自然界的水
电解
正氧负氢氢二氧一
分类
单质/化合物/氧化物
净化
沉淀过滤吸附
护水
节水防污染
开场场景:两个试管倒扣在电解槽里,通电后两极都冒泡。过一会儿你会发现:负极试管里的气体体积是正极的两倍。负极点着能爆鸣(氢气),正极能让带火星木条复燃(氧气)。水通电后,变成了氢气和氧气。
义是什么
是什么:电解水是分解反应,它证明了水不是一种元素,而是由氢、氧两种元素组成的化合物。为什么负氢正氧:水在直流电作用下,水分子拆成氢原子和氧原子;氢原子跑到负极得电子变成氢气,氧原子跑到正极失电子变成氧气。
物质分类树:先分纯净物和混合物;纯净物再按元素种数分单质和化合物;化合物里”两种元素其一为氧”的叫氧化物。空气是混合物,蒸馏水是纯净物、化合物、氧化物。
路怎么学/怎么想
净化水四步:沉淀(加明矾吸附悬浮杂质)→ 过滤(除不溶性杂质)→ 吸附(活性炭除色素和异味)→ 消毒(加氯气/漂白粉杀菌)。过滤操作要点:一贴二低三靠——滤纸紧贴漏斗、滤纸边缘低于漏斗、液面低于滤纸、烧杯靠玻璃棒、玻璃棒靠三层滤纸处、漏斗下端靠烧杯内壁。
硬水变软:生活中煮沸,实验室蒸馏。长期喝硬水易得结石,锅炉用硬水结垢既费燃料又可能爆炸。蒸馏得到的蒸馏水是净化程度最高的水。
典型例题:三道
生活与生产应用
生活:水垢怎么来的
硬水里的碳酸氢钙受热分解成碳酸钙沉淀,就是水壶里那层白垢。煮沸既能杀菌又能软化硬水,一举两得。
工业:自来水厂流程
取水→加絮凝剂沉淀→过滤→活性炭吸附→投药消毒→入户。注意:自来水不是纯水,仍含矿物质,长期喝反而有益。
展往哪儿长
初中:水的组成与净化是中考必考点。高中:水的电离、弱电解质、盐类水解会重新定义”水”;硬水软化的离子交换法展开。大学:海水淡化(反渗透膜)是解决淡水危机的关键技术。奥数延展:为什么电解水中常要加少量氢氧化钠或硫酸?纯水导电性太弱,加电解质增强导电,但它们本身不参与反应——这就是”增强型电解”。
“组成”和”构成”又来啦:宏观说”水由氢元素和氧元素组成“;微观说”一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成“。另外电解水得到氢气氧气,不是说明水里有氢气和氧气——水是纯净物,根本没有氢气,是通电后才生成的。
练习
基础:电解水实验说明了什么结论?
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水在通电条件下分解成氢气和氧气,说明水是由氢元素和氧元素组成的化合物;也证明分子在化学变化中可分。错了或卡壳?回到本章对应小节,把例题再顺一遍。
进阶:鉴别硬水和软水用什么试剂?现象是什么?
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用肥皂水。产生泡沫多、浮渣少的是软水;泡沫少、浮渣多的是硬水。错了或卡壳?回到本章对应小节,把例题再顺一遍。
奥数:某物质经分析只含一种元素,它一定是单质吗?
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不一定。它可能是混合物——比如氧气 O₂ 和臭氧 O₃ 混在一起,都只含氧元素,但是混合物。所以”只含一种元素的纯净物”才是单质,前提是纯净物。错了或卡壳?回到本章对应小节,把例题再顺一遍。
证教材级补充:从电解水看化学变化的微观本质
为什么是 2:1 而不是 1:1:因为水分子是 H₂O——一个分子里就有两个氢原子、一个氧原子。氢原子总数是氧原子的两倍,生成的氢分子(H₂)体积自然就是氧分子(O₂)的两倍。这同时也解释了为什么化学式要写成 H₂O。
拓展思考:电解水得到的氢气为什么要点验纯?
氢气是可燃性气体,混有空气时点燃可能爆炸。点燃前用小试管收集,靠近酒精灯,若发出轻微”噗”声则纯,若尖锐爆鸣则不纯。卡壳?回到本章「氢气性质」再想一遍。
① 电解水:正氧负氢、氢二氧一,证明水由氢氧元素组成。
② 物质分类:纯净物分单质/化合物,氧化物是”两种其一为氧”。
③ 净水四步:沉淀、过滤、吸附、消毒;肥皂水判软硬。
- 用自己的话讲:本章核心是「自然界的水」,合上书用自己的话讲一遍,不许照抄。
- 举个反例 / 什么时候最容易错:对照上面「防坑警示」,挑一条讲明白为什么那是坑。
- 哪里还卡壳(标记薄弱点):哪一句你要翻书才说得顺?那个地方就是你的薄弱点,拿笔圈出来。