第三單元

探秘水世界第一節(jié)運(yùn)動(dòng)的水分子水是由水分子構(gòu)成的。水分子很小，只一滴水，就含有約1021個(gè)水分子!這么小的水分子似乎是微不足道的，然而，沒有小小的水分子，哪有晶瑩的水滴?沒有水滴又怎么會(huì)有漏潺的小溪、奔騰的江河、浩瀚的海洋?

水分子有什么特征?為什么水有時(shí)能幻作朵朵白云，有時(shí)能化為綿綿細(xì)雨，有時(shí)又能變成皚皚白雪?一、水的三態(tài)變化水變作云、雨、雪是水分子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化的結(jié)果。

如果把封閉在注射器中的少量水煮沸，使液態(tài)的水變?yōu)樗魵?，體積會(huì)明顯增大。設(shè)想一下，在這個(gè)過程中，水分子會(huì)發(fā)生怎樣的變化?水分子本身變大了?水分子之間的間隔變大了?水分子的數(shù)目增多了?水分子受熱都運(yùn)動(dòng)到注射器的另一端去了?在固態(tài)的水中，水分子緊密有序排列，只能在固定的位置上振動(dòng)。在液態(tài)的水中，水分子間隔較小，可在一定程度上自由運(yùn)動(dòng)。在氣態(tài)的水中，水分子間隔較大，可以完全自由運(yùn)動(dòng)。一定量的水，當(dāng)它由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，再由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)時(shí)水分子的數(shù)目和大小不會(huì)變化，變化的只是水分子之間的間隔和排列方式。這樣的變化屬于物理變化。雨后初晴的夏日，路邊的斑斑水漬一會(huì)兒就消失得無影無蹤了，這是水蒸發(fā)的緣故。在水蒸發(fā)的過程中，水分子獲得太陽光的能量后，運(yùn)動(dòng)加快，克服了水分子之間的相互作用，離開液體表面，水變成水蒸氣逸散到空氣中。燒開水之后，揭開鍋蓋，立即就會(huì)有許多水滴滴下，這是水蒸氣在鍋蓋上冷凝的結(jié)果。燒水時(shí)，部分水分子獲得足夠的能量，離開水面向鍋蓋處運(yùn)動(dòng)。這些水分子遇到冷的鍋蓋后失去部分能量，導(dǎo)致其運(yùn)動(dòng)減慢，由于分子間的相互作用而彼此靠近，聚集在一起，水蒸氣凝結(jié)成水滴。描述水分子的運(yùn)動(dòng)水結(jié)冰和冰融化的過程中，水分子的能量、運(yùn)動(dòng)速率、相互間的作用及間隔是怎樣變化的?請你通過文字、圖畫或角色扮演等形式把你的理解演繹出來，并與同學(xué)們進(jìn)行交流。許多物質(zhì)像水一樣，是由分子構(gòu)成的，如氫氣(H2)、氧氣(O2)、氮?dú)?N2)、二氧化碳(CO2)等。分子也具有微觀粒子的一般性質(zhì)，如質(zhì)量和體積都很小，相互之間有間隔，存在著相互作用，總是在不斷地運(yùn)動(dòng)等。二、水的天然循環(huán)下雨了，掬一把雨水，想一想這些水分子是從哪里來的。當(dāng)然，現(xiàn)在它們來自你頭頂上的那片烏云，可是去年，也許它們還凝固在黃河源頭的冰川里，抑或流淌在滾滾不息的長江里呢!降雨，只是水天然循環(huán)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，大自然中的水究竟是怎樣循環(huán)的?水的天然循環(huán)是通過其三態(tài)變化實(shí)現(xiàn)的。太陽為水分子提供能量，使其運(yùn)動(dòng)加快，達(dá)到一定程度后，一些水分子便克服了分子之間的相互作用，變成水蒸氣擴(kuò)散到空氣里，在高空中遇冷凝結(jié)成云。云隨風(fēng)飄移，再遇冷又轉(zhuǎn)變成雨或雪，降落到地面，匯入江河湖海，滲進(jìn)山川土地。大自然就是通過水分子的運(yùn)動(dòng)，既實(shí)現(xiàn)了水的自身凈化，又完成了水資源的重新分配，周而復(fù)始、源源不斷地為地球上的生物補(bǔ)充淡水資源。三、天然水的人工凈化地球上水的儲(chǔ)量很大，分布范圍也很廣，但是大約97.5%的水集中在海洋和咸水湖里。跟人類關(guān)系最為密切的淡水約占地球總水量的2.5%，可供人類直接利用的江河水、湖泊淡水以及淺層地下水，僅約占地球淡水總量的13%，占地球總水量的0.3%。水的天然循環(huán)給我們帶來了淡水。但是，天然淡水中往往含有泥沙、可溶性的礦物質(zhì)和細(xì)菌等，為滿足生活和生產(chǎn)的需要，人們需要根據(jù)天然水水質(zhì)的不同而進(jìn)行相應(yīng)的凈化處理。城市自來水生產(chǎn)過程城市生活用水是經(jīng)過自來水廠凈化處理的。觀察圖3-5，說一說自來水廠是經(jīng)過哪些步驟將天然水凈化為生活用水的。自來水廠通常對天然水進(jìn)行沉降、過濾、滅菌等凈化操作，使之達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)，再輸送到千家萬戶。自來水在輸送過程中還可能受到二次污染，所以要煮沸殺菌后再飲用。過濾天然水取一大杯較混濁的天然水(河水、湖水、井水等)，完成下列實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。1.沉降在燒杯A和燒杯B中分別加入約100m工天然水。將燒杯A放在實(shí)驗(yàn)桌上靜置一段時(shí)間；同時(shí)在燒杯B中加入明礬①粉末，用玻璃棒充分?jǐn)嚢韬笤凫o置一段時(shí)間。觀察兩個(gè)燒杯中發(fā)生的變化。2.過濾取一張圓形濾紙，如圖3-6所示折好并放入漏斗，制作出一個(gè)過濾器。按照圖3-7所示，安裝好過濾器，完成對上述燒杯A中上層液體的過濾。想一想：過濾操作中應(yīng)注意哪些關(guān)鍵操作事項(xiàng)?過濾是將不溶于液體的固體物質(zhì)與液體分離的一種方法。過濾器就像一個(gè)小篩子，水分子等體積較小的粒子能通過濾紙中的細(xì)小空隙，而泥沙等較大的顆粒則留在濾紙上。利用過濾方法可將不溶于水的固體與水分離開來。

沉降、過濾后的天然水中還會(huì)溶有一些有顏色或氣味的雜質(zhì)，這時(shí)可以用活性炭等物質(zhì)進(jìn)行吸附凈化。水的蒸餾1.在上述得到的濾液中加入一包活性炭，充分?jǐn)嚢韬箪o置一段時(shí)間，觀察燒杯中液體顏色的變化。

2.將吸附凈化后的濾液加熱煮沸，使水蒸氣冷凝在燒杯上部的表面皿上。取所得冷凝水，滴在玻璃片上，在酒精燈上慢慢加熱至水分消失。觀察玻璃片上發(fā)生的現(xiàn)象。給水加熱使之變?yōu)樗魵猓賹⑺魵饫淠玫揭簯B(tài)水的過程叫作水的蒸餾。蒸餾得到的水稱為蒸餾水。蒸餾水可認(rèn)為是純凈物。而天然水中含有多種物質(zhì)，屬于混合物。1.下列說法錯(cuò)誤的是()。A.水變成水蒸氣的過程中，水分子變大B.水在天然循環(huán)過程中，發(fā)生的是物理變化C.河水、井水、海水都是溶有某些物質(zhì)的混合物D.過濾不能除去天然水中溶解的礦物質(zhì)A2.過濾是混合物分離的一種常用方法。下列關(guān)于過濾操作的說法不正確的是()。A.過濾時(shí)液面要低于濾紙邊緣B.過濾后得到的濾液一定是純凈物C.過濾是實(shí)現(xiàn)固液分離的方法之一D.玻璃棒在過濾操作中起引流的作用