自然界的水(人类拥有的水资源)

(1)世界水资源概况

地球表面约71%被水覆盖，海洋是地球上最大的储水库，其储水量约占全球总储水量的96.5%。

淡水约占全球总储水量的2.53%。

海水中含有的化学元素有80多种。

(2)我国的水资源概况

❤我国水资源总量居世界第六位。

❤我国人均水量约为世界人均水量的四分之一。

爱护水资源

(1)节约用水

❤工业上，提高水的重复率;农业上，农业和园林浇灌改大水漫灌为喷灌和滴灌;

❤生活中，如关紧身边的水龙头，更换滴水、漏水的水龙头，生活用水重复使用，如用淘米水浇花。

(2)水体污染的来源：工业污染、农业污染、生活污染。

❤工业污染：废水、废渣、废气(工业“三废”)。

❤农业污染：化肥、农药的不合理使用。

❤生活污染：含磷洗涤剂的大量使用、生活污水的任意排放等。

(3)防水体污染

❤工业上，应用新技术、新工艺减少污染物的产生，同时对污染的水体处理符合标准后再排放;

❤农业上，提倡使用农家肥，合理使用化肥和农药;

❤生活污水要逐步实现集中处理和排放。

❤加强水质的质量检测

水的净化(过滤、吸附、蒸馏)

(1)纯水和天然水

❤纯水是无色、无臭、清澈透明的——纯净物

❤而自然界中的河水、湖水、井水等天然水里由于含有许多可溶性和不溶性杂质，因此常呈浑浊。——混合物

(2)自来水厂净水过程

取——从水库中取水

加——加絮凝剂(明矾)，使悬浮的颗粒状杂质被吸附凝聚。

沉——在反应沉淀池中沉降分离，使水澄清。

滤——将沉淀池中流出的较澄清的水通入过滤池中，进一步除去不溶性杂质

吸——再将水引入活性炭吸附池，除去水中臭味和残留的颗粒较小的不溶性杂质

投——投药消毒(通常通入氯气的方法)除去细菌，杀菌后的水就是可以饮用的自来水，通过配水泵供给用户。但水中仍然含有可以溶于水的一些杂质，所以还是混合物。【它是一个化学变化过程，因为除去病菌的过程，就是把病菌变成其他物质的过程。】

(3)常用的净水方法

Ⅰ.沉淀——除去不溶性杂质

使不溶性的沉淀沉降下来，并与水分层。

Ⅱ.过滤——除去不溶性杂质

把液体与不溶于该液体的固体分开。

1)操作步骤：

①取浑浊的天然水，加入3钥匙明矾粉末，搅拌溶解后，静置。

②准备过滤器，圆形滤纸，三层滤纸，折好后放入漏斗，使之紧贴漏斗壁。

2)操作要点：“一贴二低三靠”：

一贴：滤纸紧贴漏斗的内壁;用少量水浸润滤纸并使得滤纸与漏斗之间不要有气泡。

二低：过滤时滤纸的边缘应低于漏斗的边缘;漏斗内液体的液面低于滤纸的边缘。

三靠：倾倒液体的烧杯嘴紧靠引流的玻璃棒;玻璃棒的末端轻轻靠在三层滤纸的一边;漏斗下端紧靠烧杯内壁。

3)滤液仍然浑浊的可能原因：滤纸破损;液面超过滤纸边缘;漏斗或烧杯不干净。

Ⅲ.吸附——除去部分不溶性杂质、可溶性杂质、臭味、色素等。

利用活性炭等具有吸附作用的物质把水中的一些不溶性杂质、部分可溶性杂质吸附在表面而除去。

Ⅳ.蒸馏——除去可溶性杂质和不溶性杂质.

通过加热的方法使水变成水蒸气后冷凝成水。

实验步骤：

1)在烧瓶中加入1/3体积的硬水，再加入几粒沸石或碎瓷片，使各连接部位严密不漏气。

2)连接好装置，使各部分严密不漏气，加热烧瓶，注意不要使液态沸腾得太剧烈，以防止液体通过导管之间流到试管里。

3)弃去开始蒸馏出的部分液态，收集到10ml左右蒸馏水后，停止加热，用肥皂水比较蒸馏前后的硬度变化。

注意事项：

1)蒸馏烧瓶中的液体不能超过其球部容积的2/3，也不能少于1/3;

2)加热时不得将液体全部蒸干;

3)冷却水的方向是下进上出，即“下口进水，上口出水”;(冷却水的流向与蒸气的流向相反，这种逆流冷却可以达到最好的冷却效果。)

4)温度计的水银球的上缘要恰好与蒸馏烧瓶支管口的下缘在同一水平线上;

5)加几块碎瓷片或沸石可以防止加热时液体暴沸而剧烈跳动;

6)蒸馏烧瓶下面需垫上石棉网，以防炸裂蒸馏烧瓶;

7)开始收集到的液体因与某些器壁接触可能会引入杂质，因而弃去。

【总结】

❤以上四种净水方法(沉淀、过滤、吸附、蒸馏)均为物理方法。

❤用蒸馏方法得到的水为纯净物，其他三种方法得到的水均为混合物。

❤一般的净水过程，通常都是几种净水方法综合运用，这样净化水的效果更好。

硬水与软水(鉴别、转化)

(1)定义

硬水：含较多可溶性钙、镁化合物的水。

软水：不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水。

(2)鉴别硬水和软水(鉴别蒸馏水和矿泉水)：

把等量的肥皂水分别加入到盛有等量的软水、硬水的烧杯中，搅拌。

软水：产生大量泡沫，浮渣少;硬水：不产生泡沫或泡沫少，浮渣多;

(3)硬水给生活和生产带来的危害

①用硬水洗涤衣服，既浪费肥皂也洗不净衣服，时间长了还会使衣服变硬。

②锅炉用水硬度高十分危险，因为锅炉内结垢后不仅浪费燃料，而且会使锅炉内管道局部过热，易引起管道变形或损坏，严重时还可能引起爆炸。

(4)硬水的软化

❤生活中降低水的硬度的方法：煮沸。

❤工业和科学实验中软化硬水的方法：蒸馏、离子交换法。

水的电解、水的宏观组成与微观构成两级产物的性质及检验

(1)从氢气燃烧探究水的组成

Ⅰ.氢气的物理性质

无色无味的气体，难溶于水，密度比空气小。

Ⅱ.氢气的验纯

操作：用拇指堵住集满氢气的试管口(注意试管口要朝下)。靠近火焰，移开拇指点火。

结论：发出尖锐爆鸣声表明氢气不纯，声音很小则表示氢气较纯。

混有一定量空气或氧气的氢气与明火会发生爆炸。

点燃任何可燃性气体(如氢气、一氧化碳等)之前都要检验气体的纯度，以防止发生爆炸。

Ⅲ.氢气的化学性质

H2：可燃性2H2+O2

2H2O(淡蓝色火焰)

结论：氢气在空气中能燃烧，生成水，放出热量;水中含有氢元素和氧元素。

Ⅳ.氢气的用途

充灌探空气球——密度最小的气体。

作高能燃料——可燃性。

(2)水的电解实验探究水的组成

Ⅰ.水的电解实验

①实验操作：往电解器玻璃管里注满水，接通直流电源，观察现象，经过一段时间后，停止通电。

②实验现象：

❤通电一段时间后，看到两个电极上都有气泡产生。

❤与正极相连的试管内收集的气体体积小，与负极相连的试管内收集的气体体积大。前者与后者体积比约为1:2。

③气体的检验：

正极：试管1中的气体可使带火星的木条复燃，说明是氧气;

负极：将试管2中的气体移近火焰时，气体能够燃烧，火焰呈淡蓝色，如气体量少，可能发出爆鸣声，证明是氢气。

④结论：

❤水在通电条件下，发生了分解反应，生成了氢气和氧气。

❤正极：氧气;负极：氢气;正极负极体积比：1:2

❤方程式：2H2O

2H2↑+O2↑

Ⅱ. 从微观角度理解水的电解

当水分子分解时，生成了氧原子和氢原子，2个氢原子结合成1个氢分子，很多氢分子聚集成氢气;2个氧原子结合成1个氧分子，很多氧分子聚集成氧气。

Ⅲ.水的组成

宏观：水是由氢元素、氧元素组成;微观：水由大量水分子构成;1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成;

【拓展】铁丝在氧气中燃烧，集气瓶底部放少量水的原因：防止熔融物溅落炸裂集气瓶底部。

硫在氧气中燃烧，集气瓶底部放少量水的原因：吸收二氧化硫，防止污染空气。