第四單元自然界的水

01思維導圖

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02考點速記

課題1水資源及其利用

（一）人類擁有的水資源

1．人類擁有的水資源

（1）地球表面約71%被海洋覆蓋著。海洋是地球上最大的儲水庫，淡水只約占地球

水儲量的2.53%。

（2）海水中含有80多種元素，其中含量最高的元素是O，含量高的金屬元素是Na。

2．我國的水資源現狀：總量相對較多，但人均水資源量相對較少，且地域差距很大。

（二）保護水資源

1．水資源短缺的主要原因：一方面人類生產和生活的用水量不斷增加，另一方面水體污染也影響了水資源的利

用，使本已緊張的水資源更顯短缺。

2．保護水資源既要合理利用水資源，又要防治水體污染。

（1）合理利用水資源：如應用新技術、改進工藝和改變用水習慣可以大量節約工農業和生活用水；我國通過修

建水庫和實施跨流域調水等措施有效改善了水資源時空分布不均的局面。

（2）防治水體污染：如應用新技術、新工藝可以減少污染物的產生；對污水進行處理，可以使之符合排放標準。

（三）水的凈化

1．天然水中的雜質：自然界的河水、湖水、海水等水里含有許多雜質，不溶性雜質使其渾濁，可溶性雜質則可

能使其有氣味或顏色。

2．自來水廠的凈水步驟：天然水→加絮凝劑→沉淀→過濾→活性炭吸附→投藥消毒→自來水。

3．常用的凈水方法

（1）沉降：絮凝劑明礬可以使水中懸浮的雜質較快沉降，使水逐漸澄清。

（2）吸附：活性炭具有疏松多孔的結構，有吸附性。活性炭不僅可以濾去其中的不溶性物質，還可以吸附一些

溶解的雜質，除去異味，該過程屬于物理變化。

（3）過濾：

①適用范圍：難溶性固體與液體的分離。

②實驗儀器：鐵架臺（帶鐵圈）、燒杯、漏斗、玻璃棒；實驗用品：濾紙。

③操作要點、操作說明及未規范操作可能產生的后果：

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操作要點操作說明未規范操作可能產生的后果

一貼濾紙緊貼漏斗內壁如果濾紙未貼緊(留有氣泡)，會造成過濾速度慢

濾紙邊緣低于漏斗口如果濾紙邊緣高于漏斗口，液體可能會從漏斗外流下

二低

漏斗內液面低于濾紙邊緣如果液面高于濾紙邊緣，液體會不經濾紙過濾而流下

傾倒液體的燒杯尖嘴緊靠玻璃棒如果沒有用玻璃棒引流，可能造成液滴飛濺

三靠玻璃棒末端輕靠在三層濾紙的一邊如果玻璃棒靠在單層濾紙這邊，可能造成濾紙破損

漏斗下端緊靠燒杯內壁如果沒有緊靠，過濾速度變慢，同時可能造成液滴飛濺

④玻璃棒在過濾中的作用是引流。

⑤如果過濾后的濾液仍然渾濁，接下來應如何操作？更換濾紙并清洗儀器，重新過濾，直到濾液澄清。

（四）硬水和軟水

（1）概念：含有較多可溶性鈣、鎂化合物的水叫作硬水；不含或含較少可溶性鈣、鎂化合物的水叫作軟水。

（2）水垢的形成：在水加熱或長久放置時，水中的可溶性鈣、鎂化合物會生成沉淀（水垢）。

（3）硬水的危害：

①用硬水洗滌衣物，既浪費肥皂也洗不凈衣物，時間長了還會使衣物變硬。

②鍋爐用硬水結垢后，既浪費燃料，又易引起管道變形或損壞，嚴重時還可能引起爆炸。

（4）硬水的軟化：生活中通過煮沸可以降低水的硬度，實驗室常用蒸餾的方法得到凈化程度最高的蒸餾水。

（五）蒸餾

1．實驗注意事項：

（1）燒瓶加熱時需墊陶土網。其中液體體積應為其容積的1/3～2/3。

（2）燒瓶中加沸石（或碎瓷片）的目的是防止加熱時出現暴沸。

（3）不能使液體沸騰得太劇烈，以防液體通過導管直接流到試管里。

（4）開始時蒸餾出的液體中會含有沸點較低的雜質，所以要棄去。

（5）長玻璃導管有導氣和冷凝的雙重作用。

2．燒杯中冷水的作用是使水蒸氣冷凝，如果撤掉燒杯，試管內觀察到的現象是試

管內出現大量水霧。

課題2水的組成

（一）氫氣的性質

1．物理性質：氫氣是一種無色、無臭、難溶于水的氣體，密度比空氣的小。

2．化學性質（可燃性）：

實驗實驗操作實驗現象實驗結論

用拇指堵住集滿氫氣的試管

檢驗氫氣發出尖銳爆鳴聲氣體不純

的純度口，靠近火焰，移開拇指點火

聲音很小氣體較純

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發出淡藍色火焰，放熱，罩

點燃氫氣，在火焰上方罩一個文字表達式：

氫氣燃燒在火焰上方的燒杯內壁有水

點燃

干燥的小燒杯氫氣+氧氣水

霧產生——→

（二）水的組成

（1）在電解器玻璃管里加滿水，接通直流電源

與電源正極相連與電源負極相連

現象電極附近玻璃管內電極附近玻璃管內

產生氣泡少，產生氣泡多，水

有氣泡產生有氣泡產生

水位下降較慢位下降較快

比較兩個玻璃管內一段時間后，正極端產生的氣體和負極端的氣體體積比約為

現象的差異V正極：V負極=1:2

（2）切斷上述裝置中的電源，用燃著的木條分別在兩個玻璃管尖嘴口檢驗電解反應中產生的氣體

實驗內容檢驗與電源正極相連的玻璃管內的氣體檢驗與電源負極相連的玻璃管內的氣體

現象木條燃燒更旺氣體燃燒，產生淡藍色火焰

解釋正極產生氧氣，氧氣支持燃燒負極產生氫氣，氫氣能燃燒

（1）水中可加入少量硫酸鈉溶液或氫氧化鈉溶液以增強導電性。

（2）水在通電后，發生了分解反應，生成了氫氣和氧氣，且體積比約為2∶1。

通電

（3）水通電反應的文字表達式：水氫氣+氧氣。

（4）元素種類分析：生成物中有氫、氧元素，反應前后元素的種類不會改變。

（5）實驗結論：水由氫元素和氧元素組成。

（6）根據精確的實驗測定，每個水分子是由2個氫原子和1個氧原子構成的，因此

水可以表示為H2O。

（7）水分解微觀解釋：當水分子分解時，生成了氫原子和氧原子，2個氫原子

結合成1個氫分子，很多氫分子聚集成氫氣；2個氧原子結合成1個氧分子，很多

氧分子聚集成氧氣。

（三）純凈物的簡單分類

1．單質：由同種元素組成的純凈物。

2．化合物：由不同種元素組成的純凈物。

3．氧化物：由兩種元素組成的化合物中，其中一種元素是氧元素。

4．物質的簡單分類：

混合物氧化物

物質化合物

純凈物其他

單質

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課題3物質組成的表示

（一）化學式和化學式的意義

1．化學式：用元素符號和數字的組合表示物質組成的式子。每種純凈物都有一個固定的化學式，如

氧氣O2、水H2O、二氧化碳CO2、氧化汞HgO。

2．化學式的意義

化學式“H2O”的意義化學式的意義

表示水這種物質表示一種物質

宏觀意義

表示水由氫元素和氧元素組成表示物質的元素組成

表示1個水分子表示物質的1個分子

微觀意義

表示1個水分子由2個氫原子和1個氧原子構成表示物質1個分子的構成

（二）化學符號中數字的意義

化學符號中的數字意義舉例

元素符號前面的數字表示原子個數3Fe中的“3”表示3個鐵原子

離子符號前面的數字表示離子個數3K＋中的“3”表示3個鉀離子

化學式前面的數字表示分子個數3H2O中的“3”表示3個水分子

化學式中元素符號右下角的數表示1個分子中含有該原子的個H2O中的“2”表示1個水分子中含有

字數2個氫原子

Mg2＋中的“2”表示1個鎂離子帶2個

離子符號右上角的數字表示1個離子所帶的電荷數

單位正電荷

（三）化學式的書寫和讀法

1．化學式的書寫

物質類型化學式的寫法書寫舉例

稀有氣體用元素符號表示氦He、氖Ne

單金屬和固態非金屬習慣上用元素符號表示鐵Fe、銅Cu、碳C、硫S

質

在元素符號右下角寫上表示分子中所含原

氣態非金屬氫氣H、氧氣O、臭氧O

子數的數字223

一般把氧的元素符號寫在右邊，另一種元素

二氧化碳CO、

氧化物符號寫在左邊，在元素符號右下角寫上所含2

化五氧化二磷PO

該原子數的數字25

合

物由金屬元素與非金一般把金屬的元素符號寫在左邊，非金屬的

屬元素組成的化合元素符號寫在右邊，在元素符號右下角寫上氯化鈉NaCl

物所含該原子數的數字

2．化學式的讀法：

由兩種元素組成的化合物，一般從右向左讀作某化某，如NaCl讀作氯化鈉；有時還要讀出化學式中各種元素的

原子個數，如Fe3O4讀作四氧化三鐵；有些物質有習慣讀法，如H2O讀作水，H2O2讀作過氧化氫。

（四）化合價和化合價規律

1．化合價規律

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(1)化合價有正價和負價之分

(2)氧元素通常為-2價

(3)氫元素通常為+1價

(4)氯元素顯負價時只有-1價

(5)化合物里正、負化合價的代數和為零

(6)金屬元素和非金屬元素化合時，金屬元素顯正價，非金屬元素顯負價

(7)一些元素在不同物質中可顯不同的化合價

(8)單質里元素的化合價為0

2．常見元素和根的化合價

口訣涉及元素的離子或原子團口訣涉及元素的離子或原子團

＋＋＋＋＋－－2－

氫鉀鈉銀銨＋1H、K、Na、Ag、NH4氟氯－1氧－2F、Cl、O

2＋2＋2＋2＋2＋－－

鈣鎂鋇鋅銅＋2Ca、Mg、Ba、Zn、Cu－1氫氧硝酸根OH、NO3

2＋3＋2－2－

亞鐵＋2鐵＋3Fe、Fe－2硫酸碳酸根SO4、CO3

鋁為＋3價Al3＋單質零價要記清

3．元素或原子團化合價的表示方法

元素或原子團化合價標法離子符號

+1+1+2+2-2-2＋＋2＋2＋2－2－

舉例H、K、Ca、Mg、O、SO4

H、K、Ca、Mg、O、SO4

符號和數字的位置元素符號或原子