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教(学)案 |
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中学化学中的水
“人类若不珍惜水资源，在地球上看到的最后一滴水将是我们的眼泪。”水在环境中占有特殊的地位，是一切生物赖以生存的不可缺少的条件。人类的文明和发展与水有着极为密切的关系。总之，人与水休戚相关。在中学化学中我们又学了水的什么呢？请随我来认识一下它吧！
一、 从氢氧元素的化合价来认识水。
1、作氧化剂
水中氢元素的化合价为＋1价，是氢元素的最高价态，与某些金属、非金属单质、还原性强的化合物等反应时化合价降低，得到电子，作氧化剂。
如：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
3Fe+4H2O(气) Fe3O4+4H2
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
C+H2O(g) H2+CO
NaH+H2O=NaOH+H2↑
2、作还原剂
水中氧元素的化合价为－2价，是氧元素的最低价态，在与F2反应时，化合价升高，失去电子，作还原剂。
2F2+2H2O=4HF+O2
3、 既作氧化剂又作还原剂
2H2O 2H2↑+O2↑
4、 在氧化还原反应中既不作氧化剂又不作还原剂
Cl2+H2O=HCl+HClO
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4
5、 非氧化还原反应中既不作氧化剂又不作还原剂
CO2+H2O=H2CO3
NH3+H2O=NH3·H2O
Na2O+H2O=2NaOH
二、 从电离平衡来认识水。
水是一种弱电解质，存在着电离平衡：H2O=H++OH-，温度、H+的浓度、OH-的浓度将影响水的电离。
1、温度：水的电离是一个吸热过程，因此升高温度， 平衡向吸热方向移动，促进水的电离，则水的离子积常数也会增大。
2、浓度：
（1）抑制水的电离
在通常情况下，在水中加入酸、碱、以电离为主的酸式盐时，溶液中的H+浓度或OH-浓度增大，平衡向逆反应方向移动，从而抑制水的电离。
例：25℃时，pH＝4的盐酸溶液中，水电离出的H+浓度是多少？
解：C(H+)水＝C(OH-)水＝ ＝ ＝10－10mol/L
（2）促进水的电离
一定温度下，在水中加入能水解的盐，盐电离出来的弱离子与水电离出的H+或OH-相结合成弱电解质，使H+或OH-浓度减小，平衡向正反应方向移动，从而促进水的电离。
例：25℃时，pH＝11的CH3COONa溶液中，水电离出的H+浓度是多少？
分析：因CH3COONa电离出的CH3COO－与水电离出的H＋结合得弱电解质CH3COOH，H＋浓度减小，水的电离平衡向正反应方向移动，则水电离出的OH－浓度增大，溶液呈碱性。
解：C(H+)水＝C(OH-)水＝ ＝ ＝10－3mol/L
（3）双水解反应
如：2FeCl3+3Na2S+6H2O=2Fe(OH)3↓+3H2S↑+6NaCl
2AlCl3+3Na2CO3+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑+6NaCl
（4）双弱盐的水解反应
如：Al2S3+6H2O=2Al(OH)3+3H2S↑
Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑
CaC2+2H2O→Ca(OH)2+CH≡CH↑
四、有机反应中的水。
1、水化反应
CH2=CH2+H2O CH3CH2OH
CH≡CH+H2O CH3CHO
2、水解反应
有机物中的卤代烃、酯类、二糖、多糖、蛋白质、油脂等能在一定条件下发生水解。
如：
CH3CH2Cl+H2O CH3CH2OH+HCl
CH3COOCH2CH3+H2O CH3COOH+CH3CH2OH
C12H22O11+H2O C6H12O6 +C6H12O6
蔗糖 葡萄糖 果糖
(C6H10O5)n+nH2O n C6H12O6
淀粉 葡萄糖
水除可以参予以上一些反应外，它还是生活、生产中最常见、最重要的溶剂。另外它还可以作催化剂。如: Zn+I2=ZnI2等。
充分了解水后，就能有效地利用水资源，保护水资源！
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