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第三章 走进溶液的世界第一节 水 1、水净化的一般方法纯水无色、无味、清澈透明。天然水含有许多可溶性和不溶性杂质，可通过沉淀、过滤、吸附、蒸馏等方法净化。 吸附：常用明矾、活性炭对水中杂质吸附而沉降。过滤：除去水中不溶性杂质。 蒸馏：出去水中可溶性杂质，得到的蒸馏水可看做纯净物。 杀菌：可用漂白粉、氯气及新型消毒剂二氧化氯（ClO2）进行消毒杀菌。 2、水的组成 (1) H2在O2中燃烧生成H2O 氢气的性质：通常状况下，氢气是一种无色、无味的气体，难溶于水，密度比空气小，是相同情况下密度最小的气体。 氢气具有可燃性。 氢气在空气（或氧气）中的燃烧：纯净的氢气在空气中安静的燃烧，发出淡蓝色火焰，并放出热量。 化学方程式： 2H2 + O2 点燃 2H2O检验氢气燃烧产物：在火焰上方罩一只干燥的冷烧杯，烧杯壁凝结有水雾。 氢气验纯的方法：将装有氢气的试管口靠近火焰，听到爆鸣声则氢气不纯，听到“噗”的声音则氢气纯净。 3、水的电解 项目内容备注化学方程式2H2O 通电2H2 + O2为加强水的导电性，可加入少量H2SO4或NaOH，通的是直流电。现象（1） 两个电极上都有气泡产生（2） 跟负极相连的试管内产生的气体的体积约是跟电源正极相连的试管内的体积的两倍。V（氢气）：V（氧气）= 1:2检验（1） 将燃着的木条靠近连接正极试管内的气体，其中体积大的气体能燃烧并产生淡蓝色火焰（2） 体积小的气体能使带火星的木条复燃正极生成的是氧气，负极生成的是氢气“正氧负氢”结论（1） 水在通电条件下生成氢气和氧气（2） 水是由氢、氧两种元素组成的（3） 每个水分子都是由2个氢原子和1个氧原子构成的（4） 本实验同时验证了在化学变化中，分子可分为原子，而原子不能再分电解水装置：4、水的性质 （1）在101kPa时，水凝固点为0，沸点为100，4时密度最大为1g/cm3。 冰的密度比水小，所以水结冰是体积膨胀，能浮在水面上。 （2）比热容打，具有吸收大量热量的功能，能调节气温，使昼夜温差不打。 （3）具有溶解和分散其他物质的作用。 PS：可溶性物质溶于水形成均匀的溶液；不溶性小颗粒放入水中，形成不均一，不稳定的浊液。固体不溶性小颗粒与水形成悬浊液，液体不溶性小颗粒与水形成乳浊液。 （4）水的化学性质 水与二氧化碳反应现象：将二氧化碳通入紫色石蕊试液中，紫色石蕊试液变红。反应方程式： CO2+H2O H2CO3现象：给红色溶液加热又变为紫色（上述反应的逆反应）水与氧化钙（生石灰）反应现象：烧杯壁变热，说明水与生石灰反应放出大量的热；将所得液体静置后向上层的清液中通入CO2气体会变浑浊。反应方程式：CaO+ H2O Ca(OH)2 Ca(OH)2+ CO2 CaCO3+H2O水与白色硫酸铜粉末反应 现象：白色硫酸铜粉末(无水硫酸铜)变蓝，此反可检验物质中是否含有水分。 反应方程式：CuSO4 + 5H2O CuSO45H2O PS: CuSO45H2O读作硫酸铜晶体，蓝色，易溶于水，俗称胆矾或蓝矾；受热易失去结晶水，反应方程式：CuSO45H2O 加热 CuSO4 + 5H2O例题：例1 当水的温度和压强升高到某临界点以上时,水就处于一种既不同于液态，又不同于固态和气体的新的流体态超临界态。在超临界态水中，某些有机高分子会很快被氧化为无毒小分子。下列说法不正确的是 ( )A. 超临界态水氧化技术不形成二次污染 B. 超临界态水是一种新物C. 超临界态水是一种新型催化剂 D. 超临界态水可用于解决白色污染问题例2 在四川汶川大地震中，很多同胞失去了宝贵的生命。在这些遇难同胞中，有很多人不是被石块压死，而是在废墟里漫长的等待中严重脱水而死，说明了水对于我们生命的延续是如此的重要，下列关于水的说法中不正确的是 （ ） A水是氧化物 B水由氢、氧两种元素组成 C水由水分子构成 D水由两个氢原子和一个氧原子构成例3 有关电解水实验(如右图)的下列叙述，错误的是 ( )A.试管甲中的气体是氢气B.试管乙中的气体是氧气C.该实验证明水由氢气和氧气组成D该实验证明水由氢元素和氧元素组成例4 水是生命之源,保护水资源,防止水污染是每个公民和全社会的责任.下列做法有利于防止水资源污染的是 ( )农业生产中要合理使用农药和化肥 工业废水和生活污水处理达标后再排放不用含磷洗衣粉 将海水淡化A. B. C. D. 例5 在一些重要活动或一些商业庆典时，常悬挂一些氢气球，但有时气球破裂遇到明火时很容易发生爆炸或引起火灾，因此有人用密度稍微比氢气大的稀有气体氦气充填气 球，这样既可以使气球上升，又杜绝了安全隐患。请据此简要回答：（1）从以上事实中可以得出氢气的物理性质 有_，化学性质有_。（2）用氦气充填气球的优点是：_。例6 某自来水厂用源水处理成自来水的流程如下：(1)加入活性炭的作用是_；在乡村没有活性炭，常加入_来净水。(2)实验室中，静置、吸附、过滤、蒸馏等操作中可以降低水硬度的是_。例7 水是人及一切生物生存所必需的，尽管地球上的总水量很大，但是淡水资源却很不充裕，其中可用的淡水量就更少，还不到总水量的1。(1)根据下面两张图表提供的有关数据，北京水资源紧缺指标属于_范围。所以，我们每个市民都必须爱护水资源，一方面要防止水体污染，另一方面要 _用水。图-3请写出右图-3所示徽记的名称，再简述它的涵义是什么？ _ _图表一：我国部分地区人均水量 图表二：水资源紧缺指标紧缺性轻度缺水中度缺水重度缺水极度缺水人均水量m3/年17003000100017005001000500关心水、爱惜水、保护水是每个公民应尽的义务。请你提出三条家庭节约用水的措施。 例8 过滤是一种净水的方法，利用过滤的方法，可将不溶于水的固体杂质与水分离开来。如右图是过滤操作示意图，请指出错误，并加以改正。错误之处改正方法图-5 例9 某兴趣小组做以下实验探究分子有运动。请回答实验中的有关问题。实验：在盛有少量蒸馏水的小烧杯中滴入2 3滴酚酞试液，再向其中滴加浓氨水。由实验得出的结论有 _。 实验（如图甲所示）：烧杯B中的现象是_；产生这一现象的原因是_。 为使实验结论准确可靠，兴趣小组成设计实验（如图乙所示）作为对比实验。你认为有无必要，说明理由。_。 abcd例10 在实验室可用右图装置制取蒸馏水。回答下列问 题：写出装置图中仪器的名称：a_；b_；c_；d_；（2）仪器C的作用是_；冷水由_端流入，由_端流出；（3）此实验装置的安装正确顺序是由_往_，从_到_；拆装置的时候则恰好相反。（4）水在_中由液态变气态，在_中由气态变为液态。第二节 溶液1、 物质的溶解性定义：一种物质（溶质）溶解在另一种物质（溶剂）里的能力称为溶解性。溶解性的影响因素：（1）溶质与溶剂自身的性质 （2）温度（大部分固体物质温度越高，溶解性越强） 压强（只有气体的溶解性与压强有关）随温度升高，在水中溶解性降低的物质：Ca(OH)2、所有气体。2、 饱和溶液与不饱和溶液在一定温度下，一定量的溶剂里，不能再溶解某种溶质的溶液，叫做这种溶质的饱和溶液。相反，还能继续溶解该溶质的溶液，叫做这种溶质的不饱和溶液。饱和溶液与不饱和溶液的相互转换：（1） 一般规律：（2）当溶质为Ca(OH)2是否相同？若不相同，相互转换的条件是什么？ 3、 溶解度概念：在一定温度下，某物质在100g溶剂（通常为水）里达到饱和状态时所溶该溶质的质量，叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。用“S”表示。五要素：（1）一定温度 （2）指明溶质与溶剂 （3）100g溶剂 （4）达到饱和状态 （5）单位为g/100g水 溶解度曲线： 溶解度曲线的意义： 表示某物质在不同温度下的溶解度，曲线上的点表示溶液是饱和溶液，曲线下方的点表示不饱和溶液，曲线上方的点表示过饱和溶液，曲线相交表示该温度下两物质溶解度相同。4、 结晶与结晶水合物（1）结晶：在一定条件下，固体物质从它的饱和溶液中以晶体形式析出的过程。 （2）结晶法有两种： 降温结晶法（冷却热饱和溶液）和蒸发溶剂法。 固体溶质受温度影响变化大时，用降温结晶法； 例如：析出KNO3、KNO3溶液中混有少量NaCl除杂等。 固体溶质受温度影响变化不大时，用蒸发结晶法。 例如：析出NaCl、NaCl溶液中混有少量KNO3除杂等。5、 溶液（1）溶液由溶质和溶剂两部分组成。习惯上，把量多的看做溶剂，量少的看做溶质；但当液体中有水时，无论水的量多少，都看做溶剂。 （2）溶质可以是固体、液体，也可以是气体。 （3）未溶解的固体不属于溶液中的溶质。 （4）结晶水合物溶于水，其溶质指不含水的化合物，结晶水转化为溶剂水。例如：CuSO45H2O 溶解后为CuSO4溶液。 （5）某系物质溶于水时，与水发生化学反应，则溶质发生改变。 例如： Na2O溶于水，Na2O+ H2O 2NaOH 溶质为NaOH，而非Na2O。6、 溶液中溶质的质量分数（用“W”表示）计算公式： 溶质质量分数与溶解度的换算： W= 稀释（浓缩）后溶质的质量不变， M(水)=M（稀溶液）- M（浓溶液）例题： 例1 溶解度曲线图可表示的意义是 （ ） 同一种物质在不同温度下的溶解度大小 不同种物质在同一温度时的不同溶解度数值 物质溶解度受温度变化影响大小 比较某一温度下各种物质溶解度的大小 A全部BC D例2 当温度升高时，其溶解度降低的物质是 （ ） A硝酸钾B氯化钠 C氢氧化钙 D氧气 例3 20时, NaCl的溶解度大于KCl的溶解度，现有20溶质质量分数为26%的KCl饱和溶液100g，在恒温条件下，向其中加入20g的KCl和20gNaCl的混合物，充分搅拌，所形成溶液中KCl的质量分数是 ( )A.20% B.26.4% C.22% D.28.5% 例4 欲将100g溶质质量分数为10%的NaOH溶液变成质量分数为20%的NaOH溶液可采取的方法有 ( )A.加入100g 10%的NaOH溶液 B.加入10g溶质C.蒸发掉45g水 D.加入12.5g溶质 例5 用右图的简易净水器处理河水，下面对该净水器分析正确的是 （ ） A能杀菌消毒 B能把硬水变为软水 C能得到纯净水 D活性炭主要起吸附杂质的作用例6 现使用的碱液是12%的氢氧化钠溶液，现配制200g这样的溶液，需称取氢氧化钠固体的质量为 （ ） A12g B24g C36g D48g例7 计算80g质量分数为15%的NaNO3溶液里含有溶质的质量？向以上所说的溶液中加入20g水后所得溶液中溶质的质量分数是多少？如向原溶液中加入20gNaNO3并使之完全溶解，求所得溶液中溶质的质量分数是多少? 例8 将10%的碳酸钠溶液跟20%的盐酸(密度为1.1g/mL)混合后恰好完全反应,混合溶液的质量比两种溶液的质量之和少了4.4g求:(1)消耗了20%的盐酸多少毫升?(2)反应后所得溶液中溶质的质量分数是多少?例9 将90%浓硫酸稀释成10%硫酸溶液400mL ,需要90%浓硫酸和水各多少毫升?(90%的浓硫酸的密度为1.81g/ml,10%硫酸的密度为1.07g/mL) 例10 称取硝酸银和硝酸钠的固体混合物40g，放入烧杯中，加入188.7g氯化钠溶液恰好完全反应，待反应完全后过滤称得滤液的总质量为200g，根据质量守恒定律，可知生成沉淀的质量为_g；原固体混合中硝酸银的质量为_g；所得滤液中溶质的质量分数是_。(写出计算过程)第三节 溶液的酸碱性1、 能跟酸或碱溶液起作用而显示不同颜色的物质叫做酸碱指示剂。常用酸碱指示剂有紫色石蕊溶液和无色酚酞溶液。 遇酸 变红色 遇酸 不变色紫色石蕊溶液 无色酚酞溶液 遇碱 变蓝色 遇碱 变红色 石蕊试纸： 红色石蕊试纸用于检验碱性物质，蓝色石蕊试纸用于检验酸性物质。2、 酸碱指示剂的使用方法（1）石蕊试液与酚酞试液：向被检验的溶液中滴加指示剂试液，观察颜色变化。（2）pH试纸：将洁净且干燥的玻璃棒蘸取待测试液后沾在pH试纸上，将试纸呈现出的颜色与标准比色卡对照，即可确定溶液的酸碱程度。 注意：不能将pH试纸湿润后再蘸取待测液pH试纸测出的酸、碱性强弱只能粗略的定性比较。只适用于浓度较小，pH在014之间的溶液。对于浓度较大溶液，直接用H+浓度表示酸碱度。3、溶液酸碱性强弱溶液pH通常在014之间。pH=7，溶液呈中性；pH7，溶液呈碱性，pH越大，碱性越强。4、酸与碱、酸性与碱性 酸、碱表示两类化合物，酸、碱性是物质的性质。酸、碱都分别具有酸性、碱性。 但有酸、碱性的物质不一定是酸或者碱。常见呈酸性的溶液：NH4Cl、CuSO4、FeCl3常见呈碱性的溶液：NaCO3、NaHCO3常见的酸：HNO3、H2SO4、HCl、CH3COOH常见的碱：NaOH、Ca（OH）2、NH3H2O例题例1 下列能正确表示加水稀释pH=10的溶液的是 （ ）例2 下列物质中按酸、碱、盐顺序排列的是 （ ）A碳酸钠、硝酸、硫酸锌 B硫酸亚铁、氢氧化钙、硫酸C氯化钙、碳酸钙、氧化钙 D盐酸、氢氧化镁、硫酸铜例3 最近，不少媒体报道，某些凉茶原料中有一味中药材叫夏枯草，长期饮用可能患胃溃疡等疾病、胃溃疡是由于胃酸和胃蛋白酶对粘膜自身消化所形成的。下列可用于治疗胃酸过多的药剂有 （ ） NaOH Na2CO3 NaHCO3 肥皂水 Al(OH)3A B C D例4 已知苹果汁的近似pH为2.93.3，在苹果汁中滴入紫色石蕊试液，显示的颜色是（ ）A无色 B红色 C蓝色 D紫色例5 在三支试管里分别盛有少量的A、B、C三种无色溶液，都滴入几滴紫色石蕊试液，A溶液呈淡紫色，B溶液呈蓝色，C溶液呈红色。则A、B、C三种溶液的pH由小到大的顺序是_。例6 农作物一般适宜在pH为48的中性或接近中性的土壤里生长，为测定某农田土壤的酸碱性，取来适量土样，请完成其pH的测定。(1)把适量土样放入烧杯，并_；(2)用_蘸取少许土壤浸出液滴在_上；(3)将其与_对照，即可测得土壤的酸碱性。例7 下表列出了家庭中一些物质的pH。醋牙膏食盐溶液肥皂水pH39710（1）上述物质能使无色酚酞试液变红的是 ；（2）黄蜂的刺液是酸性的，若你被黄蜂刺了，应用什么物质涂在皮肤上？ ，试加以解释 。例8 酸雨是pH小于5.6的降水。我国南方某些地区所降酸雨主要原因是由居民和工厂燃烧含硫的煤以及某些化工厂生产过程中排放的一种无色有刺激性气味的气体，经过一系列化学反应而形成的。有许多植物如广玉兰、枫树、夹竹桃等，在它们能忍受的浓度下，可以吸收这些有害气体。（1）你认为这种有害气体的名称为_。（2）请写出测定该地区雨水pH的实验操作_。（3）为减少酸雨对该地区的危害，请提出两条合理化的建议_、_。例9 某化学兴趣小组按以下步骤探究某一温度下氯化钠饱和溶液的酸碱度。猜想或假设：溶液的pH可能为：pH7；_；_。设计实验：要测定该溶液的酸碱度，除有正确的操作步骤外，还不能采用下列物质中的_来进行实验。pH试纸；紫色石蕊试液；酚酞试液组内同学进行了如下实验：甲同学：取pH试纸放在玻璃片上，用玻璃棒蘸取氯化钠溶液滴在pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，测得pH=7。乙同学：取pH试纸放在玻璃片上，先用蒸馏水将pH试纸润湿，然后用玻璃棒蘸取氯化钠溶液沾在pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，测得pH=7。丙同学：将pH试纸直接浸入氯化钠溶液中，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，测得pH=7。评价：三位同学中操作规范的是_同学。指出其余同学操作上的错误。_。结论和分析：丙同学得出“凡是盐溶液的pH都等于7”，你认为该结论是否正确？请举例说明。_。 例10 食醋是家庭常用的调味品。某同学欲探究食醋中醋酸的质量分数，进行了这样的实验：取10的氢氧化钠溶液（密度为1.1g/cm3）逐滴加入到200g食醋中，至恰好完全反应，共用去10的氢氧化钠溶液50mL。已知反应方程式如下：CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O求：该50mL氢氧化钠溶液中溶质的质量；食醋中醋酸的质量分数（计算结果精确到0.1%）
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