关于初中化学实验中“水”的若干应用
2014-04-11段湘
段湘
水在常温常压下为无色无味的透明液体,包括天然水(河流、湖泊、大气水、海水、地下水等),人工制水(通过化学反应使氢氧原子结合得到水)。水是地球上最常见的物质之一,是包括人类在内所有生命生存的重要资源,也是生物体最重要的组成部分。初三化学的各章节中分别贯穿了水的应用,在这些应用中,水作为一种重要的实验辅助物质,具有不可或缺的作用。总的来说,水在初三化学实验中主要有以下应用:
一、区别物理变化和化学变化
通过液态水变为气态水蒸气的外观变化,得出物理变化和化学变化的区别,即变化时未有新物质生成的变化为物理变化,有新物质生成为化学变化。显而易见,该实验中水只是发生了物理变化,因为并未生成新物质。
二、作为溶剂配制溶液
水是一种最常用的溶剂,在初三化学教学中出现的多数物质均可溶解在水中,配制成溶液,溶液之间的反应可以在瞬间完成,这大大加快了物质间的反应速率,具有非常重要的意义。
三、用作吸热物质,保护集气瓶
验证氧气的化学性质时,需要点燃细铁丝,通过铁丝在氧气中的燃烧,生成氧化物四氧化三铁,从而验证出氧气具有氧化性。这个实验中,反应产生的高温会使生成的四氧化三铁熔化,液态的生成物溅落到瓶底,会使玻璃质的集气瓶底部炸裂。为保护集气瓶底,需要加入少量的水或细沙,通过水对热量的吸收,缓冲产生的高温,有效保护集气瓶。
四、用作吸收剂
硫在氧气中燃烧会生成有毒的二氧化硫,如果直接让二氧化硫排入空气中,就会造成空气污染。此时可在集气瓶内装入少量的水,利用水和二氧化硫的反应,促使二氧化硫溶于水,可以有效防止二氧化硫污染空气。在这个实验中,由于水是反应吸收剂,所以不能用细沙替代,有别于做铁丝燃烧实验时,在集气瓶底装入水来保护瓶底。
五、作为反应物
水的电解实验中,通过给水通入直流电,使水电解,正极上收集氧气、负极上收集氢气,通过验证两种气体单质的生成,得出水通电后发生分解反应,水是由氢元素和氧元素组成的,微观上则可验证出水分子分解成氢原子和氧原子,氢原子和氧原子分别重新组合成氢分子和氧分子。
和氧化钙等物质发生化学反应。生石灰可以和水发生反应,生成熟石灰,即氧化钙和水反应生成氢氧化钙。除此之外还有许多反应与水有关,如硫酸铜和水反应生成硫酸铜晶体,碳酸钙和二氧化碳、水发生反应生成碳酸氢钙等。
六、利用排水法收集气体
初中化学所讲述的气体中氧气、氢气、甲烷等气体均可使用排水法,对于不易溶于水或难溶于水的气体都可以使用排水法收集,利用产生的气泡在水中聚集成大量气体后形成的压力,将水排出到集气瓶外,达到收集气体的目的。
七、测量气体体积
利用排出水的体积得出生成的气体体积。在实验中我们有时需要测得生成的气体体积,这也需要用到水。利用排水集气法将排出的水引入到量筒中,通过收集的水的体积读数,可以得出生成的气体体积。
八、洗涤仪器
实验之后要使用大量的水洗涤仪器,使仪器保持清洁,便于下次实验使用。
除上述几点之外,水在初中化学实验中还有一些别的用途,如实验中如果不慎接触到了酸液或碱液,都应该先使用大量的水清洗,减缓症状后再行后续处理等。综上所述,水作为一种非常重要的物质有着极其广泛的应用,其在生活中的应用则更为广泛,这里就不再详述。本文所述的只是水在初中化学实验中的部分应用,在水的广泛用途中可谓沧海一粟。