初三化学第四单元 自然界的水教案

第四单元自然界的水

学习目标要求：

1.认识水的组成

2.了解自然水、硬水和软水的区别；水的净化

3.水资源问题

知识网络构建

人类拥有水资源

水资源节约用水

沉淀：明矾吸附沉降

过滤：一贴、二低、三靠

水的净化吸附：活性炭具有吸附性，可除异味、色素

蒸馏：净化程度较高

含有较多可溶性钙、镁化合物的水

水定义：含有较少或不含钙、镁化合物的水硬水和软水泡沫多——软水

鉴别方法：加肥皂水泡沫少——硬水

软化方法——煮沸、蒸馏

危害

水的性质

水的组成和性质现象：有气泡，正极少，负极多

电解水实验体积比：1:2

结论：水是由氢、氧元素构成

课题1 水的组成和性质

一、水的性质

1.物理性质：无色无味的透明液体，沸点100o

C ，凝固点0o

C 注意：

1.天然水、自来水不是纯水，蒸馏水可看成纯净的水；

2.冰的密度小于水的原因：构成水和冰粒子为水分子，水中水分子是平行排列，冰中水分子呈立体网状排列，分子间的间隙大。 2.化学性质： 通电

2H 2O 2H 2 +O 2

二、水的组成

1、水的组成：（考点一） 【电解水的实验】

1、电源种类---直流电

2、加入硫酸或氢氧化钠的目的----增强水的导电性

【化学反应】文字表达式：：水 氢气 + 氧气

【化学方程式】2H 2O 通电

2H 2↑+ O 2↑

产生位置 负极 正极 体积比 2 ： 1 质量比 1 ： 8

【注意事项】

① 通电时，必须使用直流电。

② 预先在水中加入少量氢氧化钠溶液或稀硫酸可以增强水的导电性。 ③ 负极产生的是氢气，正极产生的是氧气。

考点二、物质的分类

组成：物质（纯净物）由元素组成

原子：金属、稀有气体、碳、硅等。

物质 构成 分子：如氯化氢由氯化氢分子构成。 H 2、O 2、N 2、Cl 2。

离子：NaCl 等离子化合物，如氯化钠由钠离子（Na +）氯离子（Cl -）构成

混合物（多种物质）

分类 单质 ：金属、非金属、稀有气体

纯净物 （一种元素） （一种物质）

化合物： 有机化合物 CH 4、C 2H 5OH 、、淀粉、蛋白质

（多种元素） 氧化物 H 2O CuO CO 2

酸 HCl H 2SO 4 HNO 3

无机化合物 碱 NaOH Ca(OH)2 KOH

【物质分类的步骤】

①根据物质种类分为纯净物与混合物；②写出纯净物的化学符号；③根据元素种类将纯净物分为单质与化合物；④在化合物中根据氧化物的概念找出氧化物

通电

电解水口诀：

正氧负氢，氢二氧一

盐 NaCl CuSO 4

Na CO

课题2 水的净化

考点一、水、纯净水、蒸馏水、冰水混合物都是纯净物；自然界的水、矿泉水、盐水、糖水、雪碧饮料等都是混合物

考点二、净化水的方法：沉淀、过滤、吸附、蒸馏

1、吸附：常用明矾、活性炭对水中的杂质吸附而沉降。

?明矾是一种常用的净水剂，它溶于水后生成的胶状物可以对悬浮杂质吸附沉降，以

达到净水的目的。

?活性炭具有疏松多孔的结构，可以吸附水中的悬浮物，也可以吸附溶于水的色素和

异味。但活性炭不能吸附钙、镁化合物，活性炭不能降低水的硬度。

2、过滤①适用范围：用于分离难溶性固体与液体（或可溶性固体）

②操作注意事项：“一贴二低三靠”

③玻璃棒的作用：引流作用

④过滤后，滤液仍然浑浊的可能原因有:

A承接滤液的烧杯不干净

B倾倒液体时液面高于滤纸边缘

C滤纸破损

3、蒸馏：除去水中可溶性杂质的方法，净化程度相对较高，得到的蒸馏水可

以看成是纯净物。

4、杀菌：在水中加入适量的药物进行杀菌、消毒。如漂白粉、Cl2、ClO2等。自来水厂净水时，需要经过沉淀、过滤、吸附、投药消毒的步骤，但是没有蒸馏和煮沸的步骤。在净化水的方法中，只有投药消毒属于化学变化，其余都属于物理变化。

考点三、硬水与软水

1.硬水：含有较多可溶性钙、镁化合物的水叫做硬水。

软水：不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水叫软水。

2.硬水和软水的区分方法：分别取少量的软水和硬水于试管中，滴

加等量的肥皂水，振荡。有较多泡沫产生的水是软水；泡沫很少，

产生浮渣的水是硬水。

3.硬水在加热或长久放置时会有水垢生成

化学方程式为：Ca(HCO3)2=CaCO3↓+H2O+CO2↑

4.硬水的危害：① 硬水洗涤衣物，浪费肥皂又洗不干净衣物，时间长了还会使衣物变硬。

② 锅炉用水硬度高了十分危险，因为锅炉内结垢之后不仅浪费燃料，而且会使锅炉内

管道局部过热，易引起管道变形或损坏，严重时还可能引起爆炸。

③ 长时间饮用硬水有害健康。

5.硬水的软化方法：煮沸和蒸馏。

注意：

①在烧瓶底部要加几粒沸石（或碎瓷片）以防加热时出现暴沸。

②加热前按照图3连接好装置，使各连接部分严密不透气。

③加热烧瓶时不要使液体沸腾得太剧烈，以防液体通过导管直接流到试管里。

④弃去开始馏出的部分液体，收集到10mL左右蒸馏水时，停止加热。

课题3 水资源的保护

一、水资源

1、地球表面71%被水覆盖，但供人类利用的淡水小于 1%

2、海洋是地球上最大的储水库。海水中含有80多种元素。海水中含量最多的物质是 H2O，

最多的金属元素是 Na ，最多的元素是 O 。

3、我国水资源的状况分布不均，人均量少

二、爱护水资源：节约用水，防止水体污染

考点1、节约用水

1.节约用水的一些具体措施：

a)提高水的利用效率。

b)使用新技术，改革工艺和改变习惯。

c)污水处理之后，循环利用。

d)“一水多用”，如使用“中水”（生活污水处理后，达到一定水质标准的非饮用水）

洗车、使用淘米水浇花等。

2.防止水体污染的一些具体措施：

a)不使用含磷洗衣粉。

b)工业“三废”要进行综合利用和经处理后再排放。

c)农业上提倡使用农家肥，合理使用化肥和农药。

d)以预防为主，治理为辅。

考点2、水污染

A、水污染物：工业“三废”（废渣、废液、废气）；农药、化肥的不合理施用

生活垃圾、生活污水的任意排放

B、防止水污染：工业三废要经处理达标排放、提倡零排放；生活污水要集中处理达标排

放、提倡零排放；合理施用农药、化肥，提倡使用农家肥；加强水质监测。

-2 课题4 化学式和化合价

一、化学式

1、 化学式的书写：（考点五）

⑴单质：A ：氢气、氮气、氧气、氟气、氯气、溴、碘这七种单质：在元素符号右下角加2

表示。例如：氢气：H 2、氧气：O 2

B ：除上述七种以外的单质：通常用元素符号表示。例如：铁：Fe ；红磷：P ⑵化合物（由两种元素组成或由两种原子团构成的）：根据名称从右写到左。 Fe 3O 4；氯化镁：Mg +2 Cl -1

2；硫酸钠： Na +1

2SO 4

2、 化合物的读法：

由两种元素组成的化合物：从右至左读作“某化某”；在氧化物中一般要读出原子个数 含有酸根（NO 3、SO 4、CO 3、PO 4）的化合物：从右至左读作“某酸某” 含有氢氧根（OH ）的化合物：从右至左读作“氢氧化某”

例如：Fe 3O 4：四氧化三铁；MgCl 2：氯化镁；Al(NO 3)3：硝酸铝；Mg(OH)2：氢氧化镁。 二、

化合价

1、根据化合价写化学式：“正价前，负价后，十字交叉右下处，化简才是原子数”。

如P 2

O 5 → P 2O 5

小结各种数字的含义：（考点七）

①元素符号前面的数字：表示原子的个数。 ②元素符号右上角的数字：表示离子所带的电荷数

③元素符号右下角的数字：表示一个分子中所含的某种元素的原子个数。 ④元素符号正上方的数字：表示某元素在化合物中的化合价。 ⑤离子符号前面的数字：表示离子的个数。 ⑥化学式前面的数字：表示分子的个数。 小结微粒个数的表示方法：（考点八） ①原子个数的表示：在元素符号前面加系数 ②离子个数的表示：在离子符号前面加系数 ③分子个数的表示：在化学式前面加系数

+5 -2

-3 +5

2、常见元素、原子团的化合价（考点九）

(1)一价钾钠氯氢银，二价钙镁氧钡锌，二四六硫二四碳，三铝四硅五价磷，

铁有二三要分清，莫忘单质都是零． (2)原子团顺口溜：

负一价硝酸氢氧根，负二价硫酸碳酸根 负三记住磷酸根，正一价的是铵根． 附：常见原子团：

硝酸根：NO 3 氢氧根：OH 碳酸根：CO 3 硫酸根：SO 4 磷酸根：PO 4 铵根：NH 4 7、必须背熟的离子符号：（考点十）

K ＋

Ca 2＋

Na ＋

Mg 2＋

Zn 2＋

Al 3＋

Fe 3＋

Fe 2＋

Ag ＋

H ＋

NH 4＋

Cl －

O 2－

S 2－

SO 42－

CO 32－

NO 3－

OH －

PO 43－

等

三、有关化学式的计算 以A m B n 为例（考点十一）

1、相对分子质量的计算 Mr(A m B n )＝Ar(A)×m ＋Ar(B)×n

2、各元素的质量比 A 元素质量与B 元素质量的比＝[Ar(A)×m] ：[Ar(B)×n] 3.

1) 化合物中某元素的质量分数＝

%100??量

该化合物的相对分子质原子个数

该元素的相对原子质量错误！

未找到引用源。

2) 某元素的质量＝某化合物的质量×某元素质量分数＝

%100???量

该化合物的相对分子质原子个数

该元素的相对原子质量某化合物的质量错误！未找到引用源。

【例】多少吨的氧化亚铁（FeO ）中所含铁元素质量和100t 中氧化铁所含铁元素的质量相同？ 解：设需氧化铁的质量为x 。

t

90%100160

42t 100%1007256%

1003

162562

56t 100%100165656=??=????+???=?+?

x x x 答：需氧化亚铁的质量为90t 。 【注意】列方程时所设未知数不能带有单位。

某元素的质量＝某混合物的质量×纯度×某元素质量分数

某元素的质量＝%100????量

该化合物的相对分子质原子个数该元素的相对原子质量纯度某混合物的质量错误！

未找到引用源。

【例】现在有一种化肥，主要成分是硝酸铵，测得其含氮量为34.3%（杂质不含氮），求这种化肥的纯度。

解：设该化肥的质量为100g ，该化肥的纯度为a %。

%

98%%3.34g 10080

28

%g 100%

3.34g 100%1003

16214412

14%g 100=?=???=??+?+???

?a a a

答：这种化肥的纯度为98%。 【注意】① 设这种氮肥的质量是为了使方程有化学意义。

② 纯度是百分数，不能小于0%，也不能大于100%。纯度是未知数时，表示纯度的字母后要跟上百分号。

3) 有一瓶不纯的硝酸铵（NH 4NO 3）样品，经分析其中的含氮量为37%，则所含杂质可能

是：

A. (NH 4)2SO 4

B. CO(NH 2)2

C. NH 4Cl

D. NH 4HCO 3 【分析】解这道题需要三个要素：最大数、中间数、最小数（指含氮量）。三者之间的关系为：最大数＞中间数＞最小数。这里的37%是求出的平均含氮量，是中间数。 接下来算出NH 4NO 3中的含氮量：35%。由于35%＜37%，所以应该是最小数。

然后算出四个候选答案中每个化合物的含氮量，它是最大数，数值应该大于37%。在这里只有CO(NH 2)2的含氮量为46.7%，超过了37%，成为最大值。所以最后答案应该是B 。

附表1 一些常见元素的名称、符号和相对原子质量

元素名称元素符

号

相对原子

质量

元素

名称

元素符

号

相对原子

质量

元素

名称

元素符

号

相对原子

质量

氢H 1 铝Al 27 铁Fe 56 氦He 4 硅Si 28 铜Cu 63.5 碳 C 12 磷P 31 锌Zn 65 氮N 14 硫S 32 银Ag 108 氧O 16 氯Cl 35.5 钡Ba 137 氟 F 19 氩Ar 40 铂Pt 195 氖Ne 20 钾K 39 金Au 197 钠Na 23 钙Ca 40 汞Hg 201 镁Mg 24 锰Mn 35 碘I 127

附表2 一些常见元素、根的化合价和离子符号

* 亚铁指化合价为+2的铁元素，亚铜指化合价为+1的铜元素

元素和根的名称元素和

根的符

号

常见的化合价

离子符

号

元素和

根的名

称

元素和

根的符

号

常见的化合价

离子

符号

钾K +1 K+氟 F -1 F-

钠Na +1 Na+氯Cl -1、+1、+5、

+7

Cl-

银Ag +1 Ag+溴Br -1 Br-

铜Cu +1、+2 Cu+、

Cu2+

氮N

-3、+2、+3、+4、

+5

钙Ca +2 Ca2+氧O -2

镁Mg +2 Mg2+硫S -2、+4、+6 S2-钡Ba +2 Ba2+磷P -3、+3、+5

锌Zn +2 Zn2+碳 C +2、+4

汞Hg +2 Hg2+硅Si +4

铁Fe +2**、+3 Fe2+、

Fe3+

氢氧根OH -1 OH-

锰Mn +2、+4、+6、

+7

Mn2+硝酸根NO3-1 NO3-

铝Al +3 Al3+硫酸根SO4-2 SO42-氢H +1 H+碳酸根CO3-2 CO32-铵根NH4+1 NH4+磷酸根PO4-3 PO43-

拓展性课题 氢气（H 2）

1、物理性质：密度最小的气体（向下排空气法）（氢气与其它气体的显著区别之处）；

难溶于水（排水法）、无色无臭的气体

证明氢气密度比空气小的方法：用氢气吹肥皂泡，若肥皂泡上升，则密度比空气小 2、化学性质：

（１） 可燃性（用途：高能燃料；氢氧焰焊接，切割金属） 【文字表达式】氢气 + 氧气水

【化学方程式】2H 2 + O 2 点燃

2H 2O 点燃前，要验纯

【现象】发出淡蓝色火焰，放出热量，有水珠产生

【注意】任何可燃性气体或可燃性的粉尘如果跟空气充分混合，遇火时都有可能发生爆炸。因此当可燃性气体发生泄漏时，应杜绝一切火源、火星，以防发生爆炸。应立即打开门窗、关闭阀门。

（２） 还原性（用途：冶炼金属） 文字表达式：氢气 + 氧化铜

△

铜 + 水

化学方程式：H 2 ＋ CuO

Cu + H 2O 氢气“早出晚归”

现象：黑色粉末变红色，试管口有水珠生成

（小结：既有可燃性，又有还原性的物质 H 2、C 、CO ） 2、氢气

【物理性质】密度最小的气体（向下排空气法）（氢气与其它气体的显著区别之处）； 难溶于水（排水法）、无色无臭的气体

证明氢气密度比空气小的方法：用氢气吹肥皂泡，若肥皂泡上升，则密度比空气小 【化学性质】

可燃性（用途：高能燃料；氢氧焰焊接，切割金属） 文字表达式：氢气（H 2） + 氧气（O 2）水（H 2O ）

化学方程式：2H 2 + O 2 点燃

2H 2O 点燃前，要验纯 【现象】发出淡蓝色火焰，放出热量，有水珠产生

【注意】混有一定量的空气或氧气的氢气遇明火会发生爆炸，因此点燃前必须验纯。

3、实验室制取氢气

? 反应原理：Zn+H 2SO 4=ZnSO 4+H 2↑ ? 反应物的选择：选用锌粒和稀硫酸。

◆ 不使用稀盐酸，因为：盐酸易挥发，使制得的氢气中含有氯化氢气体。 ◆ 不用镁是因为反应速度太快，不用铁是因为反应速度太慢。 ? 发生装置：固液不加热；

? 收集：排水法或向下排空气法。

? 在点燃氢气前，一定要检验氢气的纯度。 ? 可燃性气体的验纯方法：用排水法收集一试管可燃气体，用拇指堵住试管口移近火

点燃

点燃

△

焰点燃。如果气体较纯，气体将会安静地燃烧，并发出“噗”声；如果气体不纯，会发出尖锐爆鸣声。

检验：点燃。纯净的氢气能够安静地燃烧，发出淡蓝色火焰；而不纯的氢气在燃烧时会发出尖锐的爆鸣声。

3、氢能源

优点：①以水为原料，来源广泛；

②热值高，放热多；

③生成物是水，毫无污染；

④可以再生。

【目前氢能源存在的问题】制取成本高、贮存和运输困难