自然界中的水化學教案
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教學目標：
1、知識與技能：
（1）認識水的組成；
（2）粗略了解天然水、自來水、飲用水、礦泉水和蒸餾水的區別；
（3）認識水與人類的密切關系，認識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，蒸發的目的，學習過濾和蒸發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）能夠根據實驗現象，初步得出水的組成和結構
3、情感態度價值觀：
樹立水是寶貴資源的觀念，養成節約用水、自覺保護水資源不受污染
教學重點和難點
1．教學重點：
（1）水的組成，
（2）各種水資源的區別
2．教學難點：
過濾操作的基本要點
實驗探究：
1．水的組成研究
2．純凈水與礦泉水的區分
教學內容：
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，動植物體內有大量的水
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．水在工農業生產中的作用
（1）工業上需要水：洗滌、溶解、加熱、冷卻，作為原料
（2）農業上需要水：農作物需要水灌溉
（3）動力工業上：水力發電
（4）交通運輸上：內河及其海洋航運
3．水對生物體的重要作用，水（water）——生命之源
（1）生理活動中起著重要作用：唾液、胃液、血液、組織液等。水在人體內起這調節體溫、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
諾貝爾獎兩次獲得者林德斯•波林醫生在《如何活得好》一書中給讀者提供了幾點養生術，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.工業生產中產生的“三廢”（廢氣、廢水、廢渣）的任意排放；
b.農業生產中農藥、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.加強對水的管理和對水質的監測；
b.工業三廢實行先處理后排放；
c.農業上合理使用化肥和農藥；
d.節約用水，提高水的利用效率
二、水的組成及性質
1．水的組成
實驗：水的電解實驗
現象：1．接通直流電源，看見兩管子中都出現氣泡，負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，木條復燃，說明生成了氧氣
3．將一根燃著的木條放在電源負極處，氣體被點燃，產生淡藍色火焰，用一個干冷的燒杯放在火焰上方，燒杯內壁出現水珠，說明反應生成了氫氣（Hydrogen）
氧氣（O2）＋氫氣（H2）點燃——→水（H2O）
解釋：水在通電的情況下，被分解生成了氫氣和氧氣
文字表達式：水（H2O）通電——→氧氣（O2）＋氫氣（H2）
氣體體積比：1∶2
結論：水是由氫元素和氧元素組成的。化學中根據它的組成情況寫成H2O
注意：
（1）．純凈的水導電性很弱，在做水電解實驗時，一般在水中加入少量稀硫酸或氫氧化鈉溶液，以增強水的導電性。而硫酸或氫氧化鈉本身卻并沒有發生化學變化。
（2）．因為我們通常使用的是鈉玻璃，焰色反應的影響，是反應產生的火焰呈黃色
2．水的物理性質
（1）在通常情況下，水是一種無色無味的液體
（2）在標準狀況下，水的沸點（boilingpoint）為0℃，水的凝固點（freezingpoint）為100℃
水蒸氣（vapor）水（water）冰（ice）
（3）能夠溶解很多物質，是化學常用的溶劑
（4）在1大氣壓下，4℃時的水密度最大為1.0g/cm3，冰的密度小于水的密度
3．水的化學性質
（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生反應，生成對應的酸
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生反應，生成對應的堿
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生反應，生成對應的堿和氫氣
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與水分離。
（1）具體要求：“一貼、二低、三靠”
一貼：濾紙緊貼漏斗內壁；
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處，漏斗下端緊靠燒杯內壁
（2）玻璃棒的作用：引流，防止液體濺出
（3）如果水中的雜質顆粒比較小，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，一般認為蒸餾水就是純凈物。
蒸發：通過溶劑揮發獲得溶液溶質的方法
具體要求：
（1）蒸發皿中液體不能超過容積的2/3；
（2）蒸發過程中，玻璃棒要不斷攪拌，防止局部受熱而使液體濺出；
（3）蒸發結束后，應用坩堝鉗將蒸發皿轉移是石棉網上；
（4）固體冷卻后，應用玻璃棒將固體轉移至指定容器中；
練習：水受熱蒸發與水通電分解是否是同種變化？
回答：水受熱蒸發是物理變化，而水通電分解是化學變化
3．軟化：石灰巖地區的水含有較多鈣、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）實驗：硬水與肥皂水反應
現象：硬水中泡沫高度很低，而且在溶液中出現大量的絮狀白色沉淀
結論：硬水中的成分能與肥皂水發生反應生成白色沉淀
（2）硬水的危害：影響加熱效率，浪費能源，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→進入家庭
練習：請你設計一個具體的實驗，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
設計：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，在蒸發皿中出現白色固體的是氯化鈉溶液，剩余的沒有任何明顯現象的純凈水。
P.S：鑒別氯化鈉和純凈水的方法
（1）蒸發：在蒸發皿中出現白色固體的是氯化鈉溶液，剩余的沒有任何明顯現象的純凈水
（2）導電性：用導線將溶液與電源、小電珠連接，電珠亮的是氯化鈉溶液
（3）密度：用密度計測定液體的密度，較高的是氯化鈉溶液
*（4）溶沸點：測定溶液的溶沸點，較高的是氯化鈉溶液
補充練習測試題
（1）有人說，天然水都是混合物，無色無味的液體都是純凈水，你認為對嗎？為什么？
（2）下列變化哪些是化合反應或分解反應？為什么？
水電解；氫氣在空氣中燃燒；蒸發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，在容器底部出現白色的鍋垢。你認為鍋垢中可能含有什么元素？
（4）有人認為，如果能找到從水中獲得氫氣的簡便方法，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，如此反復循環，就不會有能源危機了。你認為對嗎？為什么？
