第4单元 自然界的水

第四单元自然界的水本单元从社会实际和学生的生活实际出发，在展现水与人类的关系、世界和我国水资源概况、水的污染和防治等问题的同时，以水为载体，将单质、化合物、物质的组成、原子、分子等化学基本概念及沉淀、过滤、蒸馏等化学实验操作技能的学习贯穿其中，力图为学生提供认识和探索周围事物的素材和线索，以及从身边事物中学习化学知识的情景. 因此，本单元的特点是将化学的一些基本概念和基本技能穿插于紧密联系社会、联系生活的内容之中. 从知识结构上看，本单元的内容分为三部分：一是从社会学角度认识水，包括水在自然界的作用、水资源状况及其保护等；二是一些化学基本概念；三是几项化学实验操作. 其中重点内容是：1．人与水的关系，以及人在其中的能动作用.2．原子、分子、单质、化合物等化学基本概念.3．过滤、蒸馏等基本操作技能.课题1爱护水资源知识与技能1．了解水资源的分布和现状.2．认识保护水资源的重大意义.3．了解如何合理利用、保护水资源.过程与方法初步学会一些常用的科学研究方法.情感、态度与价值观学习用辩证的观点看待水资源的丰富与短缺.重点让学生了解世界和我国的水资源状况，培养学生的社会责任感.难点相关资料的收集整理及探究活动的开展.关于水的相关图片以及影像、文字材料一、导入新课(展示图片)师：请问哪位同学知道这是什么图标？生：节约用水的图标.师：我们为什么要节约用水？生：一切生命都离不开水.师：一切生命活动都起源于水，人体内的水分大约占到体重的65%，连坚硬的骨骼里也含水22%.师：地球上的水虽然储存量很大，但是真正可以利用的淡水资源并不充裕. 有很多国家和地区长期处于缺水状态. 我国人均水资源大约只有世界人均水平的四分之一，一些地区严重缺水. 水体的污染，进一步加剧了水资源的危机. 随着经济的发展、人口的增长和人民生活水平的提高，水的需求量将越来越大. 今天我们就先来了解一下地球上的水资源状况.二、推进新课(一)组织学生阅读教材第68～70页，回答下列问题.1．地球的表面积有多少被水覆盖？2．淡水约占全球总水储量的多少？3．地球上最大的储水库是什么？4．中国水资源总量居世界第几位？5．海水中含有的化学元素大约有多少种？6．世界人均水量最多的国家是哪个？7．我国人均水量最少的省是哪个？8．世界水日是几月几日？9．世界上有多少人口处于缺水状态？组织学生回答后，教师总结.1．地球表面约71%被水覆盖——“水球”2．海洋水：(1)储量约全球总储水量的96.5%；(2)作用：繁衍水生生物；蕴藏化学资源(海水中含有80多种元素，其中含量最高的是氧元素；海水的含盐量很高，人们可从海水中提取出大量无机盐. )(3)探究方向：淡化海水3．由于人口增多、工业、生活用水量增大，水污染也比较严重，造成水资源缺乏.(二)爱护水资源师：爱护水资源，首先要做到的是节约用水，所以希望大家在今后生活中要注意节约用水，并向周围的人宣传，使越来越多的人行动起来，共同爱护我们的水资源.1．节约用水师：为了使整个社会形成节约用水和保护水资源的好风尚，我国于1984年颁布了《中华人民共和国水污染防治法》，1988年7月1日在全国施行《中华人民共和国水法》. 为了引起每一位公民的重视，还颁发了节约用水标志.师：你知道世界水日是哪一天？中国水周是哪几天吗？生：世界水日是每年的3月22日. 1994年起，中国水周改为每年3月22日至3月28日.2．防止水体污染水体污染是指大量污染物质排放到水体，超过水体的自净能力使水质恶化，水体及其周围的生态平衡遭到破坏，对人类健康、生活和生产等造成损失和污染的情况.[投影]水污染的一组图片来源：工业污染、农业污染、生活污染.师：针对以上污染来源，我们应该如何防治水体污染？生：(1)工业上，通过应用新技术、新工艺，减少污染物的产生，同时对污染的水体作处理使之符合排放标准.(2)农业上提倡使用农家肥，合理使用化肥和农药.(3)生活污水也应逐步实现集中处理和排放.第四单元自然界的水课题4爱护水资源一、人类拥有的水资源，既丰富又短缺1．地球表面约71%被水覆盖2．淡水资源极度缺乏3．我国属于严重缺水国家二、爱护水资源1．节约用水2．防止水体污染(1)水体污染(2)水体污染源本节课与过去明显的不同在于：把单纯的教师传授式改为学生自学与讨论相结合，学生感到很新奇. 课堂上所探讨的问题就在身边，更重要的是，不论课前、课中，都是学生唱主角，比给教师当听众要有趣得多. 整个教学过程，师生之间、同学之间配合得很好，课堂气氛十分活跃、和谐、轻松.课题2水的净化知识与技能1．自然界中的水都不是纯水，通过多种途径可以使水得到不同程度的净化.2．自来水生产流程及水的净化方法：吸附、沉淀、过滤和蒸馏，初步学会过滤操作的基本技能技巧.3．硬水与软水的区别、硬水的危害和软化方法.过程与方法1．通过探究水的净化方法与自来水厂的净化流程，了解净化水的方法.2．通过对硬水危害的调查报告、讨论交流，让学生了解硬水软化的必要性，并学会区分硬水和软水.情感、态度与价值观1．通过水的净化处理过程，懂得卫生健康饮水和节约用水，体会化学在实际生活中的广泛应用.2．通过探究活动(过滤)，培养科学探索精神和细心标准操作的科学品质.重点 1.知道纯水与自然水、硬水与软水的区别；2．了解沉淀、吸附、过滤和蒸馏等净化水的方法.难点熟练掌握过滤、蒸馏的操作方法.纯净水、浑浊的河水、肥皂水、硬水、软水；准备过滤、蒸馏所用的仪器以及代用品.一、导入新课请三位同学分别头戴标有“浑浊的河水”、实验室中的“自来水”和“纯净水”的帽子，手拿各自所代表的水样品，走到讲台上来，教师请同学给他们定出合适的价格.定价引发三位同学的不满，都要“讨回公道”请“物价管理员”解释其中原因.这几位同学心悦诚服退场.游戏材料：(自来水取当地价，纯净水取零售价)种类浑浊的河水自来水纯净水价格 1.5元/吨2000元/吨原因受到污染，没有杀菌经过沉淀、过滤、吸附和消毒(广告词)经过27层提纯分析农村和城镇饮用水的来源及了解水净化的常识.问题1：我们班上有的同学家住农村，请问你们家的饮用水是什么水？生：我们家用的是“压井水”或池塘中的“沉淀水”.追问1：这些水与我们原来直接用的河水、湖水比，有哪些优点？生：清洁、干净得多！追问2：你们知道清洁、干净的原因是什么吗？生：满脸疑惑不解的神态.教师点拨：用干净的沙子、小卵石过滤.问题2：有的同学家住集镇，请问这些同学家庭饮用的是什么水？生：饮用的是自来水.追问：这些自来水是怎么来的呀？生：自来水是水厂从水源处取来自然水后经过加工，也就是过滤、消毒后得到的.教师评价：同学们回答得很好. 自来水厂的净水原理和家住农村的同学们家用水的过滤原理差不多，但自来水厂净水的工艺规范得多，也复杂得多.下面我们来看一看自来水厂的水是怎样生产出来的.小结：请同学们看教材中的相关内容，回顾我们刚才共同分析和讨论的问题和方法，概括“干净、清洁的水是怎样得到的？”二、推进新课1．河水中杂质的分类让学生观看自来水厂净化水的过程示意图，并讨论河水中有哪些杂质.[结论]不溶性的杂质和可溶性的杂质(教师演示)取一个烧杯，盛大杯浑浊的河水. 向其加入3勺的明矾粉末，搅拌溶解后，静止观察现象.学生观察一下烧杯有什么现象产生？[现象]烧杯底部有大量沉淀物出现.2．不溶性的杂质净化方法(1)沉淀(加絮凝剂，如明矾可加快沉淀的速度).(2)过滤(把不溶物过滤).(教师边讲边演示)过滤器的制作方法：取一张滤纸把它对半折再对半折，然后打开，三层滤纸放在一起，把它放在漏斗上，使之紧贴在漏斗壁，并且滤纸的边缘要低于漏斗的边缘.过滤的步骤：用少量的水润湿滤纸，使它们之间没有气泡(否则会影响过滤的速度)，架好漏斗后使漏斗的下端口紧靠烧杯内壁. 过滤时盛浑浊液的烧杯口紧靠玻璃棒，并且玻璃棒的一端要轻轻斜靠在三层滤纸的一边，液体要低于滤纸的边缘.明确过滤操作的要求：“一贴二低三靠”. “一贴”是滤纸紧贴漏斗内壁；“二低”是滤纸低于漏斗边缘，滤液低于滤纸的边缘；“三靠”是倾倒液体的烧杯口要紧靠玻璃棒，玻璃棒的下端轻轻斜靠在三层滤纸的一边，漏斗下端的管口紧靠接滤液的烧杯内壁.[提问]请同学们仔细观察污浊的河水经过过滤后是否变得澄清了？ [回答]变得澄清了.[提问]那变得澄清了的河水，能不能饮用呢？[分析]虽然，现在河水是澄清了，事实上我们只是除去了看得见的杂质，而水中还有许多看不见的杂质. 我们还要做进一步的净化.(3)吸附：将水通过活性炭层(除去臭味). (4)消毒：加入次氯酸钙或通入氯气.[提问]请同学们思考一下，经过吸附、消毒后的河水，可以饮用了吗？[分析]还是不能，因为水中还有许多可溶性物质，如钙镁化合物，还需将它们除去. 3．可溶性杂质的净化方法(1)让学生先阅读课本，明确什么是硬水和软水，以及如何鉴别它们.[结论]硬水：含较多的可溶性钙镁化合物的水. 软水：不含或含少量的可溶性钙镁化合物的水.[演示]分别向两杯同样清澈透明的水中加入肥皂水，并不断地搅拌. [现象]一杯产生的泡沫多，另一杯产生的泡沫少.[结论]产生泡沫多的是软水，产生渣多、泡沫少的是硬水.[讨论]为什么要将硬水软化？硬水有什么危害？ (2)硬水的危害让学生自学课本相关内容.[结论]硬水洗衣服，既浪费肥皂也洗不干净衣服，时间长了衣服会变硬；硬水会使锅炉内结垢，不仅浪费燃料，而且使锅炉内管道局部过热，易引起管道变形或引发爆炸.[思考]硬水如何转化为软水？ (3)硬水的软化(小结)生活中通过煮沸来降低水的硬度，而在工业上和实验室用水的蒸馏来降低水的硬度.生活上：煮沸工业上和实验室：蒸馏：液――→△气――→冷凝液(蒸馏水) (4)课外活动制作一个简易的净水器课题2 水的净化一、纯水与自然界中的水 1．纯水：纯净物(H 2O)2．自然界中的水：混合物(河水、湖水、江水等) 3．自来水厂净化水的过程A．明矾的净水作用B．活性炭的吸附作用二、水的净化方法净化水的方法原理作用沉淀静置，使不溶性的杂质沉降下来并与水分层除去不溶性杂质吸附利用活性炭或木炭的吸附作用，把自然水中一些不溶性杂质和一些溶解性杂质吸附在表面除去部分不溶性和可溶性杂质、臭味等蒸馏通过加热的方法使水变成水蒸气后冷凝成水除去可溶性杂质和不溶性杂质1．硬水和软水的定义硬水：含有较多可溶性钙、镁化合物的水软水：不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水2．硬水和软水的检验A．肥皂水法B．加热法3．硬水的危害4．硬水软化的方法生活中——煮沸实验室——蒸馏工业上——离子交换法和药剂法从总体上看，本节课基本上达到了新课程标准要求的预期目标. 教学中应创造条件，增加学生动手练习的机会. 在课前让学生预习本课题中的活动与探究，准备过滤实验的代用品，课上进行实际操作，鼓励他们互相学习、交流，调动他们的学习热情.课题3水的组成知识与技能认识水的组成，了解并区分单质和化合物.过程与方法1．从人类认识水的组成的过程中体会科学探究的过程和方法，认识实验探究的重要性.2．通过分析、讨论，培养学生观察、分析、归纳实验现象的能力和习惯.情感、态度与价值观了解人类认识物质世界的过程和方法，培养学生科学探究的精神.重点理解水是由氢元素和氧元素组成的.难点单质、化合物、氧化物的定义.直流电源、水电解器、电解用水、火柴条、酒精灯、小试管.一、导入新课前面我们学习了一种重要的自然资源——空气，自然界中还有什么物质与人类活动、生产密切相关呢？对，是水. 从太空上观察. 地球是一个蔚蓝色的星球，这种蔚蓝色物质是什么呢？对，是水. 水在地球上分布很广，江、河、湖、海约占地球表面积的约34，所以有人戏称地球为“水球”. 水与生物关系非常密切，各种生物体内都含有水. 水是生命的孕育和维系必需物质；人类的日常生活和工农业生产离不开水；水力发电利用的是水，水还能为人类提供水运的航道和宜人的环境. 那么，你对水的组成、水的净化、水资源等知识的了解又有多少呢？本单元将引领我们走进水的世界，首先，我们一起来研究水的组成.二、推进新课师：古人认为大自然由五种要素(金、木、水、火、土)所构成，随着这五个要素的盛衰，而使得大自然产生变化，不但影响到人的命运，同时也使宇宙万物循环不息. 因此他们认为水不可以继续分解，水到底能不能分解呢？(一)水的组成1．电解水的实验[演示实验4－25]水的电解实验教师先进行演示，之后要求学生根据图中所示进行水的电解实验.引导学生观察与电源正负极相连的电极上和试管内发生的现象.[提示](1)提示学生观察两极产生气体的体积有何差异.(2)可加入少量硫酸或氢氧化钠增强水的导电性.[现象](1)通电后，正负电极上都出现气泡，即产生气体，气体都是无色的.(2)一段时间后，试管1和试管2收集到的气体的体积比约为1∶2.[提问]两极上得到的气体分别是什么呢？学生猜想：可能是氧气、二氧化碳、氮气……师：下面，我们就来检验这两种气体分别是什么.2．实验验证(1)(教师演示实验)：用带火星的火柴条检验试管1中的气体，将试管2移近火焰检验试管2中的气体.[提问]试管1和试管2中的气体分别是什么？[现象]试管1中的气体能使带火星的火柴条复燃，试管2中的气体能够燃烧，火焰呈淡蓝色.(2)学生讨论后回答：①试管1中的气体能使带火星的火柴条复燃，说明是氧气.②试管2中的气体可以在空气中燃烧，火焰呈淡蓝色，通过预习可知是氢气. 师：试管2中产生的这种无色气体是叫氢气，也就是拉瓦锡所谓的“易燃空气”. [结论](1)与电源正极相连的电极上产生的气体为氧气. (2)与电源负极相连的电极上产生一种新的气体叫氢气. (3)水可以电解生成氧气和氢气.师：在水的电解实验里，水发生了什么变化？ 生：产生了新物质，水发生了化学变化.师：对，让我们一起来把这个变化表示出来. 这个反应中，水为反应物，反应条件为通电，生成物为氢气(H 2)和氧气(O 2)，所以可表示为：水(H 2O)――→通电氢气(H 2)＋氧气(O 2)师：从上面这个反应式中可以看出，水中含哪些元素？生：含有氢(H)、氧(O)两种元素. 师：电解水的反应类型是什么？生：分解反应，因为水分解生成了两种物质. 3．认识新的气体——氢气(H 2).师：这节课我们认识了氢气，大家对氢气了解多少呢？让学生阅读课本的相关内容，分析、总结出氢气的相关性质.[结论](1)无色无味；(2)可以燃烧，火焰呈淡蓝色；(3)密度小，难溶于水；(4)混有一定量的空气或氧气的氢气遇明火会发生爆炸.(二)单质和化合物[提问]通过水的电解实验，我们可以知道，水(H 2O)、氢气(H 2)、氧气(O 2)虽然都是纯净物，但它们的组成却各不相同. 你们能说说它们组成上的区别吗？[回答]氢气(H 2)是由氢元素组成的，氧气(O 2)是由氧元素组成的，而水(H 2O)是由氢元素和氧元素组成的.[小结]化学上把由同种元素组成的纯净物叫单质，不同种元素组成的纯净物叫化合物. ①单质：由同种元素组成的纯净物，如O 2、H 2.②化合物：由不同种元素组成的纯净物，如H 2O 、CO 2、Fe 3O 4. ③氧化物：由氧元素和另一种元素组成的化合物，如CO 2.[强调]单质和化合物是根据纯净物中所含元素的种类来进行分类的.课题3 水的组成一、电解水的实验现象：①两极都产生无色气体；②与电源正、负极相连的电极上产生的气体体积比约为1∶2 二、验证实验结论：①与电源正极相连的电极上产生的气体为氧气； ②与电源负极相连的电极上产生的气体为氢气 水(H 2O)――→通电氢气(H 2)＋氧气(O 2) 水是由氢元素和氧元素组成的 三、氢气(H 2)1．物理物质：无色、无味、难溶于水2．化学性质：可燃性四、单质和化合物1．单质：由同种元素组成的纯净物2．化合物：由不同种元素组成的纯净物3．氧化物：由氧元素和另一种元素组成的化合物本课题的内容分两部分展开，一是水的组成，二是单质和化合物的概念. 通过电解水的实验证明了水的组成，这一点学生比较感兴趣，也很容易掌握. 对于单质、化合物以及氧化物的概念，教师毋须讲的过多，可借助水的组成引导学生理解它们的概念，然后通过练习不断加深对概念的理解.课题4化学式与化合价第1课时化学式与化合价知识与技能1．让学生理解化学式的本质.2．让学生掌握化合价中元素化合价的一些规律，熟记一些常见的化合价，并学会根据化学式计算化合价的方法.过程与方法1．引导学生运用科学方法来学习化学知识，培养学生分析问题、归纳整理、寻找规律的学习能力，并掌握科学的记忆方法.2．培养学生的思维能力和对知识形成规律性认识的能力，在课堂练习中培养巩固学生应用概念认识新事物的能力.情感、态度与价值观通过化学式和化合价的学习，使学生领会必须根据客观事实和化合物的组成写化学式，建立科学的物质观和实事求是的科学精神.重点熟记常见元素及原子团的化合价、会用化学式表示某物质的组成.难点化学式的正确书写，会利用化学式写化合价.投影片以及课本第83页的图4－27和第84页的表4—1一、导入新课师：各个学科都有自己学科的独特语言，同样化学也有自己的语言，并且世界通用. 今天我们就来学习一种化学用语——化学式.二、推进新课(一)化学式师：什么是化学式？1．化学式定义：见课本第83页2．化学式的写法、读法(1)单质化学式的写法、读法师：什么是单质？单质的化学式怎样书写？(2)化合物化学式的写法、读法师：什么是化合物？生：化合物不是由一种元素组成而是由两种或两种以上元素组成的纯净物. 书写化合物化学式的关键在于抓住：元素符号排列顺序的规定；原子个数、原子个数(角码)的书写部位.师：①氧化物：如：HgO、SO2、Fe3O4写法：另一元素在前，氧元素在后读法：氧化某、几氧化几某②金属与非金属元素组成的化合物：如：NaCl、ZnS、KCI读法：某化某练习：课本第83页“活动与探究”3．化学式的意义师：O2的意义？(追问：2O2的意义，再进一步追问符号O、2O表示的意义)师：化学式的意义⎩⎪⎨⎪⎧表示一种物质及这种物质的组成表示这种物质的一个分子以及这种物质的分子构成（由分子构成的物质）师：H2O表示的意义？生：H2O表示：水，水是由氢氧两种元素组成；还表示一个水分子；每个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成.师：2H2O所表示的意义？生：由分子构成的物质化学式前面的化学计量数表示分子个数.师：下列符号各表示什么意义？H、2H、H2、2H2生：元素符号前边的化学计量数表示原子个数；化学式前边的化学计量数表示分子个数(由分子构成的物质)；元素符号右下角的小数字表示构成一个分子的原子个数. 构成两个氢分子的原子个数的计算：构成一个分子的原子个数与分子个数的乘积. 如：两个氢分子是由4个氢原子构成. 又如：两个水分子中(2H2O)中，有4个氢原子和2个氧原子.(二)化合价师：投影：展示硫原子的核外电子排布图并展示氢原子核外电子排布示意图.(以硫化氢为例让学生理解化合物形成过程，并初步建立物质在化合过程中原子个数比不变的观念，并由此引申出化合价的概念. )1．化合价：用来表示原子间相互化合的数目2．化合价的表示方法：在元素符号的正上方，左符号右数目，注意和离子的表示方法相区别(同种元素的化合价与离子所带的电荷，通常数值相等，正负相同；位置不同，写法相反)师：请写出铝离子、氯离子、氧离子的化学符号，并标出三种元素的化合价.师：离子所带电荷有正有负，同种原子可能形成不同离子，那么，元素的化合价有正负吗？一种元素是否只有一种化合价？3．化合价规则(1)化合价有正价和负价(2)金属通常显正价，非金属通常显负价(3)在化合物里正负化合价代数和为零(4)在化合物里氧元素通常显－2价，氢元素通常显＋1价(5)单质的化合价为零(6)同种元素可能有多种化合价师：判断下列说法是否正确：(1)金属显正价，非金属显负价；(2)在化合物H2O中，氧元素显－2价，氢元素显＋1价；(3)在氧气中，氧元素显－2价.师：投影：常见元素化合价表，要求学生背诵，学生感到非常困难.生：教师给出化合价口诀，并将常见元素化合价谱曲，要求学生合唱，这时候学生学习热情得到鼓舞，课堂气氛异常活跃.一价氢氯钾钠银；二价氧钙钡镁锌；三铝四硅五氮磷：二四六硫要记清；二三铁；二四碳；单质为零铜正二；金正非负和为零.老师趁机提出，在化学反应中，虽然原子是最小粒子，但有时几种原子总是作为一个整体参加反应，原子之间不再发生变化，我们把这种作为一个整体参加化学反应的原子集团称作原子团.师：投影：六种常见原子团和化合价顺口溜：一价硝酸氢氧根二价硫酸碳酸根三价只有磷酸根正一价的是铵根师：我们学习化合价有什么实际应用呢？4．化合价的应用(1)已知化合价书写化学式(知价写式)[例题]已知磷为＋5价，氧为－2价，写出磷的氧化物的化学式.解：(1)写出组成化合物的两种元素的符号，正价的写在左边，负价的写在右边.P O(2)求两种元素正、负化合价绝对值的最小公倍数.5×2＝10(3)求各元素的原子数：最小公倍数正价数(或负价数)原子数P：10÷5＝ 2O：10÷2＝ 5(4)把原子数写在各元素符号的右下方，即得化学式：P2O5(5)检查化学式，当正价总数与负价总数的代数和等于0时，化学式才算是正确的.(＋5)×2＋(－2)×5＝＝＋10－10＝0答：这种磷的化合物的化学式是P2O5.师：“知价写式”一般步骤：(1)写出元素符号，正价在左，负价在右.(2)求两种元素正、负化合价绝对值的最小公倍数.(3)求各元素的原子数.(4)把原子数写在各元素符号的右下方，即得化学式.(5)按正负化合价代数和为0的原则检查化学式.师：写出溴化钠、氧化钙、氧化铝、二氧化氮的化学式.生：NaBr、CaO、Al2O3、NO2师：十字交叉法写化学式一排序，二标价，三约简，四交叉，五检查例如：写出下列物质的化学式。