水是生命之源，也是日常生活中最常見的物質(zhì)，不僅在人類生活、生產(chǎn)中應用廣泛,更是我們中學化學實驗中不可缺少的重要實驗材料。在中學化學實驗室中，使用最多的材料莫過于水了，大部分的化學反應和化學實驗都需要水的參與，很多化學實驗中都要用到水,沒有水的參與，大部分實驗過程沒法進行，實驗現(xiàn)象也沒辦法發(fā)生。水在不同的化學實驗中的作用不同，在中學化學實驗中水一般當作溶劑使用,利用水配制出各種溶液,以及清洗儀器。不過水的應用不僅僅局限于此,在化學實驗中，水有著多種巧妙的用途，今歸納如下：<br><br>⒈ 作溶劑<br><br>水具有良好的溶解性能，除可以參與一些反應外，它還是生產(chǎn)、生活中最常見、重要的溶劑。水的溶解性可用于：<br><br>⑴ 配制溶液及稀釋溶液；⑵ 測定固體的溶解度；⑶ 做噴泉實驗。<br><br>⒉ 作洗滌劑<br><br>水本身并不是一種洗滌劑，但它在洗滌過程中扮演著至關重要的角色，是洗滌過程中不可或缺的一部分，發(fā)揮著多種重要作用。水是生產(chǎn)、生活中常用的廉價洗滌劑，清洗實驗儀器和裝置，常常使用水作為洗滌劑。以下是水在洗滌過程中的一些作用：<br><br>⑴ 溶劑：水能夠溶解許多物質(zhì)，包括一些污垢和洗滌劑成分，從而幫助清除污漬。<br><br>⑵ 分散劑：水可以幫助分散污垢顆粒，使其更容易被去除。<br><br>⑶ 催化劑：在某些洗滌過程中，水可以作為催化劑，促進洗滌劑成分的活性。<br><br>⑷ 導熱劑：在熱水洗滌中，水傳遞熱量，幫助提高洗滌效率。<br><br>⑸ 滅火劑：雖然這不是洗滌過程中的常規(guī)作用，但在緊急情況下，水可以用來滅火，保護洗滌區(qū)域的安全。<br><br>⑹ 保護劑：水可以作為一種保護劑，防止某些織物在洗滌過程中受到損害。<br><br>⑺ 鑒別劑：在化學洗滌過程中，水有時用于鑒別不同的物質(zhì)。<br><br>在常見的“過濾”實驗操作中,針對各種過濾器與容器中的沉淀物需要洗滌,在洗滌時可使用蒸餾水來進行。具體方法是：在過濾器與容器中倒入適量的蒸餾水,直至蒸餾水將沉淀完全淹沒,適當晃動清洗,如此反復操作幾次即可清除沉淀。<br><br>例如,硫酸鋇沉淀中的氯化鈉等，可根據(jù)二者水溶性的不同，用水進行洗滌 。<br><br>⒊ 作介質(zhì)<br><br>水作為一種介質(zhì)，在不同的領域有著廣泛的應用。以下是水作為介質(zhì)的一些主要用途：<br><br>⑴ 暖氣系統(tǒng)：水作為暖氣和地暖的介質(zhì)，具有熱容量大、導熱性能好、安全性高、環(huán)保性能優(yōu)和經(jīng)濟性佳等優(yōu)勢。相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較，降低相同的溫度，水放出的熱量多，取暖效果好。這些優(yōu)勢使得水在地暖系統(tǒng)在未來的地暖系統(tǒng)中繼續(xù)發(fā)揮其優(yōu)勢，推動地暖行業(yè)的發(fā)展。<br><br>⑵ 核反應堆：高純水主要用在核工業(yè)中，尤其是以水作為冷卻和工作介質(zhì)的沸水與壓水核反應堆中。因為高純水中氯離子與氧均非常低，不銹鋼在這種環(huán)境中腐蝕率極低，所以水冷核反應堆中除核燃料包殼等少量材料外，會大量使用不銹鋼。<br><br>⑶ 化學反應：在化學反應中，水可以作為反應介質(zhì)，尤其是在綠色化學領域。水無毒且是地球上最豐富的自然資源通常被視為一種良性溶劑。使用水作反應介質(zhì)發(fā)展綠色化學技術顯得尤為重要。<br><br>如高錳酸鉀是一種強的氧化劑，它可以氧化許多物質(zhì)，但反應的介質(zhì)不同，還原產(chǎn)物也不同。高錳酸鉀在酸性、堿性（堿的濃度較大）和中性介質(zhì)中與亞硫酸鹽作用，分別被還原成Mn2+、MnO42-和Mn02。在這些反應中，水起的是介質(zhì)作用。<br><br>⒋ 作水封劑<br><br>水封在中學化學實驗室中也十分常用，主要用于易變質(zhì)、易揮發(fā)或有毒藥品的保存,防止它們在空氣中揮發(fā)出有害物質(zhì)污染環(huán)境。如果這類物質(zhì)不與水發(fā)生反應且密度比水大，則可用水的水封作用來保存，以減少藥品的損失或污染。<br><br>例如：白磷、液溴、水銀、二硫化碳等藥物的保存，通常是向藥品中加少量蒸餾水，通過用水覆蓋藥品而隔絕空氣，防止藥品氧化變質(zhì)或減少揮發(fā)。<br><br>液溴是一種深紅棕色的單質(zhì)液體，具有強烈的腐蝕性、揮發(fā)性和劇毒,是中學化學實驗中存放較為困難的一種藥劑。在室內(nèi)溫度下，如若不經(jīng)過特殊處理,僅用玻璃塞塞緊的細口瓶來存放液溴的話，液溴將會揮發(fā)出具有強烈刺激性的煙霧,而利用水進行水封的存放就可以避免安全隱患。<br><br>將盛有液溴的磨口細口瓶置于一個大燒杯內(nèi)，再用一個稍小于前者大燒杯的燒杯倒扣于細口瓶上方，往大燒杯內(nèi)加水即可完成水封。因為液溴的密度比水大,在水中的溶解度比較小,用水封能夠有效減少揮發(fā),從而避免有害物質(zhì)的揮發(fā)與產(chǎn)生,為師生帶來健康安全的實驗環(huán)境。<br><br>白磷的燃點極低，極不溶于水，在30度下就可著火，同時白磷還具有劇毒，可以將少量白磷放置在廣口瓶中用冷水保存,借助水的覆蓋使其溫度不超過燃點,并與空氣隔絕,水封作用既避免了白磷煙霧的逸出，又保證了溫度不超過其燃點。從而避免白磷揮發(fā)或自燃，有效降低物質(zhì)的損失，以及安全隱患的發(fā)生。<br><br>在苯制取的溴苯和硝基苯中，往往在實驗后向產(chǎn)物中加入少量水進行封存，目的是為了減少反應產(chǎn)物的揮發(fā)，防止其污染空氣；也可以使產(chǎn)物中殘存的Br2和N02溶解在水中，減小有顏色的雜質(zhì)對反應產(chǎn)物顏色的干擾。<br><br>⒌ 作水浴劑<br><br>在中學化學課程中,不少實驗的反應條件都離不開水浴加熱。一般都把要反應的物質(zhì)放在試管中，再把試管放在裝有水的燒杯中，再在燒杯中插一根溫度計控制反應溫度。<br><br>水浴加熱的優(yōu)點是受熱均勻，避免了直接加熱造成的加熱過度劇烈與溫度的不可控制，可以平穩(wěn)地加熱，但加熱溫度最高只能達到100℃。<br><br>例如，酚醛樹脂的制備、纖維素的水解需用到100℃的沸水??；硝基苯的制備(50～60)℃、乙酸乙酯的水解(70～80)℃、蔗糖的水解(70～80℃)、硝酸鉀溶解度的測定(室溫～100)℃、銀鏡反應需用溫水浴加熱。<br><br>⒍ 作集氣劑<br><br>在氣體的制取實驗中，經(jīng)常用到的集氣方法有排水法。排水法就用到了水的水集作用。排水集氣法可以收集難溶或不溶于水的氣體，中學階段有02、N2、H2、NO、C2H4、C2H2、CH4。<br><br>有些氣體在水中具有一定的溶解度，或多或少都會溶解一部分，可以在水中加入某種物質(zhì)用以降低這些氣體的溶解度。<br><br>如：用排飽和食鹽水法收集氯氣。原因是氯氣雖然溶于水,但是在飽和的食鹽水中溶解度極低,幾乎可忽略不計,從而解決氯氣溶于水的難題,而且制取過程更加安全,制出的氯氣也更加純凈。也可用排飽和碳酸氫鈉溶液的方法收集二氧化碳。<br><br>⒎ 作水洗劑<br><br>在氣體的制取實驗中需要獲得純凈的氣體，而實驗室中制取的氣體中往往混有雜質(zhì)。對于混合氣體中易溶于水的雜質(zhì)氣體可用水進行洗氣。在中學化學實驗中水洗較為常見,<br><br>主要作用有以下三個，<br><br>其一，用水清洗實驗儀器和裝置。<br><br>其二，通過水洗的方法去除一些難溶于水氣體中的易溶雜質(zhì)，實驗室制取的氫氣中常因反應物鹽酸的揮發(fā)而使H2中混有HCl氣體雜質(zhì)。此時，可將這種混合氣體通入裝有水的洗氣瓶，把其中的雜質(zhì)氣體HCl除掉。<br><br>像一氧化氮氣體中的二氧化氮雜質(zhì)，因二氧化氮可以與水發(fā)生化學反應生成和一氧化氮，而一氧化氮那么不溶于水。<br><br>其三，用水洗滌沉淀，在常見的過濾實驗操作中，針對各種過濾器與容器中的沉淀物需要洗滌，在洗滌時可使用蒸餾水來進行。<br><br>具體方法是：在過濾器與容器中倒入適量的蒸餾水，直至蒸餾水將沉淀完全淹沒，適當晃動清洗，如此反復操作幾次即可去除沉淀。<br><br>⒏ 作鑒別劑<br><br>在中學化學實驗中，可以將水巧妙用來鑒別化學物質(zhì)，針對化學物質(zhì)在水中的密度或溶解度的不同進行鑒別。<br><br>水可以做鑒別劑來區(qū)別一些溶解度不同或者密度不同的物質(zhì)，如：苯、乙醇、溴乙烷三瓶未有標簽的無色液體，可以通過溶于水后的不同表現(xiàn)來區(qū)分。苯的密度小于水，浮于水上；乙醇極易溶于水：溴乙烷密度比水大，沉于水下。如此一來，三者即可區(qū)分。<br><br>同時,可結(jié)合化學物質(zhì)的溶解性和溶解過程中的熱量變化進行鑒別。比如,使用水可鑒別碳酸鈣、氯化鈉、硝酸銨和氫氧化鈉這四種物質(zhì),其中氫氧化鈉溶于水時會放熱,水溫升高；硝酸銨溶于水時需吸熱,水溫降低；氯化鈉溶于水時對溫度無影響；碳酸鈣則不溶于水。<br><br>還有一些物質(zhì)可由其溶于水后的溶液顏色判斷和鑒別，比如，硫酸銅溶液、氯化銅溶液為藍色；硫酸亞鐵溶液、氯化亞鐵溶液為淺綠色；硫酸鐵溶液、氯化鐵溶液為黃色；石蕊試劑為紫色；高錳酸鉀溶液為紫紅色。<br><br>⒐ 作冷凝（或冷卻）劑<br><br>在化學實驗中，水可以當作冷卻劑使用,我們經(jīng)常將氣體通過冷凝管，利用水的水冷作用降低溫度，來冷凝氣體，以此降低溫度將氣體凝結(jié)。在分餾、蒸餾,以及有物質(zhì)揮發(fā)與長時間加熱的化學實驗中,揮發(fā)物和餾出物應當冷卻,這就需要在冷凝管中注入水,通過水的流動來冷卻。<br><br>對那些受熱易氣化，沸點低于100℃，常溫下為液態(tài)的物質(zhì)常用水冷卻其蒸氣。如石油的分餾實驗，需要用水冷卻餾出物或揮發(fā)物，這種冷卻往往是通過冷凝管中流動著的水來實現(xiàn)的。有時為冷卻實驗體系，也常用水作冷卻劑，如結(jié)晶實驗，蒸餾乙醇制備無水乙醇和乙醇的沸點測定實驗等。<br><br>⒑ 作量體積劑<br><br>氣體的量取可利用水來測量產(chǎn)生的難溶于水的氣體的體積。許多產(chǎn)物是氣體的實驗，要想測定反應物的量，我們可以從氣體的體積入手、列三段式換算就可以求出反應物含量。直接測定氣體體積非常困難，我們一般采用量氣裝置，通過測定排出的水的體積確定產(chǎn)生或者消失氣體的體積。<br><br>⒒ 作檢漏劑<br><br>進行反應物或者生成物中有氣體的實驗時，在實驗裝置連接完畢后，必須要檢查裝置是否漏氣。在裝置的氣密性檢查中，也常用水來檢驗氣體發(fā)生裝置的氣密性。這種氣密性的檢驗就是利用裝置體系內(nèi)壓強與大氣壓所存在的壓力差來實現(xiàn)的，這種壓力差通過導管使導管內(nèi)流動著的水形成一段水柱（水柱的存在就證明了裝置體系內(nèi)外存在壓力差）。<br><br>比如在用高錳酸鉀鉀分解生成氧氣的實驗中，我們可以通過微熱法檢驗實驗裝置的氣密性。具體檢測步驟為：以手握住密閉的試管，將導氣管的出口置于水中，看是否有氣泡從導氣管出口處冒出；同時，松開手后，有少量水被吸入導氣管中，同時滿足這兩個條件，可證明該實驗裝置氣密性良好。<br><br>對那些需要控制液體反應物體積的定量實驗或者是使用有活塞（或開關）結(jié)構的儀器和裝置，為了減少實驗誤差，實驗前必須用水檢驗所用儀器（如容量瓶、酸式滴定管等）是否漏液。<br><br>⒓ 作檢測劑<br><br>除了可用水作洗氣劑，除去混合氣體中易溶于水的氣體物質(zhì)外，同時也可利通過觀察氣泡逸出的速率來檢測氣體通入的速率。<br><br>⒔ 作儲存劑<br><br>對那些水溶性不大或不溶于水的氣體可通過氣壓原理控制水進、出儲氣裝置，從而實現(xiàn)氣體從制氣裝置流進、流出儲氣裝置的目的。實驗室中儲氣裝置的使用原理：甲瓶內(nèi)充滿溶液，當氣體通入甲瓶時將溶液壓入乙瓶，關閉活塞,便可將氣體保存起來。使用的時候，打開活塞，乙瓶中的溶液回落到甲瓶中，將氣體趕出。<br><br>若氣體能溶于水，可在集氣瓶內(nèi)水面上加一層有機溶劑，如苯、四氯化碳或油。<br><br>⒕ 作檢驗劑<br><br>相似相溶原理指出，極性分子易溶于極性溶劑中，非極性（或弱極性）分子易溶于非極性（或弱極性）溶劑中。據(jù)此原理，可用水（極性分子）為溶劑來檢驗其他溶劑分子的極性。同理，也可用水檢驗氣體的極性。<br><br>檢驗分液實驗中哪層是水層,哪層是油層（有機層）時可用水來檢驗,即取少量上層或下層液體與水混合,若溶液分層說明所取液體是油層（有機層）,反之為水層。<br><br>⒖ 作分離劑<br><br>通常情況下，不溶于水的液態(tài)物質(zhì)其密度有的大于水，有的小于水，其混合物可用水進行分離。如把制取硝基苯的液體倒入水中,液體分為3層。上層是苯,中間是溶有硝酸和硫酸的水層，底層為硝基苯，用分液漏斗進行分液可得到不同的物質(zhì)。<br><br>⒗ 作吸收劑<br><br>對于水溶性較大的有害氣體，在化學實驗中可以用水作為其尾氣吸收劑。如實驗室制取氨氣、氯化氫時可以將尾氣通入水中。為防止倒吸，通常不能將導管直接插入液面下方。<br><br>⒘ 作粘附劑<br><br>在過濾實驗中，用水潤濕濾紙，使濾紙緊貼漏斗，以趕走濾紙與漏斗間的氣泡，在NH4Cl與Ba(OH)2?8H20反應的實驗中，把燒杯放在用水濕潤過的玻璃片上面，由于反應吸熱使水結(jié)冰，從而使燒杯與玻璃片粘附在一起。<br><br>⒙ 作連接劑<br><br>在化學實驗中連接玻璃管和乳膠管（或橡皮管、橡膠塞等）時，由于干的玻璃管與乳膠管間的摩擦力較大，不易將乳膠管套到玻璃管上。因此，在進行這一操作時，可以先將玻璃管在水里蘸一下使玻璃管潤濕，再稍用力就很容易把乳膠管套上。<br><br>水在中學化學實驗中竟有如此之多的妙用，它不僅是實驗中不可或缺的試劑，也是實驗安全的重要保障。我們在日常的實驗和實踐中不可輕易忽視了水的作用。通過合理利用水的特性，可以有效地進行實驗操作、提高實驗效率，并確保實驗過程的安全性。