资源简介

第四单元　自然界的水
1．了解世界和我国的水资源状况；了解水污染的防治、节水方法等应对水危机的措施；树立爱护水资源的意识。
2．了解净化水在生产和生活中的意义、硬水与软水的区别。
3．进一步掌握沉淀、过滤、吸附和蒸馏等净化水的方法。
4．认识水的组成；知道单质、化合物的区别及氧化物的含义。
5．了解化学式和相对分子质量的含义，并能用化学式表示某些物质的组成；能利用相对原子质量和相对分子质量计算物质的组成。
6．知道一些常见元素和根的化合价，能利用化合价写化学式。
1．过滤、蒸馏等分离混合物的实验操作；
2．化学式与化合价；
3．相对分子质量的计算。
化合价。
情境创设
【教师活动】水资源是人类生产和生活不可缺少的自然资源，缺水会造成土地沙漠化，树木枯死。水资源不足将严重影响人类的生存。这节课我们一起复习自然界的水。
【设计意图】强调水资源的重要性，使学生意识到水对于生命的重大意义，调动学生学习的积极性，认真复习本单元所学习的内容。
知识梳理
一、爱护水资源
（一）全球水资源状况
【教师活动】请同学们回忆水资源分布状况内容，完成如下填空：
地球上______水、______水、______水、地下水、大气水和______水等各种形态的水总储量约为____________，地球表面约_______%被水覆盖着。
淡水只约占全球水储量的____%，其中大部分还分布在两极和高山的冰雪及永久冻土层中，难以利用；可利用的只约占其中的30.4%，即_____________。
【学生活动】完成“学习任务一”中1的内容。
【设计意图】一方面从储量上说明水资源丰富，另一方面从可直接利用的淡水资源量上说明水的短缺。有利于学生学会用辩证的方法看待水资源的丰富和有限，以对水资源状况形成全面、正确的认识。
（二）爱护水资源
【教师活动】水是一切生命体生存所必需的物质，但是水资源有限，为了人类和社会经济的可持续发展，我们必须爱护水资源，一方面要节约用水，另一方面要防治水体污染。
1．节约用水
节约水资源就要提高水的利用效益。使用新技术、改革工艺和改变习惯可以大量节约工农业和生活用水。例如：工业用水重复利用，生活上一水多用，农业上改大水漫灌为喷灌、滴灌等。
2．水体污染的来源
污染来源 防治措施
工业污染 应用新技术、新工艺减少污染物的产生，同时对污染的水体_________________
农业污染 提倡使用农家肥，合理使用农药和化肥
生活污染 生活污水应集中处理和排放
【学生活动】完成“学习任务一”中2的内容。
【设计意图】通过复习节约用水和防治水体污染的内容，帮助学生梳理节约用水和防治水污染的有效措施。
二、水的净化
（一）自来水厂的净化过程
【教师活动】城市中的生活用水是经自来水厂净化处理过的。天然水中首先会加入明矾，明矾溶于水后生成的胶状物能对水中的杂质进行吸附，使杂质沉降。然后在过滤池中过滤除去多数不溶性杂质，再将水通入活性炭吸附池，池中的活性炭不仅可以吸附除去部分不溶性杂质和可溶性杂质，还可以吸附色素，除去臭味。最后进入清水池后投药消毒（氯气、二氧化氯等）杀灭水中的细菌、病毒，它是一个化学变化的过程。经过一系列处理的自来水通过配水泵流入各家各户。
【学生活动】随着老师的思路回忆自来水的净化过程，完成“学习任务二”中1的内容。
【设计意图】培养学生从图片获取信息的能力以及归纳总结的能力。复习自来水厂净化水的主要步骤。
（二）常见净化水的装置
1．净水器
自制简易净水器 活性炭净水器
【教师活动】教材介绍了两种常见的净水器，一种为纱布、小卵石、石英砂、活性炭和蓬松棉自制的简易净水器，还有一种为活性炭净水器。两种净水器的作用有什么区别呢？请仔细观察自制简易净水器和活性炭净水器的示意图并进行小组交流，完成下面填空。
（1）自制简易净水器中纱布、小卵石、石英砂和蓬松棉所起到的作用相当于基本实验操作中的______。
（2）活性炭净水器中水的流向是_____（填“a”或“b”，后同）水口进，_____水口出。
（3）两种净水器中活性炭、粒状活性炭层起________作用。
（4）通过以上简易净水器_______（填“能”或“不能”）降低水的硬度，得到的水属于________（填“纯净物”或“混合物”）。
【学生活动】思考并进行小组交流，完成“学习任务二”中2（1）的内容。
【设计意图】通过自制简易净水器与活性炭净水器作用的分析比较，加深对过滤的理解。
2．过滤
【教师活动】接下来我们一起复习下过滤的具体操作。展示过滤装置图并引导学生复习。
“一贴”：滤纸紧贴漏斗内壁；
“二低”：滤纸边缘略低于漏斗边缘；液面略低于滤纸边缘；
“三靠”：烧杯口紧靠玻璃棒；玻璃棒下端紧靠三层滤纸一侧；漏斗下端紧靠烧杯内壁。
注意过滤过程中玻璃棒的作用为引流。
【学生活动】完成“学习任务二”中2（2）的内容。
3．蒸馏
实验室蒸馏装置 简易蒸馏装置
【教师活动】展示实验室蒸馏装置图与简易装置图并进行说明：（1）左图实验过程中冷凝管中水流方向是下进上出；右图烧杯中自来水的作用是冷凝水蒸气。
（2）蒸馏是根据液态混合物中各成分的沸点不同对混合物进行分离的一种操作，属于物理变化。蒸馏后得到的水属于纯净物。
注意：烧瓶中加入几粒沸石（或碎瓷片）的目的是防止暴沸。
【学生活动】记忆蒸馏实验要点完成“学习任务二”中2（3）的内容。
【设计意图】通过实验室蒸馏装置图与简易装置图对比，知道蒸馏操作的原理和方法，加深对蒸馏的认识。
（三）净水方法
【教师活动】列表对比沉淀、过滤、吸附、杀菌消毒和蒸馏这五种常见的净化方法，分析其作用及原理并比较其净化程度。
净化方法 原理及作用 净化程度
沉淀 静置（或加明矾等絮凝剂），使不溶性大颗粒杂质沉降 低 高
过滤 除去水中的不溶性杂质（无法除去所有杂质）
吸附 利用活性炭的吸附性除去一些可溶性杂质、色素和异味
杀菌消毒 加入杀菌剂——杀死水中的细菌等微生物，发生的是化学变化
蒸馏 将水中的所有杂质除去（净化程度最高）
【学生活动】完成“学习任务二”中3的内容。
【设计意图】通过列表法对比沉淀、过滤、吸附、杀菌消毒和蒸馏这五种常见的净化方法并比较净化程度，加深学生对常见的净化方法的认识。
（四）软水和硬水
【教师活动】硬水会给生产和生活带来许多麻烦，那么什么是硬水什么是软水呢？
1．定义：含有较多可溶性钙、镁化合物的水叫做硬水；不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水叫做软水。
2．鉴别：把等量的肥皂水分别滴加到盛有等量软水和硬水的试管中，振荡，产生泡沫较多、浮渣较少的是软水，泡沫较少、浮渣较多的是硬水。
3．降低水硬度的方法：生活中煮沸；实验室中蒸馏。
【学生活动】完成“学习任务二”中4的内容。
【设计意图】通过复习硬水、软水以及鉴别硬水的方式和降低水硬度的方法，与前面所学的蒸馏进行知识串联，方便学生记忆与理解。
【教师活动】强调说明：（1）在净水的方法中吸附、沉淀、过滤、蒸馏都是物理变化，只有消毒过程发生的是化学变化。
（2）经过沉淀、过滤后得到的水是混合物，蒸馏后得到的水是纯净物。
（3）明矾是一种净水剂，溶于水形成胶状物，可以吸附水中悬浮的杂质；过滤可以除去不溶于水的固体颗粒。
（4）硬水软化的方法有煮沸和蒸馏。
三、水的组成
（一）氢气
【教师活动】在学习水的组成时我们从氢气的燃烧和水的电解两个实验验证了水是由氢元素和氧元素组成的，下面我们先复习氢气的性质。
1．物理性质：无色、无臭的气体，密度比空气小，难溶于水。
2．化学性质：可燃性。
3．燃烧现象：氢气在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，不纯的氢气点燃时可能会发生爆炸，因此点燃氢气前一定要验纯。
4．检验氢气纯度的方法：如图操作，若发出尖锐的爆鸣声，则表明氢气不纯。
【学生活动】回忆氢气的性质，完成“学习任务三”中1的内容。
【设计意图】通过复习氢气的性质，强调气体点燃前一定要验纯。牢记检验氢气纯度的方法与氢气燃烧时的实验现象。
（二）电解水实验
【教师活动】接下来我们一起来复习下水的电解实验。
1．实验原理：水在通电的条件下生成氢气和氧气。（在水中加入少量硫酸钠或氢氧化钠是为了增强导电性）
2．实验装置：
3．实验现象：（1）接通电源后，正、负电极上均有气泡产生。
（2）通电一段时间后停止，b管（连接负极）中气体体积约为a管（连接正极）中气体体积的2倍。
4．气体检验：
切断电源，a管产生的气体用燃着的木条检验，燃着的木条燃烧得更旺，证明正极产生的气体是氧气。b管产生的气体用燃着的木条检验，气体能燃烧并产生淡蓝色火焰，证明负极产生的气体是氢气。
记忆口诀：正氧负氢，氢二氧一
5．实验结论：（1）水是由氢元素和氧元素组成的。
（2）水分子是由氢原子和氧原子构成的，验证了化学变化中分子可分而原子不可再分。
6．相关图像：
产生氢气和氧气的体积比约为2∶1，产生氢气和氧气的质量比为1∶8。
【学生活动】回忆电解水实验内容，完成“学习任务三”中2的内容。
【设计意图】培养学生归纳知识的能力，让学生巩固已学知识。
四、物质的分类
（一）物质的简单分类
【教师活动】物质中根据物质种类的多少可以分为由一种物质组成的纯净物和由多种物质组成的混合物，其中纯净物可以按照组成元素的种类分为由一种元素组成的单质和由多种元素组成的化合物。由两种元素组成的化合物中，其中一种为含氧元素的氧化物和其他化合物。
【学生活动】完成“学习任务四”中1的内容。
【设计意图】明确物质分类的标准，渗透分类的化学思维。
（二）物质之间的关系
【教师活动】单质与化合物存在并列关系，都属于纯净物；化合物与含氧化合物存在包含关系；含氧化合物与氧化物存在包含关系。
【学生活动】根据物质之间关系完成“学习任务四”中2的内容。
【设计意图】图示法更加直观的使学生明白纯净物、化合物、含氧化合物和氧化物之间关系。
五、化学式与化合价
（一）化学式的读写
【教师活动】用元素符号和数字的组合表示物质组成的式子，叫做化学式。
对于单质来说，金属单质、稀有气体单质、非金属固态单质习惯用元素符号表示其化学式；非金属气态单质等双原子分子则是元素符号加下角标，如、、、等，读作“某气”。
对于化合物来说，氧化物的写法为氧元素写在右边，读作“氧化某”或“几氧化几某”；而金属与非金属组成的化合物在书写时则把金属的元素符号写在左边，非金属的元素符号写在右边，读作“某化某”或“几某化几某”。
【学生活动】记忆化学式的读写规则，完成“学习任务五”中1的内容。
（二）化学式的意义
【教师活动】我们以水为例一起复习下化学式的意义。
意义 实例
宏观 表示一种物质 水
表示物质的元素组成 水由氢元素和氧元素组成
微观 表示物质的一个分子 一个水分子
表示物质的分子构成 一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成
【学生活动】完成“学习任务五”中2的内容。
【设计意图】以水为例串联化学式的宏观和微观意义，更容易让学生理解和记忆。
（三）化学式的相关计算
【教师活动】请同学们观察化学式相关的计算方法：
然后根据关系式进行如下计算：
计算的相对分子质量、中碳元素和氧元素的质量比、中氮元素的质量分数。
【学生活动】完成“学习任务五”中3的内容。
【设计意图】唤起学生对化学式意义的回忆，以水、二氧化碳等的化学式进行相关计算，既可激起学生兴趣，又可降低化学式有关计算的难度，培养学生的分析能力和计算能力。
（四）化合价
【教师活动】（1）化合价的表示方法：
通常在元素符号或原子团的正上方用“＋n”或“－n”表示。
（2）常见元素或根的化合价：
一价H、Li、K、Na、Ag，二价O、Mg、Ca、Ba、Zn，三Al四Si五价P，变价元素记在心，二三Fe，二四C，一七Cl，三五N，S价常显二四六，Cu、Hg一二也都有。
【学生活动】完成“学习任务五”中4（2）的内容。
原子团 铵根 氢氧根 硝酸根 硫酸根 碳酸根 磷酸根
离子 符号
化合价 ＋1 －1 －1 －2 －2 －3
（3）化合价规律
【学生活动】完成“学习任务五”中4（3）的内容。
①化合价有正价和负价：金属元素和非金属元素化合时，金属元素显正价，非金属元素显负价。
②单质中，元素的化合价为零。
③化合物中，各元素正、负化合价的代数和为零。
④同一元素在不同物质中可以显示不同的化合价。
（4）化合价的计算：
依据：化合物中各元素正、负化合价的代数和为零。
举例说明：计算中氯元素的化合价
【学生活动】完成“学习任务五”中4（4）的内容。
（五）化合价与离子符号的关系
化合价（） 离子符号（）
相同 数值相同；正负相同
不同 位置在正上方 位置在右上方
数值在后 数值在前
“1”不省略 “1”省略不写
【学生活动】完成“学习任务五”中5的内容。
（六）化学符号周围数字的含义
【学生活动】完成“学习任务五”中6的内容。
课堂小结
本节课以自然界中的水为核心，介绍了水资源的分布状况，从储量上说明水资源丰富，从可直接利用的淡水资源量上说明水的短缺，加强学生关注社会问题、自觉爱护水资源的意识。然后介绍了水的净化过程并通过氢气燃烧与电解水实验介绍了水的组成，加深学生对水的认识。最后介绍了化学式与化合价，串联概括出自然界的水相关的知识体系。
板书设计
第四单元　自然界的水
一、爱护水资源
（一）全球水资源状况 （二）爱护水资源
二、水的净化
（一）自来水厂的净化过程 （二）常见净化水的装置
（三）净水方法 （四）软水和硬水
三、水的组成
（一）氢气 （二）电解水实验
四、物质的分类
（一）物质的简单分类 （二）物质之间的关系
五、化学式与化合价
（一）化学式的读写 （二）化学式的意义
（三）化学式的相关计算 （四）化合价
（五）化合价与离子符号的关系 （六）化学符号周围数字的含义
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