第四章 生命之源——水
一、水資源與保護
1．地球上總水量很大，但可利用的淡水資源很少。
2．自然界的水包括海洋水(占全球球儲水量的 ,且海水蘊藏著豐富的化學資源，按目前測定，海水中含有化學元素 多種)、湖泊水、河流水、地下水、大氣水、生物水等。
3．世界上許多國家和地區(qū)面臨缺水危機的原因是：
淡水資源不充裕，淡水只約占全球儲量的 ，可利用的只約占其中的 ，
不足總水量的1％，而且分布不均勻，污染越來越嚴重。
我國水資源總量2.8X1012m3,居世界第 位。但人均水量只有2300m3左右，約為世界人均水量的 ，居世界第 位。
4．水體污染的主要來源：工業(yè)生產(chǎn)中廢水未達標排放；農(nóng)業(yè)上化肥、農(nóng)藥的不合理使用；生活污水的任意排放。
5．保護水資源的措施一方面節(jié)約用水，提高水的利用率；另一方面要防止水體污染。
6．預(yù)防和消除水體污染的措施有：
(1)減少污染物的產(chǎn)生。
(2)對被污染的水進行處理使之符合排放標準。
(3)農(nóng)業(yè)上提倡使用農(nóng)家肥，合理使用化肥和農(nóng)藥。
(4)生活污水集中處理后再排放。
二、水的凈化與純化
1．過濾是一種從液體中分離出不溶性固體的方法，利用它可將不溶于水的固體雜質(zhì)與水分離開。
⑴過濾操作中要做到“一貼、二低、三靠”：
一貼：濾紙緊貼漏斗內(nèi)壁，不要留有氣泡
二低：a．漏斗內(nèi)濾紙邊緣低于漏斗口邊緣
b．漏斗內(nèi)液面低于濾紙邊緣
三靠：a．傾倒液體時，燒杯與玻璃棒接觸
b．玻璃棒末端與漏斗內(nèi)三層濾紙?zhí)幗佑|
c．漏斗下端與承接濾液的燒杯內(nèi)壁接觸
⑵通過過濾濾液仍然渾濁可能的原因：①濾紙破損；②濾液邊緣高于濾紙邊緣；③儀器不干凈等。對仍渾濁的濾液應(yīng)再過濾一次，直到澄清為止。
日常生活中可采用下列物品代替實驗室中的過濾器來過濾液體。如砂石過濾層、活性炭層、蓬松棉、紗布等。
2．活性炭既能濾去液體中的不溶性物質(zhì)，還可以吸附掉一些溶解的雜質(zhì)。
3．凈化水的方法有： 等方法。
若單一操作，相對凈化程度由低到高的順序是：
4．含有較多可溶性鈣、鎂化合物的水叫 水；不含或含較少可溶性鈣、鎂化合物的水叫 水。
⑴硬水和軟水的區(qū)分方法：
①加熱或長久放置后有水垢產(chǎn)生的水是 水。
②向水中加肥皂水，泡沫很少的水是 水，有大量泡沫出現(xiàn)的水是 水。
⑵硬水給生活和生產(chǎn)帶來的危害：
①用硬水洗衣服既浪費肥皂，也洗不凈衣物，時間長了會使衣物變硬。
②燒鍋爐，用硬水易使鍋爐內(nèi)結(jié)水垢，不僅浪費燃料，嚴重時可能引起爆炸。
⑶硬水軟化的方法：
①生活中通過將水煮沸或暴曬。
②實驗室里用制取蒸餾水的方法。
三、化學式與化合價
1．化學式。用元素符號表示物質(zhì)組成的式子叫化學式。
(1)化學式的意義(以H2O為例)：
分類意義實例
宏觀①表示一種物質(zhì)水
①表該示物質(zhì)組成元素水是由H、O兩種元素組成的
微觀①表示物質(zhì)的一個分子一個水分子
②表示物質(zhì)的分子構(gòu)成每個水分于是由2個氫原子和1個氧原子構(gòu)成
如：
寫出下列符號的意義：
3Fe ,5Al2O3 ,2H2 .
寫出下列化學語的符號：4個鈉離子： ，2個氯氣分子： ，氮氣 ， 4個硫酸分子： ，氧元素： ，3個碳酸鈉分子：
2．化學式的書寫根據(jù)。
(1)因為物質(zhì)的組成是通過實驗測定的，因此化學式的書寫必須依據(jù)實驗結(jié)果。
(2)還可以應(yīng)用元素的化合價來推求。
3．化合價。
化合物均有固定的組成，即形成化合物的元素有固定的原子個數(shù)比，化學上用“化合價”表示原子間相互化合的數(shù)目。
(1)化合價的一般規(guī)律：
①化合價有正價和負價。
a．氧元素通常顯 價；
b．氫元素通常顯 價；
c．金屬元素跟非金屬元素化合時，金屬元素顯 價，非金屬元素顯 價；
d．一些元素在不同的化合物中可顯不同的化合價。
②在化合物里正、負化合價的代數(shù)和為 。
③元素的化合價是元素的原子在相互形成化合物時表現(xiàn)出來的一種性質(zhì)，因此，在單質(zhì)分子里，元素的化合價為 。
(2)常見元素及原子團的化合價：
＋1價K、Na、H、Ag、NH4＋2價Ca、Mg、Ba、Zn、Cu
－1價F、Cl、I、OH、NO3－2價O、S、SO4、CO3
4．化合價與離子符號的書寫有一定的區(qū)別：
化合價離子
表示方法用＋1、＋2、－1、－2……表示標在元素符號的正上方(“1”不省)用＋、2＋、－、2－……表示標在元素符號右上角(“1”省去)
實例＋1 －1－1 ＋2
Na、Cl、OH、CaNa＋、Mg2＋、Al3＋、Cl－、SO42－
聯(lián)系與區(qū)別同種元素(或原子團)的化合價和離子電荷通常在數(shù)值上相等，位置不同，正、負號的寫法不同。
5.化學式的書寫
（1）氧化物的化學式書寫： 在右，例如，二氧化碳： ，氧化鎂： ，
（2）一般化合物書寫：金屬元素的符號在 ，非金屬元素的符號在 。
例如，氯化鈉： ，氧化鐵： ，硫酸鋁： ，氯化鋅
（3）用化合價原則書寫：一般正價在 ，負價在 。
例如：氯化氫： ，氧化汞： ，碳酸鎂： ，過氧化氫：
6.化學式的讀法：從右至左讀作“某化某”。如CuO: , H2S
若含酸根的化合物，讀作“某酸某”。如：CuSO4 ,KMnO4
(NH4)2CO3 , AgNO3
若含氫氧根的化合物，讀作“氫氧化某”。如：NaOH
Ca(OH)2 ,Cu(OH)2
7．相對分子質(zhì)量及其計算：
（1）相對分子質(zhì)量的計算：
例：CaCO3的相對分子質(zhì)量=
CO(NH2)2的相對分子質(zhì)量=
（2）計算物質(zhì)組成元素的質(zhì)量比：
例：H2O中各元素的質(zhì)量比=
NH4NO3中N、H、O各元素的質(zhì)量比=
（3）計算物質(zhì)中某元素的質(zhì)量分數(shù)：
例：NH4HCO3中氮的質(zhì)量分數(shù)=
KClO3中氧的質(zhì)量分數(shù)=
CuSO4?5H2O中氧的質(zhì)量分數(shù)=
四、質(zhì)量守恒定律與化學方程式
（一）質(zhì)量守恒定律
1．質(zhì)量守恒定律： 。這個規(guī)律就叫做質(zhì)量守恒定律。
2．質(zhì)量守恒的原因：化學反應(yīng)是反應(yīng)物的原子重新組合轉(zhuǎn)變成生成物的過程。在化學反應(yīng)中，反應(yīng)前后原子的 沒有改變，原子的 沒有增減，原子的 沒有改變。
3．理解和運用質(zhì)量守恒定律時應(yīng)注意：
(1)質(zhì)量守恒定律是自然界的一個普遍規(guī)律，因此它是一切化學反應(yīng)必然遵守的一個定律。而物理變化不屬于此定律研究的范疇。
(2)質(zhì)量守恒定律研究的內(nèi)容僅是指“質(zhì)量”，不能推廣到其他物理量。
(3)強調(diào)參加化學反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和，這里“參加反應(yīng)的”不是各物質(zhì)質(zhì)量的簡單相加。是指真正參與了反應(yīng)的那一部分質(zhì)量，反應(yīng)物中可能有一部分沒有參加反應(yīng)(反應(yīng)剩余的)。
4．質(zhì)量守恒定律可理解為“五個不變”，“兩個一定改變”，“兩個可能改變”。


（二）化學方程式
1．化學方程式：用化學式來表示化學反應(yīng)的式子叫化學方程式。
2．化學方程式的意義：
(1)表示反應(yīng)物、生成物和反應(yīng)條件。
(2)表示反應(yīng)物和生成物之間各物質(zhì)的質(zhì)量比。
(3)表示反應(yīng)物和生成物之間分子或原子個數(shù)比。
3．化學方程式的讀法：
例如 2H2+O2 2H2O的讀法：
(1)氫氣和氧氣在點燃條件下反應(yīng)生成水。
(2)每 份質(zhì)量的氫氣和 份質(zhì)量的氧氣反應(yīng)生成 份質(zhì)量的水。
(3)每 個氫分子和 個氧 反應(yīng)生成 個 。
4．化學方程式的書寫原則：
(1)以客觀事實為基礎(chǔ)；(2)遵循質(zhì)量守恒定律。
5．化學方程式的書寫步驟：
(1)寫：根據(jù)實驗事實寫出 的 。
(2)配：配平化學方程式，在化學式前面添上適當?shù)幕瘜W計量數(shù)，使各種元素的原子個數(shù)反應(yīng)前后相等。
(3) 等：將短線(或箭頭線)改為等號。
(4) 注：注明反應(yīng)條件和生成物的狀態(tài)，氣體用“↑”，沉淀物用“↓”。
6．化學方程式常用的配平方法：
(1)最小公倍數(shù)法：先找出反應(yīng)前后同種元素原子在不同種分子中的個數(shù)，然后求其最小公倍數(shù)，進而確定化學方程式左、右兩邊的化學式前面的化學計量數(shù)，使化學方程式配平。
(2)奇數(shù)配偶數(shù)法：先找出次數(shù)較多，且式子兩邊的原子個數(shù)一奇一偶的元素，將奇數(shù)配成偶數(shù)，然后，以該化學式和所配化學計量數(shù)為依據(jù)，找出其他化學式的化學計量數(shù)，使化學方程式配平。
(3)觀察法：由反應(yīng)中組成比較復(fù)雜的化學式(原子數(shù)目多)為起點，求出化學式中易配平原子的化學計量數(shù)，然后依據(jù)原子守恒確定其他物質(zhì)的化學計量數(shù)。
寫出下列反應(yīng)的化學方程式，標明反應(yīng)基本類型，并配平：
磷在空氣中燃燒：
鐵在氧氣中燃燒：
用碳還原氧化銅：
用金屬置換出酸中的氫：
用鐵置換出硫酸銅的銅：
二氧化碳的實驗室制取原理：
甲烷的燃燒：
二氧化碳的檢驗原理：
實驗室制取氧氣的原理：
一氧化碳還原氧化鐵的反應(yīng)：
（三）利用化學方程式的簡單計算
1．對計算步驟和方法的理解要注意以下幾點：
(1)計算過程必須規(guī)范，步驟可概括為“一設(shè)、二寫、三列、四解、五答”。
(2)各代入量均指純凈物的質(zhì)量。若物質(zhì)不純必須換算成純凈物的質(zhì)量才能代入化學方程式進行計算。
(3)計算中所用的質(zhì)量必須是實際參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量。
(4)計算過程中各物理量單位必須對應(yīng)統(tǒng)一，單位要帶入計算過程。
2．常見基礎(chǔ)化學方程式的計算類型：
(1)已知反應(yīng)物的質(zhì)量求生成物的質(zhì)量。
(2)已知生成物的質(zhì)量求反應(yīng)物的質(zhì)量。
3．計算過程中可能用到的公式：

4．利用化學方程式的計算易發(fā)生的幾個錯誤：
(1)題意理解不清，答非所問。
(2)化學方程式書寫錯誤，使計算失去正確的依據(jù)。
(3)單位不統(tǒng)一，有時把體積直接代人進行計算。
(4)把不純物質(zhì)的量當作純凈物的量代入。
(5)粗心大意，求算物質(zhì)的相對分子質(zhì)量時出現(xiàn)錯誤。
練習題：
1、人體中鈣元素存在于骨骼、牙齒中，以羥基磷酸鈣晶體［Ca10（PO4）6（OH）2］形式存在．牛奶中含鈣豐富又易吸收，且牛奶中鈣和磷的比例合適，是健骨的理想食品．下圖是某純牛奶包裝標簽的部分文字．仔細閱讀后回答下列問題：
純牛奶
配料：鮮牛奶
保質(zhì)期：8個月
凈含量：250 mL
營養(yǎng)成分：（每100 mL）
鈣≥0．11 g
脂肪≥3．3 g
蛋白質(zhì)≥2．9 g
（1）Ca10（PO4）6（OH）2的相對分子質(zhì)量為　　　　．
（2）包裝標簽上脂肪≥3．3 g，是指100 mL牛奶中含脂肪至少為3．3 g．那么一盒（250 mL）牛奶中至少含鈣　　　　g（精確至0．01 g）．
（3）求羥基磷酸鈣中鈣元素的質(zhì)量分數(shù)．
（4）若人體每天至少需0．6 克鈣，且這些鈣有90%來自牛奶，則1人每天至少要喝幾盒該種純牛奶
2、2010年初，我國大部分地區(qū)抗擊冰雪中融雪劑發(fā)揮了一定的作用。其中一種融雪效果好、無污染的融雪劑的主要成份是醋酸鉀(CH3COOK)。請回答：
(1)醋酸鉀中C、H、O元素的質(zhì)量比為
(2)醋酸鉀的相對分子質(zhì)量為 ，鉀元素的質(zhì)量分數(shù)為 (保留一位小數(shù))。
3、為分析某可燃物的成分,將可燃物2.3克與足量的氧氣反應(yīng),經(jīng)測定生成物中只有4.4克二氧化碳和2.7克水,此可燃物中一定含有哪些元素?

4.要制取1.6克氧氣，需分解高錳酸鉀的質(zhì)量是多少？

5.用10克含碳酸鈣80%的石灰石跟足量的稀鹽酸完全反應(yīng)，可生成二氧化碳的質(zhì)量是



6、為了測定某銅鋅合金的組成，王華稱取10 g該合金粉末，在粉末中連續(xù)三次加入稀鹽酸反應(yīng)。每加一次鹽酸，王華記錄所得氣體的質(zhì)量，測得實驗數(shù)據(jù)如下：
第一次第二次第三次
連續(xù)加入鹽酸的體積(ml)101010
生成氫氣的質(zhì)量(g)0.080.080.04
求出該合金中銅的質(zhì)量分數(shù)。




7、某課外活動小組為測定當?shù)厥�灰石中含碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)，取來了一些礦石，并取稀鹽酸200g，平均分成4份，進行實驗，結(jié)果如下：
實驗1234
加入樣品的質(zhì)量/g5101520
生成CO2的質(zhì)量/g1.543.084.4m
⑴哪幾項反應(yīng)中鹽酸有剩余______________；⑵ m= ______________；
⑶試計算這種石灰石礦中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)。



8、、實驗室取氯酸鉀和二氧化錳的混合物15.5g，加熱制取氧氣，待充分反應(yīng)后，冷卻，稱得固體殘渣的質(zhì)量為10.7g。為節(jié)約藥品，將固體殘渣放入足量的蒸餾水中，充分溶解后過濾，回收二氧化錳和濾液。計算：
①生成氧氣的質(zhì)量是多少,
②回收得到二氧化錳的質(zhì)量
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