第二章 我们身边的物质 第四节 自然界中的水

第四节 自然界中的水 <?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

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（ O ₂ ） ＋ 氢气（ H ₂ ） 点燃——→ 水（ H ₂ O ）

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（ H ₂ O ） 通电——→ 氧气（ O ₂ ） ＋ 氢气（ H ₂ ）

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 H ₂ O

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/cm ³ ，冰的密度小于水的密度

3 ．水的化学性质

（ 1 ）通电分解：

水（ H ₂ O ） 通电——→ 氧气（ O ₂ ） ＋ 氢气（ H ₂ ）

（ 2 ）能与某些非金属氧化物发生反应，生成对应的酸

水（ H ₂ O ） + 二氧化碳（ CO ₂ ） → 碳酸（ H ₂ CO ₃ ）

水（ H ₂ O ） + 二氧化硫（ SO ₂ ） → 亚硫酸（ H ₂ SO ₃ ）

水（ H ₂ O ） + 五氧化二磷（ P ₂ O ₅ ） → 磷酸（ H ₃ PO ₄ ） 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（ H ₂ O ） + 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（ H ₂ O ） + 钠（ Na ） → 氢氧化钠（ NaOH ） + 氢气（ H ₂ ）

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， KAlSO ₄ • 12H ₂ O ）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？