资源简介

(共31张PPT)
自然界的水
主题情境-探秘空间站中的水
策划思路简介
一、设计理念
为提高中考复习阶段的效率，帮助学生建立完整的单元知识体系，使零散的知识系统化。依据《义务教育化学课程标准(2022年版)》提出的大概念教学设计出本课件。
基于大概念的建构，整体设计单元复习，并以真实情境为主线串讲知识点，激发学生兴趣，帮助学生构建完整的单元知识体系，促进学生对知识的深化理解与应用
二、适用时间
总复习阶段一轮复习时使用
单元知识结构图
物质的组成与结构
物质是由元素组成的，物质是由微观粒子构成的，依据物质的组成和性质可对物质进行分类
物质组成
认识物质
物质
分类
物质的分离净化
宏观-物质是由元素组成
微观-物质是由分子、原子等微观粒子构成
纯净物、混合物
电解水、氢气燃烧、化学式
的意义及相关计算、元素的
化合价
学科大概念
次级大概念
基本概念
基础知识
水的净化方法及原理
物质使用
物质的利用具有两面性，要合理利用
水资源的合理利用
主题情境
探秘空间站中的水
情境线
问题线
知识线
空间站中的水之“源”
空间站中的水之“用”
空间站中的水从哪里来？空间站中是怎样进行水循环净化再生？自来水的净化流程是什么？地球水资源现状及保护措施是什么？
空间站中的水有哪些用途？怎样验证水的组成？哪些实验可以验证水的组成？你能用哪些方式表示水，不同形式的表征具有什么含义？书写空间站再生系统中涉及的物质的化学式并计算物质中元素的化合价
净化水的方法和原理；水资源现状和保护水资源的措施
电解水、氢气燃烧、化学式的意义及书写、物质的分类、化合价的计算
目 录
情境导入
2
情境串知识
3
构建知识体系
4
学习目标
1
1. 通过了解空间站中的水之“源”，回顾生成水的化学反应，了解净化水的方法和原理、水资源现状和保护水资源的措施，能通过水净化的方法和原理总结混合物分类的一般思路和方法
2. 通过了解空间站中的水之“用”，了解水的用途，能够从宏观、微观角度解释电解水的过程 ，并通过电解水、氢气燃烧实验总结研究物质组成的思路和方法，知道物质的分类，能用化学式表示某些常见物质的组成，能分析常见元素的化合价，能根据化学式进行物质组成的简单计算
学习目标
2024年10月30日，神舟十九号航天员乘组入驻“天宫”，神舟十九号乘组将在空间站驻留约6个月，按计划管理空间站并开展航天实验。
情境导入
水是维持人生命的重要物质，空间站中的水是从哪里来的呢？
空间站中的水之“源”
你知道有哪些反应可以生成水吗？
H2CO3 === H2O + CO2↑
CaCO3 + 2HCl === CaCl2 + 2H2O + CO2↑
NaOH + HCl === NaCl + H2O
2H2 + O2 2H2O
2H2O2 2H2O + O2↑
2NaOH + CO2 === Na2CO3 + H2O
Fe2O3 + 6HCl === 2FeCl3 + 3H2O
......
情境串知识
你认为上述反应适合在空间站内使用吗？空间站中的水从哪里来？
资料卡片
空间站中的水的来源：①从地球携带；②水循环利用(包括汗水、尿液、呼吸中的水分等) 。
水循环利用是空间站水的主要来源，目前天宫一号的水资源再生率已达到95%，国际空间站的水资源再生率已达到90%。
收集
预处理
除Ca2+等
旋转蒸馏
深度净化
空间中的水的来源主要是通过水循环净化再生，那水具体是如何循环再生的呢？
在水净化系统中使用了类似于滤纸的反渗透膜，它能让水分子、氧分子穿过，这个过程相当于基本实验操作中的什么操作呢？
过滤
自来水厂净水过程
吸附水中悬浮的杂质
沉降杂质
除去不溶性杂质
主要除去部分可溶性杂质，如色素、异味
杀菌消毒
自来水厂又是如何净化水的呢？
通过水的净化方法和原理，分析总结混合物中分离杂质转化为纯净物的思路与方法
天然水
泥沙
带色或异味的物质
细菌
可溶性物质
小颗粒
大颗粒
沉淀
过滤
消毒
蒸馏
吸附
蒸馏水
混合物
纯净物
水的净化：
单一净化程度由低到高
分析混合物成分
寻找成分性质差异
利用性质差异选择合适的方法进行分类
混合物分离的一般思路：
空间站中的水资源一方面是从地球携带，一方面经循环再生使用，可饮用的水资源是极其宝贵，空间站中的每一滴水都会物尽其用。
地球上的总水储量虽然很大，但淡水很少，大部分还以冰雪等形式
分布在两极、高山和永久冻土层中，难以被人类直接利用。
地球上的淡水资源现状是怎样的？
保护水资源，我们能做什么呢？
1. 节约用水
a. 工业上：使用新技术，改进工艺使水循环使用等；
b. 农业上：改大水漫灌为喷灌、滴灌等；
c. 生活上：一水多用、使用节水型器具等。
喷灌 滴灌
淘米水浇花
工业用水重复使用
2. 防治水体污染
应用新技术、新工艺减少污
染物的产生；
污水处理流程示意图
对污水进行处
理，使之符合排放标准
保护水资源，我们能做什么呢？
空间站中的水之“用”
空间站中的水有哪些用途？
供航天员饮用、清洁
科学实验
培育植物
空间站中的水除了上述用途之外还有哪些用途呢？
还可以电解水制氧!
为什么电解水能制备出氧气呢？
水是由氢元素和氧元素组成，化学反应前后，元素种类不变
请说出电解水实验的原理和现象
原理：2H2O 2H2↑ ＋ O2↑
现象：
1. 电源两极玻璃管内均有气体产生；
2. 负极与正极产生的气体体积比约为2:1
用燃着的木条验证：
正极：产生的气体可以使燃着的木条燃烧更旺，是氧气；
负极：产生的气体可以燃烧，产生淡蓝色火焰，是氢气
如何检验电解水实验产生的气体呢？
正极
负极
若一名航天员在太空中驻留1个月需要24 kg氧气，通过电解水制取氧气，理论上需要消耗水的质量是多少呢？
解：设需要消耗水的质量为 x
36 32
x 24 kg
答：需要消耗水的质量为 27 kg。
2H2O 2H2↑ ＋ O2↑
还有哪些实验可以验证水的组成呢？
氢气燃烧实验
实验现象：燃烧时产生淡蓝色火焰，放出大量热，烧杯内壁有水雾出现
实验结论：氢气能在空气中燃烧生成水
2H2 ＋ O2 2H2O
氢气点燃前需要验纯
若发出尖锐爆鸣声，则表明氢气不纯；
若声音很小，则表明氢气较纯。
H2
氢气燃烧
干燥的
烧杯
根据研究水的组成的思路和方法，总结研究物质组成的思路和方法
水的组成
2H2O 2H2↑＋O2↑(分解法)
2H2＋O2 2H2O(化合法)
物质1
物质2
物质3
+ + ……
分解
化合
未知化合物
已知单质(或化合物)
宏观 氢氧元素组成
微观 水分子构成
氢元素
氧元素
宏观
微观
水这种物质
水由氢元素和氧元素组成
1个水分子
大量水分子聚集
你能用哪些方式表示水，不同形式的表征具有什么含义呢？
H2O
化学式的意义：
(1)宏观：
表示一种物质，如H2O表示水这种物质；
表示该物质的元素组成，如H2O表示水由氢元素和氧元素组成
(2)微观：
表示物质的一个分子或一个原子，如H2O表示1个水分子；也可以表示该物质一个分子的构成，如H2O表示1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成
H2O
(1)相对分子质量，水的相对原子质量＝
(2)元素的原子个数比，水中氢、氧原子个数比＝
(3)组成元素的质量比，水中氢、氧的质量比＝
(4)物质中某元素的质量分数，水中氢元素的质量分数
从水的化学式中，还能获取到什么信息？
1×2+16×1=18
2：1
1×2:16×1=1：8
＝ ×100%=11.1%
H2O
要保障航天员要在密闭的空间站中正常生存，除了氧气之外，空间站还需要处理二氧化碳，如何保证空间站氧气和二氧化碳的平衡呢？
资料卡片 国际空间站的水气循环——萨巴蒂尔系统
萨巴蒂尔系统可以将电解水的产物氢气与人呼出的二氧化碳在一定条件下转化为水和甲烷。并实现氧气的再生，部分流程如图所示：
人
富集装置
萨巴蒂尔系统
二氧化碳
电解水装置
水
甲烷
氢气
氧气
二氧
化碳
(1)写出上述再生系统中二氧化碳、氧气、水、氢气、甲烷的化学式
二氧化碳 CO2 氧气 O2 水 H2O
氢气 H2 甲烷 CH4
(2)二氧化碳、氧气、水、氢气、甲烷的物质类别是哪种？
单质：氧气、氢气；化合物：二氧化碳、水、甲烷
其中二氧化碳和水属于氧化物；甲烷属于有机化合物
人
富集装置
萨巴蒂尔系统
二氧化碳
电解水装置
水
甲烷
氢气
氧气
二氧
化碳
氧化物：由两种元素组成且其中一种是氧元素的化合物，如
H2O等酸：H++酸根离子，如HCl、H2SO4等碱：金属离子/铵根离子+OH-，如NaOH、Ca(OH)2等盐：金属离子/铵根离子+酸根离子，如Na2CO3、NaCl等
纯净物
单质
化合物
无机
化合物
有机
化合物
混合物
分离
混合
：由两种或两种以上的物质混合而成，如空气、食醋、石油等
含有碳元素的化合物(碳的氧化物、碳酸和碳酸盐等除外)，如 CH4、C2H5OH等
由同种或一种元素组成的纯净物，如：O2、H2等
(3)单质和化合物都属于纯净物，它们的分类依据是什么？纯净物和混合物的分类依据呢？
(4)标出水中氧元素的化合价和二氧化碳中碳元素的化合价，并说明你的计算依据是什么
+1
+4
H2O CO2
. .
化合物中各元素正负化合价的代数和为零
空间站水、气环境的维持与调控一直是航天领域的重要研究方向！
中国航天 星空浩瀚 探索不止
自然界的水
常见元素及原子团的化合价
化合价的计算
原则
相关计算
宏观
书写
意义
微观
水资源
及其利用
水的净化
化合价
物质的分类
化学式
探究水的组成
混合物
纯净物
有机化合物
化合物
单质
无机化合物
净水方法：
沉淀、过滤、吸附、消毒、蒸馏
自来水的净
化过程
节约用水
防治水体污染
水资源现状
氢气燃烧
电解水实验
构建知识体系

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