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第2章 身边的化学物质
第3节 自然界中的水
第2章 身边的化学物质
第 2 课 时
1.知道硬水与软水的区别,能用简单的实验检验硬水和软水。
2.认识水是人类不可缺少的宝贵资源,养成节约用水、自觉保护水资源的意识。
3.了解水净化的基本方法。
4.能用过滤的方法分离简单的混合物。
学 习 目 标
自 主 探 究
二、水的净化
1.蒸馏水与氯化钠溶液的鉴别
方法一:各取样少许,用玻璃棒分别蘸取后在酒精灯火焰上灼烧,蒸干后出现白色固体的原瓶内液体是氯化钠溶液;蒸干后没有固体残留的原瓶内液体是蒸馏水。
方法二:测试导电性,若液体能导电,样品为氯化钠溶液,否则为蒸馏水。
活动
与
探究
实验室有两瓶无色透明的液体,其中一瓶是蒸馏水,另一瓶是氯化钠溶液。能将它们区别开来吗?
2.氯化钙溶液与蒸馏水的鉴别
含有少量氯化钙的水产生的泡沫很少,产生较多白色垢状物;不含氯化钙的水产生的泡沫较多。
活动
与
探究
在两个烧杯中各加入20 mL蒸馏水,在一个烧杯中再加入少量氯化钙,搅拌使其完全溶解。再在两个烧杯中各加入一些肥皂水,搅拌,观察比较;两个烧杯中发生的现象。
1.纯水与天然水的区别
纯水 天然水
特征 无色、无味、清澈透明,不含杂质,也叫蒸馏水 由于含有许多可溶性和不溶性杂质而常呈浑浊状态,如河水、湖水、井水、海水等
分类 纯净物 混合物
2.硬水和软水
(1)硬水和软水
①某些水中溶有较多含钙、镁的可溶性物质,这种水称为硬水。
②某些水中不含或含有少量含钙、镁的可溶性物质,这种水称为软水。
(2)硬水和软水的鉴别方法
取等量的软水和硬水,分别向其中加入等量的肥皂水搅拌,观察,产生大量泡沫且白色垢状物较少的水是软水,不产生泡沫或产生泡沫很少且白色垢状物多的水是硬水。
硬水一定是混合物。
软水不一定是纯净物,纯水一定是软水。
(3)硬水软化的方法
①生活中通过将水煮沸降低水的硬度。
②蒸馏也可以使硬水软化,在实验室里可以用蒸馏的方法使硬水软化。
(4)硬水的危害
①用硬水洗涤衣物,加肥皂后,产生的泡沫少,还会形成白色的垢状物,严重影响清洗剂的使用效果。
②长期饮用硬水对人体健康不利,一些工业用水也不能使用硬水。
3.过滤
过滤是将不溶于液体的固体物质与液体分离的一种方法。利用过滤的方法可将不溶于水的固体与水分离开来。
(1)过滤器的制作:如图所示,取一张圆形滤纸,对折两次,然后打开,使滤纸成为圆锥形(一边为一层滤纸,另一边为三层滤纸),放入漏斗内,并使滤纸边缘略低于漏斗口,用少量水润湿滤纸并使滤纸与漏斗壁之间没有气泡。
加快过滤速率。
目的是使滤纸紧贴在漏斗内壁上。
(2)过滤用到的仪器
漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台(带铁圈)。
(3)注意事项
过滤操作的注意事项可以概括为“一贴、二低、三靠”(如图所示)。
教师点拨
1.过滤时使用玻璃棒的作用是引流,防止冲破滤纸。
2.一次过滤所得的滤液仍浑浊时,应再过滤一次。如果两次过滤后滤液仍然浑浊,则应检查实验装置并分析原因。
两次过滤后滤液仍然浑浊的原因有滤纸破损、仪器不干净、漏斗内液面高于滤纸边缘等。
活动
与
探究
1.将一些浑浊的水倒入烧杯中,向烧杯中加入少量明矾,搅拌使明矾溶解,静置,观察现象。
实验现象:加入明矾后浑浊的水变澄清了。
2.取一张圆形滤纸折好,放在漏斗中,用水润湿,作为过滤器。再按照图安装好过滤装置。
3.将烧杯中的上层液体倒入另一个烧杯中,余下的液体缓慢地沿着玻璃棒注入漏斗中。待液体全部过滤后,取出滤纸,观察滤液和滤纸上的物质。
实验现象:过滤后滤纸上留下固体杂质,滤液澄清透明。
蒸发的操作要点
勤搅拌,防飞溅,
大量析晶撤热源。
4.蒸发
蒸发操作时要注意:
(1)蒸发皿中液体的量不超过蒸发皿容积的2/3;
(2)用玻璃棒不断搅拌,防止局部温度过高造成液滴飞溅;
(3)蒸发皿中出现较多量的固体时,停止加热;
(4)热的蒸发皿用坩埚钳取下放在石棉网上,以免烫坏实验台。
装置如图所示。
蒸发常见的三种方式
1.直接将蒸发皿放在火焰上加热的快速蒸发;
2.用水浴加热的较缓慢的蒸发;
3.在室温状态下的慢慢蒸发。
当受热物质遇到高温容易分解时或者要结晶得到较大颗粒的晶体时,都可使用水浴加热。水浴加热时,一般将容器置于烧杯中的热水内即可。一般来说,溶剂蒸发的速率越快,它的结晶颗粒就越小。
5.自来水的净化
自来水厂净水过程示意图
(1)加混凝剂:明矾等可作混凝剂。混凝剂可吸附水中悬浮的颗粒,形成较大颗粒而沉降。用作混凝剂净化水的物质除了明矾外,还有硫酸铝、氯化铝、氯化铁等。
(2)过滤:可以除去液体中混有的固体杂质。
(3)吸附:活性炭具有吸附作用,不仅可以吸附一些不溶性的杂质,还可除去一些可溶性的杂质,如异味和色素。
(4)消毒:用氯气(Cl2)作消毒剂可以杀死水中的细菌,用漂白粉[主要成分是Ca(ClO)2]也可以消毒杀菌。
发生的都是化学变化。
6.常用的净水方法
(1)沉降:利用重力作用让水中的颗粒物沉降的过程。
(2)过滤:将不溶于液体的固体物质与液体分离的一种方法。
(3)吸附:利用明矾、活性炭等具有吸附性的物质吸附不溶性杂质和一些可溶性的杂质,如色素和异味。
(4)蒸馏:将水加热成水蒸气,再冷凝成纯净水。
一般的净水过程,通常都是几种净水方法的综合运用,这样净化水的效果更好。
知识小结
①在净水的各种方法中,吸附、沉降、过滤、蒸馏发生的都是物理变化。消毒发生的是化学变化。
②活性炭主要吸附色素和异味,明矾主要吸附悬浮的固体颗粒。吸附的过程发生的是物理变化。
③在沉降、过滤、吸附、蒸馏几种净水方法中净化程度最高的是蒸馏。
过滤、吸附、蒸馏辨析
过滤只能把液体中的不溶性杂质除去;使用有吸附作用的固体既可吸附液体中的不溶性物质,还可吸附掉一些溶于水的色素和异味;而蒸馏既能除去液体中的不溶性杂质,又可以除去可溶性杂质,而且通过高温处理还能消毒杀菌。
三、水资源的综合利用
1.水资源概况
(1)世界水资源状况
①水在地球上分布很广,地球上海洋水、湖泊水、河流水、地下水、大气
水和生物水等各种形态的水总储量约为1.39×1018 m3,地球表面约71%被水覆盖着。其中海洋水约占全球总储水量的96.5%。
②地球上的总储水量虽然很大,但淡水很少,大部分是含盐量很高的海水。陆地储水中也有咸水,淡水只约占全球储水量的 2.53%,其中大部分还分布在两极和高山的冰雪及永久冻土层中,难以利用;可利用的淡水资源是十分有限的。
③海洋不但是水资源的宝库,而且蕴藏着丰富的矿物质,但无法直接利用。科学家正在探索高效淡化海水的新方法与新技术,以提高海水的利用价值。
(2)我国水资源状况
我国人均水量约为世界人均水量的1/4,有超过一半的地区处于严重缺水状态。
年份 用水总量 (亿立方米) 各类用水所占比例/% 农业用水 工业用水 生活用水 其他用水
1949 1031 97.1 2.3 0.6 -
1997 5566 70.4 20.2 9.4 -
2003 5320 64.5 22.1 11.9 1.5
2008 5908 62.0 23.7 12.3 2.0
请对以上数据进行多角度的分析,并借助柱形图或折线图等进行比较,你能从中得出哪些有意义的结论?各类用水所占比例发生变化的原因可能是什么?
总体来看,我国不同时期的年用水总量呈现较明显的增加趋势,对于水资源的需求越来越大。分析各类用水所占比例,可以发现农业用水的比例逐渐降低,工业用水的比例则不断增加,这正是我国工业快速发展的证明。生活用水比例的增加反映了人民生活水平的日益提高。
水是人类宝贵的自然资源,水不是取之不尽、用之不竭的;水资源短缺不久将成为一个深刻的社会危机。
2.爱护水资源
(1)节约用水
①工业上,水的主要用途有原料用水、产品处理用水、锅炉用水、冷却用水、洗涤用水等,工业上改变一些生产工艺,提高水的重复利用率,可以节约大量的水。
②农业上,特别是干旱地区,需要用大量的水进行灌溉,世界上用于农业的淡水占人类消耗淡水总量的60%~80%,农业用水量远远超过工业用水量。因此,各国都在努力发展节水型农业,例如农业和园林浇灌改大水漫灌为喷灌和滴灌,可以节约大量水。
③我们在日常生活中也要节约用水。如关紧身边的水龙头,更换滴水、漏水的水龙头,使用节水型器具,生活用水处理后二次利用等。
(2)防治水体污染
防治水体污染是保护水资源的有效做法。
一方面要节约用水,另一方面要防治水体污染。
如图所示为国家节水标志。标志由水滴、人手和地球组成。圆形代表地球,象征节约用水是保护地球生态的重要措施。标志的留白部分像一只手托起一滴水,视如掌上明珠,表示节水需要公众参与,鼓励人们“从我做起,人人动手节约每一滴水”;手又像一条蜿蜒的河流,象征着滴水汇成江河,鼓励人们合理地开发、利用、保护水源,养成节约用水的好习惯。“接水”与“节水”谐音,形象而生动地将“节水”之意寓于其中。
国家节水标志
本节课你学会了哪些知识?
收获了什么方法?
还有什么疑惑吗?
课 堂 达 标
1.自然界中几乎不存在纯净的水,若要对自然界中的水进行净化处理,其中净化程度最高的方法是( )
A.吸附 B.沉降 C.过滤 D.蒸馏
D
2.列说法正确的是( )
A.可用肥皂水区分硬水和软水
B.蒸馏和过滤都可以使硬水变成软水
C.河水、海水等均为纯净物
D.长期饮用硬水可以补钙
A
3.水是生命之源,既普通又宝贵。下列对水的“多”与“少”的描述错误的是( )
A.地球上水的总量多,淡水少
B.我国水资源总量多,人均水量少
C.“南水北调”工程说明南方水的储量多,北方水的储量少
D.世界上水资源丰富的国家非常多,水资源匮乏的国家非常少
D
4.水是生命之源,节约用水是每个公民应尽的责任。下列做法或建议错误的是( )
A.洗澡擦肥皂时不关喷头
B.刷牙少用一口水,洗脸少用一杯水
C.选用节水型器具
D.发现水管漏水及时向物业管理或供水部门反映
A
6.用下列几个步骤转化为可饮用水:①化学沉降(用明矾)②消毒杀菌③活性炭吸附④加热煮沸。以上处理过程合理的是( )
A.③②①④ B.①③②④
C.③①④② D.①③④②
5.下列关于水净化过程中常用方法的说法正确的是( )
A.明矾可以促进水中悬浮物的沉降
B.过滤能除去天然水中的所有杂质
C.活性炭的吸附作用可使海水转化成淡水
D.过滤或加热均能使硬水转化成软水
A
B
7.自来水厂净水过程示意图如图,下列说法正确的是( )
A.明矾是一种常用的絮凝剂
B.过滤可除去水中可溶性杂质
C.活性炭可长期使用无需更换
D.经该净水过程得到的是纯水
A
(1)该操作中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、_______,玻璃棒的作用是_______,滤纸的边缘要_______(填“高于”或“低于”)液面。
(2)该操作用于净水,可除水中_________杂质。
(3)做过滤实验时,发现过滤后滤液仍然浑浊。其原因可能是什么?
(4)自然界的水含有大量的细菌,在家中我们通常采用_______的方法杀灭细菌。
(5)通常可用_______区分硬水和软水。
8.如右图所示进行的是过滤操作。
漏斗
引流
高于
不溶性
滤纸破损、仪器不干净、漏斗内液面高于滤纸边缘等
煮沸
肥皂水
谢 谢 观 看