自然界的水教学设计

自然界的水教学设计一、教学目标1.知识与技能目标认识水的组成，知道氢气的性质及验纯方法。了解单质、化合物、氧化物的概念，并能对常见物质进行分类。理解分子、原子的概念，知道分子、原子在化学变化中的行为，能运用分子、原子的观点解释一些常见的现象。掌握水的净化方法，了解硬水和软水的区别，知道如何检验和软化硬水。了解水资源的现状，知道保护水资源的重要性及措施。2.过程与方法目标通过对水的组成的探究，培养学生的科学探究能力和逻辑思维能力。通过对分子、原子概念的学习，学会运用类比、想象、模型等方法来理解微观粒子。通过水的净化实验，提高学生的实验操作能力和观察分析能力。3.情感态度与价值观目标培养学生实事求是的科学态度，激发学生对化学学科的学习兴趣。增强学生的节水意识和环保意识，培养学生关心社会、关心自然的责任感。

二、教学重难点1.教学重点水的组成。分子、原子的概念及性质。水的净化方法。2.教学难点对单质、化合物、氧化物概念的理解及区分。从微观角度理解分子、原子在化学变化中的行为。运用分子、原子的观点解释日常生活中的现象。

三、教学方法讲授法、实验探究法、讨论法、多媒体辅助教学法

四、教学过程

（一）课程导入1.展示图片：展示一些与水相关的美丽图片，如波澜壮阔的大海、清澈见底的湖泊、晶莹剔透的冰川等，让学生感受水在自然界中的广泛存在和美丽。2.提问引导：同学们，水是我们生活中最常见、最重要的物质之一。你们知道水有哪些用途吗？它是由什么组成的呢？今天我们就一起来深入探究自然界的水。

（二）水的组成1.实验探究：水的电解实验实验仪器：水电解器、直流电源、导线、试管、酒精灯等。实验药品：蒸馏水（为增强水的导电性，可加入少量稀硫酸或氢氧化钠溶液）实验步骤向水电解器中加入适量的蒸馏水，并加入少量稀硫酸或氢氧化钠溶液。接通直流电源，观察电极上和玻璃管内发生的现象。用带火星的木条检验与电源正极相连的玻璃管内产生的气体，用燃着的木条检验与电源负极相连的玻璃管内产生的气体。实验现象与电源正极相连的玻璃管内产生的气体体积小，能使带火星的木条复燃，证明是氧气。与电源负极相连的玻璃管内产生的气体体积大，能燃烧，产生淡蓝色火焰，证明是氢气。正、负极产生的气体体积比约为1:2。实验结论：水在通电的条件下，分解生成氢气和氧气，化学方程式为：\(2H_{2}O\stackrel{通电}{=\!=\!=}2H_{2}\uparrow+O_{2}\uparrow\)。说明水是由氢元素和氧元素组成的。2.讲解拓展氢气的性质物理性质：氢气是一种无色、无味、难溶于水的气体，密度比空气小。化学性质：氢气具有可燃性，燃烧时产生淡蓝色火焰，放出大量的热，化学方程式为：\(2H_{2}+O_{2}\stackrel{点燃}{=\!=\!=}2H_{2}O\)。氢气的验纯：点燃氢气前一定要检验氢气的纯度，防止发生爆炸。验纯的方法是：用排水法收集一试管氢气，用拇指堵住试管口，管口向下移近酒精灯火焰，松开拇指点火，如果听到尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯，需要再收集，再检验，直到听到轻微的"噗"声，表明氢气已纯净。3.知识总结单质：由同种元素组成的纯净物叫做单质，如氢气（\(H_{2}\)）、氧气（\(O_{2}\)）、氮气（\(N_{2}\)）等。化合物：由不同种元素组成的纯净物叫做化合物，如水（\(H_{2}O\)）、二氧化碳（\(CO_{2}\)）、高锰酸钾（\(KMnO_{4}\)）等。氧化物：由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物叫做氧化物，如水（\(H_{2}O\)）、二氧化碳（\(CO_{2}\)）、氧化镁（\(MgO\)）等。

（三）分子和原子1.引入微观世界展示一杯水，提问：从宏观角度看，水是由氢元素和氧元素组成的，那么从微观角度看，水又是由什么构成的呢？2.分子的概念演示实验：向盛有20mL水的小烧杯中加入少量品红，观察现象。实验现象：品红在水中逐渐扩散，整杯水都变成了红色。讲解：分子是保持物质化学性质的最小粒子。品红能在水中扩散，是因为品红分子在不断运动，进入到水分子的间隔中。3.分子的性质分子的质量和体积都很小：举例说明，一个水分子的质量约是\(3×10^{26}kg\)，一滴水（约0.05mL）中大约有\(1.7×10^{21}\)个水分子。分子在不断运动实验探究：分别向盛有等量冷水和热水的两个烧杯中滴入一滴红墨水，观察现象。实验现象：热水中红墨水扩散得更快。结论：温度越高，分子的运动速率越快。生活实例：花香四溢、湿衣服晾干等。分子之间有间隔实验探究：将50mL水与50mL酒精混合，观察混合后总体积的变化。实验现象：混合后总体积小于100mL。结论：分子之间有间隔。生活实例：物质的热胀冷缩、压缩空气等。4.分子与物质变化动画演示：水蒸发和水通电分解的微观过程。讲解水蒸发：水分子本身没有发生变化，只是分子间的间隔变大，属于物理变化。水通电分解：水分子分成氢原子和氧原子，每两个氢原子结合成一个氢分子，每两个氧原子结合成一个氧分子，属于化学变化。总结：在化学变化中，分子可以再分，而原子不能再分。5.原子的概念原子是化学变化中的最小粒子。例如，在水通电分解的反应中，氢原子和氧原子重新组合形成了氢气分子和氧气分子，但氢原子和氧原子本身没有发生变化。6.分子、原子的联系分子是由原子构成的。例如，一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的。分子和原子都是构成物质的粒子，有些物质是由分子构成的，如氧气、水、二氧化碳等；有些物质是由原子构成的，如金属（铁、铜等）、稀有气体（氦气、氖气等）、金刚石等。

（四）水的净化1.自然界的水展示图片：展示自然界中不同状态的水，如河水、湖水、海水等，让学生观察并思考这些天然水中含有哪些杂质。讲解：天然水中含有许多杂质，如可溶性杂质（钙、镁化合物等）和不溶性杂质（泥沙、细菌等）。2.水的净化方法沉淀静置沉淀：让天然水静置一段时间，水中的不溶性杂质会自然沉降到水底。吸附沉淀：向水中加入明矾等絮凝剂，明矾溶于水后生成的胶状物可以吸附水中的悬浮杂质，使其沉降。过滤实验操作：仪器：漏斗、滤纸、玻璃棒、烧杯、铁架台（带铁圈）。操作要点：一贴、二低、三靠。一贴：滤纸紧贴漏斗内壁；二低：滤纸边缘低于漏斗边缘，漏斗内液面低于滤纸边缘；三靠：倾倒液体的烧杯口紧靠玻璃棒，玻璃棒下端轻靠三层滤纸处，漏斗下端管口紧靠承接滤液的烧杯内壁。作用：除去水中的不溶性杂质。吸附实验操作：向过滤后的水中加入活性炭，搅拌。现象：水的颜色变浅，异味消失。作用：活性炭具有吸附性，可以吸附水中的色素和异味。蒸馏实验装置：铁架台、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、尾接管、锥形瓶等。原理：通过加热使水变成水蒸气，再冷凝成蒸馏水，除去水中的可溶性杂质和不溶性杂质。作用：得到的蒸馏水是纯净物，净化程度最高。3.硬水和软水概念硬水：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、镁化合物的水叫做软水。区分方法实验操作：分别取等量的软水和硬水于两支试管中，加入等量的肥皂水，振荡。现象：软水中产生较多泡沫，硬水中产生较少泡沫，并有较多浮渣。硬水的危害用硬水洗涤衣物，既浪费肥皂又洗不干净，时间长了还会使衣物变硬。锅炉用水硬度高了十分危险，因为锅炉内结垢后不仅浪费燃料，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。硬水的软化方法煮沸：生活中常用煮沸的方法降低水的硬度。蒸馏：实验室常用蒸馏的方法得到蒸馏水以降低水的硬度。

（五）爱护水资源1.水资源现状展示数据：通过图片、图表等形式展示全球水资源的分布情况以及我国水资源的现状，让学生了解水资源的短缺问题。讲解：地球表面约71%被水覆盖，但大部分是海洋水，不能直接饮用，可利用的淡水资源只占全球储水量的2.53%，而且分布不均。随着人口的增长、社会经济的发展，水资源短缺和水污染问题日益严重。2.水资源短缺的原因人口增长：人口数量不断增加，对水的需求量增大。水资源污染：工业废水、农业污水和生活污水的任意排放，导致水体污染，使可利用的水资源减少。水资源浪费：日常生活中，如刷牙时不关水龙头、用大量水冲洗汽车等，造成了水资源的浪费。3.爱护水资源的措施节约用水生活方面：提高水的利用效率，如使用节水器具（节水马桶、节水水龙头等）、一水多用（用淘米水浇花、用洗菜水冲厕所等）。农业方面：采用喷灌、滴灌等节水灌溉方式，减少水资源的浪费。工业方面：通过技术改造，提高工业用水的重复利用率。防治水体污染工业污染防治：工业废水要经过处理达标后再排放。农业污染防治：合理使用农药、化肥，提倡使用农家肥，减少农业污水的排放。生活污染防治：生活污水要集中处理后再排放，不随意丢弃废旧电池等，防止重金属污染水体。

（六）课堂小结1.引导回顾：引导学生回顾本节课所学的主要内容，包括水的组成、分子和原子的概念及性质、水的净化方法、硬水和软水的区别以及爱护水资源的重要性和措施等。2.总结归纳：教师对学生的回答进行总结归纳，强调重点知识和易错点，帮助学生梳理知识体系，加深记忆。

（七）课堂练习1.基础巩固下列物质中，属于单质的是（）A.水B.氧气C.二氧化碳D.高锰酸钾分子和原子的主要区别是（）A.分子大，原子小B.分子能保持物质的化学性质，原子不能C.分子在化学变化中可以再分，而原子不能D.分子可以构成物质，原子不能净化水的方法有：①过滤②加明矾吸附沉降③蒸馏④消毒杀菌。要将混有泥沙的天然水净化成生活用的自来水，应选用的方法和顺序为（）A.①②③④B.②④①③C.②①④D.①③④2.能力提升用微粒的观点解释下列现象：湿衣服在阳光下比在阴凉处干得快。氧气和液氧都能支持燃烧。某同学制作了简易净水器（如右图所示），请回答下列问题：小卵石、石英砂和蓬松棉的作用是______，活性炭的作用是______。净化后得到的水是______（填"纯净物"或"混合物"）。该简易净水器______（填"能"或"不能"）将硬水软化。

（八）课后作业1.书面作业完成教材上的课后练习题。请设计一个实验证明分子在不断运动，写出实验步骤、现象和结论。2.实践作业调查自己家中的用水情况，制作一份节水计划，并与家人一起实施。查阅资料，了解当地水资源污染的现状及防治措施，写一篇小短文。

五、教学反思通过本节课的教学，学生对自然界的水有了较为系统的认识。在教学过程中，通过实验探究、多媒体