水的反常膨胀

水的反常膨胀

u31-护士实习

2023年2月19日发(作者：高中语文必读名著)

水的性质

一：水的组成

水的电解实验

水通电或高温时会分解：2H

2

O===电解或高温==2H

2

↑+O

2

↑

阴极气体：H

2

（能燃烧，产生淡蓝色火焰）

水的电解

阳极气体：O

2

（能使点燃的木条燃烧更旺）

实验现象：正极负极都有气体产生，一段时间后，收集两级的气体移近火焰，

正极的气体带火星的木条复燃；负极的气体气体被点燃，产生淡蓝色火焰。

实验结论：

⑴水在通电的条件下发生分解反应，化学方程式2H

2

O=通电=2H

2

+O

2

。

⑵水是由氢元素和氧元素组成⑶在化学反应中分子可以分成原子，而原子不能

再分。

二、水的物理性质

1、

颜色气味状态凝固点沸点密度

无色无味液态标准状态下，0℃标状下，100℃4℃时，1克/厘米3

水在4℃时，体积最小，密度最大。

2、水的反常膨胀，冰浮在水面上。

冬天水中的生物能安全生存,这是因为水具有(反常膨胀)的特性

3、水的比热容大

比热容kJ/(kg·℃)

砖煤油干泥土冰混凝土木材(软)砂石酒精软木水

0.82.10.842.20.922.40.922.41.7-2.14.2

医院里用冰袋给病人降低体温,用大块的冰块降低室内温度，利用水的比热容大。

4、水的分散性

水具有良好的溶解和分散其他物质的能力

溶液

浊液

悬浊液乳浊液

不

同

点

组成

由溶质和溶剂组成

（水是最常见的溶

剂）

不溶性固体和液

体组成

不溶性液体和液

体组成

分散

颗粒

分子或离子，直径

小于10-9米

大量分子的集合体，乳浊液的颗粒大

小约为1～50微米

均一

性

均一、透明不均一，不透明（浑浊）

稳定

性

稳定不稳定，久置后分层

相同点都是混合物

溶液(均一稳定的混合物)

①组成：溶液的质量＝溶质的质量+溶剂的质量。

②溶质：溶质可以是固体、液体或气体。

③溶剂：最常用的溶剂是水，除水外常用的溶剂还有酒精、汽油等。

注：悬浊液、乳浊液、溶液都是混合物。

5溶解过程中的放热和吸热

（1）概念：在溶解过程中发生了两种变化，一种是溶质的分子（或离子）在水

分子的作用下向水中扩散，这一过程吸收热量；另一种是扩散的溶质的分子（或

离子）和水分子作用，生成水和分子（或水和离子），这一过程放出热量。

（2）物质溶解过程中的两种变化：

扩散过程：溶质的分子(或离子)向水中扩散，是物理过程，吸收热量

水合过程：溶质的分子(或离子)和水分子作用，生成水合分子(或水合离子)，是

化学过程，放出热量

（3）溶解过程中的温度变化：

a.扩散过程中吸收的热量>水合过程中放出的热量，溶液温度降低，如：NH

4

NO

3

溶解于水。

b.扩散过程中吸收的热量<水合过程中放出的热摄，溶液温度升高，如：NaOH、

浓硫酸溶解于水。

c.扩散过程中吸收的热量≈水合过程中放出的热量，溶液温度几乎不变，如：NaCl

溶解于水。

三、水的化学性质

１、水能与二氧化碳反应（空气吹入水中，加入紫色石蕊试液）H

2

O+CO

2

==H

2

CO

3

２、水能与与某些氧化物反应

反应后，取上层清液，分别滴石蕊：_________滴酚酞：_________通入二氧化碳：

________

H

2

O+CaO==Ca(OH)

2

+CO

2

==

３、水能与无水硫酸铜反应

实验步骤现象结论

在无水硫酸

铜粉末上滴

入几滴水。

白色粉末变成蓝色

晶体

CuSO

4

+5H

2

O==CuSO

4

·5H

2

O

无水硫酸铜五水合硫酸铜

硫酸铜晶体是一种结晶水合物，是纯净物

再加入适量

水

生成蓝色溶液硫酸铜晶体易溶于水

4、常温下，能和钾、钙、钠等活泼金属反应，例：2Na+2H

2

O＝＝2NaOH＋H

2

↑

例题

1冬天,带水的自来水管容易胀裂,主要是由于()

A、铁热胀冷缩B、铁冷胀缩热C、水热胀冷缩D、水冷胀热缩

2水是人类宝贵的自然资源，下列关于水的性质的说法错误的是（）

A水在常温下是无色液体B水在0℃会结冰

C水能溶解所有物质D水能与一些氧化物反应

３下列物质与水混合后，会使酚酞变红的是()

A、CO

2

B、ＣaOC、Ca(OH)

2

D、H

2

CO

3

４下列物质中，能用来检验汽油中是否渗水的是()

A、ＣuSO

4

5H

2

OB、CuOC、CuSO

4

D、Cu(OH)

2

5下图用双氧水制取干燥纯净的氧气。

B瓶中装有，作用是吸收水分，干燥氧气。

C装置中装的是，目的是

当C装置中出现现象，表明气体已干燥。

6下列有关指定容器中水的主要作用的说法，错误的是

实

验

装

置

硫在氧气中燃烧测定空气中氧气含量铁丝在氧气中燃烧探究燃烧的条件

作

用

集气瓶中的水：

吸收放出的热量

量筒中的水：通过水体

积的变化得出O

2

体积

集气瓶中的水：冷却溅落

熔融物，防止集气瓶炸裂

烧杯中的水：加热

铜片；隔绝空气

选

项

ABCD

7如右图所示装置，向试管里的水中加入某种物质后，U形管右边支管的红墨水

液面降低，左边支管的红墨水液面上升，则加入的物质可能是（）

A．氢氧化钠B．生石灰C．浓硫酸D．硝酸铵

8有关水的说法正确的是

A、浑浊的河水经过滤、吸附后可直接饮用

B、婴幼儿、青少年长期饮用纯净水有益健康

C、水能溶解许多物质，因此自然界中几乎不存在纯净的水

D、硬水因为溶有较多的“钙”，因而饮用硬水可达到人体补钙的目的

9下列各组物质不能用水来鉴别的是（）

A.氢氧化钠固体和硝酸铵固体B.无水硫酸铜和碳酸钠固体

C.硫酸钡和氯化银D.碳酸钙和氯化钠

10水蒸气通过灼热的焦炭后，流出气体的主要成分是CO和H

2

，还有CO

2

和水蒸

气等。请用下图中提供的仪器，选择必要的试剂，设计一个实验，证明上述混合

气中有CO和H

2

，B装置中是CuO粉末(加热装置和导管等在图中略去)，回答下

列问题：

⑴盛浓H

2

SO

4

的装置用途是；

⑵仪器A中所发生反应的化学方程式是。

⑶仪器C中需加入试剂的名称(或化学式)是，其目的是

⑷按气流方向连接各仪器，用字母表示接口的连接顺序：g－ab－

注：检验水蒸气要优先；除去水蒸气要落后。

11物质A－J有下图转化关系，反应条件均略去。A、B物质的组成元素相同，C、

D、G是初中化学中常见的单质，I是金属。H的相对分子质量为100，组成元素

的原子个数比为3:2，其中一种元素的质量分数为28%

试回答：

⑴上述转化中属于分解反应的是（填序号）

⑵A、J、H的化学式为A、J、H

⑶反应②的化学方程式为

反应⑤的化学方程式为

四、溶液的类型

（1）饱和溶液与不饱和溶液

在一定温度下，在一定量的溶剂里，不能继续溶解某种溶质的溶液称为这种溶质

的饱和溶液，还能继续溶解某种溶质的溶液称为这种溶质的不饱和溶液。饱和溶

液和不饱和溶液一般情况可相互转化

（2）浓溶液和稀溶液

浓溶液不一定是饱和溶液，稀溶液也不一定是不饱和溶液。但对同一种溶液，相

同温度下，饱和溶液一定比不饱和溶液的浓度大。

5．物质的溶解情况

(1)用来定性描述物质的溶解情况，一般用易溶、可溶、微溶、难溶来描述。

（2）影响物质溶解性的因素有：溶质和溶剂的性质，温度、压强等。

（3）固体溶解度：一定温度下，100克溶剂中溶解溶质达到饱和状态时所溶解

的质量。如不指明溶剂，通常所说的溶解度就是指物质在水里的溶解度。大多数

固体的溶解度随温度的升高而增大,部分固体的溶解度随温度升高变化不大（如

NaCl）,极少数固体的溶解度随温度升高而减小（如Ca(OH)

2

）。气体的溶解度

一般随温度的升高而减小，但随压强的增大而增大。

固体溶解度的四要素：

例:蔗糖在20℃时的溶解度是203.9g。含义是在20℃时，100g水中最多可溶解

203.9g蔗糖。

（4）溶解度曲线：用直角坐标系表示物质在不同温度下的溶解度。

１、横坐标60，纵坐标110的交点A表示什么意义？

２.40℃时氯化铵的溶解度为＿＿,70℃时氯化铵的溶

解度为＿＿.70℃时氯化钾的溶解度为＿。

溶解性和固体溶解度的关系

溶解度/g溶解性典型例子

>10g易溶氯化钠、蔗糖、硝酸钾

1--10g可溶氯酸钾

0.01--1g微溶氢氧化钙

<0.01g难(不)溶碳酸钙

6．溶质的质量分数是溶液组成的定量表示方法，可以用小数或百分数表示：

配制过程:计算→称量→溶解

例题

12配制溶质的质量分数为10%的氯化钠溶液50克,需要氯化钠多少克?水多少克?

13试根据图中一些物质的溶解度曲线，判断下列叙述中有错误的是

()

A、温度一定，某固体物质在水中的溶解能力也是一定的

B．硝酸钠溶解度受温度影响大，氯化钠溶解度受温度影响不大

C、图中的物质中，硝酸铵的溶解度最大

D、20℃时，25克硝酸钾晶体在100克水中充分溶解，得到该温度下

不饱和溶液

14下列说法中正确的是（）

A凡是无色、均一、稳定的液体都是溶液

B．一种物质的饱和溶液一定比它的相同质量的不饱和溶液所含的溶质多

C．食盐溶液中各部分的质量分数不相同

D．m克食盐与n克水混和振荡，形成的溶液质量一定小于或等于（m＋n）克

15下列说法正确的是()

A、某饱和溶液析出晶体后溶质质量分数一定减少

B．a克物质加入b克水中，所得溶液的溶质质量分数一定等于100a/(a+b)%

C、加入同种物质不一定使该溶液的溶质质量分数增大

D、硝酸钾溶液降温后将一定有晶体析出

16、20℃时，NaCl溶解于水的实验数据如下表。则下列叙述正确的是（）

实验序

号

水的质量（克）加入NaCl的质量（克）溶液的质量（克）

①10212

②10313

③10413.6

④10513.6

A.②中所得溶液是饱和溶液B.20℃时10克水最多能溶解4克NaCl

C.③、④溶液的溶质质量分数相等D.①所得溶液的溶质质量分数为20％

17在某次电解水的实验中加入了少量NaOH溶液，测得分别与电源的正负极相连的

阳、阴两极上产生的气体的实验数据如下：

时间（分钟）

阴极生成气体体

积（cm3）

6122585

阳极生成气体体

积（cm3）

247641

（1）仔细分析以上实验数据，1～6分钟内阴、阳两极生成的气体体积之比大于

2:1，可能的原因是______________从第7分钟开始，每分钟内阴、阳

两极生成的气体体积之比约为2:1，可能的原因是______________；

（2）将质量分数为5%NaOH溶液100g进行电解，当溶液中NaOH的质量分数改变了

1%时，停止电解，则生成的H

2

的质量约为____________。

（3）电解一定量的水，当其中一个电极产生5mL气体时，另一电极产生的气体

体积可能是

18如图是甲、乙、丙三种固体物质的溶解度曲线，请据图回答：

（1）随着温度的升高，溶解度反而减小的是；在℃时，

甲与丙的溶解度相等。

（2）T3℃时，甲物质的饱和溶液中溶质、溶剂与溶液的质量之比

为。

（3）T1℃时，甲、乙、丙三种物质的饱和溶液的溶质质量分数的大小

关系是。

19、下图是A、B两种物质的溶解度曲线，根据图示回答下列问题：

（1）t

1

℃时，向两只盛有100克水的烧杯中，分别加入A、B两种物质至不能溶

解为止，所得溶液的溶质质量分数较大的是溶液（填“A”或

“B”）。

（2）t

2

℃时，欲配制等质量的A、B两种物质的饱和溶液，所需水的质

量关系是AB。（填“＞”“＜”或“=”，下同）

（3）将t

2

℃的A、B两种物质的饱和溶液各200克，降温至t

1

℃，析出

晶体的质量关系是AB。

（4）将t

2

℃的A、B两种物质的饱和溶液各200克，升温到t

3

℃，欲使它

们仍为饱和溶液，若不改变溶剂质量，则所需加入固体溶质的质量关

系AB。

20、10℃时，在两个烧杯中分别盛有相同质量的硝酸钾和氯化钾饱和

溶液；保持溶液温度不变，分别向其中加入等质量的相应溶质；再将温度升高到

40℃氯化钾和硝酸钾的溶解情况如图1所示。图2为两种物质的溶解度曲线。请仔

细观察、分析图1和图2，回答下列问题：

(1)当温度t的取值范围为______时，硝酸钾的溶解度大于氯化钾的溶解度。

(2)烧杯甲盛放的是___________溶液。

(3)状态三时，烧杯_________中溶剂水的质量相对较小。

21、t℃时，把某物质的不饱和溶液分成甲、乙两份，甲份的质量占3/5，乙份的

质量占2/5，在甲份中蒸发m克水或在乙份中加入m克溶质都会成为饱和溶液，则

t℃时该物质的溶解度是（）

A、100克B、150克C、75克D、67克

22通过如图所示的实验（不考虑水分蒸发），得到相应的五种溶液．下列叙述不

正确的是（B）

A．t1℃时，溶液①是不饱和溶液

B．t2℃时，溶液④是饱和溶液

C．t1℃时，溶液⑤是饱和溶液

D．t2℃时．溶液③是不饱和溶液

6.水的净化方法：沉淀法、过滤法、蒸馏法

分离方法适用范围理由示例

沉淀法

杂质在水中也是可

溶的

把杂质转化成沉淀后除去

氯化钠中混有

氯化钙

过滤法

不溶于水（或其他液

体）的固体

固体颗粒大，不能通过滤纸或过滤层，

而滤液可以通过滤纸或过滤层

除去粗盐中不

溶于水的杂质

蒸馏法

分离或提纯几种互

溶液体

利用混合物各组分沸点不同

分离酒精和水

的混合物

生活用水的净化方法：（按净化程度由低到高排列）

静置沉淀：利用难溶物的重力作用沉淀于水底

吸附沉淀：加明矾等絮凝剂，利用明矾溶生成的胶状物吸附杂质于水后

使杂质沉降。

过滤：分离固体和液体混合物

吸附：出去臭味和色素，常见的吸附剂有

蒸馏：净化程度最高，得到纯净物。

自来水厂净化过程：

河水→静置→吸附沉淀→反应沉淀→过滤→吸附→消毒→生活用水

23、某校科学兴趣小组参观制碱厂后，获得以下信息并对相关问题进行研究。

【产品与原理］该厂采用“侯氏制碱法”生产化工产品——纯碱（Na

2

CO

3

）和化

肥NH4Cl。生产原理是：将NH

3

和CO

2

通人饱和食盐水中得到NaHCO3和NH4Cl的混合

物，反应为:NaCl（饱和）十NH

3

＋CO

2

十H

2

O=NaHCO

3

↓＋NH

4

Cl；分离出NaHCO

3

,加热

制得纯碱。

【生产流程】

【相关资料】

（1）NH

4

Cl＝＝＝NH

3

↑十HCl↑

(2）已知20℃时有关物质的溶解度如下(气体的溶解度指1体积水中能溶解的气

体体积）

物质NaCl

NaHC

O

3

NH

4

C

l

NH

3

CO

2

溶解

度

36.0

g

9.6g

37.2

g

71

0

0.

9

【问题讨论】

（1）在操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，相同操作的名称为。

（2）反应①中发生了两个反应，写出其中的一个化学方程

式：；

（3）反应③中得到纯碱的化学方程式为：

（4）溶液B中的溶质有〔至少写出两种〕。

(5）上述生产流程中可循环使用的是（填序号）。

A.挥发性气体CB.溶液DC.氢氧化镁D.化肥NH

4

Cl

【组成确定】

（1）称取一定质量的纯碱样品，经多次充分加热后，再称重，质量无变化；

（2）另取少量纯碱样品加入适量水，样品完全溶解，向该溶液中加入过量稀HNO3，

再滴加AgNO3溶液，有白色沉淀。由上述实验可确定纯碱样品含有杂质________

（写化学式）。

【含量测定】称取纯碱样品10.8g加入适量水，再加入过量CaCl2溶液，搅拌、过

滤、洗涤、干燥后称得固体质量为10.0g，请计算此纯碱样品的百分含量。

【总结反思】某同学认为，在上述纯碱含量测定中，将CaCl2溶液改为BaCl2溶液，

测定误差会减小，其理由是___________。

24下图是某同学配制一定质量的0.9%生理盐水的全过程：

（1）请找出上图中的错误：

①；②。

（2）如果配制的生理盐水中NaCl的质量分数小于0.9%，则可能造成误差的原

因有（至少举三点）

①②

③