第三单元 自然界的水（教案）

1 / 27 第三单元 自然界的水（教案） 莲 山课件 m 第三单元自然界的水（教案） 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） 2 / 27 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3 / 27 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。 【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。 4 / 27 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。 5 / 27 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 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 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6 / 27 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7 / 27 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8 / 27 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 ,9 / 27 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 10 / 27 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。 11 / 27 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？ 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。 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12 / 27 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13 / 27 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14 / 27 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 15 / 27 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，16 / 27 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。 课题 4 爱护水资源 17 / 27 目的要求： 1了解世界和中国的水资源状况，学习用辩证的观点看待水资源的丰富和有限。 2养成关心社会、为社会做贡献的时代责任感。 重点：节约用水，防止水污染 难点：水体的污染 教学过程： 人类一刻也离不开空气，同样也离不开水。因为水和空气一样，也是人类及自然界各种动物、植物生存的不可缺少的物质，水是人类宝贵的自然资源。 【阅读思考】请结合下列问题阅读教材 1：自然界中的水分布状况如何？淡水资源有多少？ 2：水在工农业生产 中有哪些用途？ 3：水源污染的原因是什么？污染水源对人类有哪些危害？我们应该怎术防治和保护？ 一：人类拥有的水资源 【提问】根据同学们看书和你对水的了解回答问题 【小结】水在自然界的存在，首先是江河、湖泊、海洋，还有地下水，另外在大气中以及动、植物体内也都存在有大量的水。仅江河海就占了地球的虽然地球上总水量很大，但能够饮用和使用的淡水仅为总水量的 1% 【提问】根据同学们的地理知识，我国的水资源是怎样的？我国是缺水的国吗？ 18 / 27 【讲述】我国不资源是较为丰富的，但由于地理和气候的原因，分布不均，我国东南 部地区湖河流较多，而西北部地区就较少。虽然我国陆地水资源总量为万亿立方米，居世界第六位。但我国人口众多，人均占有量仅为世界人均占有量的四分之一，而且我国还是耗水量很大的农业大国，因此我国属于缺水国。 二：爱护水资源 【提问】结合教材中的介绍和你对水在工业、农业、日常生活中方方面面的了解，说说水有哪些用途？ 【小结】工业用水洗涤、溶解、加热、冷却，进行纺织、造纸、炼钢、发电、生产化肥及各种化工产品。农业用水灌溉，粮食、水果、蔬菜的丰收就有了保障。日常生活离不开水；洗衣、洗澡、各种饮料食品，生病了吃药、打 针等。设想，如果缺了水，我们的生活将会怎样？世界又会变成什么样？ 【讲述】地球上的淡水资源本来就是有限的，随着现代工业、农业发展，淡水在许多城市已面临短缺的危机。同时大量的各种废水、污水，使自然水系受到严重污染。水的污染与大气污染，土壤污染构成当今世界最严重的社会问题，请同学们结合教材，自己归纳总结工业、农业、人类生活三方面对不源造成的污染，并讨论分析带来的危害 1节约用水，提高水的利用率节约用水，一方面要防止浪费水，另一方面要通过使用新技术，改革工艺和改变习惯来19 / 27 减少大量工农业和生活用水，提高水的利用 率。讨论：根据你的生活经验，提出节约用水的具体措施，共和大家讨论它的可行性和优越性（见课本 P60）。 2防治水体污染水体污的主要来源：工业生产中废水未达标排放、农业上化肥农药的不合理使用、生活污水的任意排放说明：水体污染是指大量污染物质排入水中，超过水体的自净能力使水质恶化，水体及周围的生态平衡遭到破坏，对人类健康、生活等方面造成损失和威胁的情况。讨论：把你身边水污染情况向大家描述，讨论并猜测造成水体污染的主要原因。思考：根据水体污染的主要原因，我们可以采取哪些措施预防和消除水体污染？ （ l）减少污染物的 产生 （ 2）对被污染的水体进行处理使之符合排放标准 （ 3）农业上提倡使用农家肥，合理使用化肥和农药 （ 4）生活污水集中处理后再排放。 3：水是一切生物体的最基本组成成分，人每天都要补充一定量的水以维持体内水分的平衡。一个成年人在下述情况下需要补充多少水？ （ 1）每天吃含水约 750mL 的食物，并通过氧化食物产生约350mL水。 （ 2）每天以尿、汗、呼气和大便等形式排出体外的水分别是 1700mL， 500mL， 400mL， 150mL。分析：一个成人每天从20 / 27 食物中可获得 750mL 水且在氧化过程中产生水 350mL，而需排 出 体 外 的 水 总 共 是 1700mL 500mL 400mL 150mL=2750mL，为了维持体内水分的平衡，需补充的水应是排出体外的水与得到的水的体积差。解：成人每天需补充的水的体积为： 2750mL-750mL-350mL=1650mL 才能维持体内水分的平衡。 4：下列情况不会造成水污染的是（） A：工业废水、废物的任意排放 B农业上大量施用农药和化肥 c用第四代广谱杀菌消毒剂的 clo2对水进行消毒杀菌 D生活中大量使用含磷洗衣粉，并把污水随意排放分析：本题 A、B 两个答案明显会造成水体污染 ，因而不选，而磷是耗氧物质，会造成水体污染。因此，本题的正确答案是 c。 clo2已被世界卫生组织列为 IA级安全、高效、快速杀菌剂。答案：c 氢气的性质： 1：氢气的物理性质：通常状况下，氢气是无色、无味的气体，难溶于水，密度比空气小。相同条件下，氢气是最轻的气体。液态氢是色的、固态氢是。 思考：用什么方法可以证明氢气比同体积的空气轻？ 21 / 27 方法 ：用氢气吹肥皂泡，肥皂泡迅速上升。 方法 ：可以用向下排空气法收集氢气。 2：化学性质： 常温下，氢气的化学性质稳定，但在加热或点燃等条件下，能够跟 许多物质发生化学反应。 学习氢气的化学性质，注意通过亲自动手实验，观察实验现象，归纳出氢气的化学性质，并进一步掌握氢气的化学性质。 可燃性 实验：在空气中点燃纯净的氢气，在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯。 现象：氢气安静的燃烧，产生淡蓝色火焰，烧杯内壁上有无色液滴生成，接触烧杯的手能感到发烫。 结论：在点燃的条件下，氢气和氧气发生化学反应，生成了水。 实验：点燃氢气跟空气的混合气。 取一个一端开口，另一端有 1 个小孔的小铁筒，用火柴杆堵住小孔，用向下排空气法收集满氢气，拿掉火柴杆，用燃着的木条在小 孔处点火。 现象：刚点燃时，氢气安静地燃烧，过一小会儿，突然听到“ 砰 ” 的一声响，爆炸的气浪把铁筒高高掀起。 分析发生爆炸现象的原因： 点燃前，小铁筒内是纯净的氢气，拿掉小孔上的火柴杆后，22 / 27 氢气从小孔逸出，遇火燃烧。随着氢气的消耗，空气不断从铁筒底部进入筒内，筒内的气体变成了氢气和空气的混合物。大量的氢气分子跟氧气分子充分接触，点燃后二者迅速反应，在极短的时间内放出大量的热，气体体积在一个受限制的空间内急剧膨胀，就发生爆炸。 分析：为什么纯净的氢气能安静地燃烧？ 因为当纯净的氢气燃烧时，它的分子只在导 管口跟氧气分子接触并发生反应，那里氢气分子少，接触的氧气分子也少，所以产生的热量也少，而且很快就散失在空气中，不会发生爆炸，只是安静地燃烧。 思考：纯净的氢气在空气中安静地燃烧与氢气和空气的混合气体的爆炸，所发生的化学反应一样吗？ 虽然上述两种现象明显不一样，但它们的化学反应却是一样的，都是氢气跟空气中的氧气发生了化合反应，生成了水。 氢气中空气中燃烧： 2H2+o2点燃 2H2o（淡蓝色火焰） 注意：为了防止事故的发生，点燃氢气前，一定要检验氢气的纯度。 检验氢气纯度的方法： 用排水法收集一试管氢 气，用拇指堵住，移近火焰，移开拇指点火。如果听到尖锐的爆鸣声，则说明氢气不纯，需再收集，再检验，直到响声很小，才表明氢气已纯净。 如果用向下排空气法收集氢气，经检验不纯而需再检验时，23 / 27 应该用拇指堵住试管口一会儿，然后再收集氢气检验纯度，否则会发生危险，为什么？ 因为刚检验过纯度的试管内，氢气火焰可能还没有熄灭，如果立刻就用这个试管去收集氢气，氢气火焰可能会点燃氢气发生器里尚混有空气的氢气，使氢气发生器发生爆炸。用拇指堵住试管口一会儿，就使试管内未熄灭的氢气火焰因缺氧气而熄灭。 思考：试分析下面两个学生检 验氢气纯度的方法对吗？ 学生甲：在检验氢气纯度的时候，将收集了氢气的试管管口向上，未堵上试管口，移近火焰，没有听到爆鸣声，他判断氢气已经纯净了。 学生乙：将收集了氢气的试管管口向下，也未堵试管口，移近火焰，听到了尖锐的爆鸣声，他未采取任何措施，马上就用这支试管去收集氢气，进行第二次检验。 氢气的用途 氢气的用途是由氢气的性质决定的。如由于氢气是最轻的气体，可将氢气充入探空气球。氢气跟氧气反应时放出大量的热，氢氧焰可达 3000 的高温，用于焊接或切割金属；做高能燃料。利用氢气的还原性，可以冶炼重要的金 属。可以制盐酸。 我国的水资源 人类生存，离不开阳光、空气和水。当人类步人现代文明的24 / 27 21世纪之时，人的生命之源 水，却向人们发出了警报：资源性缺水、工程性缺水、水质性缺水。 在 2002年 3 月 21日的世界水日，联合国列出了这样一些数据：目前全球有 11 亿人缺乏安全饮水，每年有 500 多万人死于同水有关的疾病。预计到 2025 年，全球 2 亿的人口将生活在不同程度的缺水的地区。据联合国环境规划署预计，如果人类不改变目前的消费方式，到 2025 年全球将有约 50亿人生活在用水难以完全满足需要的地区，其中 25 亿人将面临用 水短缺。 与世界其他国家相比，我国水资源和水环境状况十分令人堪优，主要表现在以下几个方面： （ 1）我国水资源总量严重短缺 我国虽有水量万亿立方米，但人均淡水资源量仅 2300 立方米，相当于世界人均的 1/4，被列为世界上最贫水的 13个国家之一。 1998年我国人均水量为 2251立方米，预测到 2030年我国人口增至 16亿时，人均水资源量将降到 1760立方米。专家预言， XX 年后我国将进入严重缺水期， 2030 年我国缺水将达 400亿立方米至 500亿立方米。供水量不足，给城市生产、生活造成极大影响。我国部分山区、草原 、滨海和海岛还有 6000万人口和 4500万头牲畜饮水十分困难。每年的农业收成和工业产值都因缺水造成重大损失。 目前，我国有 15 个省、自治区、直辖市人均水资源量低于25 / 27 严重缺水线，有 7 个省、区人均水资源量低于生存的基本线。全国 600个城市中，有 400多个城市供水不足，日缺水量 1600万立方米，年缺水量约 60亿立方米。全国农村有 2000多万