第三单元自然界的水教案精品多共31.doc

第三单元 自然界的水（教案）海南省农垦中学陈良兴目的要求：1：认识水的组成。2了解单质、化合物的区别。3了解人类认识物质世界的过程和方法重点：1：水的组成2：单质、化合物的区别。难点：1：水的组成2：单质、化合物的区别教学导引 水是地球上最普通、最常见的物质，不仅江、河、湖、海中含有大量水，而且，大气中、动植物体内也都含有许多水没有水，也就没有生物界，水是一切生物的生存、发展所必需的人类探索水的组成历史悠久，但直到18世纪末，拉瓦锡才在前人实验的基础上，通过对水的生成和分解实验的研究，确认水不是一种元素那么水到底是什么样的物质，它的组成到底如何呢？请认真分析和观察电解水实验，体会如何得出正确答案的教学过程：设问导入：水是由哪些元素组成的？它属于纯净物还是混合物？是单质还是化合物？讲 述：水在地球上分布很广，地球表面积的约3/4为水覆盖，地球从某种意义上来说，可以被称之为“水球”。水与我们人类的关系非常密切，例如，人体含水约占人体质量的2/3，这就需要我们搞清楚有关水的知识，今天，我们一起来研究水的组成板书课题：水的组成学生实验：研究水的组成（实验3-1） 经过实验，学生得到下列结论 给水通电一段时间后，正负极产生气体体积大约为1：2学生如若测得数字误差较大，应要求他们重做，以培养严谨的科学态度。 学生实验：（实验3-2）验证正负极气体的属性，判断是何种气体。要 点：正极气体具有助燃性，是氢气， 负极气体能燃烧，是氢气电解水是在直流电的作用下，发生了化学反应。水分子分解成氢原子和氧原子，这两种原子分别两两纵使成氢分子、氧分子，很多氢分子，氧分子聚集成氢气、氧气。根据实验中氢气、氧气的体积比为2:1，说明水是有固定组成的。精确实验表明：每个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的。这验证了上一章学过的一个什么重要结论?电解水的表达式：水氧气+氢气 2H2O 通电 2H2+ O2 属于分解反应，实验现象表达式电解水验电极上有气泡，正负极气体体积比为1：2。负极气体可燃烧，正极气体能使带火星的木条复燃。水氧气+氢气2H2O 通电 2H2+ O2 在通常状况下，氢气是一种没有颜色、没有气味、难溶于水的气体；在相同条件下，氢气是密度最小的气体；氢气和一定量的空气或氧气混合会引起爆炸。思考：混有空气或氧气的氢气遇明火会发生爆炸，那么在你使用氢气，尤其是点燃氢气时应注意什么问题？具体应怎样做？使用氢气时，要注意安全。点燃氢气前，一定要检验氢气纯度。具体做法是：用一小试管，收集一试管氢气，用拇指堵住试管口，移近酒精灯火焰，松开拇指点火，如果听到尖锐的爆鸣声，就说明氢气不纯，如果声音很小，就说明氢气较纯。讨论：理论上与正、负两极相连的试管内汇集的气体体积比应是12，但在实验操作中两试管汇集的气体体积比往往小于l2。这是为什么？（1）氧气在水中溶解性比氢气稍大。（2）氧气氧化性很强，有时在电极上就与电极发生了氧化反应。实验说明和建议 【实验31】 除用教材上图31的装置外，还可以自己设计简便易行的装置。用一个大瓶子，截去瓶底，留瓶口一段约高810 cm。瓶口配一胶塞，由里向外塞紧。用镀铬曲别针伸直一段由塞子上扎出，在瓶塞露头处联接导线，做成电解槽如图31。也可用普通玻璃杯(或烧杯)作电解槽。把硬导线跟镀铬曲别针用焊锡焊牢，导线用塑料管套起来，管口可以用蜡或沥青封住。把做好的电极固定在一块木板上，如图31，电极的硬导线可以架在玻璃杯(电解槽)的壁上，测气管倒放在木板上。用这样的简易装置做电解水的实验，其结果常是氢气和氧气的体积比不是准确的21，一般总是氧气的体积偏小，主要的原因可能是初生的氧没成氧气从电极上逸出之前就与电极发生了氧化反应。为了避免电极被氧化，以选用铂或金做电极较为理想。但在实验室中做这样以定性为主的半定量实验，选择比较不易被氧化的材料做电极也就可以了。镀铬的材料可以用，其他如不锈钢、废电炉丝等也可以用。由于在酸性介质中阳极更容易被氧化的缘故，建议用质量分数为1015的氢氧化钠溶液做电解液。它的缺点是容易在测气管的液面上产生泡沫，因此要求所用电解装置要充分洁净，氢氧化钠要比较纯净，测气管的直径不要太细。检验氢气时，由于氢分子有很大的扩散速率，即使管内是纯氢气，点燃时也会发出轻微的“噗”的一声。应该告诉学生这个声音与氢气混有空气时遇火由试管内部发出来的较尖锐的爆鸣声是有很明显的区别的。应该让学生仔细观察随发声的同时，酒精灯火焰受爆炸气浪而发生的摆动程度也十分不同。氢气和空气混合，氢气爆炸极限的体积分数是4.074.2，当氢气的体积分数达到60以上时，爆鸣后试管内就会留有火焰(即此时的爆鸣实际上已经表现为短时间的快速持续燃烧)，因此，如果再用这支试管收集氢气，应该先用拇指把试管口堵一会儿，使氢焰熄灭后再继续使用。这一点，必须作为操作规定来指导学生。知识要点【要点1】电解水水的组成实验名称：水的电解实验装置图：如图31实验现象：电极上有气泡，一段时间后试管1和试管2中所收集到的气体体积比约为12气体检验：等收集较多气体后，设法从水槽中取出试管(应堵住试管口)进行检验：用带火星的木条检验试管1中的气体，发现它能使带火星的木条复燃，说明是氧气试管2中的气体移近火焰时，气体能燃烧，火焰呈淡蓝色这是氢气实验结论：水在通电的条件下，发生分解反应产生氢气和氧气氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，这说明了水是由氢元素和氧元素组成说明：1为了增强水的导电性，有时可在水中加入适量的稀硫酸或氢氧化钠溶液2电解水所用电源为直流电3有时收集到气体量较少时，当检验试管2中的气体时，可能只发出爆鸣声，而看不到淡蓝色火焰4氢气是一种无色、无臭，难溶于水，密度非常小的气体，混有空气或氧气的氢气遇到明火可能发生爆炸讨论：理论上与正、负两极相连的试管内汇集的气体体积比应是12，但在实验操作中两试管汇集的气体体积比往往小于12这是为什么？氧气在水中溶解性比氢气稍大氧气氧化性很强，有时在电极上就与电极发生了氧化反应思考：混有空气或氧气的氢气遇明火会发生爆炸，那么在你使用氢气，尤其是点燃氢气时应注意什么问题？具体应怎样做？使用氢气时，要注意安全点燃氢气前，一定要检验氢气纯度具体做法是：用一小试管，收集一试管氢气，用拇指堵住试管口，移近酒精灯火焰，松开拇指点火，如果听到尖锐的爆鸣声，就说明氢气不纯，如果声音很小，就说明氢气较纯(如图32)思考：在水的电解实验里，有新物质生成吗？水发生了什么变化？有新物质H2和O2生成，所以水发生了化学变化【要点2】单质、化合物1单质和化合物的比较2物质的简单分类注意：1物质和纯净物的分类依据不同，物质是按物质组成进行分类，而纯净物是按该纯净物元素组成进行分类的，所以不能把纯净物和单质、混合物和化合物混为一谈2区分单质、化合物、纯净物、混合物时不能只看名称，而要认真分析其组成后才能得出结论即不能注重外表而不看实质【提问】通过电解水产生氢气和氧气的实验事实，关于水的组成，我们可以得出什么结论？【板书】1、【小结】1：水是纯净物，是一种化合物。从宏观分析，水是由氢、氧元素组成的。从微观分析，水是由水分子构成的，水分子是由氢原子、氧原子构成的。水是由氢元素和氧元素组成的，水是化合物。元素：具有相同的核电荷数（即质子数）的同一类原子的总称。讲解元素是一个宏观的概念，它包括三个要素具有相同核电荷数，同一类原子，总称。这就说明元素是一个建立在微观概念基础上的宏观的集合概念。元素的分布宇宙间存在的最丰富的元素是氢元素。地壳中含量最多的元素是氧，其次是硅。生物细胞中含量最多的元素是氧，其次是碳单质：由同种元素组成的纯净物，叫单质。如：氧气，氮气，铁，镁，碳，硫，磷，等等都是单质。化合物：由不同种元素组成的纯净物，叫化合物。如：水，二氧化碳，二氧化硫，五氧化二磷，四氧化三铁，高锰酸钾，二氧化锰，等等，都是化合物概念举例区别相同点单质由同种元素组成的纯净物氢气（H2）氧气（O2）同种元素组成纯净物化合物由不同种元素组成的纯净物水（H2O）、二氧化碳（CO2）不同种元素组成纯净物 注意：1物质和纯净物的分类依据不同，物质是按物质组成进行分类，而纯净物是按该纯净物元素组成进行分类的，所以不能把纯净物和单质、混合物和化合物混为一谈。2区分单质、化合物、纯净物、混合物时不能只看名称，而要认真分析其组成后才能得出结论。即不能注重外表而不看实质海水为什么是蓝色？ 水分子对于可见光中各种波长不同的光线(指红、橙、黄、绿、青、蓝、紫)散射作用(指光束在媒质中前进时，部分光线偏离原方向而分散传播的现象)强弱不同，对于波长短的(如绿、青、蓝等)其散射作用远比波长长的光(如红、橙色)的散射作用强再加上散射作用的强弱与光程的长短也有关在水层较浅时，可见光中各种波长的光几乎都能透过，散射作用也不显著因此，水是无色透明的当水较深时，由于散射作用显著，水就显出浅蓝绿色水中溶有空气越多越偏绿色水更深时会出现深蓝色甚至显黑色海水较深时显蓝色，就是这个缘故水的“庐山真面目” 海水、河水、湖水、自来水、泉水、井水 ，水的名目那么多，其实都是一种东西，只是来源不同、里面含的杂质多少不同而已是谁首先揭开了水的“庐山真面目”呢？英国化学家普利斯特利常在朋友们面前表演这样一个有趣的实验：他拿一个空瓶子在朋友们面前晃几下，然后迅速地把一支燃着的蜡烛靠近空瓶，“啪”的一声巨响，同时瓶口吐出长长的火舌，随后就熄灭了朋友们都瞠目结舌，望着满脸惊诧、迷惑的朋友们，普利斯特利得意地说出了其中的奥秘：原来瓶子里早已装满两种没有颜色的气体氢气和空气氢气是个爆脾气，与空气混合后一遇火就会发出巨大的声响“爆鸣”这种混合气体，在化学上叫爆鸣气有一次，当他又表演完这个实验后，无意中发现瓶壁上有不少水珠，普利斯特利起初以为是瓶子没有擦干，于是他用干燥的瓶子，又重新做了几遍可一次又一次的结果表明：氢气在空气中燃烧将生成水换句话说：水是氢、氧两种元素组成的水的组成和结构18世纪以前，人们一直认为水是一种单质，1781年卡文迪许首先发现氢气在空气中燃烧生成唯一的产物是水，证明了水是氢、氧元素的化合物。几年以后，拉瓦锡测定了水的质量组成。近代结构理论的研究指出，H2O分子呈V形结构，经X射线对水的晶体(冰)结构的测定，证明两个OH键间形成104.5的夹角(如图)。由于水分子的不对称结构，所以水是极性分子。水的催化作用水既是正催化剂，又是负催化剂。极微量的水对许多反应的进行起着重要的作用。例如，干燥的氟化氢不腐蚀玻璃；极干燥的爆鸣气(H2O2=21)加热到1000时不爆炸；铝粉末与碘粉未混合不发生反应，如果往混合粉末中加入水滴，即刻呈现红色的烟雾。这是因碘与铝反应2Al3I2Al2I6并放出大量的热，使碘受热升华的缘故。可见，没有水或水的痕迹存在，反应不能进行。另外，水的存在又使一些反应不能进行。例如，实验室中用碱石灰与醋酸钠反应制甲烷，反应需要在干燥的环境中进行。苯与溴可发生取代反应生成溴苯，但苯与溴水就不发生取代反应。这是由于水的存在，使苯与溴不能发生游离基反应。因此，水是一种使用广泛的催化剂。由于对水的普遍使用，且经济易得，它的催化作用未能引起人们的注意。课题2 分子和原子学习目标：1认识物质是由分子、原子等微小粒子构成的。 2认识分子是保持物质化学性质的最小粒子；原子是化学变化中的最小粒子。3培养抽象思维能力、想象能力以及分析、推理的能力。重点：1物理变化、化学变化的主要区别。2分子、原子的概念及主要区别。3用分子、原子观点解释日常生活中某些物质的变化。难点：分子和原子的区别和联系课题分析及教学建议 本课题开始带领学生进入微观世界。这个过程分为两步走，首先认识物质的微粒性分子、原子的存在；然后进一步认识分子、原子在化学反应中的不同形成分子、原子的概念。现代科学技术已使人能直接观察到原子、分子，课题中所出示的苯分子和硅原子的图像对于分子、原子的存在已很具说服力，但如何把微观粒子与宏观现象联系起来，对学生来说是困难而陌生的。因此本课题的引入还是从简单的宏观物理变化现象着手，首先就学生熟悉的日常现象(水的蒸发、凝结和挥发)及品红在水中的扩散实验现象提出问题，引起学生思考，接着用简单的几句话将人类由此引起的对分子、原子的原始思索与现代证明略做勾勒，在点出前述问题答案的同时，引出一段对前述现象的具体解释，这段解释既有将古人的物质由微小粒子组成的设想具体化的作用，又有如何运用微观粒子运动规律解释宏观现象的示范作用。接着教材利用前面所学知识设计了两个讨论题，将对微观世界的探索引向深入，引导学生用分子、原子的观点分析、比较以前学习过的一些变化(物理变化、化学变化)，进一步从化学变化中认识分子、原子的特性，形成概念。实验说明和建议 【实验32】 所用品红的量一定要少。品红的扩散现象极易观察，但从放入水中到扩散均匀需时间则很长。可以留一两份让学生在课外继续观察。用温水做这个实验，时间可缩短。根据生活经验，学生很可能简单地认为，平时嗅到的花香、酒气等气体扩散只是空气流动传播的结果。为了防止出现这种错觉，建议做一个有色气体扩散的演示实验。按图32的装置(瓶后放白色衬屏)，有色气体如溴蒸气或二氧化氮气放在下瓶，当抽出玻璃片后，可以看到有色气体扩散到上瓶，下瓶由于浓度变小而颜色变浅，这样可以证明空气和有色气体的相互扩散。这一现象足以说明分子(粒子)的永恒运动。事实证明分子的热运动几乎不受重力影响(恰好说明密度不同的氧气和氮气在空气中基本上是均匀混合的事实)。同时也说明了气态物质分子间有相对的较大距离。在观察以上实验时，还有一个容易被忽略的问题，即当上下两瓶气体均匀混合后(上下两瓶气体的颜色完全一致)分子运动是否停止？在观察过程中教师若不启发引导，学生能否想到配合观察有意识地考虑到这一点？经验证明：组织学生讨论这个问题，更能巩固、加深学生对分子运动的认识。知识要点【要点1】物理变化说明：判断某一变化是物理或化学变化的主要依据是有无新物质生成，所谓新物质并非名称上与原物质不同，而是在组成和结构上发生了本质的变化讨论：化学变化常伴随一些现象，如发光、发热、变色、放出气体、生成沉淀等这些现象能否作为判断化学变化的依据？你能举例说明吗？不能如电灯通电发光、发热但无新物质生成，应属物理变化【要点2】分子1构成物质的微小粒子：分子(如水)、原子等说明：我们身边的物质有的是由分子构成如氧气(O2)、水(H2O)、二氧化碳(CO2)、氧化汞(HgO)等也有的物质是由原子直接构成，如铁(Fe)、铜(Cu)、银(Ag)等2分子的性质3分子的内部结构分子在化学变化中可分成更小粒子原子，可见分子是由原子构成，同种元素的原子构成单质分子，不同种元素的原子构成化合物的分子4分子的概念分子是保持物质化学性质的最小粒子讨论：在物理变化和化学变化过程中，分子发生了怎样的变化？物理变化时，分子不变，只是分子间的间隔发生了变化，而在化学变化中分子发生了变化，变成更小的粒子原子【要点3】原子1原子的概念原子是化学变化中的最小粒子，是化学反应中不能再分的粒子2化学变化的实质在化学变化中，分子分开形成原子，原子重新组合成新的分子(或物质)，这就是化学变化的实质讨论：有人说分子是由原子构成的，分子一定大于原子不对不同的分子和原子无法比较它们的大小3分子与原子的比较(如表33)说明：原子和分子虽然都是很小的粒子，肉眼看不到它，但它确实存在于物质的内部，现代科技(如飞秒化学)不仅能观察到一些分子和原子，还能移动原子注意：物质不同，构成物质的粒子不同有的物质由分子构成，如水由水分子(H2O)构成；有的物质是由原子直接构成，如铁由铁原子(Fe)构成；今后我们还将学习离子，离子也是构成物质的一种粒子讨论：从分子的角度看，水的蒸发与水的分解两种变化有什么不同？请予以说明？思考：氢气在氯气中燃烧生成氯化氢试分析在氢气与氯气的反应、水的分解等化学反应中，分子和原子的变化情况，推断在化学变化中，发生变化的是分子还是原子？在上述这些化学变化中，分子发生变化，变成了原子，而原子没有变化，只是重新组合可推出当物质发生化学变化时，发生变化的是分子教学过程：教师演示：品红扩散，组织学生讨论。为什么水会逐渐减少？为什么温度升高，水会减少得快（温度升高，分子能量增大，运动速度加快）？品红为什么能扩散？联系实际再举例说明分子不断运动且温度升高，分子运动加快的事实。分子性质1、分子质量和体积非常小分子虽然看不见也摸不着，但可以用扫描隧道显微镜拍摄出某些分子的照片，证明它真实存在着，同时，大量的生活事实，如我们能闻到花的香味，湿衣服会晾干，糖放入水中会溶解等，所有这些事实，都会使我们感受到分子的存在和不停的运动，分子与分子之间不是紧密相连而是有空隙的。硫在氧气中燃烧生成有刺激性气味的气体，而铁在氧气中燃烧生成黑色固体，这说明同种分子性质相同，不同种分子性质不同。【扫描隧道显微镜】扫描隧道显微镜是80年代初期发展起来的新型显微仪器，能达到原子级的超高分辨率。扫描隧道显微镜不仅作为观察物质表面结构的重要手段，而且可以作为在极其细微的尺度-即纳米尺度（1nm=10-9m）上实现对物质表面精细加工的新奇工具。目前科学家已经可以随心所欲地操纵某些原子。一门新兴的学科-纳米科学技术已经应运而生。中国科学院化学研究所隧道显徽学研究室的科学家正奋力投入纳米科学技术的研究，运用扫描隧道显微学方法，已于1992年成功地在石墨表面刻写出纳米级的汉字和图案。用扫描隧道显微镜在高定向裂解石墨表面上刻写的汉?“中国”，其中笔画的线条宽度为10nm。如果用这样大小的汉字来书写红楼梦一书，只需大头针针头那样小的面积，就可写进全书的内容。用扫描隧道显微镜画出来的中国地图其比例尺为l1013。这是目前世界上最小的中国地图。2、分子是不断运动的：实验：在40ml的蒸馏水中滴入几滴酚酞，取少量置于试管中，滴入浓氨水，观察到溶液变成红色。 讨论：在物理变化和化学变化过程中，分子发生了怎样的变化？物理变化时，分子不变，只是分子间的间隔发生了变化，而在化学变化中分子发生了变化，变成更小的粒 如48页图3-8（或右下图）所示，烧杯A烧杯B现象溶液慢慢变红无现象原因氨水分子不断运动，扩散。使酚酞变红3、分子之间有间隔物质呈三态变化的原因：分子之间的间隔大小发生变化的缘故。由分子构成的物质发生化学变化时，分子发生变化,生成别的物质的分子。水受热变成水蒸气，硫在氧气中燃烧生成二氧化硫的微观过程。【讨论】：这两个变化中，物质的分子有没有变化；如何从分子角度理解物理变化和化学变化？在日常生活中,常遇到这些现象:：a：路过酒厂门口,并未喝酒,却能闻到酒的香味;b：在烟厂工作,虽不会吸烟,身上却有一身烟味;c：衣服洗过以后,经过晾晒,湿衣变干.那么,水到那里去了?d：糖放在水中,渐渐消失,但水却有了甜味.为什么?e：半杯酒精倒入半杯水中,却不满一杯.怎么回事?【评价】：教师对学生的发言进行评价并提出问题：物质发生物理变化时分子本身没有变化，而发生化学变化时分子本身发生了变化，如：硫分子，氧分子在点燃条件下变成了二氧化硫分子，那么由二氧化硫分子构成的二氧化硫气体，是否具有硫和氧气的化学性质呢？（如：是否助燃）为什么？【思考、回答】：因硫的化学性质由硫分子保持，氧气的化学性质由氧分子保持，而二氧化硫分子只能保持二氧化硫的化学性质。物质在发生物理变化时：:变化的只是分子间的距离和排列方式,而分子本身并没有改变.(如:三态循环)物质在发生化学变化时:：旧的物质的分子被破坏,新的物质的分子生成.构成新的物质.如:硫在氧气中燃烧,生成二氧化硫.硫的分子和氧气的分子被破坏,生成了二氧化硫的分子,无数多个二氧化硫的分子,就构成了二氧化硫.，硫的分子和氧气的分子被破坏了,没有了,当然不能再保持硫和氧气的化学性质了.分子:： 保持物质化学性质的最小粒子.。同种物质的分子,性质相同; ，不同种物质的分子,性质不相同;【分子间存在吸引力】打开一瓶酒精和一瓶水的瓶塞，酒精挥发比水快；熔化蜡烛比熔化蔗糖容易。这是由于它们分子间的引力大小不同所致。当酒精和水的分子要从其表面“逃走”时，其余的酒精和水的分子就“拉住”它，不让它走，这就是分子间的引力。只是外界提供的热量克服了分子间的引力让它“逃走”罢了。这是荷兰物理学家范德华在1873年提出来的，他并且在计算气体体积受压强和温度影响的变化中加上气体分子间引力的影响，受到科学家们的赞赏，获得1910年诺贝尔物理奖。由此，分子间引力又称范德华力，或简称分子间力。分子间的分子间力比原子间的键力小得多，大约是键力的1/100，它决定着物质的沸点、熔点、气化垫、熔化垫、溶解度等物理性质，而键力决定着物质进行化学变化的难易等化学性质。以水、氧化汞受热分解为例，利用图3-12、3-13进行分析，引出化学变化的实质：由分子构成的物质在化学变化中，化学变化 重新组合聚集成分子原子新分子新物质。加热导出:氧化汞汞+氧气思考:从课本图3-12、3-13中,你能从中发现分子、原子在化学变化中有哪些变化规律？从分子、原子观点出发， 你认为化学变化的实质应该是什么？根据化学变化的实质，你知道什么叫原子吗？根据化学反应的实质，你认为分子和原子有什么不同？学生阅读课文后回答上述思考题，得出原子的概念。小结：化学反应的实质 原子的概念 分子、原子的相似,相异及相互关系:原子分子备注概念化学变化中的最小粒子保持物质化学性质的最小粒子。原子一定比分子小吗？相似性小，轻，有间隔。同种原子性质相同；不同种原子性质不同；小，轻，有间隔。同种分子性质相同；不同种分子性质不同；相异性在化学反应中不能再分。在化学反应中，分裂成原子，由原子重新组合成新的分子。相互关系原子可以构成分子，由分子构成物质。如：氧气，氮气等原子也可以直接构成物质。如：金属分子是由原子构成的。无数多个同种分子构成物质。构成物质的粒子有几种？原子、分子概念的发展简史关于物质结构的朴素的原子概念可以追溯到古代。早在公元前500种质点又由比它本身还小的和不能再分割的某些质点所组成。他的说法接近于现代原子、分子的观点。公元前5世纪，我国当时的著名哲学家墨翟(公元前479381)说，“非半不则不动，说在端。必半，毋与非半，不可也。端，是无间也。”(见墨经)意思是说，物质到了没有一半的时候，就不能斫开它了。物质如果没有可分的条件，那就不能分了。墨子的“端”即物质的最小单位，有现代“原子”的意义，意味着他对物质的非连续性的认识。与此同时，希腊哲学家德谟克利特(Democritus，约公元前460370)认为宇宙万物皆由大量的极微小的、硬的、不可穿透的、不可分割的粒子所组成，他称这些粒子为原子(希腊文即“不可分割”的意思)。按照这种学说：各种原子没有质的区别，只有大小、形状和位置的差异；原子遵循必然的规律在“虚空”里不断运动；它们集合时形成物体，分离时物体就消灭；物体“投射”出来的形象(影像)跟感官接触就引起色、声等感觉，感觉是认识的基础。到古希腊后期的伊壁鸠鲁(Epicurus，公元前372271)和古罗马的卢克莱修(Lucretius，公元前9955)继承和发展了前人的学说，认为各种原子在质上也有差异。当时正处于实用及自然哲学时期，化学发展的特点是，进行实践的人不讲求理论探索(以罗马人为代表)，而讲理论的人又不做实验，和实践完全脱节(以希腊人为代表)。经过了漫长的中世纪之后，原子概念受到了不少科学家的重视。随着生产和自然科学的发展，原子学说也得到了发展。英国化学家道尔顿(Dalton，17661844)于1803年提出了原子学说，包括以下几个要点：(1)元素的最终组成称为简单原子，它们是不可见的，是既不能创造，也不能毁灭和不可再分割的。它们在一切化学变化中保持其本性不变。(2)同一元素的原子，其形状、质量及各种性质都是相同的，不同种元素的原子在形状、质量及各种性质上则各不相同。每一种元素以其原子的质量为其最基本的特征(这一点是道尔顿原子学说的核心)。(3)不同元素原子以简单数目的比例相结合，就形成化学中的化合现象。化合物的原子称为复杂原子。复杂原子的质量为所含各种元素原子质量之总和。同一化合物的复杂原子，其形状、质量和性质也必然相同。道尔顿的原子论使当时的一些化学基本定律得到了统一的解释，因此很快地为当时化学界所接受和重视。只是他忽视了原子和分子的区别。后来法国化学家盖吕萨克(GayLussac，17781850)通过气体反应体积定律提出了分子假说作为对原子学说的补充。之后意大利的阿伏加德罗(Avogadro，17781850)于1811年发表了一篇论文，引入了分子概念，并指出分子跟原子的区别和联系。原子分子学说虽然逐渐被人们接受了，但原子和分子当时还没有得到科学上的证实。直到1827年英国植物学家布朗(Brown，17731858)用显微镜观察水中悬浮的藤黄粒子所作的永不停止的无规则运动布朗运动，它间接地显示了物质分子的存在，并且表明了聚集成液体或气体的分子是处于永恒的热运动中。以后又得到了理论上的解释，并为实验所证实。英国化学家卢瑟福(E. Rutherford，18711937)于1911年根据实验事实提出了原子的核型学说。1913年丹麦原子物理学家玻尔(Bohr，18851962)应用量子概念发表了他的原子结构理论。后来，又发展到以量子力学来研究原子和分子的结构。与此同时，实验技术手段也有很大的改进，如用X射线衍射和电子衍射等方法来研究分子中原子的空间结构、分子的构型等等。现代人们已经能够用电子显微镜等拍摄分子或原子的照片。这些发展和成就充分反映了人们对物质结构认识不断深化的过程。根据现代物质结构理论，特别是根据化学键的观点来分析物质的构成，就出现了较为复杂的情况，不能简单地以原子、分子概念来说明了。例如，数量十分庞大的有机化合物大多是由分子构成的；CO2、O2、N2、HCl等也都属于分子构成，而活泼的金属跟活泼非金属所生成的盐类却是离子型晶体，像氯化钠在固体状态只有钠离子和氯离子相间的排列却无所谓分子可言，即或是在气态也仅仅是氯离子和钠离子结合成的离子对(离子分子)。金刚石、锗、灰锡等单质的晶体是由其相同的原子以共价键相联系而形成的共价晶体。至于金属晶体则是由金属原子以金属键相联系。大多数金属在高温呈气态时，也仅仅是以单原子存在着，唯碱金属有少量以共价键结合的双原子分子。混合物和纯净物有何区别？初中课本指出：“纯净物是由一种物质组成的”。而“混合物是由两种或多种物质混合而成的，这些物质相互间没有发生反应，混合物里各物质都保持原来的性质”。在理解、运用这两个概念时应注意下列几点区别：1纯净物有固定组成，混合物没有固定组成。组成纯净物的物质只能是一种物质。组成混合物的物质可以是两种也可以是多种，物质种数不固定。混合物中每种物质的质量分数可多可少也无固定值。但有些问题必须清楚，纯净物中元素的百分含量一定是定值。而所含元素百分含量是定值的物质不一定是纯净物。如含碳100%的物质可以是金刚石，也可以是石墨的纯净物。或是金刚石和石墨两种物质混合成的混合物。纯净物一定有固定不变的化学式。如纯水的化学式为H2O。但有确定化学式的物质不一定是纯净物。如化学式为C2H6O的物质可以是纯净物乙醇或甲醚（一种有机物）。也可以是乙醇和甲醚混合而成的混合物。这就说是，判断一种物质是纯净物还是混合物，仅凭物质组成还远远不够。2纯净物有固定结构，混合物没有固定结构。结构一般指构成物质的微粒间的结合方式、排列顺序和空间的构型等。相同物质，结构相同。不同种物质，结构不同。纯净物只有一种物质组成，因此纯净物有固定结构。混合物由于组成物质的成分不固定，结构也就不固定。判断一种物质是纯净物还是混合物，结构是首要条件。3纯净物有固定性质，混合物没有固定的性质。物质的性质取决于物质的组成和结构，特别是结构。由于混合物本身就没有固定的组成和结构，因而它的性质将了随着组成和结构的变化而变化。所以混合物一般来说没有固定的性质。相反，由一种物质组成的纯净物因组成的结构固定，因而性质就固定。如纯净物有固定的熔点、沸点等。纯净物如果掺入杂质变成混合物，则它的熔点、沸点就随杂质的多少而发生变化。有一点我们必须注意到性质固定与否不是判断纯净物和混合的唯一标准。因为有恒沸点的混合物也有固定的沸点，如98%有浓硫酸沸点是338。还有一点值得注意的是，绝对纯净的物质是不存在的。通常所说的纯净物也都含少量杂质，其杂质含量限度要以对生产和科研不产生有害影响为标准，纯净与否是相对的。纯净的一般是指含杂质很少的具有一定纯度的物质。区别纯净物和混合物的根本点是结构而不是组成和性质。分子和原子有哪些相似点和不同点？分子和原子的相似点有：分子和原子都是构成物质的基本微粒。有的物质由分子构成。如氧气由氧分子构成；二氧化碳由二氧化碳分子构成。有的物质由原子构成。如金刚石由碳原子构成。分子和原子的体积都很小，直径数量级为10-10m。分子和原子质量都很小，但仍有质量，数量级为10-26kg，如一个水分子的质量为2.9910-26kg，一个氧原子的质量为2.65710-26kg。分子和原子都在不停地运动着。分子间和原子间都有一定的间隔。物质在不同的条件下有三态变化主要是由于分子间或原子间的间隔大小变化的缘故。分子和原子都有可分性，又都具有不可分性。分子间和原子间都有相互作用。如，氧气、氢气在常温下是气体，当加压降温时能凝结为液体，进一步还可以凝固成固体。这就说明分子间存在着相互作用，作用大小和分子间的距离及质量有关系，此外，每两个氧原子能结合成一个氧分子，每个氧分子在通常情况下都不能分开成两个氧原子。这就说明原子间也有相互作用。不同点有：在化学反应中分子分解成原子，而原子却不能再分。分子能独立存在，原子一般来说不能独立存在。联系点：分子是由原子构成的。原子是构成分子的微粒，原子也是直接构成物质的一种微粒。 课题3水的净化目的要求：了解纯水与自然水、软水与硬水的区别。 2了解吸附、沉淀、过滤和蒸馏等净化水的方法。重点：了解吸附、沉淀、过滤和蒸馏等净化水的方法。难点：过滤和蒸馏等净化水的方法。课题分析及教学建议本课题围绕水的净化问题，将吸附、沉淀、过滤和蒸馏等净化水的方法有序地串起来，前半部分介绍含不溶性杂质水的净化方法，后半部分以硬水软化为例介绍含溶解性杂质水的净化方法。其中过滤和蒸馏是初中化学中重要的实验操作技能，也是本课题中要重点学习的内容。教学建议如下：1教学中应创造条件，增加学生动手练习的机会。2在课前让学生预习本课题中的活动与探究，准备过滤实验的代用品，课上进行实际操作，鼓励他们互相学习、交流，调动他们的学习热情。知识要点【要点1】生活用水的净化某些农村，利用明矾溶于水后生成胶状物对杂质的吸附，使杂质沉降来达到净水的目的城市生活用水是经自来水厂来净化处理的，其净化过程见课本图315【要点2】活动与探究过滤1过滤器准备见课本图3162取3个烧杯，各盛大半烧杯较浑浊的天然水，再向其中两杯中加入少量明矾，搅拌溶解后，静置观察现象3如右图所示，架好漏斗，取上述加入明矾的一杯液体，沿玻璃棒慢慢向漏斗中倾倒注意：1制作过滤器时滤纸和漏斗壁之间不要留有气泡，否则会影响过滤速度，(简称“一无”)而且滤纸边缘要低于漏斗口2过滤时，盛浑浊液体的烧杯口要紧靠玻璃棒，使液体沿玻璃棒流入过滤器玻棒下端轻轻斜靠在三层滤纸的一边，以免弄破滤纸过滤器中液体要低于滤纸边缘，否则，液体就会从滤纸和漏斗壁之间流下，达不到过滤的目的漏斗下口要紧靠下面烧杯的烧杯壁，使滤液沿烧杯壁流下，不会向四周飞溅，而且提高过滤的速度以上即为过滤操作中的“一无、二低、三靠”思考：如果通过过滤得到的滤液仍浑浊可能是什么原因造成的？怎么处理？滤纸破损液体高于滤纸边缘承接滤液的烧杯不干净等都是可能原因；对仍然浑浊的液体应再次过滤，直至澄清为止讨论：日常生活中还可以采用什么物品代替实验室中的过滤器来过滤液体，得到较纯净的水可以自制简易净水器，见课本图323，用到的物品有沙石过滤层、活性炭层、膨松棉、纱布等说明：如果用活性炭层进行过滤，不仅可以滤去不溶性物质，还可吸附掉一些溶解的杂质，除去异味市场的纯净水，有些就是利用活性炭吸附，过滤水中的杂质而得到的思考：天然水经过沉淀、过滤、吸附等净化处理后得到的水是否是纯净物？不是，因为浑浊的水虽然变清了，但这些过程除去的主要是不溶性杂质，水中还有许多溶解的杂质【要点3】硬水及其软化1含有较多可溶性钙、镁化合物的水叫硬水，不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水叫软水讨论：你可采用哪些简单的方法区分硬水和软水？(加热用肥皂水)2使用硬水给生活和生产带来的危害3硬水的软化方法有许多，如煮沸、暴晒等【要点4】制取蒸馏水过程与装置见课本图321、图322注意：为了提高冷凝效果，冷凝管内的水流方向是由下向上，注意进水管和出水管位置讨论：1蒸馏装置中温度计是测水的温度，还是水蒸气温度？是测水蒸气温度2制取蒸馏水的简易装置中导气管很长，它起到什么作用？冷凝的作用教学过程：自然界中的河水、湖水、井水、海水等天然水都不是纯净物。因其含有一定的杂质而影响人类的生活质量，给工农业生产带来诸多危害。我们学习本课题内容，目的在于了解水净化的重要意义，并学会根据人类的不同需要对水净化的一些重要方法。学习中可根据身边条件自制简易净水装置并对普通水进行净化，从而深刻理解水的净化原理和实际意义。也可参观自来水厂，了解自来水厂的净水过程。 生活用水的净化某些农村，利用明矾溶于水后生成胶状物对杂质的吸附，使杂质沉降来达到净水的目的。城市生活用水是经自来水厂来净化处理的，其净化过程见课本图3-15。 注意：1制作过滤器时滤纸和漏斗壁之间不要留有气泡，否则会影响过滤速度，（简称“一无”）而且滤纸边缘要低于漏斗口。2过滤时，盛浑浊液体的烧杯口要紧靠玻璃棒，使液体沿玻璃棒流入过滤器。玻棒下端轻轻斜靠在三层滤纸的一边，以免弄破滤纸。过滤器中液体要低于滤纸边缘，否则，液体就会从滤纸和漏斗壁之间流下，达不到过滤的目的。漏斗下口要紧靠下面烧杯的烧杯壁，使滤波沿烧杯壁流下，不会向四周飞溅，而且提高过滤的速度。以上即为过滤操作中的“一无二低、三靠”。 思考：如果通过过滤得到的滤波仍浑浊可能是什么原因造成的？怎么处理？滤纸破损液体高于滤纸边缘承接滤液的烧杯不干净等都是可能原因；对仍然浑浊的液体应再次过滤，直至澄清为止。讨论：日常生活中还可以采用什么物品代替实验室中的过滤器来过滤液体，得到较纯净的水。可以自制简易净水器，见课本图3-23，用到的物品有砂石过滤层、活性炭层、蓬松棉、纱布等。说明：如果用活性炭层进行过滤，不仅可以滤去不溶性物质，还可吸附掉一些溶解的杂质，除去异味。市场的纯净水，有些就是利用活性炭吸附，过滤水中的杂质而得到的。思考：天然水经过沉淀、过滤、吸附等净化处理后得到的水是否是纯净物？不是，因为浑浊的水虽然变澄清了，但这些过程除去的主要是不溶性杂质，水中还有许多溶解的杂质。硬水及其软化1含有较多可溶性钙、镁化合物的水叫硬水，不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水叫软水。讨论：你可采用哪些简单的方法区分硬水和软水？（加热 用肥皂水）2使用硬水给生活和生产带来的危害。3硬水的软化。方法有许多，如煮沸、暴晒等制取蒸馏水过程与装置见课本图3-21、图3-22。注意：为了提高冷凝效果，冷凝管内的水流方向是由下向上，注意进水管和出水管位置。讨论：1蒸馏装置中温度计是测水的温度，还是水蒸气温度？是测水蒸气温度。2制取蒸馏水的简易装置中导气管很长，它起到什么作用？冷凝的作用。水体的净化方法对于污染严重，经自净不能达到要求的水体，必须进行废水处理。针对不同的污染物，有不同的废水处理方法，按原理分为物理法、生物法、物理化学法和化学法。方法介绍物理法主要利用物理作用分离废水中呈悬浮状态的污染物质，如沉淀法、筛滤法、气浮法。生物法是利用微生物作用，使废水中的有机污染物转化为无毒无害的物质，如好氧生物处理法和厌氧生物处理法物理化学法是通过吸附、混凝等过程将废水中污染物得以净化化学法是利用化学反应的作用来分离和回收污染物或改变污染物的性质，使其从有害变为无害，如中和法、氧化还原法、化学沉淀法等。3、 水体的化学净化方法中和法中和法的目的是调节废水的pH值。酸性废水可直接放入碱性废水进行中和，也可采用石灰、石灰石、电石渣等处理；碱性废水可加入废酸、吹入CO2气体或用烟道废气中的SO2来中和。氧化还原法将溶解于水中的有毒物质，利用其氧化或还原的性质，将它转化成无毒或毒性甚小的新物质，以达到处理的目的。（1）氧化法 常用的氧化剂有空气、漂白粉、氯气、高锰酸钾和臭氧等。目前比较成熟的是用漂白粉处理含氰废水，让有毒的CN-离子转变成无毒的CO2和N2，其反应式如下：Ca(ClO)2+H2O+CN-Cl-+Ca(OH)2+N2+CO2 此外，Cl2和O3是强氧化剂，比较常用；O3能氧化大部分无机物和有机物，用O3处理后的废水由于不产生二次污染，能够进行生物处理，是一种很有前途的方法。 （2）还原法 主要选用的还原剂有铁屑，将重金属离子还原为单质沉淀而分离。如Hg22+和Hg2+可与铁发生置换反应达到分离。水体污染物及危害水体污染有两类：自然污染和人为污染。人为污染是人类生活和生产活动中产生的废水对水体的污染，包括生活污水、工业废水、农田排水和矿山排水，还有废渣和垃圾倾倒在水中或岸边经降雨淋洗流入水体造成的污染从污染的化学组成划分，主要是酸碱盐等无机污染物、重金属污染物、耗氧有机污染物、有毒有机污染物和生物体污染物等。农药污染物农药是保护农作物的药剂，包括杀虫剂、除草剂、杀菌剂等。农药进入土壤，必须要求在土壤中停留一定时期，才能发挥其应有的杀虫、灭菌或除莠作用。农药对土壤的污染与农药的施用方法、性质、用量以及土壤的成分都有关系。进入土壤中的农药首先是被土壤吸附，其后被植物吸收，或在土壤中迁移和降解农药污染 农作物吸收了土壤中的农药，并积累在农产品（粮、菜、水果等）中，通过食物链，危害鸟、兽和人类健康。还因农药同时杀害了有益生物（或害虫天敌），破坏了自然生态系统，使农作物遭到间接的损害。农药的危害（1）短期大量摄入农药能引起急性中毒，长期接触农药，可引起慢性中毒。（2）有机氯农药的慢性中毒主要是损害肝、肾；经常接触有机磷农药的人，当体内积累到一定程度，还会出现大脑功能损害症状。（3）农药还会在人体内蓄积，影响生物酶的活性。如长期接触六六六的人，皮肤会对光过敏或者易生痤疮；DDT可引起高脂血症等。（4）农药是非常重要的环境激素，对内分泌系统、免疫系统、生殖系统产生影响，可使鸟类产卵数减少、蛋壳变薄，胚胎不易发育等。防止农药的危害（1）有机氯农药已在许多国家先后被禁止使用。我国从1984年停止生产六六六、DDT农药；从1992年起，禁止使用六六六、DDT、二溴氯丙烷、敌枯双等农药。（2）大力发展高效低毒、低残留农药，如除虫菊酯、烟碱等植物体天然成分的农药，大力开展微生物农药的研究等。 海水淡化 在不断提高人类保护水资源意识的同时，科学家们正在努力探索，追求解决淡水危机的良策他们首先把目光瞄准了茫茫大海，那里有取之不尽的水源，只要将海水中的盐分去掉，就不愁没有淡水了关键的问题是如何经济地使海水得以淡化目前，一些国家已使用分级蒸发法和循环渗析法来生产淡水在一些能源富有的国家，如沙特阿拉伯、阿曼等国家，大都采用分级蒸发法此法先将海水加热、加压，在较大压力下送入第一个蒸发室做第一次蒸发，然后，再用小于一级蒸汽压的压力送入第二蒸发室做第二次蒸发如此一级一级地蒸发下去，就可以从海水中得到大量的淡水了目前世界上用这种方法生产的淡水量约为500万m3，占世界人工生产淡水量的76%在日本、荷兰等能源短缺的国家，一般采用循环渗析法该法消耗能源少、操作方便，但技术设备要求较高，投资也大此法是用一个由特殊树脂制成的、巨大的半渗透隔膜，严格地守着关口，只让淡水通过，把盐分和杂质都拒之门外这样，只需在盛有海水的一边施加比海水渗透压强大的压力，水就可通过隔膜，从而得到淡水如此循环不息，淡水就会源源不断地生产出来据统计，用此法生产淡水约150万m3，占生产总量的20%海水淡化是一项长期而艰巨的工程，需要我们大家共同探讨研究世界水日 为了在全人类提倡珍惜水、保护水、节约水的风尚，国际上确定每年的3月22日为“世界水日”我国把每年的3月22日至3月28日确定为“中国水周”同时，还将每年的5月15日所在的一周定为全国城市节约用水宣传周水质标准依据水体污染的程度，可将水的质量分为几个等级。由于各种水体特点、各地自然条件、社会经济条件不同，同时对不同用途的水，其要求也不同，因