水是人類生活中最常見的物質之一，無處不在，是生命的源泉，水的性質與組成是初中化學學習的重點內容。

1、水的性質

1.1、通常狀況下，水是一種無色、無味、無毒的液體。

標準狀況下，水在0℃（水的凝固點：0℃）時，水會凝固成冰，在100℃（水的沸點：100℃）時，水會沸騰氣化成水蒸氣。

1.2、自然界中的水

• 海水

  ：海洋中的水，含有氯化鎂（MgCl2）、氯化納（NaCl）等物質，不能直接作為人類生活用水，屬于混合物。

• 淡水

  ：

  江河，湖泊及地表下的水

  ，是人類生活用水的主要來源，水中含有可溶性的鈣、鎂化合物，屬于混合物。

• 蒸餾水：

  水通過蒸餾變成水蒸氣，水蒸氣再冷凝后形成蒸餾水，蒸餾水用于化學實驗，屬于純凈物。

1.3、水的導電性

水越純凈導電能力越弱，不純凈的水，水中含有的自由帶電離子多，導電能力強。

提問：為什么水越純凈導電能力越弱，不純凈的水導電能力較強？

答：水的導電能力的強弱和水中自由移動的帶電離子有關，純凈的水主要含有水分子（H2O），水分子不帶電，不能定向移動產生電流，導電能力弱。

不純凈的水中，含有的帶電離子較多，通電后，水中的帶電離子定向移動并產生電流，帶電離子越多（濃度越大），電流越大，導電能力越強。

舉例：純水中加入硫酸（H2SO4）、氫氧化鈉（NaOH）導電能力會增強。

1.4、硬水和軟水

• 硬水

  ：含有較多可溶性鈣、鎂化合物的水。

• 軟水

  ：不含或含較少可溶性鈣、鎂化合物的水。

• 水的硬度大?。?/strong>

  水中含可溶性鈣、鎂化合物的

  多少

  來決定水硬度的大小，含可溶性鈣、鎂化合物越多，水的硬度越大。

提問：硬水給生活生產帶來哪些影響？

答：硬水在加熱過程中會在容器中產生很多水垢，會使熱水器、水壺上產生很多難清洗的水垢，用硬水洗衣服時，硬水和肥皂水產生不溶性沉淀物，衣服洗不干凈。

• 硬水容易產生水垢會使工業(yè)上使用的熱交換器、水管等設備堵塞，引起爆炸，造成重大的經濟損失。

注意：水垢的主要成份為碳酸鈣（CaCO3）和碳酸鎂（MgCO3）,可以用稀鹽酸或醋酸出去水垢。

除去水垢的原理：酸與碳酸鈣（CaCO3）或碳酸鎂（MgCO3）反應生成可溶性鈣鎂化合物。

硬水與軟水的鑒別方法

①肥皂水：硬水遇肥皂水泡沫少，有較多的浮渣生成，軟水遇肥皂水會產生很多泡沫，浮渣很少或沒有。

②加熱煮沸：硬水在加熱煮沸后，容器內壁會留有很多水垢，軟水沒有或很少。

• 水的軟化

  ：把硬水轉化成軟水的過程稱為水的軟化。

  加熱煮沸的方法

  使水的硬度降低，達到軟化的效果。

水在加熱煮沸后，水中可溶性鈣、鎂化合物生產不溶水的水垢，從水中分離出來，使水中鈣、鎂物質減少。進而使水的硬度降低。

2、水的組成

2.1、水電解實驗

水電解實驗是測定水組成的實驗，實驗裝置如下：

①實驗操作：打開左右活塞，向漏斗中加入氫氧化鈉溶液（氫氧化鈉與水的混合物，增強導電性），至兩邊的玻璃管裝滿，關閉左右活塞，通電，觀察現象。

加入氫氧化鈉溶液而不用純水的目的：增加水的導電能力，提高反應速率。

②實驗現象：在電源的兩電極上都有氣泡產生，負極（陰極）相連的管內產生的氣體體積約為正極（陽極）相連的管內產生的氣體體積的2倍。

③正負兩電極生成氣體的驗證：

用帶火星的木條靠近正極管口，打開活塞，帶火星的木條復燃，說明是正極產生的是氧氣。

用燃著的木條靠近負極管口，打開活塞，氣體被點燃產生淡藍色的火焰，說明是負極產生的是氫氣。

2.2、實驗結論（口訣：陽氧陰氫，氫二氧一）

①水在直流電的作用下，分解生成氫氣與氧氣，正極（陽極）產生氧氣，負極（陰極）產生氫氣，氫氣的體積:氧氣體積約為2:1。文字表達式與化學方程式：

②水是由氫元素與氧元素組成

因水電解分解成氫氣與氧氣，氫氣（化學式：H2）有氫元素（H）組成，氧氣（化學式：O2）有氧元素（O）組成，根據化學反應元素守恒，組成氫氣和氧氣的氫元素和氧元素都來自于水，所以水是有氫元素與氧元素組成的。

2.3、問題與討論

判斷題：水是由氫元素與氧元素組成的（正確）。

答：水是由水分子（H2O）組成的，水分子是由氫元素（H）與氧元素（O）組成的。所以水是由氫元素（H）與氧元素（O）組成的，答案正確。

• 水是由氫氣與氧氣組成的（錯誤）。

答：錯誤，氫氣（H2）與氧氣（O2）是兩種物質，不能組成另一中物質（水）。

• 提問：為什么實際生成的氫氣的體積與氧氣體積比大于2：1？

答：氧氣在水中的溶解性大于氫氣，生成的氧氣有一小部分溶于水，導致氧氣的體積減小。氫氣難溶于水，氫氣的體積幾乎沒有減少。

3、氫氣的性質與應用

3.1、物理性質：通常情況下，氫氣是一種無色、無味、密度最小的氣體。難溶于水。

3.2、化學性質

①可燃性：氫氣在空氣中燃燒生成水，文字表達式與化學方程式：

• 純凈的氫氣在空氣中點燃發(fā)出淡藍色的火焰，放出大量的熱，在火焰上方罩一干燥冷的燒杯，燒杯內壁出現水滴。

• 不純凈的空氣燃燒時

  ，發(fā)出

  尖銳爆鳴聲

  ，甚至發(fā)生爆炸（達到爆炸極限的濃度）。所以在點燃氫氣必須檢驗純度。純凈的氫氣才可以安全的燃燒。

• 氫氣純度的檢驗方法

  ：收集一試管氫氣，用拇指堵住試管口，管口向下（氫氣密度比空氣?。?，移動試管靠近火焰，松開拇指點火，若聽到尖銳的爆鳴聲音，說明氫氣不純凈，若發(fā)出小的

  “噗噗”

  聲，說明氫氣較純凈。

注意：可燃性氣體（如氫氣（H2）、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)）在點燃前，需檢驗純度，不純的可燃性氣體燃燒時會產生爆炸。

• 通過氫氣燃燒生成水，也可以證明水試由氫元素與氧元素組成的。

②還原性：用氫氣可以還原氧化銅（化學式：CUO）、氧化鐵（Fe2O3）等金屬氧化物。

3.2、氫氣的應用

①清潔能源（新型能源）

氫氣可以燃燒，且燃燒的產物是水，對環(huán)境不造成任何污染，所以氫氣屬于清潔能源之一。但氫氣的制取成本高，如電解水生產氫氣，需要消耗大量電能，綜合考慮不劃算。

②金屬的冶煉

用氫氣可以還原氧化銅（化學式：CUO）、氧化鐵（Fe2O3）等金屬氧化物，使金屬氧化物變成單質。

③制造氫氣球或飛艇

氫氣是密度最小的氣體，可以制造氫氣球或飛艇。