水的组成与净化

《水的组成及变化的探究》讲义一、水的组成水，这个我们生活中最常见的物质，你是否真正了解它的组成呢？从化学的角度来看，水的化学式是 H₂O，这意味着一个水分子由两个氢原子（H）和一个氧原子（O）组成。

氢是宇宙中最常见的元素之一，而氧则是维持生命所必需的元素。

那么，科学家们是如何确定水的组成的呢？这要追溯到很久以前的实验。

在 18 世纪末，英国科学家卡文迪许进行了一个著名的实验。

他用电火花引爆氢气和氧气的混合气体，发现反应后生成了水。

通过精确的测量和计算，得出了氢气和氧气反应的比例，从而确定了水的组成。

这个实验不仅证明了水是由氢和氧组成的，还为化学定量分析奠定了基础。

从微观角度来看，氢原子和氧原子通过共价键结合形成水分子。

共价键是原子间通过共用电子对形成的一种化学键。

在水分子中，氧原子的电负性较大，吸引电子的能力更强，使得氢原子一端略显正电，氧原子一端略显负电，这使得水分子具有极性。

二、水的物理变化水在我们的日常生活中会经历各种物理变化。

比如，水的蒸发就是一种常见的物理变化。

当我们把一杯水放在常温下，过一段时间，水会逐渐减少，这就是水变成了水蒸气进入到空气中。

在这个过程中，水分子本身并没有发生改变，只是它们的状态从液态变成了气态。

水的凝固也是一种常见的物理变化。

当温度降低到 0℃以下时，水会结成冰。

这时候，水分子的排列方式发生了改变，变得更加有序和规则，但水分子的本质没有变化。

还有水的融化，当冰吸收热量，温度升高到 0℃以上时，又会重新变成液态的水。

这些物理变化都只是水的状态在改变，其化学组成始终是 H₂O。

三、水的化学变化水不仅会发生物理变化，还会参与各种化学变化。

例如，水的电解。

在电解水的实验中，通过直流电的作用，水分子被分解成氢原子和氧原子。

氢原子在阴极结合形成氢气，氧原子在阳极结合形成氧气。

这个实验不仅再次证明了水的组成，也展示了水在特定条件下可以发生化学分解。

水还可以与其他物质发生化学反应。

我会做！
１.下列说法错误的是（ Ａ ） Ａ.电解水生成氢气和氧气，说明水是由氢气和 氧气组成的。 Ｂ.氢气和氧气生成水，说明水是由氢、氧两种 元素组成。 Ｃ.海水，湖水是混合物，氢气燃烧生成的水是 纯净物。 Ｄ.氢气燃烧生成水的反应是化合反应，水电解 生成氢气和氧气的反应是分解反应。
２.下列变化属于化学变化的是（ Ｄ） Ａ.水汽化 Ｂ.水结冰 Ｃ.水沸腾 Ｄ.水分解 ３.有人说水可以开发成其他资源，你是怎么想的？
过滤
过滤操作要领：
步骤：1.一贴；2.二低； 3.三靠。 玻璃棒的作用：引流 一贴： 滤纸要紧贴漏斗的内壁。 二低： 滤纸低于漏斗边缘； 三靠：
烧杯口要紧靠引流的玻璃棒； 玻璃棒的下端要靠在三层滤纸的一边； 漏斗的下端要紧靠烧杯内壁。
过滤的目的：分离固体和液体的混合物
滤液的液面要低于滤纸的边缘。
吸附悬浮物浑 水变澄清
净化水的方法
常用吸附剂：活性炭、明矾等. 吸附剂的作用是:除去可溶性杂质,颜色及异味. 木炭、活性炭具有吸附性。活性炭层不仅可以过滤掉不溶性杂 质，还可以利用它的强吸附性，吸附气体（色素）和可溶性杂 质，除去臭味。 便于活性炭充分 地吸收气味和色 素。 现在得到的水可以 还需要煮沸才能放 心饮用了
一、水是由什么组成的
1. 水的电解实验
仪器、装置 通电后，电极 上出现气泡。 为了增强 水的导电性， 可加入少量稀 硫酸或氢氧化 钠。
实 验 演 示
1.现象
（1）.通电后，两根电极上都出现气泡 （2）.一段时间后，与正极相连的玻璃管里 产生的气体少；与负极相连的玻璃管里产生 的气体多；二者体积比为V正:V负=1:2
体的自净能力使水质恶化，水体及其周围的生 态平衡遭到破坏，对人类健康、生活、和生产 活动等造成损失和威胁的情况。

水
一．水的组成
电解水实验：重点
注意:1）现象：电极上产生大量气泡，液面下降
2）正极产生O2负极产生：H2
3）H2：O2=2：1
实际上若大于，原因：氧气在水中溶解性比氢气好；氧气氧化电极，使含量减少
接近，原因：氧气溶解达到饱和状态
4）加入NaOH\硫酸，目的：增强水的导电性
5）220V直流电
6）H2：
三．水的分类
1.软水含可溶性Ca,Mg元素少
2.硬水多
区别：加肥皂水，泡沫少且产生沉淀的为硬水
转化：
四．水的概况
五．水的污染
1.工业三废的任意排放
2.生活污水的任意排放——水体富营养化
3.农业上农药、化肥随雨水流入河中
物理性质：无色无味气体密度小，难溶于水
化学性质：1.常温下化学性质稳定
2.可燃性：
理想能源：生成物无污染；热值高；原料来源广泛
不能广泛应用，原因：成本高，运输、存储难
聚焦太阳能、光电转化，催化剂
点燃前要验纯
现象：发出淡蓝色火焰，放热，在火焰上方罩干冷烧杯，内壁出现水雾
二．水的净化：
1.自制净水器
2.自来水净化：

水的组成与净化（提高）【学习目标】1.掌握水的电解实验和水的组成；掌握过滤、吸附、蒸馏等净化操作和原理。

2.掌握单质和化合物的概念和区别；学会检验氢气纯度的方法。

3.知道硬水与软水的区别，了解硬水的危害及硬水的软化方法；了解防止水污染的方法。

【要点梳理】要点一、水的电解实验1.实验装置：（高清课堂《水的组成与净化》一）2.实验现象：（1）电极上均有气泡产生；(2) a、b两试管中气体体积比约为2:1。

3.气体验证：（1）a中气体点燃火焰呈蓝色（若气体量少，可能有爆鸣声），证明是氢气；（2）b中气体能使带火星的木条复燃，证明是氧气。

4.实验结论：水在直流电的作用下，发生了分解反应，生成了氢气和氧气。

水氢气+氧气H2O H2 O2从上面的实验和发生的化学反应可以说明，水是由氢元素和氧元素组成的。

【要点诠释】1.电解水时电极上出现的气体可巧记为“正氧负氢、氢二氧一”。

2.理论上水分解产生氢气和氧气的体积比为2:1，但由于氧气比氢气在水中溶解的量多，所以实验中氢气与氧气的体积比往往大于2:1。

要点二、氢气1.物理性质：氢气是一种无色、无味的气体，难溶于水，密度比空气的小（最轻的气体）。

2.化学性质：纯净的氢气在空气中安静地燃烧，产生淡蓝色火焰，放出大量热，生成水。

氢气+氧气水H2O2 H2O3.检验氢气的纯度：（1）验纯的原因：如果氢气不纯，当空气里混入氢气的体积达到总体积的4.0%-74.2％时，点燃就会发生爆炸，这个范围叫做氢气的爆炸极限。

所以点燃氢气前一定要检验氢气的纯度。

（2）验纯的方法：如图所示，收集一小试管氢气，用拇指堵住试管口，使试管口稍向下倾斜，接近酒精灯火焰，再移开拇指点火。

若听到尖锐的爆鸣声，则表明氢气不纯，需要再收集检验。

若声音很小或听到轻微的“噗”声，说明氢气已纯净。

【要点诠释】1.经检验不纯需要用排空气法再重新收集时，要用拇指按住试管口一会，否则试管内的氢气火焰可能还未熄灭，有可能使气体发生器内不纯的氢气燃烧发生爆炸。