自然界中的水化學(xué)教案

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教學(xué)目標(biāo)：

1、知識(shí)與技能：

（1）認(rèn)識(shí)水的組成；

（2）粗略了解天然水、自來水、飲用水、礦泉水和蒸餾水的區(qū)別；

（3）認(rèn)識(shí)水與人類的密切關(guān)系，認(rèn)識(shí)水是人類寶貴的資源；

（4）了解水污染的因素和水凈化的基本方法；

（5）懂得過濾，蒸發(fā)的目的，學(xué)習(xí)過濾和蒸發(fā)的基本裝置和操作方法。

2、過程與方法：

（1）能從水的分解和水的合成兩種變化過程分析水的組成。

（2）能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，初步得出水的組成和結(jié)構(gòu)

3、情感態(tài)度價(jià)值觀：

樹立水是寶貴資源的觀念，養(yǎng)成節(jié)約用水、自覺保護(hù)水資源不受污染

教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

1．教學(xué)重點(diǎn)：

（1）水的組成，

（2）各種水資源的區(qū)別

2．教學(xué)難點(diǎn)：

過濾操作的基本要點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)探究：

1．水的組成研究

2．純凈水與礦泉水的區(qū)分

教學(xué)內(nèi)容：

一．自然界的水

1．水在自然界的存在

（1）地球表面的分布：在地球表面，江河湖海約占地球表面的3/4；

（2）其他分布：地層下有地下水，大氣里有大約0.03%的水蒸氣，動(dòng)植物體內(nèi)有大量的水

注意：地球表面雖然有很豐富的水資源，但可利用的淡水資源卻非常有限，不到總水量的1%。因此水資源短缺和水污染問題開始受到人們的重視

2．水在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用

（1）工業(yè)上需要水：洗滌、溶解、加熱、冷卻，作為原料

（2）農(nóng)業(yè)上需要水：農(nóng)作物需要水灌溉

（3）動(dòng)力工業(yè)上：水力發(fā)電

（4）交通運(yùn)輸上：內(nèi)河及其海洋航運(yùn)

3．水對(duì)生物體的重要作用，水（water）——生命之源

（1）生理活動(dòng)中起著重要作用：唾液、胃液、血液、組織液等。水在人體內(nèi)起這調(diào)節(jié)體溫、溶解食物、排泄廢物等作用

（2）植物光合作用需要水作為原料

諾貝爾獎(jiǎng)兩次獲得者林德斯•波林醫(yī)生在《如何活得好》一書中給讀者提供了幾點(diǎn)養(yǎng)生術(shù)，其中有一條就是“每天喝大量得水”

4．水污染情況：

（1）水污染的來源

a.工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的“三廢”（廢氣、廢水、廢渣）的任意排放；

b.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)藥、化肥的任意施用；

c.城市生活污水的任意排放。

（2）防止水污染的主要措施：

a.加強(qiáng)對(duì)水的管理和對(duì)水質(zhì)的監(jiān)測(cè)；

b.工業(yè)三廢實(shí)行先處理后排放；

c.農(nóng)業(yè)上合理使用化肥和農(nóng)藥；

d.節(jié)約用水，提高水的利用效率

二、水的組成及性質(zhì)

1．水的組成

實(shí)驗(yàn)：水的電解實(shí)驗(yàn)

現(xiàn)象：1．接通直流電源，看見兩管子中都出現(xiàn)氣泡，負(fù)極和正極中氣體的體積比大約為2∶1

2．將一根帶火星的小木條放在電源正極，木條復(fù)燃，說明生成了氧氣

3．將一根燃著的木條放在電源負(fù)極處，氣體被點(diǎn)燃，產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，用一個(gè)干冷的燒杯放在火焰上方，燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)水珠，說明反應(yīng)生成了氫氣（Hydrogen）

氧氣（O2）＋氫氣（H2）點(diǎn)燃——→水（H2O）

解釋：水在通電的情況下，被分解生成了氫氣和氧氣

文字表達(dá)式：水（H2O）通電——→氧氣（O2）＋氫氣（H2）

氣體體積比：1∶2

結(jié)論：水是由氫元素和氧元素組成的。化學(xué)中根據(jù)它的組成情況寫成H2O

注意：

（1）．純凈的水導(dǎo)電性很弱，在做水電解實(shí)驗(yàn)時(shí)，一般在水中加入少量稀硫酸或氫氧化鈉溶液，以增強(qiáng)水的導(dǎo)電性。而硫酸或氫氧化鈉本身卻并沒有發(fā)生化學(xué)變化。

（2）．因?yàn)槲覀兺ǔＪ褂玫氖氢c玻璃，焰色反應(yīng)的影響，是反應(yīng)產(chǎn)生的火焰呈黃色

2．水的物理性質(zhì)

（1）在通常情況下，水是一種無色無味的液體

（2）在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，水的沸點(diǎn)（boilingpoint）為0℃，水的凝固點(diǎn)（freezingpoint）為100℃

水蒸氣（vapor）水（water）冰（ice）

（3）能夠溶解很多物質(zhì)，是化學(xué)常用的溶劑

（4）在1大氣壓下，4℃時(shí)的水密度最大為1.0g/cm3，冰的密度小于水的密度

3．水的化學(xué)性質(zhì)

（1）通電分解：

水（H2O）通電——→氧氣（O2）＋氫氣（H2）

（2）能與某些非金屬氧化物發(fā)生反應(yīng)，生成對(duì)應(yīng)的酸

水（H2O）+二氧化碳（CO2）→碳酸（H2CO3）

水（H2O）+二氧化硫（SO2）→亞硫酸（H2SO3）

水（H2O）+五氧化二磷（P2O5）→磷酸（H3PO4）熱水情況下

（3）能與某些金屬氧化物發(fā)生反應(yīng)，生成對(duì)應(yīng)的堿

水（H2O）+氧化鈣（CaO）→氫氧化鈣[Ca(OH)2]

俗稱：生石灰俗稱：熟石灰

（4）能與某些活潑金屬發(fā)生反應(yīng)，生成對(duì)應(yīng)的堿和氫氣

水（H2O）+鈉（Na）→氫氧化鈉（NaOH）+氫氣（H2

）

三、水的凈化（要依據(jù)用水要求來凈化水）

1．過濾：過濾是一種從液體中分離出不溶性固體的方法。利用它可以將不溶于水的雜質(zhì)與水分離。

（1）具體要求：“一貼、二低、三靠”

一貼：濾紙緊貼漏斗內(nèi)壁；

二低：濾紙低于漏斗邊緣，被濾液面低于濾紙邊緣；

三靠：燒杯嘴緊靠玻璃棒，玻璃棒下端緊靠三層濾紙?zhí)帲┒废露司o靠燒杯內(nèi)壁

（2）玻璃棒的作用：引流，防止液體濺出

（3）如果水中的雜質(zhì)顆粒比較小，我們一般加入明礬（十二水合硫酸鋁鉀，KAlSO4•12H2O）等凈水劑，可以吸附水中的懸浮雜質(zhì)而沉降。

2．蒸餾：通過蒸餾的方法可以得到比較純凈的水，一般認(rèn)為蒸餾水就是純凈物。

蒸發(fā)：通過溶劑揮發(fā)獲得溶液溶質(zhì)的方法

具體要求：

（1）蒸發(fā)皿中液體不能超過容積的2/3；

（2）蒸發(fā)過程中，玻璃棒要不斷攪拌，防止局部受熱而使液體濺出；

（3）蒸發(fā)結(jié)束后，應(yīng)用坩堝鉗將蒸發(fā)皿轉(zhuǎn)移是石棉網(wǎng)上；

（4）固體冷卻后，應(yīng)用玻璃棒將固體轉(zhuǎn)移至指定容器中；

練習(xí)：水受熱蒸發(fā)與水通電分解是否是同種變化？

回答：水受熱蒸發(fā)是物理變化，而水通電分解是化學(xué)變化

3．軟化：石灰?guī)r地區(qū)的水含有較多鈣、鎂等離子，是硬水。不含或含有少量的鈣、鎂離子的水是軟水

（1）實(shí)驗(yàn)：硬水與肥皂水反應(yīng)

現(xiàn)象：硬水中泡沫高度很低，而且在溶液中出現(xiàn)大量的絮狀白色沉淀

結(jié)論：硬水中的成分能與肥皂水發(fā)生反應(yīng)生成白色沉淀

（2）硬水的危害：影響加熱效率，浪費(fèi)能源，容易引起鍋爐爆炸等

（3）硬水軟化的方法：加熱煮沸，蒸餾，離子交換法

4．自來水凈化

水源→過濾→吸附→消毒→進(jìn)入家庭

練習(xí)：請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)具體的實(shí)驗(yàn)，鑒別以下4種無色液體：過氧化氫溶液，氯化鈉溶液，氯化鈣溶液，純凈水

設(shè)計(jì)：分別取樣。分別向4支試管中加入少量的二氧化錳，如果出現(xiàn)大量氣泡的試管中為過氧化氫溶液，剩余的3支試管中，加入少量肥皂水，振蕩后產(chǎn)生白色沉淀的是氯化鈣溶液，剩余的兩液體分別重新取樣，蒸發(fā)，在蒸發(fā)皿中出現(xiàn)白色固體的是氯化鈉溶液，剩余的沒有任何明顯現(xiàn)象的純凈水。

P.S：鑒別氯化鈉和純凈水的方法

（1）蒸發(fā)：在蒸發(fā)皿中出現(xiàn)白色固體的是氯化鈉溶液，剩余的沒有任何明顯現(xiàn)象的純凈水

（2）導(dǎo)電性：用導(dǎo)線將溶液與電源、小電珠連接，電珠亮的是氯化鈉溶液

（3）密度：用密度計(jì)測(cè)定液體的密度，較高的是氯化鈉溶液

*（4）溶沸點(diǎn)：測(cè)定溶液的溶沸點(diǎn)，較高的是氯化鈉溶液

補(bǔ)充練習(xí)測(cè)試題

（1）有人說，天然水都是混合物，無色無味的液體都是純凈水，你認(rèn)為對(duì)嗎？為什么？

（2）下列變化哪些是化合反應(yīng)或分解反應(yīng)？為什么？

水電解；氫氣在空氣中燃燒；蒸發(fā)食鹽水得到水蒸氣和食鹽；過濾泥水得到水和泥沙。

（3）某種硬水煮開后，在容器底部出現(xiàn)白色的鍋垢。你認(rèn)為鍋垢中可能含有什么元素？

（4）有人認(rèn)為，如果能找到從水中獲得氫氣的簡(jiǎn)便方法，就可以從水得到氫氣，氫氣燃燒獲得熱能又生成水，從水再得到氫氣，如此反復(fù)循環(huán)，就不會(huì)有能源危機(jī)了。你認(rèn)為對(duì)嗎？為什么？