导学
在压强为101 kPa时,水加热到100 ℃就烧开了。冬天,到了0 ℃就要结冰。冰浮在水面上。
利用明矾等絮凝剂溶于水后,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。
过滤时要注意:
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。
几种水净化方法的比较:
水的净化方法
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
蒸馏操作时要注意的要点:
①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。
②蒸馏时注意保持温度缓慢上升,同时通入冷水进行冷却。
③当蒸馏烧瓶中只有少量液体或已达到规定要求时即停止蒸馏。
人们长期饮用硬水有害人体的健康。
水垢形成的原理:
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
需说明水中的杂质有哪些,无色透明的水是否一定不含可溶性杂质,可溶性杂质是否一定对人体健康有利。
要说明水中含有什么物质,这些物质在加热时会发生什么变化,生成什么物质。
问题导思
要先知道水垢的成分,在家中什么物质能与之反应。
为了减少酸的用量,先用什么办法除垢,要说明水中含有什么物质,这些物质在加热时会发生什么变化,对反应有何影响,生成什么物质,水垢怎样变化,是否容易除去。
先要知道蒸馏水是否是纯度较高的水,有无不溶性杂质,有无可溶性杂质。自来水中有无不溶性杂质,有无可溶性杂质,然后把水蒸发除去,可溶性杂质亦即可暴露出来。根据蒸馏水和自来水的现象不同即可判断。
典题导考
绿色通道
物质的外观与物质的本质有很大的差距,我们不能凭视觉效果判断物质的组成或推测物质的性质,必须利用实验分析物质的组成。
典题变式
下列说法正确的是( )
A污水只是看起来脏点,其实没有害处
B.水厂的水源不需要选择
C.污水里有病菌
D.农村空气好,没有污水
答案:C
绿色通道
电解过程增强导电性的方法是加入电解质;加入的一般是硫酸或氢氧化钠。不要以为加入任意酸、碱都可以,有的酸会对电解产生影响。
典题变式
电解54 g水,可得到氢气( )
A.6 g B.3 g C.1.5 g D.8 g
答案:A
典题变式
电解水时常加入少量的稀硫酸或氢氧化钠溶液是因为( )
A.它们是水分解反应的催化剂
B.可以增强水的导电性
C.可以更多地生成氢气和氧气
D.可以用它们除掉水中的有害物质
答案:B