Посмотрите на стакан воды и воздух в этой комнате. Все выглядит чисто и просто. Но природная вода содержит растворенный кислород, минералы, а иногда сточные воды и…
English narration · English + 中文 subtitles burned in · Английское озвучивание · Английский + китайские субтитры (встроенные)
10.1
Water · Вода
Syllabus · Программа
English
Core
Supplement
1 Describe chemical tests for the presence of water using anhydrous cobalt(II) chloride and anhydrous copper(II) sulfate
2 Describe how to test for the purity of water using melting point and boiling point
3 Explain that distilled water is used in practical chemistry rather than tap water because it contains fewer chemical impurities
4 State that water from natural sources may contain substances, including: (a) dissolved oxygen (b) metal compounds (c) plastics (d) sewage (e) harmful microbes (f) nitrates from fertilisers (g) phosphates from fertilisers and detergents
5 State that some of these substances are beneficial, including: (a) dissolved oxygen for aquatic life (b) some metal compounds provide essential minerals for life
6 State that some of these substances are potentially harmful, including: (a) some metal compounds are toxic (b) some plastics harm aquatic life (c) sewage contains harmful microbes which cause disease (d) nitrates and phosphates lead to deoxygenation of water and damage to aquatic life Details of the eutrophication process are not required
7 Describe the treatment of the domestic water supply in terms of: (a) sedimentation and filtration to remove solids (b) use of carbon to remove tastes and odours (c) chlorination to kill microbes
Русский
Базовый
Дополнительно
1 Описать химические тесты на наличие воды с использованием无水 cobalt(II) chloride и无水 copper(II) sulfate
2 Описать, как проверить чистоту воды, используя температуру плавления и кипения
3 Объяснить, что дистиллированная вода используется в практической химии вместо водопроводной, поскольку она содержит меньше химических примесей
4 Указать, что вода из природных источников может содержать вещества, в том числе: (a) растворенный кислород (b) соединения металлов (c) пластик (d) сточные воды (e) вредные микроорганизмы (f) нитраты из удобрений (g) фосфаты из удобрений и моющих средств
5 Указать, что некоторые из этих веществ полезны, в том числе: (a) растворенный кислород необходим для водной жизни (b) некоторые соединения металлов обеспечивают жизненно важные минералы
6 Указать, что некоторые из этих веществ потенциально опасны, в том числе: (a) некоторые соединения металлов токсичны (b) некоторые виды пластика вредят водной жизни (c) сточные воды содержат вредные микроорганизмы, вызывающие болезни (d) нитраты и фосфаты приводят к обеднению воды кислородом и повреждению водной жизни. Детали процесса эвтрофирования не требуются
7 Описать обработку водопроводной воды с точки зрения: (a) отстаивания и фильтрации для удаления твердых примесей (b) использования угля для устранения запахов и привкуса (c) хлорирования для уничтожения микроорганизмов
Source: Cambridge International syllabus · Источник: Программа Cambridge International
English
Testing for water
Two chemical tests show that water is present:
Anhydrous 无水 cobalt(II) chloride turns from blue to pink when water is added.
Anhydrous copper(II) sulfate turns from white to blue when water is added.
These tests only show that water is there. To show that water is pure, you test its melting point 熔点 and boiling point 沸点: pure water melts at exactly $0\,{}^{\circ}\text{C}$ and boils at exactly $100\,{}^{\circ}\text{C}$. Any dissolved substance changes these values.
This is why distilled water 蒸馏水 is used in chemistry instead of tap water — it has far fewer chemical impurities 杂质.
What is in natural water
Water from rivers, lakes and the sea is not pure. It may contain dissolved oxygen 氧气, metal compounds, plastics, sewage 污水, harmful microbes 微生物, and nitrates 硝酸盐 and phosphates 磷酸盐 (which come from fertilisers and detergents).
Some of these are helpful:
dissolved oxygen lets aquatic life 水生生物 (fish and plants) breathe;
some metal compounds give essential minerals 矿物质.
Others are harmful:
some metal compounds are toxic 有毒 (poisonous);
some plastics harm aquatic life;
sewage carries microbes that cause disease;
nitrates and phosphates cause deoxygenation 缺氧 (loss of oxygen) in the water, which harms aquatic life.
Treating drinking water
To make water safe to drink, the water supply is treated in steps:
sedimentation 沉降 and filtration 过滤 remove solid bits;
passing it through carbon 碳 removes bad tastes and smells;
Два химических теста показывают, что вода присутствует:
Безводный хлорид кобальта(II) меняет цвет с синего на розовый при добавлении воды.
Безводная медь(II) сульфат меняет цвет с белого на синий при добавлении воды.
Эти тесты показывают только наличие воды. Чтобы убедиться, что вода чистая, проверяют её температуру плавления и температуру кипения: чистая вода плавится при точно $0\,{}^{\circ}\text{C}$ и кипит при точно $100\,{}^{\circ}\text{C}$. Любая растворённая примесь изменяет эти значения.
Тесты на изменение цвета показывают наличие воды; фиксированные температуры плавления и кипения указывают на чистоту
Именно поэтому в химии используют дистиллированную воду вместо водопроводной — в ней значительно меньше химических примесей.
Что содержится в природной воде
Вода из рек, озер и морей не является чистой. Она может содержать растворенный кислород, соединения металлов, пластик, сточные воды, вредные микроорганизмы, а также нитраты и фосфаты (которые поступают из удобрений и моющих средств).
Некоторые из них полезны:
растворенный кислород позволяет водным организмам (рыбам и растениям) дышать;
некоторые соединения металлов содержат необходимые минералы.
Другие вредны:
некоторые соединения металлов токсичны (ядовиты);
пластик вредит водным организмам;
сточные воды переносят микроорганизмы, вызывающие болезни;
нитраты и фосфаты вызывают deoxygenation (обеднение водой кислорода), что вредит водным организмам.
Очистка питьевой воды
Чтобы сделать воду безопасной для питья, водопроводную воду обрабатывают поэтапно:
Отстаивание и фильтрация удаляют твердые частицы;
пропускание через уголь устраняет неприятные привкус и запах;
Air quality and climate · Качество воздуха и климат
Syllabus · Программа
English
Core
Supplement
1 State the composition of clean, dry air as approximately 78% nitrogen, $\text{N}_2$, 21% oxygen, $\text{O}_2$ and the remainder as a mixture of noble gases and carbon dioxide, $\text{CO}_2$
2 State the source of each of these air pollutants, limited to: (a) carbon dioxide from the complete combustion of carbon-containing fuels (b) carbon monoxide and particulates from the incomplete combustion of carbon-containing fuels (c) methane from the decomposition of vegetation and waste gases from digestion in animals (d) oxides of nitrogen from car engines (e) sulfur dioxide from the combustion of fossil fuels which contain sulfur compounds
3 State the adverse effect of these air pollutants, limited to: (a) carbon dioxide: higher levels of carbon dioxide leading to increased global warming, which leads to climate change (b) carbon monoxide: toxic gas (c) particulates: increased risk of respiratory problems and cancer (d) methane: higher levels of methane leading to increased global warming, which leads to climate change (e) oxides of nitrogen: acid rain, photochemical smog and respiratory problems (f) sulfur dioxide: acid rain
7 Describe how the greenhouse gases carbon dioxide and methane cause global warming, limited to: (a) the absorption, reflection and emission of thermal energy (b) reducing thermal energy loss to space
4 State and explain strategies to reduce the effects of these environmental issues, limited to: (a) climate change: planting trees, reduction in livestock farming, decreasing use of fossil fuels, increasing use of hydrogen and renewable energy, e.g. wind, solar (b) acid rain: use of catalytic converters in vehicles, reducing emissions of sulfur dioxide by using low-sulfur fuels and flue gas desulfurisation with calcium oxide
8 Explain how oxides of nitrogen form in car engines and describe their removal by catalytic converters, e.g. $2\text{CO} + 2\text{NO} \rightarrow 2\text{CO}_2 + \text{N}_2$
5 Describe photosynthesis as the reaction between carbon dioxide and water to produce glucose and oxygen in the presence of chlorophyll and using energy from light
6 State the word equation for photosynthesis, carbon dioxide + water $\rightarrow$ glucose + oxygen
9 State the symbol equation for photosynthesis, $6\text{CO}_2 + 6\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 6\text{O}_2$
Русский
Базовый
Дополнительно
1 Указать состав чистого сухого воздуха: приблизительно 78% азота, $\text{N}_2$, 21% кислорода, $\text{O}_2$ и остальное — смесь благородных газов и углекислого газа, $\text{CO}_2$
2 Указать источники каждого из этих загрязнителей воздуха, ограничиваясь: (a) углекислый газ от полного сгорания углеродсодержащих топлив (b) оксид углерода и частицы от неполного сгорания углеродсодержащих топлив (c) метан от разложения растительности и газообразных продуктов пищеварения у животных (d) оксиды азота от автомобильных двигателей (e) диоксид серы от сжигания ископаемого топлива, содержащего сернистые соединения
3 Указать негативное воздействие этих загрязнителей воздуха, ограничиваясь: (a) углекислый газ: повышенные уровни CO₂ ведут к усилению парникового эффекта, что вызывает изменение климата (b) оксид углерода: токсичный газ (c) частицы: повышенный риск респираторных заболеваний и рака (d) метан: повышенные уровни метана ведут к усилению парникового эффекта, что вызывает изменение климата (e) оксиды азота: кислотные дожди, фотохимический смог и проблемы с дыханием (f) диоксид серы: кислотные дожди
7 Описать, как парниковые газы углекислый газ и метан вызывают потепление, ограничиваясь: (a) поглощением, отражением и испусканием тепловой энергии (b) уменьшением теплопотерь в космос
4. Назовите и объясните стратегии снижения влияния этих экологических проблем, ограничиваясь следующими: (a) изменение климата: посадка деревьев, сокращение животноводства, снижение использования ископаемого топлива, увеличение использования водорода и возобновляемых источников энергии, например, ветровой и солнечной (b) кислотные дожди: использование каталитических нейтрализаторов в автомобилях, снижение выбросов диоксида серы за счет применения низкосернистого топлива и десульфурации дымовых газов с помощью оксида кальция
8. Объясните, как образуются оксиды азота в автомобильных двигателях, и опишите их удаление с помощью каталитических нейтрализаторов, например, $2\text{CO} + 2\text{NO} \rightarrow 2\text{CO}_2 + \text{N}_2$
5. Опишите фотосинтез как реакцию между углекислым газом и водой с образованием глюкозы и кислорода в присутствии хлорофилла и при использовании энергии света
6. Запишите словесное уравнение для фотосинтеза: углекислый газ + вода $\rightarrow$ глюкоза + кислород
Source: Cambridge International syllabus · Источник: Программа Cambridge International
English
Clean, dry air is approximately:
78% nitrogen ($\text{N}_2$)
21% oxygen ($\text{O}_2$)
the rest is a mixture of noble gases 稀有气体 and carbon dioxide ($\text{CO}_2$).
Air pollutants and their sources
Pollutant
Main source
carbon dioxide ($\text{CO}_2$)
complete combustion 完全燃烧 of carbon-containing fuels
carbon monoxide 一氧化碳 and particulates 颗粒物
incomplete combustion 不完全燃烧 of carbon-containing fuels
methane 甲烷
rotting plants and waste gases from animal digestion
oxides of nitrogen 氮氧化物
car engines
sulfur dioxide
burning fossil fuels 化石燃料 that contain sulfur 硫
Effects of these pollutants
Carbon dioxide 二氧化碳 and methane are greenhouse gases 温室气体: more of them causes global warming 全球变暖, which leads to climate change 气候变化.
Carbon monoxide is a toxic gas.
Particulates increase the risk of respiratory 呼吸 (breathing) problems and cancer 癌症.
Oxides of nitrogen cause acid rain 酸雨, photochemical smog 光化学烟雾 and breathing problems.
Sulfur dioxide causes acid rain.
Worked example. A power station burns coal containing sulfur, and a lake downwind slowly turns acidic. Name the pollutant, explain the link, and give one way to stop it. Burning a fossil fuel that contains sulfur releases sulfur dioxide, which causes acid rain, so the rain falling on the lake is acidic. To stop it at the source, use flue gas desulfurisation, where calcium oxide removes the sulfur dioxide from the waste gases before they leave the chimney, or switch to a low-sulfur fuel. Match the fix to the pollutant: a catalytic converter treats a car's oxides of nitrogen and would do nothing about a coal-fired power station's sulfur dioxide.
Reducing these problems
To slow climate change: plant trees, farm fewer animals, burn fewer fossil fuels, and use more hydrogen and renewable energy 可再生能源 such as wind and solar power.
To reduce acid rain: fit catalytic converters 催化转化器 in cars, use low-sulfur fuels, and use flue gas desulfurisation 烟气脱硫 with calcium oxide 氧化钙 to remove sulfur dioxide from waste gases.
How greenhouse gases warm the Earth
Greenhouse gases such as carbon dioxide and methane let sunlight through, but they absorb the thermal energy 热能 given off by the warm Earth, and send some of it back down. This reduces the thermal energy lost to space, so the Earth gets warmer.
In a car engine, the high temperature makes nitrogen and oxygen from the air react to form oxides of nitrogen. A catalytic converter removes them, for example:
Photosynthesis 光合作用 is the opposite of combustion — it removes carbon dioxide from the air. Plants use light energy and chlorophyll 叶绿素 to turn carbon dioxide and water into glucose 葡萄糖 and oxygen:
Сжигание ископаемого топлива загрязняет воздух и меняет климат.
Чистый сухой воздух примерно состоит из:
78% азота ($\text{N}_2$)
21% кислорода ($\text{O}_2$)
остальное — смесь благородных газов и углекислого газа ($\text{CO}_2$).
Чистый сухой воздух составляет около 78% азота, 21% кислорода и 1% других газов (благородные газы и углекислый газ)
Загрязнители воздуха и их источники
Загрязнитель
Основной источник
углекислый газ ($\text{CO}_2$)
полное горение топлив, содержащих углерод
угарный газ и частицы
неполное горение топлив, содержащих углерод
метан
гниющие растения и выхлопные газы от пищеварения животных
оксиды азота
автомобильные двигатели
диоксид серы
сжигание ископаемого топлива, содержащего серу
Последствия этих загрязнителей
Углекислый газ и метан являются парниковыми газами: их увеличение вызывает глобальное потепление, которое приводит к изменению климата.
Угарный газ — токсичный газ.
Частицы повышают риск дыхательных (бронхолегочных) заболеваний и рака.
Оксиды азота вызывают кислотные дожди, фотохимический смог и проблемы с дыханием.
Диоксид серы вызывает кислотные дожди.
Разобранная задача. Электростанция сжигает уголь, содержащий серу, и озеро вниз по ветру постепенно закисляется. Назовите загрязнитель, объясните связь и приведите один способ предотвращения этого процесса. Сжигание ископаемого топлива, содержащего серу, выделяет диоксид серы, который вызывает кислотные дожди, поэтому осадки, выпадающие на озеро, имеют кислую реакцию. Чтобы предотвратить это на источнике, используйте очистку выхлопных газов от диоксида серы, при которой оксид кальция удаляет диоксид серы из отходов перед их выбросом в трубу, или перейдите на топливо с низким содержанием серы. Соотнесите метод устранения с загрязнителем: каталитический нейтрализатор обрабатывает оксиды азота автомобиля и не повлиял бы на диоксид серы угольной электростанции.
Снижение этих проблем
Для замедления изменения климата: высаживать деревья, сокращать поголовье скота, меньше сжигать ископаемое топливо и использовать больше водорода и возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнечная энергия.
Для снижения уровня кислотных дождей: устанавливать каталитические нейтрализаторы в автомобилях, использовать топливо с низким содержанием серы и применять очистку выхлопных газов от диоксида серы с использованием оксида кальция для удаления диоксида серы из отходов.
Внутри каталитического нейтрализатора находится сотовая структура, покрытая металлами-катализаторами; множество крошечных каналов обеспечивают огромную площадь поверхности
Как парниковые газы нагревают Землю
Парниковые газы, такие как углекислый газ и метан, пропускают солнечный свет, но поглощаюттепловую энергию, испускаемую теплой Землей, и возвращают часть её обратно. Это снижает теплопотери в космос, поэтому Земля нагревается.
Парниковые газы пропускают солнечный свет, но задерживают часть тепла, испускаемого Землей, поэтому она нагревается
В двигателе автомобиля высокая температура заставляет азот и кислород из воздуха реагировать с образованием оксидов азота. Каталитический нейтрализатор удаляет их, например:
Фотосинтез — это процесс, обратный горению; он удаляет углекислый газ из воздуха. Растения используют световую энергию и хлорофилл, чтобы превращать углекислый газ и воду в глюкозу и кислород:
Two tests show water is present (cobalt(II) chloride blue → pink; copper(II) sulfate white → blue), but only fixed melting and boiling points (0 °C and 100 °C) show it is pure.
Clean, dry air is about 78% nitrogen, 21% oxygen and 1% other gases (mostly noble gases and carbon dioxide).
Match each pollutant to its source and effect: carbon monoxide (incomplete combustion; toxic); sulfur dioxide and oxides of nitrogen (acid rain); carbon dioxide and methane (greenhouse gases → global warming).
Greenhouse gases let sunlight through but absorb the heat the warm Earth gives off and send some back down, so the Earth warms up.
Русский
Два теста показывают наличие воды (хлорид кобальта(II) синий → розовый; сульфат меди(II) белый → голубой), но только постоянные температуры плавления и кипения (0 °C и 100 °C) указывают на то, что вода чистая.
Чистый сухой воздух содержит примерно 78% азота, 21% кислорода и 1% других газов (преимущественно благородных газов и углекислого газа).
Соотнесите каждый загрязнитель с его источником и воздействием: угарный газ (неполное горение; токсичен); диоксид серы и оксиды азота (кислотные дожди); углекислый газ и метан (парниковые газы → глобальное потепление).
Парниковые газы пропускают солнечный свет, но поглощают тепло, испускаемое теплой Землей, и возвращают часть его обратно, поэтому Земля нагревается.
Interactive lessons on this topic · Интерактивные уроки по этой теме
Work through it step by step, with instant-check exercises. · Пройдите его шаг за шагом с упражнениями мгновенной проверки.
Pick one and the site follows you — notes, papers, videos and practice all open on it. · Выберите один, и сайт будет вести вас — конспекты, работы, видео и практика откроются там.
Type to search notes, lessons, code, vocabulary and past-paper questions across every subject. · Введите запрос для поиска заметок, уроков, кода, словаря и вопросов с реальных экзаменов по всем предметам.
