段湘
水在常溫常壓下為無色無味的透明液體,包括天然水(河流、湖泊、大氣水、海水、地下水等),人工制水(通過化學反應使氫氧原子結合得到水)。水是地球上最常見的物質之一,是包括人類在內所有生命生存的重要資源,也是生物體最重要的組成部分。初三化學的各章節(jié)中分別貫穿了水的應用,在這些應用中,水作為一種重要的實驗輔助物質,具有不可或缺的作用??偟膩碚f,水在初三化學實驗中主要有以下應用:
一、區(qū)別物理變化和化學變化
通過液態(tài)水變?yōu)闅鈶B(tài)水蒸氣的外觀變化,得出物理變化和化學變化的區(qū)別,即變化時未有新物質生成的變化為物理變化,有新物質生成為化學變化。顯而易見,該實驗中水只是發(fā)生了物理變化,因為并未生成新物質。
二、作為溶劑配制溶液
水是一種最常用的溶劑,在初三化學教學中出現(xiàn)的多數(shù)物質均可溶解在水中,配制成溶液,溶液之間的反應可以在瞬間完成,這大大加快了物質間的反應速率,具有非常重要的意義。
三、用作吸熱物質,保護集氣瓶
驗證氧氣的化學性質時,需要點燃細鐵絲,通過鐵絲在氧氣中的燃燒,生成氧化物四氧化三鐵,從而驗證出氧氣具有氧化性。這個實驗中,反應產(chǎn)生的高溫會使生成的四氧化三鐵熔化,液態(tài)的生成物濺落到瓶底,會使玻璃質的集氣瓶底部炸裂。為保護集氣瓶底,需要加入少量的水或細沙,通過水對熱量的吸收,緩沖產(chǎn)生的高溫,有效保護集氣瓶。
四、用作吸收劑
硫在氧氣中燃燒會生成有毒的二氧化硫,如果直接讓二氧化硫排入空氣中,就會造成空氣污染。此時可在集氣瓶內裝入少量的水,利用水和二氧化硫的反應,促使二氧化硫溶于水,可以有效防止二氧化硫污染空氣。在這個實驗中,由于水是反應吸收劑,所以不能用細沙替代,有別于做鐵絲燃燒實驗時,在集氣瓶底裝入水來保護瓶底。
五、作為反應物
水的電解實驗中,通過給水通入直流電,使水電解,正極上收集氧氣、負極上收集氫氣,通過驗證兩種氣體單質的生成,得出水通電后發(fā)生分解反應,水是由氫元素和氧元素組成的,微觀上則可驗證出水分子分解成氫原子和氧原子,氫原子和氧原子分別重新組合成氫分子和氧分子。
和氧化鈣等物質發(fā)生化學反應。生石灰可以和水發(fā)生反應,生成熟石灰,即氧化鈣和水反應生成氫氧化鈣。除此之外還有許多反應與水有關,如硫酸銅和水反應生成硫酸銅晶體,碳酸鈣和二氧化碳、水發(fā)生反應生成碳酸氫鈣等。
六、利用排水法收集氣體
初中化學所講述的氣體中氧氣、氫氣、甲烷等氣體均可使用排水法,對于不易溶于水或難溶于水的氣體都可以使用排水法收集,利用產(chǎn)生的氣泡在水中聚集成大量氣體后形成的壓力,將水排出到集氣瓶外,達到收集氣體的目的。
七、測量氣體體積
利用排出水的體積得出生成的氣體體積。在實驗中我們有時需要測得生成的氣體體積,這也需要用到水。利用排水集氣法將排出的水引入到量筒中,通過收集的水的體積讀數(shù),可以得出生成的氣體體積。
八、洗滌儀器
實驗之后要使用大量的水洗滌儀器,使儀器保持清潔,便于下次實驗使用。
除上述幾點之外,水在初中化學實驗中還有一些別的用途,如實驗中如果不慎接觸到了酸液或堿液,都應該先使用大量的水清洗,減緩癥狀后再行后續(xù)處理等。綜上所述,水作為一種非常重要的物質有著極其廣泛的應用,其在生活中的應用則更為廣泛,這里就不再詳述。本文所述的只是水在初中化學實驗中的部分應用,在水的廣泛用途中可謂滄海一粟。