化学九年级上册第四章 生命之源——水综合与测试教学设计及反思

这是一份化学九年级上册第四章 生命之源——水综合与测试教学设计及反思，共7页。教案主要包含了提高水的利用效率，质量守恒定律等内容，欢迎下载使用。

第一节 爱护水资源


水资源现状


地球表面约71％被水覆盖着。但淡水只约占全球水储量的2.53％，其中大部分还分布在两极和高山的冰雪及永久冻土，难以利用；可利用的只约占其中的30.4％。


海水中含量最多的物质是水（H2O），含量最多的元素是氧元素，最多的金属元素是钠元素。


我国水资源的现状是分布不均，人均不足。


水资源紧张的原因：一方面人类生活、生产的用水量不断增加，另一方面未经处理的废水、废物和生活污水的任意排放及农药、化肥的不合理施用等造成的水体污染，加剧了可利用水的减少，使原本已紧张的水资源更显短缺。


爱护水资源——一方面要节约用水，另一方面要防止水体污染


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。


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。


第二节 饮用水


水的净化方法


过滤：把不溶于液体的固体物质与液体分离。具体操作见“二、过滤”。


吸附沉降：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。但需要注意的是，活性炭不能吸附钙、镁化合物，活性炭不能降低水的硬度。


活性炭净水器的入水口在净水器的下面，可以使净水效果更好。


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。


杀菌：在水中加入适量的药物进行杀菌、消毒。如漂白粉、氯气（Cl2）、二氧化氯（ClO2）等。


自来水厂净水时，需要经过沉淀、过滤、爆气、杀菌消毒的步骤，但是没有蒸馏和煮沸的步骤。在净化水的方法中，只有杀菌消毒属于化学变化，其余都属于物理变化。


过滤（见下图）


【实验器材】带铁圈的铁架台、漏斗、玻璃棒、烧杯


【注意事项】


操作时注意“一贴、二低、三靠”。


“一贴”：滤纸紧贴漏斗内壁，用少量水润湿滤纸并使滤纸与漏斗壁之间没有气泡（保证过滤效率）。


“二低”：滤纸低于漏斗边缘、滤液低于滤纸边缘（否则被过滤的液体会直接从滤纸与漏斗之间的间隙流到漏斗下的接受器中，使滤液浑浊）。


“三靠”：烧杯紧靠玻璃棒（玻璃棒的作用：引流，使液体沿玻璃棒流进过滤器）、玻璃棒紧靠三层滤纸、漏斗下端管口紧靠烧杯内壁（使滤液沿烧杯壁流下，防止滴下的液滴四处迸溅）。


过滤时先过滤上层清液，后过滤下层浊液。若先过滤下层浊液，滤纸上将会残留着大量不溶性杂质，再过滤上层清液时，不溶物会阻碍清液的通过，影响过滤速度。


如果两次过滤之后滤液仍然浑浊，原因可能是滤纸破损或过滤时液面高于滤纸边缘。


硬水的软化


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。


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。


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↑


硬水的危害：① 用硬水洗涤衣物，既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。


硬水的软化方法：煮沸和蒸馏。制取蒸馏水的装置如右图所示。


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。





第三节 探究水的组成


水的物理性质


纯净的水是没有颜色、没有气味、没有味道的液体。在101kPa时，水的凝固点是0℃，沸点是100℃，4℃时密度最大，为1g/mL。冰的密度比水小。


水的电解实验（实验装置如右图）


【实验现象】


① 通电后，电极上有气泡产生。通电一段时间后，两个试管内汇集了一些气体，与正极相连的试管内的气体体积小，与负极相连的试管内的气体体积大，体积比约为1：2，质量比约为8：1。


② 与正极相连的试管内的气体可以使带火星的木条复燃；与负极相连的试管内的气体移近火焰时，气体能够燃烧，火焰呈淡蓝色。


【实验结论】


① 水在通电的条件下，发生了分解反应，生成氢气和氧气：2H2O2H2↑+O2↑；


② 水是由氢、氧两种元素组成的（在反应前后，参与反应的元素种类没有变化）；


③ 化学反应中，分子可分，原子不可分。


【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，氧正氢负，氧一氢二。


第四节 表示物质组成的化学式


化学式：用元素符号和数字组合来表示物质组成的式子。


化学式（如H2O）的意义：


表示一种物质（宏观意义）——表示水这种物质；


表示一个分子（微观意义）——表示1个水分子；


表示某物质是由什么元素组成的（宏观意义）——表示水是由氢元素、氧元素组成；


表示某物质是由什么粒子构成（微观意义）——表示水由水分子构成；


表示某物质的分子由什么粒子构成（微观意义）——表示1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成；


化学式的写法：


纯净物


单质


化合物


金属单质、稀有气体单质、其他由原子构成的物质——直接用元素符号表示（如Fe、Al）


常温下为固态的非金属单质——用元素符号表示（如S、P、C）


由双原子分子或多原子分子构成——在元素符号右下角标出原子个数（如O2、H2、Cl2）


正价元素或原子团写在前，负价元素或原子团写在后（特例：NH3氨气、CH4甲烷）。在元素符号右下角写出该种元素的原子数目，所有元素的原子个数比为最简比（特例：H2O2）。当原子团不是一个时需要加括号，把个数写在括号的右下角（1省略不写）。


书写化合物的化学式时，首先要弄清以下两点：


① 这种物质由哪种物质组成； ② 化合物中各元素的原子个数比是多少。


化合价：元素化合价是一个原子在化合时表现出来的性质。在元素符号或原子团的上方标出化合价，“+”、“-”写在前，数字写在后。


+5 -2


化合价的一般规律：


金属元素跟非金属元素化合时，金属元素显正价，非金属元素显负价。氧元素通常显-2价，氢元素通常显+1价。在化合物里正负化合价的代数和为0。在单质中元素的化合价为0。


同一元素在不同物质里可显不同的化合价。在同一种物质里，同一元素也可显不同的化合价（如NH4NO3）。


-3 +5


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P2O5 → P2O5


+3


数字的意义：


① 元素符号前的数字表示几个某原子。如2 H中的“2”表示2个氢原子。


② 化学式前的数字表示几个某分子。如2 H2O中的“2”表示2个水分子。


③ 元素符号右下角数字表示一个某分子或离子中有几个某原子。如CO2中的“2”表示1个二氧化碳分子中有2个氧原子。


④ 元素符号右上角的数字表示一个某离子中带几个单位的正或负电荷。如Fe3+中的“3”表示1个铁离子带3个单位的正电荷。


⑤ 元素符号正上方数字表示某元素的化合价。如Fe表示铁元素的化合价是+3。


根据化学式进行计算（计算时要注意式子的化学意义）


相对分子质量＝（相对原子质量×原子个数）之和 QUOTE \* MERGEFORMAT


组成元素的质量比＝（相对原子质量×原子个数）之比


在计算时要注意标清元素的顺序。


原子个数之比＝（元素质量÷相对原子质量）之比


化合物中某元素的质量分数＝ QUOTE \* MERGEFORMAT


某元素的质量＝某化合物的质量×某元素质量分数＝ QUOTE \* MERGEFORMAT


【例】多少吨的氧化亚铁（FeO）中所含铁元素质量和100 t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。





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＝ QUOTE \* MERGEFORMAT


【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%。





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。


有一瓶不纯的硝酸铵（NH4NO3）样品，经分析其中的含氮量为37%，则所含杂质可能是：


A. (NH4)2SO4B. CO(NH2)2 C. NH4Cl D. NH4HCO3


【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NH4NO3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(NH2)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。





第五节 化学方程式


一 质量守恒定律


探究实验：质量守恒的探究——白磷燃烧前后质量的测定


【实验器材】托盘天平（及砝码）、锥形瓶、玻璃棒、气球


【设计实验】① 在底部铺有细沙的锥形瓶中，放入一粒火柴头大小的白磷。


② 在锥形瓶口的橡皮塞上安装一根玻璃管，在其上端系牢一个小气球，并使玻璃管下端能与白磷接触。


③ 将锥形瓶和玻璃管放在托盘天平上用砝码平衡。


④ 取下锥形瓶，将橡皮塞上的玻璃管放到酒精灯火焰上灼烧至红热后，迅速用橡皮塞将锥形瓶塞进，并将白磷引燃。


⑤ 待锥形瓶冷却后，重新放到托盘天平上，观察天平是否平衡。


【实验现象】白磷燃烧，产生大量的白烟，放出大量的热。天平平衡。


【实验结论】反应前各物质的总质量＝反应后各物质的总质量。


实验成功的关键：装置的气密性要良好。


玻璃管下端与白磷接触的目的：点燃白磷。


气球的作用：盛装锥形瓶里受热膨胀的空气和五氧化二磷，避免因锥形瓶内压强过大把瓶子弹开。


没有安装气球的后果：橡皮塞被弹开或炸裂锥形瓶。


锥形瓶底部不铺上细沙的后果：锥形瓶炸裂。


探究实验：质量守恒的探究——铁钉跟硫酸铜溶液反应前后质量的测定


【实验器材】托盘天平（及砝码）、烧杯。


【设计实验】① 在100 mL烧杯中加入30 mL稀硫酸铜溶液，将几根铁钉用砂纸打磨干净，将盛有硫酸铜溶液的烧杯和铁钉一起放在托盘天平上称量，记录所称的质量m1。


② 将铁钉浸到硫酸铜溶液中。待反应一段时间后溶液颜色改变时，将盛有硫酸铜溶液和铁钉的烧杯放在托盘天平上称量，记录所称的质量m2。比较反应前后的质量。


【实验现象】铁钉表面附着一层红色物质，溶液由蓝色逐渐变成浅绿色。


【实验结论】m1＝m2。反应前各物质的总质量＝反应后各物质的总质量。


【化学方程式】Fe+CuSO4=Cu+FeSO4


该装置不用密封，因为参加反应和生成的物质中没有气体。


质量守恒定律：参加化学反应的各物质的质量总和，等于反应后生成的各物质的质量总和。


质量守恒定律应用于化学变化，不能应用于物理变化。


质量守恒定律说的是“质量守恒”而不是其他方面的守恒。


化学反应中，各反应物之间要按一定的质量比相互作用，因此参加反应的各物质的质量总和不是任意比例的反应物质量的简单加和。


不参加反应的物质质量及不是生成物的物质质量不能计入“总和”中。


质量守恒的原因：从微观上看，在化学反应前后，原子的种类、数目、质量不变。


质量守恒定律的应用：


求某个反应物或生成物的质量；


计算时要考虑是否有气体参加反应，或者生成物中是否有气体，气体的质量不能遗漏。


推断反应物或生成物的组成（化学式）；


判断反应物是否全部参加了反应。


化学反应前后：


一定不变——（宏观）反应物和生成物的总质量、元素的种类和质量。


一定不变——（微观）原子的种类、数目、质量。


一定改变——（宏观）物质的种类。


一定改变——（微观）分子的种类。


可能改变——分子总数。


化学反应类型


四种基本反应类型：


① 化合反应——由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应。


② 分解反应——由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。


③ 置换反应——一种单质和一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应。


④ 复分解反应——两种化合物相互交换成分，生成另外两种化合物的反应。


氧化还原反应：


氧化反应：物质得到氧的反应属于氧化反应。


还原反应：物质失去氧的反应属于还原反应。


氧化剂：提供氧的物质


还原剂：夺取氧的物质（常见还原剂：H2、C、CO）


中和反应：酸与碱作用生成盐和水的反应。


二 如何正确书写化学方程式


化学方程式：用化学式表示化学反应的式子，叫做化学方程式。


化学方程式的意义


质的方面：表明反应物、生成物和反应条件。


量的方面：① 各物质间反应时的微粒个数比； ② 各物质间反应时的质量比。


质量比等于化学方程式中各物质的相对分子质量与化学计量数乘积的比。所求质量比不用约分。


化学方程式的读法（意义）：以下面的方程式为例


2H2 + O2 ==== 2H2O


4 ：32 ： 36


氢气和氧气在点燃的条件下反应，生成水。


每2个氢分子和1个氧分子在点燃的条件下恰好完全反应，生成2个水分子。


每4份质量的氢气和32份质量的氧气在点燃的条件下恰好完全反应，生成36份质量的水。


书写化学方程式要遵守的原则：① 必须以客观事实为基础； ② 必须遵守质量守恒定律。


写化学方程式时常出现的错误：


不尊重科学实验，随意臆造化学式或事实上不存在的化学反应。


不遵守质量守恒定律、没有配平或计量数不是最简比。


化学式书写错误。


写错或漏写反应条件。


错标或漏标“↑”（气体生成符号）、“↓”（沉淀符号）。


“↑”：如果在反应物中没有气体，而生成物中有气体，那么应该在生成气体的化学式后面标“↑”。


“↓”：在初中阶段，只有在溶液中发生反应时生成沉淀，才在生成沉淀的化学式后标“↓”。


配平：在化学式前填上适当的化学计量数，使式子左、右两边的每一种元素的原子个数都相等。


一般情况下，可以按照书上介绍的“最小公倍数”法配平。


如果化学方程式中有单质，一般留到最后配平。


配平时一般从最复杂的化学式入手。但配平一氧化碳还原金属氧化物反应的化学方程式时，一般从一氧化碳入手。


刚开始配平，可以让化学计量数是分数。配平结束后“＝”两边的化学计量数翻倍，全部变为整数即可。


在刚学化学方程式时，要多做一些练习以熟练配平的方法；学过一段时间之后，要试着把常见的化学方程式背下来（有的时候，上课认真听讲、课后认真写作业对背方程式很有帮助）。


三 利用化学方程式的简单计算


例题1：加热分解6g高锰酸钾，可以得到多少克氧气？


解：设生成的O2的质量为x。








答：加热分解6g高锰酸钾，可以得到0.6g氧气。


【注意】如果没有完全反应，反应物和生成物的质量不能代入计算。只有通过相关数据得知反应完全进行（遇到“充分反应”、“恰好完全反应”、“适量”等话语），这些质量才可能有效。


遇到“足量”、“过量”、“一段时间”、“少量”等词语，说明可能不是恰好完全反应。


例题2（利用质量守恒定律计算）：将氯酸钾和二氧化锰的混合固体30g加热一段时间，发现剩余固体的质量是20.4g，求参加反应的氯酸钾的质量。


解：设参加反应的KClO3的质量为x。








答：参加反应的KClO3的质量为24.5g。


【注意】当反应前物质的总质量不等于反应后物质的质量时，说明有气体逸出。


例题3：在做“氢气还原氧化铜”的实验中，将8g氧化铜放入试管中，通入足量的氢气并加热一段时间。再次称量固体时，发现剩余固体的质量为7.2g。问生成铜的质量为多少？


解：设生成Cu的质量为x。


参加反应的CuO的质量为








【注意】对于这种题，先要注意（8g－7.2g）并不是生成水的质量，而是参加反应的氧元素的质量。


计算时的常见错误：


设未知数带有单位。


所设物质的质量包含杂质的质量，或者包含未参加反应的物质的质量。


已知物质的质量没有单位。


化学方程式书写错误或者没有配平（这个错误会使计算题的得分降为1，甚至为0）。


关系式中的数据没有与物质的化学式对齐。


步骤不完整、数值计算错误、所答非所问等在其他学科也能犯的错误。净化方法
除去不溶于水的杂质
除去可溶于水的杂质
降低水的硬度
净化程度
静置沉淀
√
×
×
低


↓


↓


高
过滤
√
×
×
吸附
√
√
×
蒸馏
√
√
√