2025秋初中化学九年级上册沪科版课件 2.4 水的组成和净化.pptx

2.4水的组成和净化

水是我们熟悉而又陌生的物质。说其熟悉，是因为我们每天都与水打交道，日常生活中的应用也有一定了解。说其陌生，在于我们尚未从化学视角去认识、研究水的组成和性质，尚未了解化学在解决水资源危机中的重要作用。今天我们就一起了解一下关于水的知识。

我们每天都与水打交道，水是我们生活中最为熟悉的物质之一。水对于生物体的形成、生长发育起着非常重要的作用，在日常生活及工农业生产中具有广泛的应用。今天开始，我们将从化学视角去研究水的组成和性质，认识化学方法在获取饮用水过程中发挥的重要作用。

?目标预览?能结合电解水实验探究水的组成；能运用化学方法对水进行净化，学习物质分离的实验技能；能体会化学在自来水生产过程中的重要作用，认识水资源综合利用对社会可持续发展的重要意义。

图2-27初冬的松花江畔一、探究水的组成水在自然界中能以液态、固态、气态三种状态同时存在。与大多数物质不同，固态水(冰)的密度比液态水小，可以浮在水面上(图2-27)；气态水无色无味。不同状态的水在一定条件下可以互相转化。

水加热到一定程度会沸腾，沸腾时液态的水会变成水蒸气，水蒸气冷凝又变成液态的水，降低到一定温度还可以变为固态的冰。上述过程能否用于研究水的组成?你能提出研究水的组成的实验方案吗?

上述过程中水分子没有改变，发生的是物理变化，不能直接用于研究水的组成，但可以获得较为纯净的水，用于研究水的组成。利用化学反应在一定条件下使水分解，研究水分解后的产物可以帮助我们认识水的组成。

水加热煮沸产生水蒸气，水蒸气冷凝又变成液态的水，通过这一系列物理变化可以获得较为纯净的水。日常生活中的水大多不是纯净物，研究水的组成时必须使用纯净的水。利用化学反应在一定条件下使水分解，研究水分解后的产物，可以帮助我们认识水的组成。

【实验1】根据如下步骤进行水的电解实验，观察现象并思考。1.向图2-28所示的装置中加入纯净的水(为增强溶液的导电性，可向水中加入少量氢氧化钠)，接通直流电源，观察实验现象。图2-28电解水实验

2.将一根带火星的木条平放在与电源正极相连的玻璃管的尖嘴处打开活塞，观察实验现象，并推断气体成分。3.打开与电源负极相连的玻璃管的活寒，在玻璃管的尖嘴处点燃(或用一支小试管收集生成的气体后移至酒精灯火焰处)，观察实验现象，并推断气体成分。

【实验2】在空气中点燃纯净的氢气，并在火焰上方罩一个干燥的烧杯(图2-30)，观察实验现象。从实验1和实验2中，你分别观察到什么现象?可以推断出什么结论？图2-30检验氢气燃烧的产物

点燃氢气前，要先检验氢气的纯度，操作方法如图2-29所示。点燃氢气时，声音很小说明气体较纯，发出尖锐爆鸣声说明气体不纯。图2-29氢气的验纯

在实验1中，与电源正极相连的玻璃管内生成的气体能使带火星的木条复燃，这种气体是氧气。与电源负极相连的玻璃管内生成的气体能在空气中燃烧，这种气体是氢气(hydrogen)。图2-28电解水实验

图2-28电解水实验该实验说明水在通电的条件下能发生分解反应，生成氢气和氧气。水氢气＋氧气通电H2OH2O2

图2-30检验氢气燃烧的产物在实验2中，纯净的氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色的火焰，放出大量的热，烧杯内壁凝结有水雾，说明氢气与空气中的氧气发生化合反应生成了水。氢气＋氧气水点燃H2O2H2O上述实验说明水是由氢元素和氧元素组成的。

水在煮沸过程中会变成水蒸气，水蒸气在一定条件下可以部分分解产生氢气和氧气。上述两个过程各发生了什么变化?水在煮沸的过程中，由液态变成了气态，只有状态发生了改变，没有新物质生成，是物理变化；水蒸气在一定条件下部分分解产生氢气和氧气，有新物质生成，是化学变化。

随着科学研究的不断深入，化学家可以通过多种途径分解水，经过大量的研究进一步证实了水的组成。

利用太阳光分解水20世纪70年代，科学家通过大量研究表明，用TiO2等物质作为催化剂，利用太阳光可以直接将水分解为氢气和氧气。氢气是一种理想的能源，液氢已被广泛用作航天动力燃料。液氢燃烧的产物是水，不产生污染生成的水又可循环使用。上述方法为不消耗电能而制得大量氢气提供了可能，这将引发一场针对太阳能开发利用的科技革命。

近年来，中国科学技术大学研究人员的一系列研究表明，采用纳米级的硅、石墨烯等材料作为催化剂，在太阳光下分解水的效果良好。该研究为水分解实现工业化制氢提供了新思路。一旦解决了氢气制取、氢气分离和安全储运等瓶颈问题，就能真正打开“氢能时代”的大门，实现能源的可持续发展。

二、水的净化我们在日常生活