科粤版化学九年级上册教案4.1 我们的水资源

第四章生命之源——水4.1我们的水资源【教学目标】1．了解水对生命及生命活动的重大意义，了解水在工业、农业及生活中的重要用途。2．了解世界水资源分布和我国水资源短缺现状，认识综合利用和保护水资源的意义。3．了解水资源危机，树立节约用水从自己开始、从点滴做起的节水意识。4．了解水的污染及危害，能根据水的污染源制定防治水污染的措施和方法。【教学重难点】1.水资源的分布状况。2.水污染及其防治。【教学过程】1．人类离不开水地球表面的70.8%被水覆盖水是生命的源泉！水是工业的动脉！水是农业的命脉！水是生活的保证！水是人类的宝库！(1)生命和生命活动都离不开水为什么科学家都把探测火星上是否有水存在作为探究火星上有无生命现象的突破口？水是生命产生、存在、发育和繁殖的基本前提，没有水就没有生命。任何生命 都离不开水，各种生物体内都含有大量的水。生物体的含水量水是人类需要最多的重要营养物质。成人每天需要补充约2.5kg水，水分不足，会口渴，皮肤起皱，甚至意识模糊和死亡。(2)我们的生活和生产都离不开水水在各行各业中都扮演着非常重要的角色。行业用途工业上用水洗涤、溶解、加热、冷却物质，以水为原料制取工业品……农、林业灌溉…… 农业用水量占总淡水消耗量的2/3以上渔、牧业养殖……交通业航海、内河航运……电力水力发电…… 生活中洗菜、做饭、清洁、解渴……在我们的实验室里，水可用来：①洗涤仪器；②作溶剂；③水浴加热等。2．珍惜水资源(1)地球水资源分布地球水资源的分布比例地球上的总水量大约为1.36×1018m3存在方式分布比例/%海洋与咸水湖97.2极地冰山2.15地下水0.632湖泊与河流0.017云与水蒸气0.001(2)我国水资源分布的主要特点①我国水资源人均占有量很低；②受季风的影响，降水量年际变化大；③水资源空间分布不均，与土地、矿产资源分布及生产力布局不相匹配；④受全球性气候变化影响，部分地区降水发生改变。(3)水资源危机我们生活在“水球”上，所以，水是取之不尽用之不竭的，怎么会出现水危机呢？地球有70.8%的面积被水所覆盖，但97%的是咸水，无法饮用。在3%的淡水中，有2%是人类难以利用的两极冰山、高山冰川和永冻地带的冰雪。人类真正能够利用的淡水仅约占地球总水量的0.7%。加之人口的膨胀用水量剧增、水资源的浪费以及水资源污染更加剧了水资源的紧张形势。我国的淡水总量约为2.8×1012m3，居世界第6位。人均占有量仅为世界人均占有量的1/4，居88位，是全球13个人均水资源最为贫乏的国家之一，而且地域分布也不均匀。总体而言，地球上是不缺水的。但是，淡水资源数量有限，地方环境变迁，水资源时空分布不均，人口迅速增长，生产生活用水量增长过快，水资源的浪费，水资源的污染，造成水资源危机。(4)珍惜水资源，节约用水地球上的最后一滴水将是人类的眼泪①下图是中国国家节水标志，你知道它的含义吗？ “国家节水标志”由水滴、手掌和地球变形而成。绿色的圆形代表地球，象征节约用水是保护地球生态的重要措施。标志留白部分像一只手托起一滴水，手是拼音字母JS的变形，寓意节水，表示节水需要公众参与，鼓励人们从我做起，人人动手节约每一滴水。手又像一条蜿蜒的河流，象征滴水汇成江河。②请节约用水节约用水从点滴做起！节约用水从我开始！用水环节节水措施工业用水工业用水循环使用、重复利用……农业灌溉用水采用喷灌、滴灌或微灌来灌溉作物……生活用水一水多用(淘米水浇花、洗衣水拖地冲马桶)、以淋浴代替盆浴、用桶盛水洗车而不用水管冲洗、及时修理坏的龙头、提倡使用节水龙头和节水马桶“节水”不是不让用水，而是让人们合理地用水，高效率地用水，不要浪费。3．水污染及其防治(1)水体污染：是指一定量的污水、废水、各种废弃物等污染物质进入水域，超出了水体的自净和纳污能力，从而导致水体及其底泥的物理、化学性质和生物群落组成发生不良变化，破坏了水中固有的生态系统，破坏了水体的功能，从而降低水体使用价值的现象。(2)水污染源水体污染的来源①工业污染：工业“三废”(废水、废气、废渣)未处理达标排放。②生活污染：生活污水任意排放。③农业污染：农业生产中农药、化肥的过量使用。④船舶航行中原油的泄漏、油污的扩散。⑤城镇垃圾的随处堆积。⑥垃圾填埋厂的逐渐渗透。空气污染、土壤污染与水体污染有什么关系？空气污染、土壤污染都会引起水体污染。当空气中硫的氧化物和氮的氧化物含量较高时，容易产生酸雨，从而引起水污染。土壤污染通过渗透也会引起水污染。(3)水污染的危害①被污染的水含有有毒物质(如铅、砷等)和细菌、病毒等，饮用后会使人直接中毒。②食用被污染水域中养殖的生物，也会使人中毒或致病，严重时会使人死亡。③被污染的水不能用来灌溉农田，否则会影响人类的生态环境。 ④水体污染加剧了相关地区水资源的危机。⑤水体富营养化：水体富营养化造成的污染水体富营养化最显著的特征是水中氮、磷等营养物质含量过高，水体中藻类大量繁殖，使水质恶化，导致水中生物死亡，使得原本清澈透明的水面，随藻类颜色的不同而呈现蓝色、红色、红褐色、乳白色或绿色。水体富营养化现象，在江河湖泊中称为“水华”，在海洋中则称为“赤潮”。(4)水污染的防治①工业“三废”必须经过净化处理，达到排污标准才准排放。②农业上提倡使用农家肥，合理使用化肥、农药。③生活污水集中处理后再排放。④禁止或减少生产和使用含磷洗衣粉。⑤法律制约：《水法》《水污染防治法》。⑥加强水质监测。4．水的净化与自来水江河里的水、池塘里的水可以直接饮用吗？自然水中含有泥沙、腐殖质、藻类、细菌、浮渣，甚至可能有对人体有害的污染物质，需要净化处理才能应用。(1)沉淀：不溶于液体的悬浮固体物质因自身重量和密度的关系沉积到容器底部的过程。①自然凝结沉淀：自然水经过静置沉淀后，可观察到上层的水变得比较澄清，部分难溶物质沉降到水底。但是不能除去悬浮在水中及浮于水面的固体物质。②明矾吸附沉淀：在自然水中加入适量的明矾，搅拌后静置沉淀，可观察到上层的水非常澄清，下层有大量悬浮物沉淀。但是，沉降下来的不溶物和水只是分为上下两层，而没有彻底分开。【探究活动】明矾净水实验操作现象取一个烧杯，加入2/3的浑浊河水静置数分钟后，观察烧杯上层和底层的水，有什么现象。泥沙沉于杯底，上层水中有少量细小悬浮物。加入明矾搅拌后静置，又有什么现象。上层变澄清，下层有泥沙。明矾吸附沉淀比自然凝结沉淀净水效果好。明矾溶于水后生成的胶状物能吸附水中的不溶性杂质，使杂质发生沉降，从而达到净水的目的。这种净水方法称作吸附法。(2)过滤：根据物质的溶解性差异，利用滤纸或其他多孔材料，将液体和不溶于液体的固体分离开来的一种方法。通过过滤，难溶固体物质被截留在过滤层上，可溶物质或液体则进入到滤液中。实验：制作一个简单的过滤柱，把一杯滴有红墨水的浑浊的河水慢慢地倒进过滤柱(如下图所示) 过滤分离不溶性固体与液体混合物；市场上出售的净水器，有些是利用活性炭来吸附水中的杂质。活性炭吸附能力较强，不仅可以吸附液体中的不溶性物质，还可以吸附掉一些可溶性杂质，除去臭味、色素和有毒物质。上述过滤柱中，粗沙、细沙、活性炭、棉花放置的顺序能不能颠倒？不能。如果放置顺序颠倒了，直径较大的固体颗粒就会堵住过滤材料上的小孔，使过滤速度减慢，甚至无法过滤。过滤时要注意“一贴，二低，三靠”(如下图所示)。过滤法适用于固体和液体混合物的分离，如浑浊的液体、悬浊液、液体中产生的沉淀、可溶固体与难溶固体混合物等。实际应用时应根据所要除去的固体颗粒的直径大小，可以选用孔径不同的过滤材料。如滤纸、纱布、沙子、活性炭、棉花、鹅卵石等。(3)自来水：经过沉淀和过滤的水虽然比较干净了，但是还不能饮用，因为水中还有我们看不到的细菌和微生物等杂质。还需要对水作进一步的净化。在自来水厂里，水的净化过程(如下图所示)主要包括：水的净化主要包括自然凝结沉淀、明矾吸附沉淀、过滤、杀菌消毒等，经过净化的水即为自来水。5．水的纯化与蒸馏水经过上述沉淀、过滤、吸附、杀菌、消毒后的自来水，表面看起来无色、透明、澄清，非常干净，它是纯净水吗？ 经过上述净化得到的水，只是除去了水中的溶性杂质，没有把水中的可溶性杂质全部除去，它只是干净的水，还不是纯净水。(1)探究活动：哪种水才是纯净水？【实验】收集自然水、自来水、蒸馏水、矿泉水等，用滴管各取少量，分别滴在玻片上，用酒精灯小心加热烘干。水样现象结论自然水有较多固态残留物不纯水自来水有少量固态残留物不纯水蒸馏水无固态残留物纯净水矿泉水有较多固态残留物不纯水(2)蒸发：【实验】取适量的食盐水放入蒸发皿，用酒精灯加热蒸发至干(如下图所示)注意哦！①小心沸水及蒸气烫伤！②快要蒸干时，改用小火，并加强搅拌，防止残留物飞溅！【现象】蒸发皿内出现白色固体物质【结论】通过蒸发可使水与可溶性杂质分离使液体与溶解在液体中的固体物质分离开来，可采用蒸发的方法。(3)蒸馏：除去自来水中的其他溶解性物质，可用蒸馏法，即将水加热沸腾，变成蒸气，再冷却凝结成水。这样制得的水，叫蒸馏水，它是一种纯净水。利用蒸馏装置制取蒸馏水(如下图所示)水的蒸馏①连接装置，检查装置的气密性。②在烧瓶中加入1/3体积的自来水，再加入几粒沸石或碎瓷片(防止加热时出现暴沸)。③加热烧瓶(要垫上石棉网，保证均匀受热)。④弃去刚开始蒸馏出的液体(因装置不干净造成污染)。⑤冷凝管中的冷凝水应从下方进入，从上方流出(否则会导致冷凝效果不好)。⑥收集到适量蒸馏水后，停止加热。蒸馏的目的在于将某一成分利用汽化和冷凝的过程将其分离出来，以达到纯化该物质的结果。蒸发是通过加热的手段将某一成分变成气体，没有冷凝的过程。在蒸馏过程中一定有蒸发现象存在，但蒸发过程中不一定有蒸馏过程。（4）纯净水：目前，市场上有各种各样的纯净水出售，有的是蒸馏水，有的是去离子水。长期饮用纯净水不利于身体健康。供人们饮用的还有 矿泉水，它是将泉水经过过滤、杀菌等工序制成的饮用水，其中含有某些有益于健康的微量元素。6．硬水及其软化(1)硬水与软水硬水：含有可溶性钙、镁化合物较多的水。软水：不含或含有较少可溶性钙、镁化合物的水。你知道吗？硬水有害！①工业锅炉用水绝不能用硬水，否则不仅浪费燃料，也有可能引起锅炉爆炸；②用硬水洗衣服不好，它会降低肥皂和清洁剂的起泡能力，降低洗涤效果，还会损坏衣物；③使用硬水烧水时会在壶底和热水瓶底部结成水垢；④饮用硬水口感不好，且对身体有害。(2)区分硬水和软水实验步骤实验现象实验结论各取等量的几种水样于试管中，分别滴加等量的肥皂水，搅拌。出现较多浮渣该水样属于硬水出现较多泡沫该水样属于软水区分硬水和软水用肥皂水，硬水中泡沫少，软水中泡沫多。(3)硬水的软化硬水有那么多的危害，我们在生活中应该怎么将硬水软化呢？在生活中，通常用煮沸法将硬水软化。将自来水煮沸再喝，这样做既可以消毒，又可以降低水的硬度，减轻硬水对人体的危害。在工业上，通常采用蒸馏法或者用化学方法处理硬水，把硬水中的钙离子、镁离子除掉。硬水软化就是通过煮沸或蒸馏等方法将水中含有的过多的可溶性钙、镁化合物全部或部分除去。7．利用图表法加深对水资源短缺的认识把枯燥的数字内容绘制成图表，使抽象的内容形象、直观。(1)世界水资源状况世界部分国家人均水量与世界平均水平图(2)我国水资源状况我国部分省市人均水量图表题就是用图表表述化学过程或呈现背景信息，是化学的最基本表达方式之一，在这其中，图表型试题将数据处理与化学问题融为一体，信息量大，信息加工涉及诸如信息的寻找、选择、整理、重组、应用等各方面，因此难度较大。在平时的化学学习中我们应自觉地去了解图表所呈现的化学含义，掌握化学图表 最基本的分析剖析方法，从中提炼出相关的化学信息，尝试应用图表分析解决化学问题，表述自己的思路与思维的结果。8．水的净化、纯化和软化等净水效果的比较水的净化方法除去不溶性杂质除去可溶性杂质降低水的硬度自然凝结沉淀可以否否明矾吸附沉淀可以否否过滤可以否否活性炭吸附可以部分否加热煮沸部分部分可以蒸馏可以可以可以9．联系生活、生产实际探究保护水资源的措施水是一种有限的、无可替代的宝贵资源。保护水资源的措施主要有：①强化保护水资源、节约用水的宣传，改变传统的用水观念，增强全民的节水意识。如“中国水周”。②强化保护水资源、节约用水的法制建设，加大执法力度，加强执法监督。③提高水的利用效率。如：降低工业用水量，提高水的重复利用率；实行科学灌溉，减少农业用水浪费；一水多用；污水处理再回收利用等。④改革用水经济政策。如提高水价、堵塞滴漏、加强保护等。⑤跨流域调水，跨季节调水。如我国的南水北调，建造水库等。南水北调示意图⑥防止水污染。⑦使用节水器具等。(4)一水多用(淘米水浇花、洗衣水拖地冲马桶)、以淋浴代替盆浴、用桶盛水洗车而不用水管冲洗、及时修理坏的龙头、提倡使用节水龙头和节水马桶等解答有关保护水资源的开放性题的关键是了解我国水资源状况、水污染的原因、水污染的防治以及节水方法，把题给信息与生活实际密切结合。10．物质的分离物质的分离是指将混合物中的不同物质分开，而且各物质还要保持原来的化学成分和物理状态。分离物质时常用的几种物理方法：(1)过滤 (2)蒸发 (3)蒸馏分离方法过滤蒸发蒸馏适用范围不溶性固体与液体的分离可溶性固体与液体的分离沸点不同的液体混合物的分离主要仪器漏斗、滤纸、烧杯、玻璃棒蒸发皿、玻璃棒、酒精灯蒸馏烧瓶、酒精灯、温度计、冷凝管、石棉网、尾接液管、锥形瓶 装置注意事项一贴，二低，三靠蒸发皿中溶液不超过容积的2/3；玻璃棒搅拌；余热蒸干烧瓶内放有沸石；温度计水银球位于支管口；冷凝管横放时头高尾低；冷却水下进上出；垫石棉网加热(2)过滤 蒸发针对不同的混合物采用不同的分离方法，过滤、蒸发和蒸馏是分离混合物常用的三种方法。分离不溶于液体的固体和液体时常采用过滤的方法，分离可溶性杂质一般采用蒸发的方法，分离几种不同的液体混合物通常采用蒸馏的方法。