第四章生命之源——水 教案
本章內(nèi)容涉及的主題：
身邊的化學(xué)物質(zhì)：水的組成；水的物理性質(zhì)；硬水、軟水；水的凈化
物質(zhì)構(gòu)成的奧秘：表示物質(zhì)組成的化學(xué)式；元素的化合價(jià)；根據(jù)化學(xué)式的計(jì)算；化學(xué)變化過程中元素不變的觀點(diǎn)；簡單商品標(biāo)簽標(biāo)示的某些內(nèi)容的識(shí)別
物質(zhì)的化學(xué)變化：質(zhì)量守恒定律；化學(xué)方程式及其書寫；根據(jù)化學(xué)方程式的簡單計(jì)算
化學(xué)與社會(huì)發(fā)展：水資源；水對(duì)人類的重大意義；水的污染和水資源的保護(hù)[來源:Www.zk5u.com]
科 學(xué) 探 究：蒸發(fā)操作；探究水的組成；探究化學(xué)反應(yīng)的質(zhì)量守恒
目標(biāo)
1．知道地球表面約70%被水覆蓋（了解）。
2．能列舉出生命、生產(chǎn)、生活中離不開水的一些事實(shí)（了解）。理解水對(duì)生命活動(dòng)的重大意義（應(yīng)用）。
3．認(rèn)識(shí)水是寶貴的自然資源、水資源污染的原因和危害（理解）。
（1）能說出淡水資源現(xiàn)狀。
（2）能夠說明造成淡水資源短缺和水資源危機(jī)日趨加劇的原因
（淡水儲(chǔ)量少且分布不均、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人口的增加、水的污染等）
4．能提出緩解水資源危機(jī)、治理水污染的措施或做法（應(yīng)用）。
（節(jié)約用水、治理水污染、開發(fā)水資源、水資源調(diào)配等）
5．了解吸附、沉淀、過濾和蒸餾等凈化水的常用方法（理解）。
6．知道自來水生產(chǎn)的基本過程和每個(gè)過程的作用（了解）。
7．知道各種飲用水（自來水、純凈水、礦泉水），知道硬水及其危害、軟化方法，會(huì)用簡單的方法區(qū)別硬水和軟水（了解）。
8．初步學(xué)習(xí)蒸發(fā)操作技能。
知道水的物理性質(zhì)（了解）。
9．通過電解水實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)水的組成，加深對(duì)分子、原子概念及化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)的認(rèn)識(shí)（理解）。
10．了解化學(xué)式的含義（理解）。
11．能用化學(xué)式表示某些常見化合物的組成（理解）。
12．能說出常見元素的化合價(jià)（了解）。
13．能根據(jù)化合價(jià)寫簡單物質(zhì)的化學(xué)式，能根據(jù)化學(xué)式推斷元素的化合價(jià),能正確讀寫簡單物質(zhì)的化學(xué)式（理解）。
化學(xué)式的意義，常見元素的化合價(jià)，化合價(jià)與化學(xué)式
14．能進(jìn)行有關(guān)化學(xué)式的簡單計(jì)算（應(yīng)用）。
15．能看懂某些商品標(biāo)簽上標(biāo)示的物質(zhì)成分及其含量（理解）。
16．認(rèn)識(shí)質(zhì)量守恒定律（理解），能說明常見化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系（應(yīng)用）。
17．能用原子、分子的知識(shí)解釋質(zhì)量守恒定律（應(yīng)用）。
18．了解化學(xué)方程式及有關(guān)概念、意義（理解）。
19．能正確書寫簡單的化學(xué)反應(yīng)方程式（應(yīng)用）。
能根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)物或生成物的簡單計(jì)算（應(yīng)用）。
重點(diǎn)
人類所面臨的水資源危機(jī)及緩解水資源危機(jī)的措施、水的污染與防治
水的凈化方法；硬水的危害及檢驗(yàn)
探究水的組成
相對(duì)分子質(zhì)量、有關(guān)化學(xué)式的計(jì)算
質(zhì)量守恒定律及探究
化學(xué)方程式的概念、意義和書寫
根據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算
教學(xué)難點(diǎn)
水的凈化方法及自來水的簡單生產(chǎn)過程
對(duì)水分解的微觀理解[
化合價(jià)與化學(xué)式
對(duì)相對(duì)分子質(zhì)量的理解、有關(guān)化學(xué)式的計(jì)算
用質(zhì)量守恒定律解釋和解決有關(guān)問題
化學(xué)方程式的書寫和配平
根據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算
教學(xué)方法講解、討論、總結(jié)、練習(xí)
教學(xué)儀器多媒體課件
教學(xué)過程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)
基礎(chǔ)知識(shí)總結(jié)：
一、地球表面約3／4的地方被水覆蓋，水資源極為豐富，但可直接供人類生活、生產(chǎn)用的淡水僅占總水量的千分之一左右，十分有限。因此保護(hù)水資源十分重要。
二、水電解時(shí)發(fā)生分解反應(yīng)。水分子分解生成氫分子和氧分子，轉(zhuǎn)變成跟水的狀態(tài)和性質(zhì)都不同的氫氣和氧氣，說明分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的微粒。
三、水是由氫、氧兩種元素組成的化合物。
四、水電解時(shí)，水分子分裂成氫原子和氧原子。原子能重新組合生成另一些分子，因此原子是化學(xué)變化中的最小微粒。
五、人們經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)精密測(cè)定，證實(shí)1個(gè)水分子由2個(gè)氫原子和1個(gè)氧原子構(gòu)成
六、水是人類寶貴的自然資源，它是維持生物生存、營造和諧生態(tài)環(huán)境必不可少的物質(zhì)。水能造福于人類，也會(huì)給人類帶來災(zāi)難。我們既要充分合理利用、開發(fā)和保護(hù)水資源，又要預(yù)防因水而引起的天災(zāi)人禍。
七、農(nóng)民為了凈化水，會(huì)去藥店買一種廉價(jià)的物質(zhì)——明礬，灑入水中，利用明礬溶于水后生成的膠狀物，對(duì)雜質(zhì)進(jìn)行吸附，使雜質(zhì)沉降，達(dá)到凈水目的，這種凈水方法稱作吸附法。
八、市場(chǎng)上出售的凈水器，有些就是利用活性炭來吸附水中的雜質(zhì)�；钚蕴课�附能力較強(qiáng)，不僅可以吸附液體中不溶性物質(zhì)，還可以吸附掉一些可溶性雜質(zhì)，除去臭味�，F(xiàn)代科技發(fā)展，發(fā)明的納米新型材料做凈水器的過濾層，自來水通過時(shí)，它不僅能吸附不溶物、臭味，甚至連細(xì)菌也能除去，使自來水變?yōu)榭芍苯语嬘玫臐崈羲��?br>九、過濾操作注意事項(xiàng)很多，我們總結(jié)為“一貼、二低、三靠”，
十、自來水廠凈化水的主要步驟是：加絮凝劑使懸浮在水中的小顆粒狀雜質(zhì)被吸附、凝聚，然后在反應(yīng)沉淀池中沉降，分離雜質(zhì)，接著用活性炭吸附，得到更澄清的水，最后投藥消毒。
十一、通過沉淀、過濾的方法只除去不溶性雜質(zhì)，水中還有許多溶解性的雜質(zhì)。生活中我們可能有這樣的經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)常用來燒水的水壺或裝水的開水瓶結(jié)有一層黃色物質(zhì)——水垢。這是因?yàn)樗�中溶有可溶性鈣和鎂的化合物，加熱或放久了，這些化合物便會(huì)生成沉淀——水垢，象這樣含有較多可溶性鈣和鎂化合物的水叫硬水。不含或含較少可溶性鈣和鎂化合物的水叫軟水。
十二、長期飲用硬度很高的水，人體健康也會(huì)受到影響，它可引起消化道功能紊亂。另外，很多工業(yè)部門像紡織、印染、造紙、化工等部門，都要求用軟水。
十三、我們除去硬水中鈣和鎂化合物，就可以使硬水轉(zhuǎn)化為軟水。生活中一般通過煮沸水降低水的硬度。工業(yè)上常用離子交換法和藥劑軟化法來得到軟水，實(shí)驗(yàn)室中通常用蒸餾的方法以降低它的硬度。
十四、蒸餾的原理就是將液態(tài)的水加熱變?yōu)闅鈶B(tài)水，再冷卻為液態(tài)的水，這樣水中溶解的物質(zhì)就被除去了，使硬水能變?yōu)檐浰��?br>十五、自然界的水都不是純水，通過靜置、吸附、過濾、蒸餾等途徑可以使水得到不同程度的凈化。硬水易生水垢，與肥皂作用不易起泡沫，硬水通過多種方法可以軟化為軟水。
十六、愛護(hù)水資源
1、節(jié)約用水：
使用新技術(shù)，改革工藝和改變習(xí)慣可以減少大量工農(nóng)業(yè)和生活用水。
2、防止水體污染：
（1）水體污染是指什么？
（2）水體污染源：[來源:中.考.資.源.網(wǎng)]
①工業(yè)污染：工廠的“三廢”(廢氣、廢渣、廢液)倒入江河、地下，污染江河和地下水。
②農(nóng)業(yè)污染：農(nóng)藥、化肥的不合理使用，也易造成水的污染。
③生活污染：生活污水及生活垃圾的任意排放，造成水的污染。
④其他污染：
A、病原微生物污染
B、需氧有機(jī)物污染
C、富營養(yǎng)化污染（赤潮）
D、惡臭物污染
E、地下水硬度升高
F、重金屬離子污染（水俁�。�
J、石油泄露造成的海水污染
H、熱污染
I、放射性水污染
(3)水體污染的危害：
影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、漁業(yè)生產(chǎn)、破壞水生生態(tài)系統(tǒng)，直接危害人體健康。
十七、一、化學(xué)式反映了物質(zhì)的組成[來源:Www.zk5u.com]
1、化學(xué)式（formular），就是用元素符號(hào)和數(shù)字的組合來表示純凈物組成的式子。
提出的依據(jù)：任何純凈物都有固定的組成，不同的物質(zhì)組成不同
2、化學(xué)式所表示的含義（一般包括宏觀和微觀角度）
微觀上：表示某物質(zhì)；表示該物質(zhì)由哪些元素組成的
宏觀上：表示該物質(zhì)的一個(gè)分子或者一個(gè)原子；由分子構(gòu)成的物質(zhì)，還可以表示一個(gè)分子的構(gòu)成情況
3、 化學(xué)式的寫法： ① 單質(zhì)的化學(xué)式：大部分單質(zhì)的化學(xué)式只用單個(gè)的元素符號(hào)，
下面幾種元素的單質(zhì)不能只用單個(gè)的元素符號(hào)表示，須注意：
氫氣H2 氧氣O2 氮?dú)釴2 氯氣Cl2 氟氣Ｆ2 溴（Br2 ) 碘（Ｉ2 ）臭氧O3
②化合物的化學(xué)式寫法與讀法的一般關(guān)系：“倒寫倒讀”。
化合價(jià)與化學(xué)式（交叉法確定化學(xué)式：正價(jià)在前負(fù)價(jià)在后，約簡化合價(jià)，交叉）
NH3、有機(jī)物如 CH4等化學(xué)式是負(fù)價(jià)在前正價(jià)在后。 同種元素可以有不同的化合價(jià)
硝酸銨（NH4 NO3 ）中氮元素的化合價(jià)分別為前N－3價(jià) ，后N＋5價(jià)。
4、元素的化合價(jià)：一種元素一定數(shù)目的原子與另一種元素一定數(shù)目的原子化合的性質(zhì)。
標(biāo)在元素符號(hào)的正上方
＋２ －２ ＋１
Ｃa ＋２價(jià)的鈣元素 Ｏ －２價(jià)的氧元素 Ｈ2Ｏ 水中氫元素化合價(jià)是＋１價(jià)
背誦化合價(jià)口訣：
＋１價(jià)鉀鈉銀銨氫， ＋２價(jià)鋇鈣鎂銅汞鋅
二三鐵、二四碳， 三鋁四硅五價(jià)磷，
氟、氯、溴、碘－１價(jià) 氧硫－２要記清。
氫氧根、硝酸根（OH、NO3 ）－１價(jià)， 硫酸根、碳酸根（SO4 、CO3 ）-2價(jià)，
化合物各元素化合價(jià)代數(shù)和為零， 單質(zhì)元素化合價(jià)是零。
注：銨是NH4原子團(tuán)；＋ 2價(jià)的鐵叫“亞鐵”； +1價(jià)的銅叫“亞銅”
無氧時(shí)S為-2價(jià)，跟氧結(jié)合時(shí)＋4或＋6價(jià)。SO32－原子團(tuán)叫“亞硫酸根”
無氧時(shí)Cl為-1價(jià)，跟氧結(jié)合時(shí)＋1、+3、+5或+7價(jià)
四、根據(jù)化學(xué)式的計(jì)算
（1）某物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量的計(jì)算
將化學(xué)式中所有的原子的相對(duì)原子質(zhì)量加和，即是該物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量
如：Ca(OH)2
答：Mr[Ca(OH)2]=Ar(Ca)+2(Ar(O)+Ar(H))=40+2(16+1)=74
（2）計(jì)算化合物中的原子個(gè)數(shù)之比
在化學(xué)式中，元素符號(hào)右下角的數(shù)字就是表示該元素原子的個(gè)數(shù)，因此這些數(shù)字的比值就是化合物中的原子個(gè)數(shù)
如：Fe2O3中，鐵原子與氧原子個(gè)數(shù)比就是2：3，碳酸鈣CaCO3中鈣、碳、氧原子個(gè)數(shù)比為1：1：3
但注意某些物質(zhì)的化學(xué)式中，同種元素并不寫在一起的，這時(shí)要注意原子個(gè)數(shù)
如：NH4NO3中，氮、氫、氧原子個(gè)數(shù)比應(yīng)該為2：4：3
Cu2(OH)2CO3中，銅、碳、氫、氧原子個(gè)數(shù)比為2：1：2：5
（3）計(jì)算化合物中各元素質(zhì)量之比
在化合物中，各元素質(zhì)量之比就是各元素的原子個(gè)數(shù)與它的相對(duì)原子質(zhì)量積之間的比值
如：氯酸鉀（KClO3）中，m（K）：m（Cl）：m（O）=39：35.5：16×3＝78：71：96
硝酸銨（NH4NO3）中，m（N）：m（H）：m（O）＝14×2：1×4：16×3＝7：：1：12
（4）計(jì)算化合物中某一元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)[來源:中
元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（ω）＝ ×100％＝ ×100％
如：計(jì)算MgSO4中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
ω(O)＝ ×100％＝ ×100％＝53.3％
（5）計(jì)算一定質(zhì)量的物質(zhì)中某元素的質(zhì)量
某元素的質(zhì)量＝物質(zhì)的質(zhì)量×該元素在物質(zhì)中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
如：求60gMgSO4中含有氧的質(zhì)量
m（O）＝m（MgSO4）×ω(O)＝60g×53.3％＝32g
（6）有關(guān)化合物中元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算
如：
例1 硝酸銨樣品中含有雜質(zhì)10％（雜質(zhì)中不含氮元素），求樣品中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
首先，先求出純凈的硝酸銨中，氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：
尿素中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω(N)＝ ×100％＝ ×100％＝35％
設(shè)不純的硝酸銨中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x，則有如下關(guān)系：
純硝酸銨[不純的硝酸銨
含有硝酸銨100％90％
含有氮元素35％x
故： ，x＝31.5%
例2 某不純的尿素[CO(NH2)2]中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為42.4%，求這種尿素中雜質(zhì)（不含氮元素）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
解：尿素的相對(duì)分子質(zhì)量=12+16+（14+2×1）×2＝60
尿素中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω(N)＝ ×100％＝ ×100％＝46.7％
設(shè)不純的尿素中含尿素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x，則有如下的關(guān)系
純尿素不純尿素
含尿素100％x
含氮元素46．7％42．4％
故： ，x＝90. 8%
例3 多少克碳酸氫銨（NH4HCO3）與400g硝酸銨（NH4NO3）含氮元素質(zhì)量相等
解：根據(jù)所含氮元素質(zhì)量相等來列等式
設(shè)需要碳酸氫銨的質(zhì)量為x
則，質(zhì)量為x的碳酸氫銨中含有氮元素的質(zhì)量為m1（N）＝x? ＝17.7％?x
400g硝酸銨中含有氮元素質(zhì)量為m1（N）＝400×35％
故：17.7％?x＝400g×35％；x＝790g
1．利用質(zhì)量守恒定律的相關(guān)信息，如何求反應(yīng)物的質(zhì)量及相互質(zhì)量比？
例1 已知在反應(yīng)3A+2B=2C+D中，反應(yīng)物A、B的質(zhì)量比為3：4。當(dāng)反應(yīng)生成C和D的質(zhì)量共140g時(shí)，B消耗的質(zhì)量為_________g。
分析：此題能根據(jù)質(zhì)量守恒定律，由于生成物C和D的質(zhì)量共140g，所以A和B的質(zhì)量之和也應(yīng)為140g。由于反應(yīng)物A、B的質(zhì)量比為3：4，則可將物質(zhì)總質(zhì)量視為7份（3+4=7），A占其中3份，B占其中4份。所以消耗B的質(zhì)量為140÷7×4＝80g。
例2 在化學(xué)反應(yīng)3X+4Y=2Z中，已知X和Z的相對(duì)分子質(zhì)量分別是32和102，則Y的相對(duì)分子質(zhì)量為_____。
分析：此題是根據(jù)質(zhì)量守恒定律確定Y的相對(duì)分子質(zhì)量。解題時(shí)，首先要確定4Y的值，即3×32＋4Y＝2×102 4Y＝2×102－3×32＝108 Y＝27
2．已知反應(yīng)物（或生成物）的質(zhì)量（或密度、體積），如何求另一反應(yīng)物（或生成物）的質(zhì)量（或體積）？[
例3 中國登山協(xié)會(huì)為紀(jì)念我們首次攀登珠穆朗瑪峰成功50周年，再次組織攀登珠峰活動(dòng)。阿旺扎西等一行登山運(yùn)動(dòng)員于2003年5月21日13：40成功登頂。假如每位運(yùn)動(dòng)員沖頂時(shí)消耗自帶的液氧4.8g。求：
（1）這些氧氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是多少升？（標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣密度為1.43g/L）
（2）若在實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀為原料制取相同質(zhì)量的氧氣，需要多少千克的高錳酸鉀？
（3）用這種方法給登山運(yùn)動(dòng)員供氧，是否可行？簡述理由。
答：（1）4.8kg氧氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為
（2）設(shè)需要高錳酸鉀的質(zhì)量的質(zhì)量為x
2KMnO4 △=== K2MnO4 + MnO2 + O2↑
316 32
x 4.8kg

（3）不行。此法成本太高，經(jīng)濟(jì)上不合算；或在實(shí)驗(yàn)室制如此多氧氣，耗時(shí)太長。
分析：此題難度不高，主要考查學(xué)生有關(guān)化學(xué)方程式計(jì)算的兩個(gè)重要的注意點(diǎn)：1．氣體體積和氣體質(zhì)量的換算（即氣體體積=氣體質(zhì)量÷氣體密度）；2．化學(xué)方程式中單位的換算，如題目中出現(xiàn)“kg”與“g”之間的換算。此題中不僅僅是一道有知識(shí)背景的簡單計(jì)算，還考查了學(xué)生仔物質(zhì)制備時(shí)是否考慮原料成本和反應(yīng)時(shí)間的因素。
3．已知混合物中的一反應(yīng)物（或生成物）的質(zhì)量，如何求混合物中另一反應(yīng)物（或生成物）的質(zhì)量？
例4 煅燒含碳酸鈣80%的石灰石100t，生成二氧化碳多少噸？若石灰石中的雜質(zhì)全部進(jìn)入生石灰中，可以得到這樣的生石灰多少噸？
解：設(shè)生成二氧化碳的質(zhì)量為x
CaCO3 高溫=== CaO + CO2↑
100 44
100t×80% x
x=35.2t
生石灰的質(zhì)量：100t-35.2t=64.8t
4．利用化學(xué)反應(yīng)測(cè)定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如何進(jìn)行物質(zhì)的計(jì)算和推斷？
例5 小強(qiáng)同學(xué)前往當(dāng)?shù)氐氖�灰石礦區(qū)進(jìn)行調(diào)查，他取回了若干塊礦石樣品，對(duì)樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行檢測(cè)，采用了的辦法如下：取用8g這種石灰石樣品，把40g稀鹽酸分4次加入，測(cè)量過程所得數(shù)據(jù)見下表（已知石灰石樣品中含的雜質(zhì)不溶于水，不與鹽酸反應(yīng)）。請(qǐng)計(jì)算：
（1）8g石灰石樣品中含有雜質(zhì)多少克？
（2）樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？
（3）下表中m的數(shù)值應(yīng)該為多少？
序號(hào)加入稀鹽酸質(zhì)量（g）剩余固體質(zhì)量（g）
第1次105.5
第2次10m
第3次101.2
第4次101.2[
（4）要得到280kgCaO，需要質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%的石灰石多少千克？(化學(xué)方程式：CaCO3高溫==CaO+CO2↑)
解：（1）8g石灰石樣品中含有雜質(zhì)為1.2g。
（2）樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝ ＝85％
（3）m＝5.5g-（8g-5.5g）＝3g
（4）設(shè)需要80%的石灰石的質(zhì)量為x
CaCO3高溫==CaO+CO2↑
100 56
X×80％ 280kg
x＝625kg
分析：此題通過不斷改變所加入的稀鹽酸的質(zhì)量，觀察剩余固體的質(zhì)量來判斷稀鹽酸何時(shí)不足，石灰石中CaCO3何時(shí)完全反應(yīng)。由表中數(shù)據(jù)可知，在第三次加入10g鹽酸后，固體剩余物質(zhì)量不再減少，說明剩余的1.2g固體不和稀鹽酸反應(yīng)，應(yīng)為雜質(zhì)。然后，用8g石灰石樣品質(zhì)量－雜質(zhì)質(zhì)量＝CaCO3質(zhì)量。再除以樣品質(zhì)量，即可求出樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。第三小問也可從題意得出正解，即第一次加10g酸時(shí)固體的質(zhì)量減少應(yīng)和第二次一樣，所以第二次剩余的固體質(zhì)量就是3g。最后一問可利用含雜質(zhì)問題的解題方法處理。
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