第二章|第二章 我们身边的物质 第四节 自然界中的水

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第四节  自然界中的水

教学目标 ：

1、知识与技能：

（1）认识水的组成；

（2）粗略了解天然水、自来水、饮用水、矿泉水和蒸馏水的区别；

（3）认识水与人类的密切关系，认识水是人类宝贵的资源；

（4）了解水污染的因素和水净化的基本方法；

（5）懂得过滤，蒸发的目的，学习过滤和蒸发的基本装置和操作方法。

2、过程与方法：

（1）能从水的分解和水的合成两种变化过程分析水的组成。

（2）能够根据实验现象，初步得出水的组成和结构

3、 情感态度价值观：

树立水是宝贵资源的观念，养成节约用水、自觉保护水资源不受污染

教学重点和难点

1．教学重点：

（1）水的组成，

（2）各种水资源的区别

2．教学难点 ：

过滤操作的基本要点

实验探究：

1．  水的组成研究

2．  纯净水与矿泉水的区分

教学内容：

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，江河湖海约占地球表面的3/4；

（2）其他分布：地层下有地下水，大气里有大约0.03%的水蒸气，动植物体内有大量的水

注意：地球表面虽然有很丰富的水资源，但可利用的淡水资源却非常有限，不到总水量的1%。因此水资源短缺和水污染问题开始受到人们的重视

2．水在工农业生产中的作用

（1）工业上需要水：洗涤、溶解、加热、冷却，作为原料

（2）农业上需要水：农作物需要水灌溉

（3）动力工业上：水力发电

（4）交通运输上：内河及其海洋航运

3．水对生物体的重要作用，水（water）——生命之源

（1）生理活动中起着重要作用：唾液、胃液、血液、组织液等。水在人体内起这调节体温、溶解食物、排泄废物等作用

（2）植物光合作用需要水作为原料

诺贝尔奖两次获得者林德斯•波林医生在《如何活得好》一书中给读者提供了几点养生术，其中有一条就是“每天喝大量得水”

4．水污染情况：

（1）水污染的来源

a.       工业生产中产生的“三废”（废气、废水、废渣）的任意排放；

b.       农业生产中农药、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.       加强对水的管理和对水质的监测；

b.       工业三废实行先处理后排放；

c.       农业上合理使用化肥和农药；

d.       节约用水，提高水的利用效率

二、水的组成及性质

1．水的组成

实验：水的电解实验

现象 ：1．接通直流电源，看见两管子中都出现气泡，负极和正极中气体的体积比大约为2∶1

2．将一根带火星的小木条放在电源正极，木条复燃，说明生成了氧气

3．将一根燃着的木条放在电源负极处，气体被点燃，产生淡蓝色火焰，用一个干冷的烧杯放在火焰上方，烧杯内壁出现水珠，说明反应生成了氢气（Hydrogen）

        氧气（O2） ＋ 氢气（H2）点燃——→水（H2O）

解释：水在通电的情况下，被分解生成了氢气和氧气

文字表达式：水（H2O） 通电——→ 氧气（O2） ＋ 氢气（H2）

气体体积比：                 1      ∶   2

结论：水是由氢元素和氧元素组成的。化学中根据它的组成情况写成H2O

注意：

（1）．纯净的水导电性很弱，在做水电解实验时，一般在水中加入少量稀硫酸或氢氧化钠溶液，以增强水的导电性。而硫酸或氢氧化钠本身却并没有发生化学变化。

（2）．因为我们通常使用的是钠玻璃，焰色反应的影响，是反应产生的火焰呈黄色

2．水的物理性质

（1）在通常情况下，水是一种无色无味的液体

（2）在标准状况下，水的沸点（boiling point）为0℃，水的凝固点（freezing point）为100℃

     水蒸气（vapor）       水（water）       冰（ice）

（3）能够溶解很多物质，是化学常用的溶剂

（4）在1大气压下，4℃时的水密度最大为1.0g/cm3，冰的密度小于水的密度

3．水的化学性质

（1）通电分解：

水（H2O） 通电——→ 氧气（O2） ＋ 氢气（H2）

（2）能与某些非金属氧化物发生反应，生成对应的酸

水（H2O） + 二氧化碳（CO2） → 碳酸（H2CO3）

水（H2O） + 二氧化硫（SO2） → 亚硫酸（H2SO3）

水（H2O） + 五氧化二磷（P2O5） → 磷酸（H3PO4）  热水情况下

（3）能与某些金属氧化物发生反应，生成对应的碱

水（H2O） + 氧化钙（CaO） → 氢氧化钙[Ca(OH)2]

         俗称：生石灰          俗称：熟石灰

（4）能与某些活泼金属发生反应，生成对应的碱和氢气

水（H2O）+ 钠（Na）→ 氢氧化钠（NaOH）+ 氢气（H2）

三、水的净化（要依据用水要求来净化水）

1．过滤：过滤是一种从液体中分离出不溶性固体的方法。利用它可以将不溶于水的杂质与水分离。

 （1）具体要求：“一贴、二低、三靠”

   一贴：滤纸紧贴漏斗内壁；

   二低：滤纸低于漏斗边缘，被滤液面低于滤纸边缘；

   三靠：烧杯嘴紧靠玻璃棒，玻璃棒下端紧靠三层滤纸处，漏斗下端紧靠烧杯内壁

 （2）玻璃棒的作用：引流，防止液体溅出

 （3）如果水中的杂质颗粒比较小，我们一般加入明矾（十二水合硫酸铝钾，KAlSO4•12H2O）等净水剂，可以吸附水中的悬浮杂质而沉降。

2．蒸馏：通过蒸馏的方法可以得到比较纯净的水，一般认为蒸馏水就是纯净物。

   蒸发：通过溶剂挥发获得溶液溶质的方法

   具体要求：

（1）       蒸发皿中液体不能超过容积的2/3；

（2）       蒸发过程中，玻璃棒要不断搅拌，防止局部受热而使液体溅出；

（3）       蒸发结束后，应用坩埚钳将蒸发皿转移是石棉网上；

（4）       固体冷却后，应用玻璃棒将固体转移至指定容器中；

   练习：水受热蒸发与水通电分解是否是同种变化？

   回答：水受热蒸发是物理变化，而水通电分解是化学变化

3．软化：石灰岩地区的水含有较多钙、镁等离子，是硬水。不含或含有少量的钙、镁离子的水是软水

  （1）实验：硬水与肥皂水反应

现象：硬水中泡沫高度很低，而且在溶液中出现大量的絮状白色沉淀

结论：硬水中的成分能与肥皂水发生反应生成白色沉淀

（2）硬水的危害：影响加热效率，浪费能源，容易引起锅炉爆炸等

  （3）硬水软化的方法：加热煮沸，蒸馏，离子交换法

4．自来水净化

   水源→过滤→吸附→消毒→进入家庭

练习：请你设计一个具体的实验，鉴别以下4种无色液体：过氧化氢溶液，氯化钠溶液，氯化钙溶液，纯净水

设计：分别取样。分别向4支试管中加入少量的二氧化锰，如果出现大量气泡的试管中为过氧化氢溶液，剩余的3支试管中，加入少量肥皂水，振荡后产生白色沉淀的是氯化钙溶液，剩余的两液体分别重新取样，蒸发，在蒸发皿中出现白色固体的是氯化钠溶液，剩余的没有任何明显现象的纯净水。

P.S：鉴别氯化钠和纯净水的方法

（1）蒸发：在蒸发皿中出现白色固体的是氯化钠溶液，剩余的没有任何明显现象的纯净水

（2）导电性：用导线将溶液与电源、小电珠连接，电珠亮的是氯化钠溶液

（3）密度：用密度计测定液体的密度，较高的是氯化钠溶液

*（4）溶沸点：测定溶液的溶沸点，较高的是氯化钠溶液

补充练习测试题

（1）有人说，天然水都是混合物，无色无味的液体都是纯净水，你认为对吗？为什么？

（2）下列变化哪些是化合反应或分解反应？为什么？

水电解；氢气在空气中燃烧；蒸发食盐水得到水蒸气和食盐；过滤泥水得到水和泥沙。       

（3）某种硬水煮开后，在容器底部出现白色的锅垢。你认为锅垢中可能含有什么元素？ 

（4）有人认为，如果能找到从水中获得氢气的简便方法，就可以从水得到氢气，氢气燃烧获得热能又生成水，从水再得到氢气，如此反复循环，就不会有能源危机了。你认为对吗？为什么？

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