八上第1章水和水的溶液复习材料131029.docx
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八上第1章水和水的溶液复习材料131029
第1章水和水的溶液复习材料
1.1地球上的水
一、水的分布
1.地球上的水主要以液态形式存在,也有少量的水以固态和气态形式存在。
2、海洋水是地球水的主体,约占地球总水量的96.53%。
它覆盖了地球大约71%的表面。
3.陆地淡水尽管只占总水量的2.53%,但水体的种类却非常多,与人类的关系也十分密切,为我们提供了几乎全部的生活和生产用水。
4.地球上各种状态的水,在温度等条件的改变下,会发生变化,因此地球上各种水体是相互联系的。
二、水的循环
1.水循环的涵义:
在太阳光的照射下,地球上的水体、土壤和植物叶面的水分通过蒸发和蒸腾进入大气。
通过气流被输送到其他地方,在一定条件下,水汽遇冷凝结成云而降水,又回到地面。
在重力的作用下,降落到地表的水经流动汇集到江河湖海。
在运动过程中,水又会重新经历蒸发、输送、凝结、降水和径流等变化。
2.水循环的领域。
(1)海陆间循环。
可以表示如右:
海洋和陆地之间的水循环是水循环中最重要的,它能使陆地上的水资源得以再生和补充。
(2)内陆循环。
(3)海上内循环。
三、水资源的分布
1.水资源的分布:
水资源和水循环的关系。
由于河流水、湖泊水和地下水大都是由大气降水汇集而成的,因此,对于一个区域来说,可供人们使用的水相当于该区域在一段时间内降水的总量和同期蒸发损失的水量之差,即是可提供地表和地下径流的水,这些水都与水循环的活跃程度密切相关。
2.我国的水资源
⑴我国是土地面积辽阔的国家,同时又是人口众多的国家,加上各地的气候、人口分布差异很大等特征,因此,我国的水资源具有明显的时空分布特点。
具体表现在以下几点:
①我国江河多年平均径流总量约27000亿立方米,居世界第6位。
但由于我国人口多,人均拥有的水资源只有世界平均水平的1/4,所以是世界上“贫水国”之一。
②从空间分布看:
具有南多北少、东多西少的特点。
③从时间分配看:
夏季丰富,冬季欠缺,江河径流量的年际变化很大,尤其是北方更加明显。
⑵解决我国华北、西北地区缺水问题的措施。
①充分利用当地的水资源、节约用水、避免浪费和污染;
②通过改变水循环路径,进行跨流域调水。
我国正在组织实施的南水北调工程,能从根本上改变我国华北、西北地区的缺水状况。
四、水与生命
1.水是生物生存所需的最基本物质之一。
人和所有的动植物都需要水。
如果生物体内缺水到一定程度,生命就会停止。
2.水和生命的关系。
(1)水是地球生命有机体的组成之一。
人体中含水量占人体总重的2/3以上,一般动物含水量占体重的70%~80%,其中水母占98%,草本植物中约占70%~85%。
(2)水参与地球生物体的活动过程,即生物的生命活动也离不开水。
例如种子萌发的外界条件之一就是要有充足水分。
(3)长期生存在不同水分条件下的生命体,为了适应当地水分供给特点,往往会形成特定的行为特点和生理结构特点。
例如生活在沙漠地区的仙人掌,为了得到并保证充足的水分,茎、叶的形态都发生了变化,能有效防止水分的蒸发,而根却非常发达,可达几十米深。
(4)总之,水对生命活动可以说是至关重要的。
对人来说,水比食物更重要。
1.2水的组成
一、水的电解
1.电解水的实验。
(1)在水电解器的玻璃管里注满水,接通直流电;
(2)可以观察到:
两个电极上出现气泡,两玻璃管内液面下降;(3)用点燃的火柴接触液面下降较多(即产生气体体积较多)的玻璃管尖嘴,慢慢打开活塞,观察到气体能燃烧(火焰呈淡蓝色,点燃时发出一声轻微的爆鸣声),这个玻璃管中产生的是氢气;用带火星木条接近液面下降较少的玻璃管尖端,慢慢打开活塞,观察到带火星的木条复燃,这是氧气;(4)产生氢气的那个电极是阴(负)极,产生氧气的那个电极是阳(正)极;(5)通过精确实验测得电解水时,产生的氢气和氧气的体积比是2:
1。
2.电解水的实验说明水在通电条件下,生成氢气和氧气,
这个过程的文字表达式为水
氢气+氧气。
颜色
无色
沸点
100℃
气味
无味
凝固点
0℃
状态
液态
水的异常现象
一定质量4℃时体积最小
3.实验结论:
氢气中的氢和氧气中的氧是从水中产生的,所以水是由氢和氧组成的。
二、水分子的构成
1.3水的浮力
一、浮力
1.实验:
将旋紧瓶盖的空矿泉水瓶压入水中时,手会感觉到有一个力将手往上推,将瓶释放后,瓶将上浮最后浮在水面上。
[结论]在水中会上浮的物体受到向上的浮力。
2.实验:
将一个钩码挂在弹簧秤下,记下弹簧秤读数,再将钩码浸入水中,记下弹簧秤的读数,会发现钩码浸入水中后,弹簧秤读数变小了。
[结论]在水中会下沉的物体也受到向上的浮力。
不仅是水,所有的液体都会对浸入其内的物体产生一个向上的浮力。
3.实验证明:
气体也会产生浮力。
二、阿基米德原理
(1)阿基米德原理:
浸在液体里的物体,受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力;
(2)数字表达式:
F浮=G排液=ρ液gV排液;(3)阿基米德原理也适用于气体。
4.对阿基米德原理理解的几个注意问题:
(1)公式中的ρ液是液体的密度,而不是浸入液体的物体的密度。
(2)公式中的V排液是物体浸入液体时,排开液体的体积,而不是液体的总体积,也不是物体的体积。
当物体完全浸入(即浸没)液体中时,V排液恰好等于物体本身的体积V物;当物体只部分浸入液体中时,V排液 (3)浮力大小只跟物体排开的液体受到的重力有关,而与其他因素无直接关系。 (4)ρ液的单位只能是千克/米3,V排液的单位只能是米3。 三、物体浮沉的条件 1.对浸没在液体中的物体进行受力分析可能出现三种不同情况: (1)当F浮>G时,根据力和运动的关系,可知物体将上浮,当部分体积露出液面时,排开体积减小,受到浮力减小,最后F浮=G,物体处于漂浮状态。 (2)当F浮=G时,由于物体受平衡力作用,物体处于悬浮状态,此时物体可以停留在液体内部任一位置。 (3)当F浮 2.对于实心物体来说,当物体全部浸没在液体内部时,有V排=V物,由于F浮=ρ液gV排G物=ρ物gV物。 则: (1)ρ液>ρ物时,上浮,最后漂浮; (2)ρ液=ρ物时,悬浮;(3)ρ液<ρ物时,下沉。 四、物体浮沉的条件 1.密度计 ⑴用途: 测量液体的密度。 ⑵工作原理: 漂浮原理即F浮=G。 ⑶刻度值的特点: ①上面读数小,下面读数大;②刻度不均匀,上疏下密。 2.轮船: 用钢铁制成空心即可。 其大小通常用排水量表示。 排水量是轮船装满货物后排开水的质量,即为轮船满载时受到水的浮力,排水量可用吃水线来表示。 3.潜水艇: 潜水艇的浮沉原理是靠改变自身重力来实现的。 需下沉时,水舱内充水,到G>F浮;当G=F浮时,能停在任何位置(悬浮);需上浮时,用压缩空气将水排出,到G 1.4物质在水中的分散状况 一.溶液 1.溶质、溶剂和溶液。 (1)被溶解的物质称为溶质; (2)能溶解其他物质的物质称为溶剂; (3)溶液是由一种或一种以上物质分散到另一种物质中形成的均一、稳定的混合物。 溶液的特征是均一、稳定。 均一性是指溶液内部各处性质相同;稳定性是指外界条件不变,溶质和溶剂不会分离;溶液由溶质和溶剂组成,所以溶液一定是混合物。 2.溶液中溶质和溶剂的判定。 (1)固体、气体溶于液体时,溶质是固体、气体,溶剂是液体; (2)两种液体互溶时,一般情况下量多者为溶剂,量少者为溶质;但有水时,不论水的多少,水是溶剂。 水是最常见的、也是较好的溶剂。 日常生活中除水外,常用的溶剂有酒精、汽油等。 二、悬浊液和乳浊液 1.悬浊液是固体小颗粒悬浮在液体里而形成的物质,如泥水就是悬浊液。 名称 特征 溶液 悬浊液 乳浊液 形成过程 固、液、气溶解在液体中 固体颗粒分散在液体中 小液滴分散在液体里 稳定性 稳定 不稳定 不稳定 长期放置 均一 不均一,分层 不均一,分层 2.乳浊液是小液滴分散到液体里形成的物质,如牛奶就是乳浊液。 3.悬浊液和乳浊液合称浊液,它们的特点是不均一、不稳定。 4.溶液与悬浊液、乳浊液的比较 1.5物质的溶解 一、溶解性 1.一种物质溶解在另一种物质里的能力大小叫溶解性。 溶解性是物质的一种特性。 2.一般地,不同溶质在同一种溶剂里的溶解能力是不同的;同种溶质在不同溶剂里的溶解能力也是不同的。 可见一种物质在另一种物质里的溶解能力的大小主要是由溶质和溶剂的性质决定的。 例如,食盐容易溶解在水中,而不易溶解在汽油中;而油脂容易溶解在汽油中,而不易溶解在水中。 二、饱和溶液 1.饱和溶液和不饱和溶液 ⑴涵义: 在一定温度下,在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;还能继续溶解某种溶质的溶液,叫做这种溶质的不饱和溶液。 ⑵在描述饱和溶液和不饱和溶液的时候,一定要强调: ①一定温度;②一定量的溶剂;③某种溶质。 ⑶饱和溶液和不饱和溶液间的相互转化。 (对大多数固体物质而言,) 不饱和溶液饱和溶液 对熟石灰这类物质而言: 在不饱和溶液和饱和溶液间的相互转化中,改变温度则与上述物质相反。 2.浓溶液和稀溶液 ⑴人们常把溶有较多溶质的溶液称为浓溶液,溶有较少溶质的溶液称为稀溶液。 ⑵溶液的浓和稀是溶质在溶液中含量的多少,它与温度的变化、溶剂量的多少无关,不受条件的限制。 饱和溶液和不饱和溶液则是指溶质的溶解是否达到最大程度,要受温度和溶剂量两个条件的制约。 ①浓溶液不一定是饱和溶液,稀溶液不一定是不饱和溶液; ②对于同一种溶质和溶剂的溶液来说,在一定温度下的饱和溶液一定比不饱和溶液浓一些。 三、物质的溶解度——物质溶解能力的定量表示方法 1.固体溶解度的涵义。 在一定温度下,某(固体)物质在100克溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量为该物质在这种溶剂里的溶解度。 溶解度数值越大,表明该温度下,物质的溶解能力越强。 如20℃时食盐的溶解度是36克,就表示在20℃时,100克水中最多(即达到饱和状态)能溶解食盐36克。 2.对固体溶解度涵义理解时,应注意以下几点: (温度100克溶剂饱和状态克) (1)要强调在一定的温度下,因为温度变化对溶解度大小有一定影响; (2)各种固体物质的溶解度需要对溶剂量制定一个统一的标准,涵义中以100克溶剂作为标准;(3)因为每一种溶质,在一定量溶剂里达到饱和和不饱和状态时溶解溶质的量是不同的,所以应规定达到饱和状态;(4)这里指的质量用克作单位,与溶剂单位一致。 3.溶解性等级的划分。 溶解性等级 易溶 可溶 微溶 难溶 溶解度 >10克 1~10克 0.01~1克 <0.01克 举例 食盐硝酸钾蔗糖 氯酸钾 氢氧化钙 碳酸钙 (1)溶解性等级的划分依据: 室温(20℃)时的溶解度。 (2)等级的划分。 (溶解性等级的划分是相对的) 4.探究影响固体溶解度大小的因素(以硝酸钾为例) 提出探究的问题: 影响硝酸钾溶解度大小的因素有哪些? (等) 建立假设: 温度可能是影响硝酸钾溶解度大小的因素(等)。 设计实验: (1)在室温下配制硝酸钾的饱和溶液; (2)给饱和溶液加热后再加入硝酸钾,现象: 硝酸钾又溶解了,一直加到硝酸钾不能再溶解为止;(3)将上述饱和溶液冷却到室温,现象: 有较多的硝酸钾固体析出。 得出结论: 硝酸钾的溶解度随温度升高而增大,随温度的降低而减小,温度是影响硝酸钾溶解度大小的因素。 合作交流。 四、溶液的配制 1.溶质的质量分数 ⑴涵义: 溶液中溶质的质量分数是指溶质质量与溶液质量的比值。 ⑵溶质的质量分数的计算公式: 溶质的质量分数P= = ①溶质的质量分数只是一个比值,没有单位; ②溶质的质量分数可以用小数或百分数表示;计算时溶液不一定饱和 ③公式的变换形式: m质=m液×溶质的质量分数(P%)。 或: m质=VρP% 2.一定温度下饱和溶液中溶质的质量分数与溶解度的关系 ⑴溶质的质量分数与固体溶解度的比较。 ①固体的溶解度是在一定的温度下,100克溶剂中达到饱和状态时所溶解溶质的质量。 它有单位,单位是克。 大小主要由溶质和溶剂本身的性质决定,与外界温度等条件有关,与溶质、溶剂的多少无关,溶液一定要饱和。 ②溶质的质量分数,是溶质质量在整个溶液质量中所占的比例,无单位,大小由溶质、溶剂的多少决定,与溶质、溶剂的性质无关,与外界温度等条件无关,溶液不一定饱和。 ③溶液的稀释问题(浓缩) 关键是: 稀释前后溶液中溶质质量保持不变。 M浓P1%=(M浓+M水)P2% M1P1%+M2P2%=(M1+M2)P3% ⑵一定温度下,饱和溶液中的溶质的质量分数(P%)与溶解度(S)的关系: 溶解度 溶质的质量分数 涵义 定量表示物质溶解能力的大小 表示溶质质量占溶液质量的比例 条件 ①与温度有关②必须是饱和溶液 ③溶剂量一定是100克 ①与温度无关②不一定是饱和溶液 ③溶剂量不一定 单位 克 无单位 联系 前提是饱和溶液中: 溶解度= ×100克(S= ×100克) 质量分数= (P%= ) 1.6物质的分离 一、物质的结晶 1.天然水是溶液 ⑴雨水、江水、河水、湖水、井水、海水、矿泉水等天然水,由于其中都溶有某些物质,所以都属于溶液。 溶在其中的物质是溶质,水是溶剂。 ⑵矿泉水等天然水中含有很多微量成分,大部分对人体有一定的好处。 2.晶体的形成 晶体和非晶体的主要区别有两个: (1)晶体有固定的熔化温度,非晶体没有固定的熔化温度; (2)晶体有规则的几何外形,非晶体则没有规则的几何外形。 ⑴结晶是固体溶质从饱和溶液中析出的过程。 ⑵结晶的方法通常有两种: ①是蒸发溶剂法; ②是冷却热饱和溶液法。 前者一般用来得到溶解度随温度变化较小的固体溶质,如得到氯化钠晶体,实例海水晒盐。 后者一般用来得到溶解度随温度变化较大的固体溶质,如得到硝酸钾晶体。 二、其他几种常用的分离方法 1.防止水污染。 (1)在工农业生产和生活中会产生大量的污水。 ①工业废水中常含有许多有毒物质; ②农业废水中常含有农药、化肥等; ③生活污水中常含有微生物或有利于微生物生长的物质。 (2)污水排放流人湖泊和河流中会造成水污染。 (3)污水的作用会导致生活在河流和湖泊中的水生生物难以生存,甚至死亡,同时还会污染地下水源。 (4)被污水污染的水不能直接饮用和使用,必须经过污水的处理,除去水中的有毒有害物质。 2.污水的处理。 (1)沉淀法: [实验]在一杯浑浊的泥浆水中加入明矾或活性炭(作凝聚剂),静置5分钟,可以观察到泥沙沉到杯底,水变清了。 (2)过滤法: 过滤时应注意“一贴、二低、三靠”。 “一贴”指: 滤纸紧贴漏斗内壁;“二低”指: 滤纸低于漏斗口、液体低于滤纸上沿“三靠”指: 漏斗下端紧靠接受器内壁、玻璃棒末端轻轻斜靠在有三层滤纸的一侧、上面烧杯嘴紧靠玻璃棒中下部。 过滤时,玻璃棒的作用是引流。 (3)蒸馏法: ①熟悉书p48蒸馏装置中的仪器; ②用蒸馏法制蒸馏水。 (4)沉淀法、过滤法、蒸馏法的比较: 方法 原理 适用范围 基本操作 所起作用 沉淀法 根据物质的溶解性不同 用于分离液体中混有的不溶性固体杂质 加入明矾等凝聚剂,搅拌后静置 使水中的悬浮微粒凝聚成较大颗粒而沉淀下来 过滤法 根据物质的溶解性不同 用于除去液体中混有的不溶性固体杂质 溶解、过滤 可除去水中的悬浮微粒 蒸馏法 根据液体物质的沸点不同 用于分离或提纯液态混合物 加热、蒸馏、冷凝 可除去水中溶解的物质 3.纯净物的含义。 由一种物质组成的物质,叫纯净物,如蒸馏水。 1.7水资源的利用、开发和保护 一、水资源的利用和开发 1.地球上的水以存在形态分,有固态水、液态水和气态水。 2.水是生物生存所需的最基本的物质之一。 水和生命密不可分,这是因为: (1)水是生命有机体的重要组成部分; (2)生物的生命活动也离不开水。 3.我们知道,地球上的水主要是海洋水,它约占地球总水量的96.53%,而海水是咸的,陆地水中淡水只占地球水体总量的2.53%,并多数以固体冰川形式分布在人烟稀少的极地、高山或人类无法开采的地球深处。 占地球水总量比例很低的河水、淡水湖泊水、浅层地下淡水为人类提供了几乎全部的生活和生产用水。 4.地球上水循环地区分布存在着不均衡性,加上人口分布也存在着不均衡性,使得许多珍贵的淡水资源难以利用。 5.由于工农业生产给水体造成了严重的污染,这样又降低了淡水利用的价值。 二、水资源的保护 节约用水和保护水源是人类面临的重大课题,应从小树立节约用水的思想。 浮力 (一)浮力产生的原因: 上下表面的压力差: 若物体的下底面紧贴容器的底部,因为不存在向上的液体的压力,所以没有受到浮力。 (二)阿基米德原理: 浸在液体(气体)中的物体,受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体(气体)受到的重力。 即: F浮=G排液=m排液g=ρ液V排液g 理解阿基米德原理: 1、“浸在液体里的物体”: 或表示物体全部体积在液体里;或表示物体部分体积在液体里,而另一部分体积露出液面。 2、若“浸没在液体里的物体”则表示物体全部体积都在液体里。 3、V排液表示物体排开液体的体积,它与V物(物体的体积)不一定相等。 (1)当物体浸没在液体中时: V排液=V物 (2)当物体部分浸在液体中时,V排<V物,此时V物=V排液+V露 4、F浮=G排液,G排液表示物体排开液体的重力,而不是物体本身的重力 5、由F浮=ρ液V排液g可知,浮力只跟液体的密度(ρ液)及排开液体的体积(V排液)有关,而与跟物体本身的性质(密度)、形状、质量、体积、液体的质量、深度没有直接关系。 6、阿基米德原理对气体亦适用: F浮=G排气=m排气g=ρ空气V排气g(物体一定全部浸没在大气中,此时V排气=V物) (三)浮力计算方法: 1、公式法: 据阿基米德原理F浮=G排液=ρ液V排液g 2、二力平衡法: 悬浮或漂浮时F浮=G物 3、压力差法(定义法): F浮=F向上-F向下 4、称重法(弹簧秤法): F浮=G-F拉(物体在空气中称得的为重力G,物体浸入液体中弹簧秤称得的是拉力F拉) (2、4式不能同时用) ●当求物体密度时还要结合用到G物=m物g=ρ物V物g(由G物或m物求ρ物) (四)判断物体的浮沉: ①上浮F浮>G物或ρ液>ρ物②下沉F浮<G物或ρ液<ρ物③悬浮F浮=G物或ρ液=ρ物 ④漂浮F浮=G物或ρ液>ρ物 (五)物体沉浮条件的应用 1、密度计: ①采用物体漂浮在液面时F浮=G计和F浮=ρ液V排液g原理工作的 ②密度计上的刻度线不均匀,读数“上(浸得深)小下(浸得浅)大”。 2、船: ①轮船用密度大于水的材料制成,必须做成空心,虽然受到的重力不变,但体积增大很多,排开更多的水,达到增大浮力F浮=ρ液V排液g,最终使F浮=G船,浮在水面。 ②a、轮船由江河驶入海里: 所受的重力不变,浮力不变,轮船将上浮一些(吃水浅些)。 b、轮船由大海驶入江河里: 重力不变,浮力不变,轮船将下沉一些(吃水深些)。 3、潜水艇: ①采用: 浸没水中后浮力不变,靠改变自身重力(向水舱充水或排水)来实现沉浮。 ②潜水艇在水面下无论在上浮、下沉,受到的浮力不变。 a当向水舱充水时,潜水艇的重力增大,当重力大于浮力,即ρ平均>ρ水,潜水艇下沉;b当重力等于浮力即ρ平均=ρ水时,潜水艇悬浮;而排水时,重力减小,当重力小于浮力,即ρ平均<ρ水,则潜水艇上浮。 4、气球和飞艇: ①采用充密度比空气小的气体(氢气、氦气、热空气)的办法,使它受到的浮力大于重力而升空。 升空时ρ平均<ρ空气。 ②气球和飞艇重力不变,靠改变自身的体积来实现浮沉的。 如减小体积,则有F浮
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