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          自然界中的水化學教案

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          自然界中的水化學教案

          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?