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第二章 我們身邊的物質 第四節(jié) 自然界中的水
第四節(jié) 自然界中的水
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(qū)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(fā)的目的，學習過濾和蒸發(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)實驗現(xiàn)象，初步得出水的組成和結構
3、 情感態(tài)度價值觀：
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(qū)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(qū)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(yè)生產中的作用
（1）工業(yè)上需要水：洗滌、溶解、加熱、冷卻，作為原料
（2）農業(yè)上需要水：農作物需要水灌溉
（3）動力工業(yè)上：水力發(fā)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(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養(yǎng)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(yè)生產中產生的“三廢”（廢氣、廢水、廢渣）的任意排放；
b. 農業(yè)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(jiān)測；
b. 工業(yè)三廢實行先處理后排放；
c. 農業(yè)上合理使用化肥和農藥；
d. 節(jié)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(xiàn)象 ：1．接通直流電源，看見兩管子中都出現(xiàn)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(xiàn)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�；瘜W中根據(jù)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(fā)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（boiling point）為0℃，水的凝固點（freezing point）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(fā)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(fā)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(fā)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(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?zhí)�，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(fā)：通過溶劑揮發(fā)獲得溶液溶質的方法
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)結束后，應用坩堝鉗將蒸發(fā)皿轉移是石棉網(wǎng)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(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）實驗：硬水與肥皂水反應
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
結論：硬水中的成分能與肥皂水發(fā)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(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(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(huán)，就不會有能源危機了。你認為對嗎？為什么？
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