第2章 第3节 自然界中的水 导学案（2课时，含部分答案）

第2章 第3节 自然界中的水 (第1课时)学案
【学习目标】1. 通过水的电解实验探究认识水的组成；
2. 了解电解水的实验装置、操作、现象；
3. 知道氢气的性质和检验方法，并通过氢气的燃烧产物建立水的组成概念。
【学习重点】水电解实验及水的组成探究
【学习难点】电解水实验探究水的组成
【学习方法】资料收集——实验探究——交流——讨论——归纳
学习过程
一、课前学习
1．下列物质中属于纯净物的是 （??? ）
A．自来水 B．海水 C．雨水 D．蒸馏水
2．下列说法中正确的是 （ ）
A．水是取之不尽用之不竭的自然资源
B．水是由氢气和氧气组成的
C．水结冰时，体积膨胀，所以冰比液态的水轻能浮在水面上
D．凡是无色，透明的水，一定都是纯净的水
3. 从“电解水实验”中不能获得的信息或推论是 （ ）
A．水是由氢元素和氧元素组成的
B．氢气的密度小于氧气
C．电源负极相连的玻璃管内产生气体能燃烧
D．正、负两极所得气体的体积比约为1:2
4．我们常用实验探究的方法来研究常见物质的组成，如下图：
①．实验A是利用可燃物消耗瓶内的 ，使瓶内压强减少来推测空气里氧气的含量；
②．实验B是通过电解水生成氧气和 ，可以说明水是由 组成的；
③．实验C原理与 （填实验代号）实验相同。
二、预习展示
1. 纯净的水是：①混合物 ②纯净物 ③没有颜色、没有气味、没有味道的透明液体 ④由氢元素和氧元素组成 （ ）
A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．①②③④
2．水在直流电作用下分解成氢气和氧气，说明 （ ）
A．水是由氢气和氧气组成的 B．水是由氢元素和氧元素组成的
C．水里有氢气和氧气 D．只要将氢气和氧气充分混合，就能得到水
3．如图是简易电解水装置图，试回答问题：
（1）a电极是电源的 极，电源用 （填“交流”或“直流”）电。
（2）甲、乙两管中产生的气体分别为_____ __、 。
（3）要检验甲、乙两管的气体采用的方法与现象分别是甲 ，
乙 。
（4）在水中往往加少量的稀硫酸或氢氧化钠溶液的目的是
。
（5）电解水时，将 转化为化学能。
（6）电解水实验说明水是由 元素组成。
（7）在相同条件下，如果乙试管中气体的密度是甲试管中气体密度的16倍 ，则甲、乙两试管中气体的质量比是 。
4. 请写出氢气燃烧和水通电所发生化学反应的文字表达式：
、 ,
这两道反应的反应类型分别是 反应和 反应。
我的疑惑：（请将预习中不能解决的问题写下来，供课堂解决。
三、课内学习，合作探究，展示汇报
目标一、氢气的燃烧
现象：氢气燃烧实验现象。
结论：氢气在空气中燃烧生成水，同时放热
由此可见，氢气具有怎样的化学性质？有怎样的用途？
注意：氢气燃烧产生的火焰为淡蓝色，但实验中我们看到的火焰颜色为黄色，你知道其中的道理吗？
问题思考：（1）水的分解与水的沸腾的区别：
在水的分解过程中生成了 ，是 变化，而水的沸腾只是水的 发生了改变，没有生成 ，是 变化；
（2）电解水的电源用 （填“交流”或“直流”）电。
（3）氢气燃烧生成水也能证明水是由 组成的。
注意：在点燃氢气前必须先检验氢气纯度，如果点燃不纯氢气可能会引起什么后果？如何检验氢气的纯度？
验纯的方法：用试管收集一试管气体，用拇指堵住试管口，移近酒精灯火焰上方，松开拇指。如果听到尖锐的爆鸣声，说明氢气不纯；如果响声很小，说明氢气已纯。
探究点二、电解水的实验
主要器材
水电解器、电源、导线
实验现象
（1）通电后，两极上都什么现象？
（2）从量的角度看气体的体积比
产物检验
（1）正极上产生的气体怎么检验？
（2）负极上产生的气体怎么检验
实验结论
水是由什么元素组成的。
反应的文字表达式
【达标检测】
1.下列有关电解水实验错误的是（　　）
A．与电源正极相连的玻璃管内产生的是氧气
B．电源正极相连的玻璃管内产生气体能燃烧
C．水通电分解是化学变化
D．用试管收集与负极相连的玻璃管生成的气体，在空气中能燃烧
解析：与电源正极相连的玻璃管内产生的是氧气，这个结论与事实相符，故A正确；电源正极相连的玻璃管内产生气体能燃烧，这个现象的描述与实验事实不相符，故B错；水通电分解是化学变化，水通电后生成氢气和氧气，有新物质生成、所以电解水是化学变化，故C正确；用试管收集与负极相连的玻璃管生成的气体，在空气中能燃烧，与实验事实相符合，故D正确
答案：B。
2.电解水时生成氧气和氢气的体积比（?）
A．1：8 B．8：1 C．2：1 D．1：2
解析：水中氢氧元素质量比为1：8，水在通电分解时，正负极产生气体体积之比却为1：2；正极为氧气、负极为氢气，即氧气、氢气体积比为1：2；
答案：D
3.有关电解水实验（如图）的下列叙述，错误的是（　　）
A．试管甲中的气体是氢气
B．试管乙中的气体是氧气
C．该实验证明水由氢气和氧气组成
D．该实验证明水由氢元素和氧元素组成
解析：试管甲中的气体体积大属于氢气；试管乙中的气体体积小属于氧气；[来水是纯净物不可能由两种气体组成；电解水的实验证明了水由氢元素和氧元素组成．
答案：C
4.（2014?桂林）只根据电解水的实验结果，还不能得出的结论是（　　）
A．水由氢、氧元素组成
B．水分子由氢、氧原子构成
C．通电条件下，水能发生分解反应
D．一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成
解析：水电解生成氢气与氧气，由于该反应是分解反应，所以水中含有氢氧两种元素．化学变化前后分子的种类发生了改变，而原子种类没变，也是这一实验的结论．
另外实验的一些其他的现象如生成的氧气与氢气的体积比等可看做是该题的答案．
因此可得出如下结论：①水由氢、氧两种元素组成；②在化学反应中分子可以再分，原子不能再分；③水在通电条件下被分解成H2和O2；④化学反应前后，元素种类不变． 无法证明一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成的这一结论．
答案：D．
5.下列有关电解水实验的说法中，错误的是（　　）
A．与正极相连的电极产生氧气
B．与负极相连的电极上产生的气体能燃烧
C．产生氧气、氢气的质量比为2：1
D．可以证明水是由氢、氧两种元素组成的[来源:学科网]
解析：A、与正极相连的产生的是氧气，故A对；．
B、根据实验现象可以知道与负极相连的产生的气体是氢气，能够燃烧，故B对；
C、正极的氧气和负极的氢气的体积之比为1：2，质量比应该是8：1，故C错；
D、通电分解水只产生了氧气和氢气，根据化学反应的实质可以知道水是由氢元素和氧元素组成的，故D对．
答案：C．
6.如图是给水通电的简易实验装置．则A中试管中产生的气体是　　，检验B试管内气体的方法是　　，装置中发生反应的化学反应文字表达式是　　 ．
解析：在电解水实验中，负极的气体体积多，则A中试管中产生的气体是氢气；B试管中气体少，是氧气，检验方法是：将带火星的木条伸入试管，木条复燃，说明该气体是氧气；装置中发生反应是水通电生成氢气和氧气；
答案：氢气，将带火星的木条伸入试管；H2O2H2+O2．
第2章 第3节 自然界中的水 (第2课时)学案
【学习目标】1．掌握纯净水和自来水、硬水和软水的区别、鉴别方法；
2．学会两种基本操作——过滤和蒸发；
3．了解水污染的因素和水净化的基本方法。
【学习重点】1．硬水和软水的区别、鉴别方法；
2．过滤和蒸发的基本操作。
【学习难点】过滤的基本操作
【学习方法】实验探究、交流讨论、归纳总结。
学习过程
一、课前学习
1．有下列污染因素：①工业生产中废气、废渣、废液的任意排放；②城市生活污水的任意排放；③农业生产中农药、化肥的任意使用；④频频发生的沙尘暴。其中不会对水资源造成重大污染的是（ ）
A. ③ B. ①②③ C. ④ D. ①②③④
2．用你所学的知识指出下列广告语正确的是 （ ）
A.本超纯水，绝对纯净，不含任何化学物质
B.长期饮用纯净水，对人体健康有害
C.矿泉水中含有钾、钠、钙、镁等多种微量元素，是一种健康饮料
D.面对河水不断被污染，我们应设法关闭所有化工厂
3．实验室现有下列仪器和用品，进行过滤操作时，必须用到的是（用序号）_________________________。①试管 ②烧杯 ③铁架台 ④酒精灯 ⑤滤纸 ⑥玻璃棒 ⑦量筒 ⑧蒸发皿
4．将下列各操作名称的序号填在后面的横线上（每个序号只填写一次）：①搅拌 ②蒸发 ③过滤 ④蒸馏
（1）由食盐水得到食盐晶体 ；
（2）除去食盐中的泥沙，先溶解，再 ；
（3）将硬水直接转变成软水 ；
（4）将蔗糖放入水中，为使其尽快溶解 。
5. 某同学用空塑料饮料瓶做简易净水器，设计图如图。请你帮他继续设计：小卵石、活性炭、石英砂三种材料的位置(写出对应①②③所需的材料名称)，以获得较好的净水效果。
① ；
② ；
③ 。
二、预习展示
1．水是生命之源，万物之基，是人类最宝贵的自然资源，我国规定水质必须在感官性指标、化学指标、病理学指标等方面。达标后方可以成为生活饮用水。各种指标的主要要求为：
a.不得呈现异色 b.不得有异嗅异味 c. 水应澄清透明 d.不得含有细菌和病毒
①前两个指标可以利用 的吸附作用（填物质名称）而达到；
②自来水厂生产自来水的过程如下图所示：
由上图可知净化水时，c、d两个指标可通过上图中的B、C、
过程而达到。
③水的硬度是一项重要的化学指标。日常生活中如何区分硬水与软水？请简述实验步骤与现象：
。
2．实验室欲除去粗盐中混有的少量不溶性杂质，请回答下列有关问题：
(1)其正确的操作步骤是① ；② ；③　 　 。
(2)上述三个步骤中都须使用的一种仪器是 (填下列有关序号)。
A．烧杯 B．漏斗 C．蒸发皿 　D．玻璃棒
(3)该仪器在粗盐提纯步骤②中的作用是 。
我的疑惑：（请将预习中不能解决的问题写下来，供课堂解决。
三、课内学习，合作探究，展示汇报
探究点一、水的净化
1.蒸发操作的作用：
①可以用蒸发的方法判断水中是否溶有可溶性的固体；
②可以用蒸发的方法将溶于水的固体物质从水中分离出来。
2. 硬水及硬水的软化
（1）什么叫硬水？
什么叫软水？
（2）区分硬水和软水
取样，加入少量 并搅拌，泡沫较 且有
的是硬水，泡沫较 的是软水。
（3）硬水的危害：①长时间饮用硬水有害人体健康；②用硬水洗涤衣服，既浪费肥皂又洗不干净衣服，时间长了还会使衣服变硬。③锅炉用水硬度高了十分危险，因为锅炉内结垢（水垢）后不仅浪费燃料，而且还可能引起锅炉爆炸。
（4）硬水的软化：
硬水软化常用方法有 、 、离子交换法等。
生活中，通常用 的方法来降低水的硬度；
工业上，通常用 的方法来降低水的硬度。
用 方法得到的水纯度最高。
3．过滤
过滤是将 的固体物质与 分离的方法。
对于含有 杂质的水，可以用过滤的方法净化。
（1）过滤器的制作：
将滤纸对折 次的滤纸变为圆锥形，放入漏斗内，用少量
润湿，使之紧贴漏斗壁，不能留有气泡，否则会影响 。
（2）过滤操作要点：“一贴、二低、三靠”
一贴：滤纸紧贴 内壁；
二低：①滤纸边缘低于 的边缘；
②液面低于 的边缘；
三靠：①盛待过滤液体的烧杯口紧靠 ；
②玻璃棒轻靠滤纸 ；
③漏斗下端的尖嘴紧靠烧杯的内壁。
上述实验中过滤得到的无色透明的水是纯净物吗？ ，理由是 。
4．水的净化流程（自来水生产过程）：
天然水 →（加明矾）沉降 → 过滤 → 吸附 → 消毒 → 净水
注：（1）明矾作用：
（2）过滤是除去：
（3）吸附一般用活性炭，主要除去水中的色素及异味，此过程属于 变化。
活性炭还能吸附水中残留的悬浮颗粒。
（4）消毒一般用氯气，此过程属于 变化。
探究点二、水资源的综合利用
1. 我国的人均水资源占有量仅为世界人均水品的
2.日常生活中如何节约用水？工、农业上节约用水的措施有哪些？
3. 你知道节水徽记的寓意吗（如图，现在用后者）？
4．水一旦被污染就会给人类造成灾难，你知道哪些因素会使水被污染？
5．如何防治水的污染？
【课堂训练】
1.下列有关水的说法中错误的是（　　）
A．自然界中的河水、井水和湖水都属于混合物
B．实验室电解水时，正极端玻璃管内的气体是氢气
C．农业上合理使用化肥和农药有利于水资源的保护
D．生活中可以通过煮沸降低水的硬度
解析：河水、井水和湖水中含有多种物质，属于混合物；电解水时，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气，所以正极端玻璃管内的气体应该是氧气，不是氢气；滥施化肥农药会污染水体、土壤，合理使用化肥和农药有利于水资源的保护；加热煮沸水时，水中的钙离子、镁离子能够以碳酸钙、氢氧化镁等沉淀的形式从水中析出，从而降低了水的硬度．
答案：B．
2.下列关于水的说法中不正确的是（　　）
A．水是由氢、氧元素组成的
B．可用肥皂水检验硬水和软水
C．电解水时，正负极产生气体的体积比约是2：1
D．净化水常用吸附、沉淀、过滤和蒸馏等方法
解析：根据水的化学式，水是由氢、氧元素组成的，故对；检验硬水和软水的方法，可用肥皂水，泡沫多的是软水，泡沫少的是硬水，故对；电解水时，正极是氧气，负极是氢气，正负极产生气体的体积比约是1：2，故错；过滤能除去水中的不溶性固体杂质；吸附能除去水中的异味和色素；沉淀能除去水中的不溶性固体杂质，蒸馏能除去水中的各种杂质得到蒸馏水，故对．
答案：C
3.自制的简易净水器如图所示，可将浑浊的河水变成清水．其中细沙的作用是（　　）
A．沉淀 B．吸附 C．过滤 D．消毒
解析：小卵石、细沙和膨松棉可以滤去不溶于水的物质，所以其中小卵石、石英沙和膨松棉的作用是过滤；
答案：C
4．下列关于过滤操作的叙述不正确的是（　　）
A．滤纸的边缘要低于漏斗口
B．液面不要低于滤纸的边缘
C．玻璃棒要靠在三层滤纸的一边
D．漏斗下端的管口要紧靠烧杯内壁
解析：A、滤纸的边缘要低于漏斗口是正确的，故不可选；
B、如果液面不要低于滤纸的边缘，就会导致滤液浑浊，所以错误，故可选；
C、玻璃棒要靠在三层滤纸的一边是正确的，故不可选；
D、漏斗下端的管口要紧靠烧杯内壁是正确的，故不可选．
答案：B．
5.如图装置中没有用到的仪器是（　　）
A．铁架台 B．烧杯 C．长颈漏斗 D．玻璃棒
解析：A、由过滤操作装置图可知，该装置中使用了铁架台，故选项错误．
B、由过滤操作装置图可知，该装置中使用了烧杯，故选项错误．
C、由过滤操作装置图可知，该装置中没有使用长颈漏斗，故选项正确．
D、由过滤操作装置图可知，该装置中使用了玻璃棒，故选项错误．
答案：C．
6.2014年青岛世园会园区内设有许多直饮水机，其中水处理的过程如图所示，步骤②对应的作用是（　　）
A．吸附杂质 B．过滤 C．杀菌消毒 D．蒸馏
】解：超滤膜可以除去不溶性的杂质，所以步骤②对应的操作是过滤．
答案：B．
7.如图是水的电解实验装置图．
（1）该实验中，与两个电极相连的a、b两支玻璃管中产生的气体分别是　氢气　和　氧气　，体积比约为　2：1　．
（2）该实验证明了水是由　氢元素和氧元素　组成的．
（3）下列行为，不利于保护水资源的是　B　（填序号）．
A．工业用水重复使用
B．大量使用化肥和农药
C．加强城市污水处理系统的建设
D．用喷灌方法给农作物浇水．
解析：（1）电解水时，与电源正极相连的试管内产生的气体体积少，能使带火星的木条复燃，是氧气；与电源负极相连的试管内的气体体积多，能燃烧，是氢气；则与两个电极相连的a、b两支玻璃管中产生的气体分别是氢气、氧气，且两者的体积之比大约是2：1．
（2）电解水生成氢气和氧气，氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，该实验证明了水是由氢元素和氧元素组成的．
（3）A、工业用水重复使用是节约水资源的具体体现，有利于保护水资源；大量使用农药和化肥，会造成水体的污染，不利于保护水资源；加强城市污水处理系统的建设，可以减少水体污染，有利于保护水资源；用喷灌方法给农作物浇水是节约水资源的具体体现，有利于保护水资源．
答案：（1）氢气；氧气；2：1；（2）氢元素和氧元素；（3）B．