初中化学（九年级）第四单元 自然界的水 知识清单

初中化学（九年级）第四单元自然界的水知识清单  一、人类的水资源与爱护水资源  【基础】▲（一）地球的水资源概况：地球表面约71%被水覆盖，海洋是地球上最大的储水库，其储水量约占全球总水量的96.5%。淡水储量较少，约占全球水储量的2.53%，而其中大部分以冰川和永久积雪的形式存在，可利用的淡水资源极其有限17。  【重要】▲（二）水资源现状与保护必要性：虽然地球总水量巨大，但可供人类直接利用的淡水（如河流、湖泊、浅层地下水）不足总水量的1%。我国水资源总量丰富，但人均水量少，且分布不均，南多北少，加之水体污染和浪费现象，使水资源危机加剧。因此，爱护水资源是每位公民的责任。  【高频考点】★（三）爱护水资源的具体措施：爱护水资源一方面要节约用水，另一方面要防治水体污染。  1.节约用水：提倡一水多用，提高水的利用率。   ○生活上：使用节水型器具（如节水马桶、节水龙头）；洗漱时间断关闭水龙头；用淘米水浇花、用洗衣水冲厕等。   ○农业上：改大水漫灌为喷灌、滴灌。   ○工业上：循环用水，提高水的重复利用率。  2.防治水体污染：   ○水体污染的主要来源：工业污染（工业“三废”：废渣、废液、废气的任意排放）、农业污染（农药、化肥的不合理施用）、生活污染（生活污水的任意排放）。   ○防治措施：工业废水经处理达标后排放；农业上合理使用农药和化肥，提倡使用农家肥；生活污水集中处理后再排放；加强水环境质量监测。  二、水的净化  【基础】▲（一）纯水与天然水：纯水是无色、无臭、清澈透明的纯净物。而天然水常含有可溶性（如钙、镁化合物）和不溶性（如泥沙、悬浮物）杂质，以及色素和异味，属于混合物14。  【难点+高频考点】★（二）水的净化方法与原理：水的净化效果由低到高依次是沉淀、过滤、吸附、蒸馏。这些方法中，除蒸馏外，得到的均为混合物。  1.沉淀：   ○静置沉淀：利用重力使大颗粒不溶性杂质自然沉降。   ○吸附沉淀：加入絮凝剂（如明矾），明矾溶于水后生成的胶状物对悬浮杂质有吸附作用，使杂质沉降达到净水的目的27。  2.过滤：分离不溶性固体与液体的一种方法。   ○【操作要点】“一贴、二低、三靠”278。    ▪一贴：滤纸紧贴漏斗内壁，中间不留气泡（以加快过滤速度）。    ▪二低：滤纸边缘低于漏斗边缘；漏斗内液面低于滤纸边缘（防止液体从滤纸与漏斗间隙流过，使过滤失败）。    ▪三靠：烧杯紧靠引流的玻璃棒；玻璃棒下端轻靠三层滤纸一侧（防止戳破滤纸）；漏斗下端管口紧靠烧杯内壁（防止滤液溅出，加快流速）。   ○仪器：铁架台（带铁圈）、漏斗、烧杯、玻璃棒（作用：引流）。   ○【易错点】过滤只能除去水中的不溶性杂质，不能除去可溶性杂质，因此过滤后的水仍然是混合物。   ○滤液仍浑浊的原因分析：【重要】滤纸破损；漏斗内液面高于滤纸边缘；接滤液的烧杯不干净。  3.吸附：利用具有吸附性的物质（如活性炭）除去水中的色素和异味。活性炭具有疏松多孔的结构，可以物理吸附色素和异味分子27。  4.蒸馏：   ○原理：利用液体中各成分的沸点不同，通过加热使水汽化，再冷凝成液态水的过程。   ○净化程度：蒸馏是净化程度最高的操作，得到的蒸馏水可以看作是纯净物12。  【高频考点】★（三）硬水和软水  1.定义：   ○硬水：含有较多可溶性钙、镁化合物的水48。   ○软水：不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水48。  2.鉴别方法：【必考】加入等量的肥皂水，搅拌。产生泡沫多、浮渣少的是软水；产生泡沫少、浮渣多（或有大量白色垢状物）的是硬水148。  3.硬水的危害：浪费肥皂，且洗不净衣物；锅炉用水硬度高会导致结垢，不仅浪费燃料，更严重的是可能引起管道变形甚至爆炸；长期饮用硬水不利于人体健康48。  4.硬水的软化方法：   ○生活中：煮沸。通过加热使可溶性的钙、镁化合物变成沉淀（水垢）除去。   ○实验室中：蒸馏。   ○【易错点】活性炭吸附、过滤只能除去不溶性和部分有味有色的杂质，不能降低水的硬度。  三、水的组成  【高频考点】★（一）电解水实验  1.实验装置：水电解器（或简易装置），电源为直流电。  2.实验现象：   ○通电后，两电极上均有气泡产生，且与电源正极相连的电极（正极）产生气泡速率较慢，与电源负极相连的电极（负极）产生气泡速率较快。   ○一段时间后，正、负极产生的气体体积比约为1:2（即氧气:氢气）128。  3.气体检验：   ○正极（氧气O₂）：用带火星的木条检验，木条复燃，证明是氧气。   ○负极（氢气H₂）：用燃着的木条检验，气体能燃烧，产生淡蓝色火焰，证明是氢气。  4.实验结论：   ○宏观结论：水是由氢元素和氧元素组成的24。   ○微观结论：一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的2。   ○化学反应实质：在化学变化中，分子可以分成原子，而原子不能再分，只是重新组合成新的分子。  5.重要注意事项：   ○为了增强水的导电性，常在水中加入少量稀硫酸或氢氧化钠溶液，以加快反应速率。   ○实验中，氢气与氧气的体积比略大于2:1。主要原因：氧气在水中的溶解度比氢气略大；电极材料可能与氧气发生副反应12。   ○反应的化学方程式：2H₂O==通电==2H₂↑+O₂↑   ○【难点+易错点】记忆口诀：“正氧负氢，氢二氧一”。即正极产生氧气，负极产生氢气；氢气体积是氧气体积的2倍。切不可将气体体积比与化学方程式中的系数比（也是2:1）混淆，但化学方程式中的系数比是微观粒子个数比，也是同温同压下的体积比。  【基础】▲（二）氢气的性质  1.物理性质：无色、无味的气体，难溶于水，密度比空气小（是所有气体中密度最小的）4。  2.化学性质——可燃性：   ○纯净的氢气在空气中安静燃烧，产生淡蓝色火焰，放出热量，并生成水（接触烧杯壁会有水雾）。   ○化学方程式：2H₂+O₂==点燃==2H₂O   ○不纯的氢气（混有空气或氧气）遇明火可能会发生爆炸。因此，点燃氢气前一定要验纯。  3.验纯方法：用排水法或向下排空气法收集一试管氢气，用拇指堵住试管口，靠近火焰，移开拇指点火。若发出尖锐的爆鸣声，则气体不纯；若发出轻微的“噗”声，则气体纯净24。  4.【拓展】氢能源的优点：来源广（水为原料）；热值高；燃烧产物是水，无污染。缺点是制取成本高、储存和运输困难。  四、物质构成的表示——化学式  【基础】▲（一）化学式的定义：用元素符号和数字的组合表示物质组成的式子。  【重点】★（二）化学式的意义（以H₂O为例）47  1.宏观意义：   ○表示一种物质：水。   ○表示该物质的元素组成：水是由氢元素和氧元素组成的。  2.微观意义（若物质由分子构成）：   ○表示物质的一个分子：一个水分子。   ○表示分子的构成：一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的。  3.量的意义：   ○表示物质的相对分子质量：水的相对分子质量=1×2+16=18。   ○表示物质中各种元素的原子个数比：H₂O中氢、氧原子个数比为2:1。   ○表示物质中各种元素的质量比：H₂O中氢、氧元素的质量比为(1×2):16=1:8。  【重要】▲（三）化学式的写法和读法  1.单质化学式的书写：   ○金属、稀有气体及部分固态非金属（如铁Fe、氦气He、碳C）：通常用元素符号直接表示。   ○非金属气体（如氢气、氧气、氮气）：在元素符号右下角写2，如H₂、O₂、N₂。  2.化合物化学式的书写：   ○原则：正价在前，负价在后；金属左，非金属右；氧化物中氧在后。   ○依据：化合物中，各元素化合价代数和为零。  3.读法：一般从右向左读作“某化某”。例如，NaCl读作氯化钠，Fe₃O₄读作四氧化三铁。  五、化合价  【基础】▲（一）化合价的规律  1.化合价有正负。金属元素通常显正价，非金属元素与氢、金属结合时显负价，与氧化合时显正价。  2.在化合物中，各元素正负化合价的代数和为零。  3.在单质中，元素的化合价为零。  4.常见元素的化合价：   ○一价钾钠氯（1价）氢银；二价氧（2价）钙镁钡锌；三铝四硅五价磷；二三铁，二四碳；二四六硫都齐全；铜汞二价最常见。   ○原子团（根）的化合价：氢氧根OH（1价）、硝酸根NO₃（1价）、碳酸根CO₃（2价）、硫酸根SO₄（2价）、铵根NH₄（+1价）。  【高频考点】★（二）化合价的应用  1.根据化合价书写化学式：“十字交叉法”。（1）按顺序写出元素符号（正价在前，负价在后）；（2）在元素符号上方标出化合价；（3）将化合价数值的绝对值交叉写在元素符号的右下角；（4）约简并检查代数和是否为零。  2.根据化学式求某元素的化合价：依据“化合物中各元素正负化合价代数和为零”的原则，结合已知元素的化合价，列式计算未知元素的化合价。  六、有关化学式的计算  【高频考点】★设某化合物的化学式为AₓBᵧ，其相对原子质量分别为A_r(A)、A_r(B)。  1.计算相对分子质量（Mr）：   Mr(AₓBᵧ)=x×A_r(A)+y×A_r(B)  2.计算物质组成元素的质量比：   A元素质量:B元素质量=[x×A_r(A)]:[y×A_r(B)]  3.计算物质中某元素的质量分数：   A元素的质量分数=[x×A_r(A)]/Mr(AₓBᵧ)×100%  4.计算一定质量化合物中某元素的质量：   元素质量=化合物质量×该元素在化合物中的质量分数  七、物质分类  【难点+高频考点】▲本单元是建立物质分类观的核心单元，需厘清概念间的关系。  1.混合物与纯净物：   ○混合物：由两种或多种物质混合而成（如空气、天然水、溶液）。   ○纯净物：由一种物质组成（如冰水混合物、蒸馏水、氧气）。  2.单质与化合物：   ○单质：由同种元素组成的纯净物（如氢气H₂、氧气O₂、铁Fe）。   ○化合物：由不同种元素组成的纯净物（如水H₂O、二氧化碳CO₂、高锰酸钾KMnO₄）。  3.氧化物：   ○定义：由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物47。   ○判断关键点：必须是化合物；只含两种元素；其中一种为氧元素。例如，KMnO₄虽然含氧，但含三种元素，不属于氧化物。  4.【易错点辨析】：   ○含氧的化合物不一定是氧化物（如KClO₃）。   ○同种元素组成的物质不一定是单质（如O₂和O₃的混合物）。   ○清澈透明的水不一定是纯净物（可能含有可溶性杂质）。  八、高频考点与解题策略  【综合应用】★（一）电解水的变式考查  1.考向：结合图像考查气体体积与时间关系。通常纵坐标为气体体积，横坐标为时间。斜率代表产生气体的速率（负极大），最终体积比确定气体种类（体积大者为氢气H₂，对应负极）。  2.考向：电极判断。根据电源正负极判断产生气体，或根据气体体积推断电源正负极。  3.解题步骤：一判电源（正负极），二看气体（体积比），三写反应（方程式），四得结论（元素组成）。  【综合应用】★（二）水的净化流程分析  1.考向：自来水厂净水流程（取水→加絮凝剂→反应沉淀池→过滤池→活性炭吸附池→清水池→投药消毒→配水泵）。区分每个步骤的作用及所属变化类型（消毒为化学变化，余为物理变化）。  2.考向：家庭简易净水装置（活性炭、小卵石、石英砂、蓬松棉的排列顺序）。遵循“先大后小，先物理后化学”的原则，石英砂和小卵石主要过滤不溶性杂质，活性炭主要吸附色素和异味。  3.解题要点：明确每种净化方法的核心功能。沉淀除大颗粒、过滤除难溶固体、吸附除色味、蒸馏除所有杂质（得纯水）、煮沸除钙镁（软化硬水）。  【综合