科學華東師范大學出版社華東師范大學出版社七年級下冊KEXUE義務教育教科書主編袁運開副主編劉炳昇錢振華王順義圖書在版編目（CIP）數據安全伴我行：湖南版.小學三年級.上安全伴我行編寫組編著.上海：華東師范大學出版社，2011.7ISBN978-7-5617-8794-6.安.安.安全教育小學課外讀物.G624.103中國版本圖書館CIP數據核字（2011）第138108號科學七年級下冊義務教育教科書主編袁運開責任主編劉萬紅封面設計盧曉紅出版華東師范大學出版社社址上海市中山北路3663號郵編200062網址 電話021-60821666行政傳真021-62572105客服電話021-62865537門市（郵購）電話021-62869887地址上海市中山北路3663號華東師范大學校內先鋒路口網店重印浙江省出版總社發行浙江省新華書店印刷者浙江開源印務有限公司開本787109216開印張12.75字數220千字版次2012年11月第1版印次2017年12月浙江第6次印數386501473500冊書號ISBN978-7-5617-9516-3G5597審圖號GS(2012)838號定價11.73元出版人朱杰人（如發現本版圖書有印訂質量問題，請與承印廠聯系調換，電話0574-87638192）致同學們同學們：歡迎你們學習科學，走近科學。什么是科學？科學神秘嗎？科學要研究和解決的問題與人類認識自然、利用自然、保護自然和發展自身有怎樣的關系？通過學習你們將會有所感悟。在這套教材里將要學習的有關生命科學、物質科學和地球與空間科學領域的知識，只是一個初步的基礎，你們更要重視科學知識的產生過程和科學方法的訓練，逐步養成進行科學探究的習慣；注意科學態度、創新精神與實踐能力的培養，了解科學知識在生產實際中的應用以及科學知識的社會價值；要關注發生在周圍的自然現象和社會現象，試著用學過的科學知識去分析解釋它們，提出自己的看法并以科學的態度對待。這些方面對你們今后的工作和學習將有深遠的意義。本教材的編寫采用探究和敘述相結合的方式，精選大量生動形象的圖片，創設探索學習的條件，開辟“活動”、“閱讀”、“思考與討論”、“視窗”、“科學技術社會環境”、“小資料”、“科學家小注”、“學生實驗”、“探究課題”與“練習”等欄目，提供多種主動學習活動的形式，愿你們喜歡。愛因斯坦曾經說過：“人類的一切經驗和感受中，以神秘感最為美妙；這是一切真正藝術創作及科學發明的靈感源泉。”祝愿你們在學習中始終保持對自然的神秘感，不斷追求科學真理，并取得成功。編者第1章水1地球上的水22水的三態變化103水是常用的溶劑194配制溶液295水的組成346水資源的利用和保護36第2章空氣1空氣的存在462空氣的成分523氧氣574二氧化碳645保護大氣圈69第3章陽光1太陽輻射能792陽光的傳播853陽光的組成94CONTENTS目錄目錄1第4章土壤1土壤的組成和性狀1052土壤與植物1133人類活動與土壤116第5章生態系統1種群和群落1232生態系統1313生物圈141第6章動物和人的生殖與發育1動物的生殖與發育1472人的生殖與發育155第7章植物和微生物的生殖與發育1綠色開花植物的有性生殖和發育1662種子的萌發和幼苗的形成1783植物的無性生殖1854細菌和真菌的繁殖189漢英詞匯對照195后記1982科學第1章水1第1章水是地球上最常見的天然物質，它覆蓋了71%的地球表面，地球可以說是個“大水球”。地球上的水哺育了人類和其他一切生物，為人類文明的發展提供了物質基礎，水是一種最寶貴的自然資源。水2科學1地球上的水地球上有浩瀚的海洋、奔騰的江河、皚皚的冰峰、飄落的雨雪水變幻著各種形態，存在于地球各處。思考與討論思考與討論1.結合你的生活經驗，舉例說明水在哪里存在。2.你能推測地球上大部分的水主要在哪里存在嗎？我們在大海中看到的是奔騰不息的水，而在大氣中的水又會成為雨雪露霜，到了寒冷地區，水又成為白皚皚的冰川雪原。除此以外，水還在哪里？海洋水天文學家目前能觀察和了解到的天體中，只有地球才有如此多的水。地球表面的71%是廣闊的海洋，海洋中生活著大量水生動物和植物，地球上最早的生命也是從海洋中誕生的。海水（seawater）占了地球上全部水量的96.5%。海水是咸的，這是因為海水中含有大量的鹽類物質。海洋中平均每1000g海水中含鹽類物質35g，所以海水不能喝，也不能灌溉莊稼。科學家們正在研究用經濟的辦法使海水淡化，解決地球上的“淡水危機”。第1章水3圖1.1.1海洋是生物的樂園活動在家中取一個干凈的水杯，放入96.5g飲用水，再倒入3.5g食鹽，攪拌，直到鹽全部溶解。嘗一嘗“海水”的味道，想一想：“海水能不能飲用？”實際上，海水中含有多種鹽類物質，它的味道又咸又苦。把鹽水倒入干凈的鍋中，加熱使鹽水沸騰，把鍋蓋揭開，看看鍋蓋上有沒有水滴形成，嘗一嘗水滴，是咸的還是淡的。想一想：“用這種方法使海水淡化是否可行，存在什么問題？”實際上，目前很多科學家已用各種新技術進行海水淡化，以達到降低成本、減少能耗、提高效率的目的。模擬海水淡化科學技術社會環境廣闊的海洋為人類提供了非常豐富的食物。海洋中大約有3萬種魚類，此外，海洋中有些藻類植物，經過加工也可以成為營養豐富的食物。海洋還是礦產資源的聚寶盆，人類食用的鹽大部分是從海水中提取的，海水中還可以提取許多化工原料。大洋海底還有多種多樣的礦藏，現在許多石油和天然氣都從距海岸不遠的大陸架海底開采。海洋中還蘊藏著巨大的能量，人們利用潮汐的漲落建造發電站，科學家還在研資源豐富的海洋4科學究利用波浪發電和利用海水溫差發電。我國有漫長的海岸線，海洋資源極為豐富，都有待我們去進一步開發。圖1.1.2海底石油開采平臺陸地水陸地水（landwater）占了地球上所有水量的3.5%，其中大約1%是咸水（saltwater），例如我國的青海湖就是咸水湖，其余的2.5%才是陸地上寶貴的淡水（freshwater）。在這些寶貴的淡水中，絕大多數是人類目前還不易利用的冰川（主要在南、北極地區）和巖層深處的地下水。可以被人類利用的淡水存在于河流湖泊和沼澤土壤中，它們僅占地球上全部淡水資源的0.3%!因此，地球上目前可被人類利用的淡水資源是極其有限的。世界上很多國家和地區，包括我國在內，缺水現象十分嚴重。圖1.1.4世界上大部分淡水存在于高山和極地等有冰川分布地區圖1.1.3地球上淡水的比例全世界淡水儲量水的類型占淡水比例()冰川68.7000地下水30.0600湖泊水0.2600沼澤水0.0330河流水0.0060大氣水0.0370生物水0.0032第1章水5寶貴的地下水淺層和深層的地下水成為寶貴的地下水資源。有些地方可鑿井取水，有的地方會從地下或山體的巖縫里流出泉水，這些都是人們可以利用的淺層地下水。在地下還有更多的深層地下水，需要鉆幾百到幾千米深才可以取到這部分淡水。由于淡水資源的短缺，人們開始鉆探深井以獲取深層地下水。但是，這部分水資源一旦被大量抽取使用，會造成地面的下沉。這種情況在我國和世界上其他國家的一些用水量很大的城市里都有所發生。城市的地面下沉，會造成一系列嚴重的惡果。所以，我國很多城市都制定了法規，嚴格控制大量抽取深層地下水，保護寶貴的地下水資源。視窗圖1.1.5噴涌而出的地下水大氣水大氣中的水與海洋水或陸地水相比，數量不多，但這部分水卻會成云致雨，形成復雜的天氣現象。除了下雨和下雪以外，你還可以根據哪些現象說明大氣中存在著水呢？活動夏天開啟空調機以后，室外的排水管中會出現什么現象？這說明了什么？在寒冷的冬天，室內的玻璃窗上會蒙上一層小水珠；走進室內，眼鏡上也會蒙上小水珠，這是為什么？把剛剛拆封的餅干放在屋內幾天，會發現香脆的餅干變軟了，這是為什么？請你再舉出例子，或者設計一個實驗，來證實大氣中存在著水。大氣中有水嗎圖1.1.6清晨花卉上的露水是從哪里來的6科學水是生物體的重要組成成分活動材料準備成熟的種子（如小麥、水稻籽粒）、天平、試管、試管夾、酒精燈、火柴。活動過程1.取干燥的小麥籽粒2030粒，用天平稱出質量，并記錄數據。2.把種子倒進干燥清潔的試管里，在酒精燈上均勻烘烤（試管口略向下傾斜）。不久，你將（“看到”或“看不到”）從試管里冒出的水蒸氣在近試管口的管壁上凝結成小水珠。3.倒出小麥籽粒，再用天平稱出質量，記錄在下表中，并計算出小麥籽粒的含水量。從這個活動你得出了什么結論？種子里含有水分嗎材料烘烤前質量（g）烘烤后質量（g）含水量（%）小麥粒我們在吃西瓜、梨等水果時，會發現水果中含有大量的水分。水是植物體的重要組成成分。不同植物的含水量有很大的不同。例如，水生植物的含水量可達90%以上，而在干旱環境中生長的苔類植物中水分只占6%左右。同一株植物中的不同部分的含水量差異也很大。例如，根尖、嫩梢、幼苗的含水量可達60%90%，樹干為40%50%，風干的種子為10%40%。各種農作物種子的含水量都不一樣，常見的如稻谷13.5%、小麥15%、玉米15%、高粱10.9%、黍子9.3%、大豆10.2%、蠶豆11.5%、豌豆11.8%、花生8%、向日葵籽5.6%、油菜籽8.3%、芝麻5.4%。各種農作物的種子必須在上述含水量以下才能安全貯藏。小資料常見農作物的種子含水量第1章水7人體中有沒有水呢？你能舉出哪些證據證明人體中含有大量的水？人體的含水量約占體重的60%左右，但不同的組織或器官含水量不同，如肌肉中含水72%、血液中含水80%、骨中含水50%。據調查估算，一般成年人每天平均排尿約1.5L，通過呼吸和排汗散失水分約0.51L。為了保證健康，我們每天至少應飲水22.5L。圖1.1.7每天至少喝8杯水地球上水的循環活動觀察圖1.1.8，你能得到哪些信息？圖1.1.8地球上水的循環示意圖地球上的水在陸地、海洋、大氣之間不斷地循環。在太陽輻射的作用下，水在陸地和海洋表面不斷地蒸發成水汽，植物的蒸騰作用也向大氣輸送了一部分水汽。進入大氣中的水汽，隨氣流而運動。如果氣溫逐漸降低，大氣中的水汽就會在高空形成水滴或冰晶成為雨水、雪花或冰雹降落到地球表面，統稱為降水。在陸地上，有些降水下滲為地下水，有些降水在地表匯入河流湖泊，大部分又最終回歸入大海。這個過程就叫做水循環（cycleofwater）。水循環中水的總量保持不變，它使水成為可再生的資源。水循環的過程中產生很多復雜多變的天氣現象，也帶來了充沛的水力資源。水循環還會改變地8科學思考與討論思考與討論1.唐代詩人李白寫下了著名詩句：“君不見黃河之水天上來，奔流到海不復回。”學習了本節內容后，請你思考：黃河的水是不是從“天上”來的？黃河的水奔流到海之后是不是“不復回”了？2.設想一下在森林和荒地中遭受一場暴雨后，會產生什么樣的不同結果？1.填空和作圖：（1）地球的表面積為5.1億平方公里，海洋占71%，陸地占%。那么海洋的面積是km2，陸地面積是km2。在右面的圓中按地球上的海洋和陸地面積的比例進行分割，并用不同的顏色表示海洋和陸地面積。（2）根據圖1.1.3，把地球上的淡水作為100%，那么冰川占了%，地下水占了%，河流水、湖泊水和沼澤水只占了%，其他的淡水占了%。想一想：其他的淡水在哪里？在以下的方格圖中按地球上各種淡水的比例進行分割，并用不同的顏色表示各種淡水。練習表形態。但是水循環也會造成降水在時間、空間分布上的不均勻，從而形成洪澇或干旱。森林和草原會在降水過程中保護土壤不受嚴重的沖刷，而且會有利于土壤對水分的吸收，因此要制止濫伐森林和過度放牧，以利于水土保持。第1章水92.既然說地球上有豐富的水，我們為什么還要節約用水？10科學2水的三態變化在1個標準大氣壓下，氣溫降到0，水會凝固成冰；將水加熱到100，水會化成水蒸氣。固態的冰、液態的水和氣態的蒸汽，通稱水的三態。在地球上，水的三態變化形成了不間斷的水循環。水的三態變化水結成冰、冰融化為水以及水汽凝成水滴等都是自然界常見的現象，下面我們通過實驗來探究這些現象中的規律。活動1.在100mL燒杯內放入大半杯溫度為5左右的碎冰塊；2.將燒杯放在如圖1.2.2所示裝置的石棉網上，記錄此時碎冰塊的溫度，并填入表中時間為“0”的溫度欄中；3.用酒精燈緩慢加熱（酒精燈與石棉網之間隔一段距離）。每隔1min記錄一次溫度，并填入下表中。在加熱過程中，一旦發現有冰熔化成水，就要不時地用玻璃棒攪拌，使燒杯中的冰和水溫度均勻。同時注意觀察在冰塊熔化過程中，溫度有無變化。冰全部熔化為水后，繼續加熱至水溫升高到10左右；4.根據表中數據，在坐標紙上描點，連成光滑的曲線。觀察冰的熔化過程圖1.2.2冰的熔化實驗裝置圖1.2.1湖面浮冰第1章水11時間（min）溫度（）時間（min）溫度（）0111122133144155166177188199201021思考與討論思考與討論1.以上實驗中為什么采用緩慢加熱？2.熔化曲線中平行于時間軸部分表示什么含義？3.冰開始熔化時的溫度是多少？4.冰熔化過程中溫度發生變化嗎？由實驗觀察可知，溫度低于0的冰吸熱后溫度逐漸上升；當溫度升高到0時，冰開始熔化，在吸熱熔化過程中，杯中的冰逐漸減少，水逐漸增多，杯中冰水混合物的溫度始終保持在0；直到杯中的冰全部熔化成0的水后，繼續吸熱，水溫才會上升。熔化與凝固物質由固態變成液態的現象叫做熔化（melting）。某種物質在熔化過程中溫度保持不變，這一溫度叫做這種固體的熔點（meltingpoint）。冰變成水就是冰的熔化現象。在1個標準大氣壓下，冰的熔點是0。除了冰具有確定的熔點外，生活中常見的金屬、石英、鹽、糖、明礬也都有確定的熔點，科學上把這類固體稱為晶體。還有一類固體物質，它們沒有確定的熔點，科學上稱其為非晶體，如玻璃、塑料、瀝青、松香等都是非晶體。12科學物質由液態變為固態的現象叫做凝固（condensation）。實驗表明，晶體熔液的凝固過程中保持溫度不變，這個溫度叫做凝固點。同一種物質的凝固點與熔點相同，在1個標準大氣壓下，冰的熔點與水的凝固點都是0。晶體在熔化過程中需要吸熱，在凝固過程中會放熱。活動取一些食鹽微粒和松香微粒，在放大鏡下觀測，并完成下表。物質外形有無規則食鹽微粒松香微粒通過活動可以知道，晶體不但具有確定的熔點，還具有規則的幾何外形。觀察食鹽微粒和松香微粒外形的不同圖1.2.3食鹽晶體晶體名稱熔點（單位）碳（金剛石）3550鐵1535銅1083.4金1064銀961.78鋁660.37鈉97.81冰0固態水銀38.87固態氧218.4小資料一些晶體物質的熔點（在1個標準大氣壓下）第1章水13汽化與液化水灑在桌子上一會兒就干了，濕衣服晾掛起來后會逐漸變干，這說明水變成了水汽。物質由液態變為氣態的現象叫做汽化（vaporization）。發生在液體表面的汽化現象叫做蒸發（evaporation）。事實表明，水在蒸發時要吸熱。蒸發吸熱產生的致冷效果在生活和生產中有著廣泛的應用。圖1.2.4觀察兩支溫度計的示數活動當你從游泳池里上來，如果沒有立即用毛巾擦干身上的水，你會有什么感受？取兩支相同的溫度計，它們的示數是相同的，這一示數表示此時的氣溫。現將其中一支溫度計的玻璃泡上包一塊浸有水的棉花，稍過片刻，再觀察這兩支溫度計的示數，有什么變化？這說明了什么？思考與討論思考與討論1.為了使洗好的衣服盡快干，根據你的經驗，可采取哪些辦法？由此，你能否歸納出決定蒸發快慢的因素有哪些？2.你能說出在生活中常見的蒸發致冷的實例嗎？14科學學生實驗實驗目的觀察對水加熱直至沸騰的過程中水的溫度變化的特點。繪制水的沸騰曲線，并描述沸騰現象。實驗器材燒杯、水銀溫度計、水、玻璃棒、鐵架臺及其附件、鐵圈、石棉網、酒精燈。實驗裝置與觀察冰熔化的裝置相同。實驗步驟1.在燒杯中盛水80100mL；2.記錄水的初溫；3.用酒精燈加熱，并不時地用玻璃棒攪拌燒杯內的水；4.每隔1min記錄一次溫度，并填入下表中，直至沸騰。觀察水開始沸騰時的溫度，并注意在水沸騰過程中溫度有無變化。仔細觀察沸騰時的現象。根據表中數據，在坐標紙上描點，連成光滑的曲線。觀察水的沸騰時間（min）溫度（）時間（min）溫度（）0111122133144155166177188199201021思考與討論思考與討論1.沸騰曲線的傾斜和平行于時間軸的部分分別表示什么意義？2.水沸騰時的溫度是多少？沸騰過程中水的溫度是否變化？3.描述你見到的沸騰現象。第1章水15蒸發和沸騰（boiling）是汽化現象的兩種方式，蒸發是在液體表面進行的、可以在任何溫度下發生的汽化現象，而沸騰是在特定溫度下持續加熱，在液體內部和表面同時發生的劇烈汽化現象。沸騰必須達到一定溫度才能發生，并保持溫度不變。液體沸騰時的溫度叫做沸點（boilingpoint）。在1個標準大氣壓下，水的沸點是100。蒸發和沸騰都需要吸熱。活動一壺水煮沸后，有大量水蒸氣從壺嘴冒出，在壺嘴附近放一塊金屬片或玻璃片，觀察金屬片或玻璃片上有什么現象發生。物質由氣態變為液態的現象叫做液化（liquefaction）。水蒸氣變成水的過程就是液化。液化過程放熱，是汽化的相反過程。圖1.2.5水蒸氣的液化思考與討論思考與討論1.夏天你打開冰箱門時，會看到冒出一股“白氣”，水沸騰時也會冒出“白氣”。這些“白氣”是什么？2.用口對著玻璃或者鏡子長時間呵氣，你將會看到什么？你能解釋嗎？你知道夏天早晨青草上和蜘蛛網上的露水（圖1.2.6）是如何形成的嗎？3.為什么可以用高溫水蒸氣來蒸饅頭？圖1.2.6蜘蛛網上的露珠16科學升華與凝華嚴冬季節將濕衣服晾在室外，衣服上的水會結成冰，這些冰未經熔化，衣服也會變干。這一現象表明物質可以直接在固態和氣態之間轉變，物質由固態直接變為氣態的現象叫升華（sublimation）。與熔化一樣，固態物質升華時也要吸熱。冬天結冰的衣服在室外會變干就是冰的升華現象。物質由氣態直接變成固態的現象叫做凝華。氣態物質凝華時放熱。寒冷的深秋初冬清晨，田野里與屋頂上會有一層薄薄的白霜，冬天北方樹枝上出現的霧凇（俗稱“樹掛”），都是空氣中的水蒸氣凝華而成的。思考與討論思考與討論冰箱里的霜是如何形成的？圖1.2.7霧凇水汽的凝華第1章水17水的三態變化與天氣現象雨、雪、霧、露、霜等天氣的形成都與水的三態變化有密切聯系。升入高空的水蒸氣遇冷后，會液化成小水滴或凝華成小冰晶形成云。如果云中的水滴或冰晶大到不能被上升氣流托住時，就會降落而形成雨或雪。水蒸氣液化成小水滴懸浮在空中形成霧；水蒸氣液化成小水滴附在地面或植物上形成露；水蒸氣凝華在地面或植物上形成霜。思考與討論思考與討論用熱水洗澡時，浴室里常常彌漫著白汽。這種現象和霧的出現是一樣的嗎？請用水的三態變化來解釋。閱讀凍雨的危害與預防在冬天和早春季節，我國部分地區會出現凍雨。凍雨是在特殊氣溫條件下大氣層中的水滴落到溫度低于0的地面或其他物體上會立即凍結成外表光滑而透明的冰層或冰柱的天氣現象。凍雨是一種災害性天氣，它會對工農業和人們的生活造成不可忽視的危害。凍雨下落到輸電線上，會在輸電線上形成許多小冰柱，輸電線遇冷收縮，加上冰柱重量的影響，就會繃斷。有時，成排的電線桿被拉倒，使通信和輸電中斷。2008年1月，持續多天的凍雨使湖南郴州市的電纜、電塔大部分被壓斷、倒塌，造成郴州市停水停電8天。公路鐵路交通大面積受阻，交通事故也因此增多。凍雨導致大田結冰，壓斷返青的冬麥，凍死早春播種的作物幼苗。另外，凍雨還能大面積地破壞幼林、凍傷果樹等。為預防凍雨帶來災害，在飛機上安裝除冰設備或盡可能繞開凍雨區域飛行；在公路上及時撒鹽融冰，并組織人力清掃路面。在凍雨天氣里，人們應盡量減少外出。如果外出，要采取防寒保暖和防滑措施，并注意遠離或避讓機動車和非機動車輛；機動車司機在凍雨天氣里應及時安裝輪胎防滑鏈，盡量減速慢行。18科學圖1.2.8凍雨下落到輸電線上形成冰柱圖1.2.9凍雨下落到樹枝上試寫出下圖中水的三態變化的名稱以及變化過程中的吸熱放熱情況。練習圖1.2.10物質三態間的轉變關系及吸熱放熱情況第1章水193水是常用的溶劑在我們周圍存在的澄清透明的天然水幾乎都不是純凈的水。你是否想過，這是為什么呢？水溶液水是一種良好的溶劑，它能溶解各種固態的、液態的和氣態的物質。天然水和大氣、土壤、巖石等物質接觸時，許多物質就會進入水中。所以，海水、河水、井水等，都不是純凈的水，除水以外，還含有許多溶解性物質和非溶解性物質。圖1.3.1大瀑布活動當我們把一小匙蔗糖放入一杯水中，或把一小顆高錳酸鉀晶體放入一杯水中時，你觀察到了什么現象？請你描述一下。20科學圖1.3.2蔗糖溶解于水圖1.3.3溶質、溶劑、溶液水能溶解氧氣。魚以及水中微小的藻類等都是依靠水中溶解的氧氣而生存的。在海洋的表層，生活著無數的各種藻類生物，這些浮游植物跟陸地上的綠色植物一樣，在光合作用過程中放出氧氣。水的這一奇妙的性質，對地球上生命的存在具有重要意義。小資料溶解在水中的氧氣蔗糖或高錳酸鉀顆粒不見了，這是因為構成蔗糖的微粒（蔗糖分子）或構成高錳酸鉀的微粒（鉀離子和高錳酸根離子）均勻地分散到水分子中間，形成均一、透明的液體。如果把形成的液體裝入一個密閉的容器，溫度保持不變，不管經過多長時間，蔗糖或高錳酸鉀都不會分離出來，也就是說，這兩種液體是很穩定的。由一種或一種以上的物質分散到另一種液態物質里，形成的均一、穩定的液體，叫做溶液（solution）。能溶解其他物質的物質叫做溶劑（solvent）；被溶解的物質叫做溶質（solute）。溶液是由溶劑和溶質組成的。第1章水21活動取用固體藥品一般用藥匙，藥匙的兩端分別為大匙和小匙，取用量較多時用大匙，取用量較少時用小匙。有些塊狀的藥品可用鑷子取用。用過的藥匙或鑷子要立刻用干凈的紙擦拭干凈，以備下次使用。往試管里裝固體粉末時，如圖1.3.4所示，平放試管，把盛有藥品的藥匙或用小紙條折成的紙槽，小心地送入試管，然后使試管直立起來，讓藥品全部落到底部，避免藥品沾在管口和管壁上。固體藥品的取用圖1.3.4固體藥品的取用活動比較不同物質在水中的溶解能力圖1.3.5比較不同物質在水中的溶解能力1.老師提供裝有不同固體物質的紙包，各紙包中物質的質量都相同。每一組學生從中任意選擇兩種物質。2.這兩種物質的名稱是和。3.打開每個紙包，把固體物質平均地分成十份。4.用量筒量取20mL水，倒入燒杯中，然后，取一份第一種物質加入燒杯，不斷攪拌，直到完全溶解。5.繼續再取出另外一份加入上述燒杯，不斷攪拌，如果完全溶解，則重復上述的操作，直到不再完全溶解為止，并記下加入的量。6.用量筒另外量取20mL水，倒入另一燒杯中，重復運用上述的方法，對第二種物質進行溶解能力大小的測試。7.全班各小組交流和匯總測定的數據，如果同一種物質由多個小組測定，則取平均值，共同完成下表。22科學活動1.在燒杯中放置20mL70水，并保持溫度不變。2.重復運用第21頁的實驗方法，測定該活動中各物質在70時的溶解能力。3.比較各種物質在70時和在室溫時溶解能力的大小，你發現了什么？與同學、教師討論后，寫下你的結論。4.查閱固體的溶解度曲線，查出20和70時各物質的溶解度，進一步把自己得出的結論敘述得更加完整和正確。比較溫度對不同物質溶解能力的影響圖1.3.6操作示意圖圖1.3.7溶解度曲線8.溶解能力最大的物質是，溶解能力最小的物質是。溶質的名稱在室溫時溶解于20mL水的份數溶解能力的大小我們把在一定溫度下，一定量的溶劑里不能再溶解某種溶質的溶液叫做這種溶質的飽和溶液；還能繼續溶解某種溶質的溶液叫做這種溶質的不飽和溶液。一般固體物質的溶解度指的是，在一定的溫度下，某固體物質在100g水中達到飽和狀態時所溶解的質量，就叫做這種物質在水里的溶解度（solubility）。例如，在20時，100g水中最多能溶解36g食鹽，就是說20時食鹽在水里的溶解度是36g100g水。第1章水23溶質的名稱在70時溶解于20mL水的份數溶解能力的大小活動1.分別取用少量氯化鈣固體、硝酸銨固體、氫氧化鈉固體放入三個試管中，再加入少量水，振蕩試管，使固體溶解，用手觸摸試管的底部，感受溫度的變化。2.記錄你的實驗結果，并與同學、教師討論交流。比較不同物質在溶解過程中的能量變化圖1.3.8操作示意圖溶質的名稱溶于水后的溫度變化（“試管底部變熱”、“幾乎不變”或“變冷”）你的實驗結論實驗表明，在溶質溶解于水的過程中都伴隨著能量的變化，有些有明顯的放熱或吸熱的現象，有些溫度變化不明顯。24科學在水中加入的物質振蕩后的現象靜置一段時間后的現象泥土熟石灰食用油煤油你認為以上物質和水混合后，和溶液相比較最大的區別是。2.在上述加入食用油和煤油的兩個試管中，分別再加入幾滴洗滌劑，然后振蕩，靜置。觀察現象。你認為加入洗滌劑的作用是。濁液活動1.在四個試管中，各盛10mL水，分別加入少量泥土、熟石灰、食用油和煤油，然后振蕩，靜置。觀察現象。觀察在水中加入不易溶解物質后的現象人們利用某些物質在溶解于水的過程中會放出大量的熱的性質，為野外工作者設計了特殊的罐頭。這種罐頭在食用前，罐頭的外層水和某種固體物質是分離的；在食用時，兩者接觸，固體物質在溶解過程中放出的熱量使罐頭內的食物變熱。這樣，野外工作者在冰天雪地中也能吃到熱的食物。用同樣的原理可以用硝酸銨制作冰袋。你可以自己制作一個類似的簡易加熱或冷卻裝置。小資料自熱罐頭和冰袋圖1.3.9用硝酸銨制作的冰袋第1章水25在水中加入的物質振蕩后的現象靜置一段時間后的現象食用油和洗滌劑煤油和洗滌劑泥土或熟石灰跟水混合后，用力振蕩，得到的是渾濁的液體，這種固體小顆粒懸浮在液體里的混合物，叫做懸濁液。靜置片刻后，懸浮在水里的固體小顆粒逐漸下沉，分離成兩層，上層清澈部分是水溶液，下層是泥土或熟石灰。黃河是世界上輸沙量最多的河流。由于黃河水中含有很多泥沙，水的顏色發黃，黃河由此得名。黃河水素有“一碗水，半碗泥”的說法，這就是一種典型的懸濁液。它的最大年輸沙量可達4.39109t，平均年輸沙量也達1.6109t。這1.6109t泥沙中有4108t沉積在河道中，1.2109t被帶至河口。結果，入海口每年向海中推進3km。近百年來，黃河在入海口堆積出了一個5400km2的三角洲。小資料圖1.3.10渾濁的黃河水食用油或煤油跟水混合后，用力振蕩，得到的是乳狀渾濁的液體，這種液體是小液滴懸浮在液體里的混合物，叫做乳濁液。靜置片刻后，懸浮在水里的小液滴逐漸上浮，分離成兩層，上層是食用油或煤油，下層是水。懸濁液和乳濁液都屬于濁液。濁液和溶液不同，它們之間最主要的區別是濁液中的物質的顆粒遠大于溶液中溶質的顆粒，分散得不均勻，而且不穩定。只有設法使物質在水中的顆粒變得很小，才能較穩定地分散在水中。26科學護膚用的冷霜是一種含油量高的油水混合物。冷霜搽在皮膚上，水分蒸發后使我們有涼爽的感覺。在乳化劑的作用下，冷霜中不溶于水的油狀物質分散，油和水兩者形成了較穩定的乳化物。如果把珍珠粉處理得非常細小，和冷霜相溶在一起，就能形成較穩定的珍珠霜。各類乳化物化妝品都廣泛應用了這種使物質顆粒變小的技術。如果冷霜放置時間太長，會變質，你會看到乳化物中水和油又分離了。小資料護膚的冷霜圖1.3.12乳化物化妝品閱讀洗滌劑水肥皂或洗滌劑油圖1.3.11洗滌劑在洗滌時的作用示意圖洗滌劑的分子，一端親食物油或煤油，另一端親水；親油的一端鉆進油滴，無數洗滌劑分子包圍在油珠周圍，使油狀的小液滴破碎，變得更細小；而親水的一端向外，這樣使油與水形成一個較穩定的分散體系。洗滌劑能使進入水中的油污顆粒分散成更細小的物質。肥皂在水中可以形成和洗滌劑具有相似結構的微粒，使衣服上原來不易溶于水的污漬在肥皂的作用下，脫離衣服，進入水中，將衣服洗凈。第1章水271.在兩個試管中各加入5mL水和5mL汽油，然后分別滴入2滴食物油，振蕩后，觀察到的現象是。2.在兩個試管中各加入5mL水和5mL酒精，然后分別加入一小塊碘晶體，振蕩后，觀察到的現象是。其他常用的溶劑除了水以外，我們還經常使用哪些溶劑呢？活動其他常用的溶劑圖1.3.13油漆和油漆稀釋劑以上實驗說明，水是一種良好的溶劑，能溶解很多種物質，但不是萬能的溶劑。溶質對溶劑是有選擇性的。為了適應日常生活、工農業生產和科學研究等各個領域的需要，我們還使用各種各樣的溶劑。酒精能溶解碘，配制成消毒用的碘酒。汽油能溶解油脂，人們常用汽油擦除衣服上沾有的油污。用水作溶劑的溶液，叫做水溶液。通常不指明溶劑的溶液，一般指的是水溶液。當水和其他液體相互溶解時，通常不論液體的含量多少，都把水看作溶劑，另一種物質看作溶質。當其他兩種液體相互溶解時，通常把溶液里含量較多的一種叫做溶劑，把含量較少的一種叫做溶質。例如在上述實驗中，在5mL汽油中滴入2滴機油，汽油是溶劑，機油是溶質，形成了機油的汽油溶液。思考與討論思考與討論當兩種液體相互溶解時，可以怎樣確定溶質和溶劑？28科學1.列舉日常生活中常見的濁液和溶液，并說出它們的主要區別。2.觀察牛奶或豆漿，列舉證據說明它是屬于乳濁液、懸濁液還是屬于溶液。練習衣服的“干洗”在家里，我們一般用洗衣粉（或肥皂、洗衣液）和水來清洗衣服。對于一些貴重的衣服，為了防止衣服在接觸水后發生變形，我們把衣服送到專門的洗衣店實行“干洗”。“干洗”就是用專門的不會損壞衣料的非水溶劑洗滌衣服，衣服上的油污等溶解在非水溶劑中，衣服取出后，使非水溶劑揮發，就得到了干凈的衣服。視窗圖1.3.14干洗機第1章水294配制溶液濃的糖水比稀的糖水甜，是因為濃糖水中糖含量較高。溶液的濃度就是對溶液中溶質含量的定量描述。配制確定濃度的溶液是工農業生產和科學研究中經常做的工作。溶液組成的表示方法活動1.用下列某種物質配制兩種不同濃度的水溶液。可利用的物質有蔗糖、食鹽、高錳酸鉀晶體、硫酸銅晶體等。2.向全班同學展示你們所配制的溶液，用證據說明它們的濃度是不同的。圖1.4.1三種不同濃度的硫酸銅溶液我們可以根據甜味判斷糖水的濃稀，根據顏色判斷硫酸銅溶液的濃稀，但這些方法都比較粗略，不能準確地表明一定量溶液中究竟含多少溶質。在實際應30科學用中，人們常常需要準確地知道一定量溶液中含有溶質的質量。比如，施用農藥時，藥液過濃會傷害農作物，藥液過稀又不能有效殺蟲滅菌。表示溶液組成的方法很多，在化學上常用溶質的質量分數表示溶液的組成。溶液中溶質質量與溶液質量的比值叫做溶質的質量分數（massfractionofsolute），可用下式表示：溶質的質量分數=溶質質量溶液質量100%溶質的質量分數越大，表示溶液中溶質的相對含量越大，溶液越濃。【例題1】醫院里輸液用的生理鹽水是溶質質量分數為0.9%的氯化鈉溶液。計算要配制1500kg這樣的生理鹽水，需要氯化鈉和蒸餾水各多少千克？【分析】溶質的質量分數=溶質質量溶液質量100%溶液質量=溶質質量+溶劑質量【解】溶質質量（氯化鈉）=溶液質量溶質的質量分數=1500kg0.9%=13.5kg溶劑質量（水）=溶液質量-溶質質量=1500kg-13.5kg=1486.5kg答：配制溶質質量分數為0.9%的生理鹽水1500kg，需13.5kg氯化鈉和1486.5kg蒸餾水。【例題2】化學實驗室現有溶質質量分數為98%的濃硫酸。為了做制取氫氣的實驗，需要溶質質量分數為20%的稀硫酸。要把30g，98%的濃硫酸稀釋為20%的稀硫酸，需要加水多少克？【分析】稀釋前后，溶質的質量不變。【解】設稀釋后溶液的質量為x。圖1.4.2生理鹽水需要準確控制濃度第1章水31配制溶質質量分數一定的溶液通常需要計算、稱量（或量取）、溶解三個步驟。具體操作如下圖所示：圖1.4.3配制一定溶質質量分數溶液流程圖閱讀表示溶液組成的不同方法除了上面介紹的溶質質量分數，還有一些表示溶液組成的方法。如，在使用兩種液體配制溶液時，可以用其中一種液體的體積分數來表示溶液的組成，醫療上使用的消毒酒精溶液，用70體積酒精和30體積水配制而成，該溶液中酒精的體積分數即為70%。有時，還可以用一定體積溶液中溶質的質量來表示溶液的組成，如，在食醋的標簽上寫著“總酸5.5g100mL”，即表明每100mL醋中醋酸不少于5.5g。30g98%=x20%x=30g98%20%=147g147g-30g=117g學生實驗實驗目的1.初步學會配制一定溶質的質量分數的溶液。配制一定溶質的質量分數的溶液答：需要加水117g。32科學2.初步學會天平和量筒的操作。3.初步認識到在配制過程中可能產生誤差，會尋找產生誤差的主要原因。4.初步形成一絲不茍、規范操作的實驗習慣。實驗器材10mL量筒和50mL量筒各一個、天平、50mL和100mL燒杯各一個、玻棒、氯化鈉固體、濃鹽酸、蒸餾水。實驗步驟（一）天平和量筒的操作練習先請同學們回憶七年級上冊課本中介紹過的天平和量筒的操作要領，然后完成下面的操作。1.稱取2g氯化鈉固體，注意氯化鈉需放在稱量紙上，稱量的步驟是。2.分別量取2mL和10mL的水，你在如何選用量筒、如何把液體注入量筒和讀取量筒的數據方面，新的體會是。（二）配制50g5的氯化鈉溶液1.所需要的儀器和藥品是。2.首先需要計算出的量是和。記錄計算過程和結果。3.記錄操作步驟和應注意的問題。操作步驟應注意問題1.2.4.將所配成的氯化鈉溶液交給老師。（三）用濃鹽酸配制稀鹽酸1.現有溶質的質量分數為36的濃鹽酸。實驗室通常按濃鹽酸與水的體積比為14的方法配制稀鹽酸。2.用2mL濃鹽酸配制14的稀鹽酸，記錄操作步驟和應注意的問題。操作步驟應注意問題1.2.3.將配成的稀鹽酸交給老師。第1章水33（四）問題討論1.在配制50g5的氯化鈉溶液時，所需一定量的水是用天平還是用量筒獲得為什么2.實驗室按照上述要求配制的氯化鈉溶液或稀鹽酸濃度是否會產生誤差如果有誤差，請你根據操作過程尋找可能產生誤差的主要原因。1.蒸干35g某氯化鉀溶液，得到5g氯化鉀，求該溶液的溶質質量分數。2.配制80g15%的氯化銨溶液，需氯化銨和水各多少克？3.某醫院平均每天約用去500瓶500g0.9%的生理鹽水，試計算每年該醫院要用去生理鹽水多少瓶？配制這些生理鹽水需要氯化鈉多少千克？4.配制15%的鹽酸100g，需要市售的36%濃鹽酸和水各多少克？練習34科學5水的組成當水結成冰從液態變成固態時，水的化學性質沒有發生變化，水沒有變成別的物質。那么，水在什么情況下才能變成別的物質呢？如果在水中通直流電，它將發生什么變化？圖1.5.1水的電解活動1.在水電解器的玻璃管里注滿水，為了增強水的導電性，可以加入少量硫酸或氫氧化鈉，接通直流電，觀察到兩個電極出現和兩支玻璃管內液面。2.用帶火星的木條接近液面下降較少的玻璃管尖嘴，慢慢打開活塞，觀察到，說明。3.用點燃的火柴接近液面下降較多的玻璃管尖嘴，慢慢打開活塞，觀察到，說明。然后用一個干燥的燒杯放置在玻璃管尖嘴的上方，觀察到在干燥的燒杯中出現了。4.以上現象說明水通入直流電后，會生成和。水的電解從實驗中可以看到，在水電解器的兩個電極上都有氣泡產生，氣體聚集在玻璃管的上部，圖上所占體積較小的氣體能使帶火星的木條燃燒起來，這是氧氣O2（oxygen）。所占體積較大的氣體能在空氣中燃燒生成水，這是氫氣H2（hydrogen）。第1章水35可燃性氣體的爆炸氫氣是一種可燃性的氣體，實驗測定，如果空氣里混入氫氣的體積達到總體積的4%74.2%，點燃時會發生爆炸。同樣，一氧化碳、甲烷等可燃性氣體都存在發生爆炸的范圍，點燃在這個范圍內的不純的一氧化碳、甲烷都會發生爆炸。我們在點燃可燃性氣體前，一定要確保可燃性氣體的純度不在爆炸范圍內。礦井中發生的瓦斯爆炸就是點燃了處在爆炸范圍內的不純的可燃性氣體。如果煤氣外溢，當房間中煤氣達到一定的比例時，任何微小的火花都會引起爆炸。視窗圖1.5.21937年一艘氫氣飛艇爆炸，在燃燒發生后22s內拍攝的照片1.如何證明水分解后的產物是氧氣和氫氣？2.有人說水是由氧氣和氫氣組成的，你認為這種說法正確嗎？請說出你的理由。練習在直流電的作用下，水會電解成跟水的狀態和性質完全不相同的氧氣和氫氣。氧氣中的氧和氫氣中的氫是從水中