1．介紹水和人類的關系，了解水的污染與防治。

2.了解世界和我國的水資源狀況，學習用辯證的方法看待水資源的豐富和有限。

3.培養(yǎng)學生關心社會、為社會做貢獻的社會責任感。

本課題主要介紹兩部分內(nèi)容，一是水資源概況，二是水資源保護，每部分內(nèi)容又都是從兩方面入手。

水資源概況，一方面從儲量上說明水的豐富，另一方面從可直接利用的淡水量上說明水的短缺。意在強化學生的愛水、節(jié)水意識。

水資源保護是從節(jié)約用水和防治水污染兩個角度談的，節(jié)水只是簡要闡述工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中的節(jié)水思路；防治水污染則只從污染源角度簡明概括引起水污染的原因、水污染的危害及防治方法。本課題后的調(diào)查與研究和習題是在引導學生進行這類活動。這樣既體現(xiàn)了本課題最基本的教育目的，又給教師的發(fā)揮和學生的探索留下了較大的發(fā)展空間。

重點：水和人類的關系，節(jié)約用水

難點：培養(yǎng)學生節(jié)約用水的意識

　?地球上的水資源

在我們居住的地球上，有陸地和海洋。并且海洋比陸地大得多。根據(jù)科學家的計算，地球的表面積為5.1億平方千米，而海洋占據(jù)了其中的70.8%，即3.61億平方千米，剩余的1.49億平方千米為陸地,其面積僅為地球表面積的29.2%,而陸地上又分布著縱橫交錯的江河湖泊，地表以下的土壤和巖層間也還有連續(xù)不斷的地下水。因此,宇航員從太空中看到的地球，是一個藍色的“水球”，而我們?nèi)祟惥幼〉膹V袤大陸實際上不過是點綴在一片汪洋中的幾個“島嶼”而已。有人建議將地球改為“水球 ”不是沒有道理。

地球上的水資源                       從太空上看地球

?地球上的水總量

　　地球擁有的總水量約為136億億噸，其中，含鹽的海水約為132.2億億噸。由于鹽份問題，海水不能被陸地上的生命作為水源來利用。地球上水量的分布大致是：海洋占97.2%，極地冰山占2.15%，地下水占0.632%，湖泊與河流占0.017%，云中水蒸氣占0.001%。

陸地上的淡水來自天上。海水在陽光下蒸發(fā)，鹽留在海里，而淡水蒸發(fā)到天上，形成云。云被風吹到陸地的上空，凝結(jié)后降落到大地上。如此，陸地上的江河、湖泊、濕地才得以形成，它們是陸地生命的淡水源。

　　地球上的淡水總量約為3.8億億噸，是地球總水量的2.8%。然而，如此有限的淡水量卻以固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)的幾種形式存在于陸地的冰川、地下水、地表水和水蒸汽中，其比例分布是：

　　極地冰川 占有地球淡水總量的75%，而這些淡水資源幾乎無法利用；

　　地下水 占地球淡水總量的22.6%，為8600萬億噸，但一半的地下水資源處于800米以下的深度，難以開采，而且過量開采地下水會帶來諸多問題；

　　河流和湖泊 占地球淡水總量的0.6%，為230萬億噸，是陸地上的植物、動物和人類獲得淡水資源的主要來源；

　　大氣中水蒸氣 量為地球淡水總量的0.03%，為13萬億噸，它以降雨的形式為陸地補充淡水。

由于陸地上的淡水會因日曬而蒸發(fā)，或通過滔滔江流回歸大海，地球可供陸地生命使用的淡水量不到地球總水量的千分之三，因此陸地上的淡水資源量是很緊缺的。

　?水污染及其種類

地球上大約有13.9億立方千米的水，其中97.2%在海洋中，2.15%是冰山和冰川，人們可以利用的淡水只約占0.65%。人類就是依靠這些水來維持生命和從事生產(chǎn)的。在這些天然水中含有 K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄^2-、HCO₃^-、CO₃^2-等離子。如果使不屬于水體的物質(zhì)進入水體，而且進入的數(shù)量已經(jīng)達到破壞水體原有用途的程度，就叫水污染。

水體污染的來源         水病了！            紅色赤潮            水華

造成水污染的原因是多方面的。根據(jù)污染源可分為城市生活廢水污染、工業(yè)廢水污染、農(nóng)田流水污染（噴灑的農(nóng)藥、施用的化肥被雨水沖刷流入水體）、固體廢物污染（工業(yè)廢渣中的有毒物質(zhì)，經(jīng)水溶解后進入水體）及工業(yè)煙塵廢氣污染（煙塵廢氣落入水體或被雨水淋洗流入水體）等。

　　污染水體的物質(zhì)一般可分為以下幾類：
　 1.無機污染物 包括酸、堿、無機鹽等。
　 2.有機污染物 包括碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)、碳氫化合物、合成洗滌劑等。
　 3.有毒物質(zhì) 包括重金屬（鉛、鉻、汞、鎘等）鹽類、氰化物、氟化物、砷化物、酚類、多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯、有機農(nóng)藥等。
　 4.致病微生物 包括各種病毒、細菌、原生物等。
　 5.耗氧污染物 有些有機物和無機物，能消耗水中溶解的氧氣，使水發(fā)黑變臭，危害水生生物的生存。
　 6.植物營養(yǎng)物質(zhì) 有些物質(zhì)中含有植物生長所需要的氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素（如含磷洗衣粉、化肥、飼料等），這些物質(zhì)能促使水中藻類瘋長，從而消耗水中的氧氣，危害魚類的生長，造成水質(zhì)惡化。
　 此外，還有石油工業(yè)帶來的油污染、熱電廠造成的熱污染、核電廠帶來的放射性污染等，不僅污染水體，危及水生動物，還會危害人體健康。

　?水污染的危害與防治

解決淡水資源不足的問題，需要采取多種措施，依靠多方的共同努力。
    海水淡化是一種非常有前途的淡水提供途徑，蒸餾法、膜分離法、電滲析法等技術已日趨成熟，全世界目前有200多個海水淡化工廠在運行，我國在西沙群島也建有海水淡化裝置。
    2002年12月正式開工的我國南水北調(diào)工程，是世界上最大的調(diào)水工程，將分東、中、西三線從長江調(diào)水到北方，將在很大程度上緩解北方某些城市的用水危機。
    解決水危機問題除了開源，還更應注意節(jié)約用水。如推行農(nóng)業(yè)滴灌技術；推行工業(yè)冷卻水的循環(huán)利用；加強城市污水的處理，既可減小對城市周邊環(huán)境的污染又可使寶貴的水資源得以再利用。為提高人們的節(jié)水意識，2003年北京市再度提高居民用水的價格。節(jié)約用水可從生活中的點滴小事做起，如每次用水后關緊水龍頭；每次用水都取其能滿足需要的最小量；洗菜、淘米水可用于澆花、涮墩布、沖便池等等。

4.2 飲用水

1.了解純水與自然水的區(qū)別，水的凈化、純化方法。

2.了解硬水與人體健康的關系以及硬水的軟化，及其與軟水的區(qū)別。

本課題圍繞水的凈化問題，將吸附、沉淀、過濾和蒸餾等凈化水的方法有序地串起來，前半部分介紹含不溶性雜質(zhì)水的凈化方法，后半部分以硬水軟化為例介紹含溶解性雜質(zhì)水的凈化方法。其中過濾和蒸餾是初中化學中重要的實驗操作技能，也是本課題中要重點學習的內(nèi)容。

重點：水的凈化、純化方法，硬水的成分。

難點：沉淀、過濾和蒸餾等凈化水方法的操作。

　?水質(zhì)與健康

　　水、空氣、食品被稱為人類生命和健康的三大要素。水質(zhì)的好壞直接影響到人體的健康。如何判斷水質(zhì)的好壞？我們可以從水的污染和水的成分這兩個方面來分析。

　　水污染可分為生物污染和非生物污染。生物污染最常見的是病原微生物污染，污染源主要來自城市的生活污水、醫(yī)院污水，以及下雨時從垃圾堆里沖刷出來的污水，這些含有大量病菌和微生物的污水，流入地下造成水源污染；或是自來水的輸水管道長期使用生銹后，病菌、微生物進入管道造成水污染。非生物污染包括農(nóng)藥、化肥、有害重金屬、石油、有機物等，直接經(jīng)雨水流入河流、湖泊或滲入地下引起污染。有些污染可以通過水的外觀、氣味來判斷，但大部分污染用肉眼或靠嗅覺是無法判斷的，需要借助一些檢測儀器來測定。不過，一旦水出現(xiàn)異味，就絕對不要飲用。

　　純水的化學成分是氫和氧，無色、無味、透明。但我們實際上飲用的水由于經(jīng)過巖層、土壤來提取并與空氣接觸，所以飲用水中實際上已溶入了許多物質(zhì)，如多種礦物質(zhì)、有機物等。目前人類已知的化學元素有107種，在天然水中已檢出60多種。水中所含的這些礦物質(zhì)構成了水的硬度（1硬度是指1升水中含有相當于10毫克的氧化鈣，又稱德國度）。當水的硬度高于8德國度時叫硬水，小于8德國度稱軟水。我國規(guī)定飲用水的硬度標準為不高于25度。

　　硬水含有的鈣、鎂、碳酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽等成分較多。長期飲用硬水，一方面可能導致胃腸功能紊亂，出現(xiàn)暫時性的腹脹、排氣多、腹瀉、水土不服等癥狀。另一方面使人易患腎結(jié)石、膽結(jié)石。硬水同時也給我們的生活帶來了許多麻煩，如用硬水燒開水，時間一久在水壺和熱水瓶的底部會沉積厚厚的一層黃白色水垢；用它洗衣，水中的鈣鎂離子使可溶性肥皂變成不溶性的硬脂酸鈣沉淀，從而使肥皂喪失去污能力；用硬水炒菜，菜不容易變軟。水中如果含鈣或鎂離子過多，鈣或鎂與硫酸根結(jié)合，使水產(chǎn)生苦澀味。我們有時喝水感到苦澀就是因為水的硬度過高造成的。在我國北方一些城市，普遍存在著地下水的硬度呈逐年升高的趨勢，有的城市以平均每年增長0.5度－1度的速度上升。水硬度增高與水污染密切相關。

硬水對日常生活的影響

　　軟水是否就安全呢？當然不是越軟越安全。水中的礦物質(zhì)是我們?nèi)梭w獲得礦物質(zhì)的一個十分重要的途徑。如在100升硬度為20個德國度的硬水中，所含鈣相當于6,000克豬肉、2,000克鯉魚或1,000克雞蛋所含的鈣。軟水中的礦物質(zhì)含量低，長期飲用會導致人體某些礦物質(zhì)的缺乏，引發(fā)系列疾病。國外曾有報道，在飲用軟水的地區(qū)，心臟病成為高發(fā)病�！�

　　聯(lián)合國的一項名為“綜合評估世界淡水資源”的最新研究報告指出：目前，世界上約有三分之一的人生活在淡水資源缺乏的環(huán)境中，而若人們繼續(xù)像現(xiàn)在這樣節(jié)制不力用水的話，那么三十年后貧水人口數(shù)將可能達到三分之二。
　　據(jù)稱地球上有百分之九十七的水屬于不可飲用的水，而余下的百分之三的水資源中又有三分之二在冰川雪原，不能直接供人們使用，人們可利用的江、河、湖、泊及地下水的總量僅占地球總水量中極微小的比例。人們用水分配中農(nóng)業(yè)灌溉占百分之六十七，工業(yè)生產(chǎn)占百分二十三，市政民用占百分之十。本世紀以來，隨著全球人口數(shù)量的激增，農(nóng)業(yè)用水量以增長了五倍，工業(yè)用水量增長了二十六倍，市政用水量增長了十八倍。目前，世界已有十億人口生活在淡水資源貧缺環(huán)境中。
　　雖然淡水資源的危機今后將日益明顯，但事情并非無可挽救。聯(lián)全國秘書長科菲?安南指出，人類現(xiàn)在只使用了地球上可再生利用淡水貯量的六分之一左右，只要今后措施得力，用水節(jié)制，未來還是有希望。

?水的凈化

自來水廠

自來水廠凈水過程示意圖

城市中的生活用水是經(jīng)自來水廠凈化處理過的。而在某些鄉(xiāng)村，則利用明礬溶于水后生成的膠狀物對雜質(zhì)的吸附，使雜質(zhì)沉降來達到凈水的目的。

活性炭凈水器示意圖

　　活性炭有多孔結(jié)構，總表面積可達 500m²?g^-1 ～1000m²?g^-1。它有強大的吸附本領。在廢水處理中的作用主要有以下方面：
　　除臭――除去由酚、石油等引起的異味；
　　去色――去除由各種染料形成的顏色或有機污染物及 Fe、Mn等形成的色度；
　　去除有機物――農(nóng)藥、殺蟲劑、氯代烴、芳香族化合物以及其他生物難降解有機物的去除；
　　去除重金屬―― Hg、Cr 等重金屬離子；
　　合成洗滌劑的去除；放射性物質(zhì)的去除；
　　用具有吸附作用的固體過濾液體，不僅可以濾去液體中的不溶性物質(zhì)，還可以吸附掉一些溶解的雜質(zhì)，除去臭味。市場上出售的凈水器，有些就是利用活性炭來吸附、過濾水中的雜質(zhì)的。

　?水的純化

　　純化水為原水經(jīng)蒸餾法、離子交換法、反滲透法或其他適宜的方法制得的供藥用的水，不含任何附加劑。實驗室可以通過蒸餾得到純水。

實驗室制取蒸餾水的裝置圖

　　現(xiàn)代家庭已普遍使用純凈水、礦泉水，然而家庭日常生活用水方面存在的問題往往被大家忽視。研究部門提供的信息表明：北京、上海乃至全國的自來水供應，因受技術、開發(fā)和維護成本等條件限制，所供水中的氟、碘、鋅、鎂等化學元素含量較高，造成水的硬度較大。專家指出：不少家庭水池、漁港、馬桶水垢不斷；水管、龍頭生銹硬化；衣物洗后發(fā)英泛黃；燒水壺底厚厚的水垢，噴淋頭堵塞；更有甚者，硬水還時刻影響我們的身體健康，如消毒用氯與水中的有機物產(chǎn)生的ＴＨＭＳ（三鹵甲烷）等致癌物質(zhì)、鈣、鎂的不容鹽類，由于不易代謝，在膽、腎中極易產(chǎn)生結(jié)石，給人帶來痛苦。這些都是硬水的緣故。

硬水和軟水的轉(zhuǎn)化

4.3 探究水的組成

1.了解水的物理性質(zhì)。

2.通過水電解的實驗，認識水的組成。

3.培養(yǎng)學生觀察探究能力與認識物質(zhì)世界的過程和方法。

本課題以人類認識水的組成的簡要史實引入并展開，符合事物的認識規(guī)律，貼近學生的實際，有利于縮小學生對化學科學的距離感，引起學生的學習興趣。

對水的組成的認識是通過水的電解實驗和對實驗現(xiàn)象的討論分析獲得的，它既與史實相符，又體現(xiàn)了認識客觀世界的科學過程和方法。這樣展現(xiàn)知識具有啟發(fā)學生思維的作用，同時也滲透了科學思想方法的教育。

重點：水電解的實驗和根據(jù)實驗分析探究水的組成的方法。

難點：用分子、原子知識解釋電解水的過程。

純凈的水是沒有顏色、沒有氣味、沒有味道的液體。在101千帕時，水的凝固點是0℃，沸點是100℃，4℃時密度最大，為1克/厘米³。水結(jié)冰時體積膨脹，所以冰的密度小于水的密度，能浮在水面上。

冰山                 海洋                湖水               沼澤

。水與人類的關系

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和工業(yè)生產(chǎn)都離不開水。世界上用于農(nóng)業(yè)的淡水占人類消耗淡水總量的60％～80％。工業(yè)上要用大量水來洗滌、溶解、加熱或冷卻，并用水作原料來制造化肥等產(chǎn)品。在動力工業(yè)上，水力發(fā)電在總發(fā)電量中占有一定比率。在交通運輸上，內(nèi)河及海洋航運發(fā)揮了巨大的作用。

。探究組成水的元素

　　上左圖是水的電解實驗裝置圖，接通電源，觀察電極上和試管內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象。通電后，電極上出現(xiàn)氣泡，一段時間后試管1和試管2中所收集的氣體體積比約為1:2。
　　科學研究證明，當水分子分解時，生成了氫原子和氧原子，2個氫原子結(jié)合成1個氫分子，很多氫分子聚集成氫氣；2個氧原子結(jié)合成1個氧分子，很多氧分子聚集成氧氣。在化學變化中，分子分成更小的粒子――原子，原子又重新組合成新的分子。例如，在水電解的反應里，水分子分成氫原子和氧原子，每2個氫原子結(jié)合成1個氫分子，每2個氧原子結(jié)合成1個氧分子（如上右圖所示）。這個實驗也驗證了上章學過的這個結(jié)論：在化學反應里，分子可以分成原子，而原子卻不能再分。
　　根據(jù)精確的實驗測定，每個水分子是由2個氫原子和1個氧原子構成的，因而水的化學式是H₂O

4.4 表示物質(zhì)組成的化學式

1.了解化學式的涵義。

2.知道一些常見元素和根的化合價。

3.能用化學式表示某些物質(zhì)的組成，并能利用化合價推求化學式。

4.了解相對分子質(zhì)量涵義，能利用相對原子質(zhì)量和相對分子質(zhì)量計算物質(zhì)的組成。

本課題包括化學式、化合價和有關相對分子質(zhì)量的計算三部分內(nèi)容，它們是學習化學的重要工具，因此是“雙基”的重要部分。能夠較好地掌握它們，對于今后的化學學習有很大的幫助。

教材首先講述了化學式的概念，指出由于純凈物有固定的組成，因此每種物質(zhì)只有一個化學式。同時還指出物質(zhì)的組成是通過實驗測定的，能以化學式的書寫必須依據(jù)實驗的結(jié)果，但是在初學化學進行化學式書寫練習時，主要是應用化合價來推求。

化合價是本課的重點和難點。由于課程標準不要求學生掌握化合價概念，因此課文對化合價概念的處理極其簡化，僅僅根據(jù)化合物有定組成，也就是形成化合物的元素有固定的原子個數(shù)比，指出化學上用化合價來表示原子之間相互化合的數(shù)目。然后著重介紹一些常見元素和根的化合價，以及確定化合物中元素化合價應注意的事項。

應用化合價推求化學式是學生必須掌握的技能，是教學的另一個重點。書上以推求五氧化二磷的化學式為例來講述推求的步驟和方法。

化學式的寫法和讀法，屬于規(guī)則性質(zhì)，無多少道理好講，但要求記住和應用。

相對分子質(zhì)量的涵義、計算相對分子質(zhì)量和組成物質(zhì)各元素的質(zhì)量比，計算物質(zhì)中某元素的質(zhì)量分數(shù)等內(nèi)容，教學中不能任意擴大與加深。

重點：化學式的涵義，有關化學式的。

難點：化合價的涵義。

　?化學式

　1、化學式的概念

　　元素符號不僅可以表示元素，還可以表示由元素組成的物質(zhì)。這種用元素符號表示物質(zhì)組成的式子，叫做化學式。每種純凈物質(zhì)的組成是固定不變的，所以表示每種物質(zhì)組成的化學式只有一個。上圖表示了化學式H2O的各種意義。物質(zhì)的組成是通過實驗測定的，因此化學式的書寫必須依據(jù)實驗的結(jié)果，除此之外，還可以應用元素化合價來推求。

　2、化學式表示的意義

　　 化學式意義主要有以下幾點：
　　(1)化學式能代表某種純凈物質(zhì)，如CO₂的化學式就代表二氧化碳。因為一種物質(zhì)只用一個化學式來表示。
　　(2)化學式能表示物質(zhì)組成。如H₂O這個化學式能表示出水是由氫元素和氧元素組成。
　　(3)化學式能表示物質(zhì)的一個分子里各元素的原子個數(shù)比（對由分子構成的物質(zhì)）；表示這種物質(zhì)中陽離子與陰離子的個數(shù)比或原子個數(shù)比（由離子或原子構成的物質(zhì)）。如NaCl這個化學式表示在氯化鈉中氯離子和鈉離子的個數(shù)比為1∶1。
　 (4)通過化學式可計算式量。如水的化學式是H2O，H2O的式量=1×2＋16=18。
　 (5)通過化學式可計算組成物質(zhì)的各元素的質(zhì)量比。如二氧化硫中硫元素和氧元素的質(zhì)量比等于：32∶16×2=1∶1。
　 (6)通過化學式可計算物質(zhì)中某一元素的質(zhì)量分數(shù)。如：計算二氧化硫中氧元素的質(zhì)量分數(shù)。
　 二氧化硫中氧元素的質(zhì)量分數(shù)

　?化學式的書寫

要寫出簡單化合物的化學式，其實并不難，只要記住原子和離子的化合價，遵循以下規(guī)則，即可正確的寫出化學式。
�。�1）金屬和鈍氣的化學式以元素符號表示，例如鐵的化學式為Fe，銀的化學式為Ag，氦氣的化學式為He。
　（2）氧氣、氫氣、氮氣及鹵素(氟氣、氯氣、溴、碘)均為雙原子所構成的小分子，其化學式分別為O₂、H₂、N₂、F₂、Cl₂、Br₂、I₂。臭氧是三原子組成的分子，化學式為O₃

�。�3）非金屬氧化物的化學式，氧原子要寫在后面，而中文學名為幾氧化什么，例如：

分子

中文學名

分子

中文學名

分子

中文學名

CO

一氧化碳

CO₂

二氧化碳

SO₃

三氧化硫

NO

一氧化氮

NO₂

二氧化氮

SO₂

二氧化硫

（4）其它常見的分子：

分子

中文學名

分子

中文學名

H₂O

水

H₂O₂

過氧化氫(雙氧水)

NH₃

氨氣

C₂H₅OH

酒精(乙醇)

（5）金屬離子和非金屬離子形成的化合物：
　 A.寫化學式時，金屬離子寫在前面，非金屬離子在后面，但中文學名卻顛倒念，先說非金屬離子，再說金屬離子，中間加入「化」字。例如：NaCl 氯化鈉、LiF 氟化鋰、NaOH 氫氧化鈉、MgO 氧化鎂
　 B.若金屬離子和非金屬離子帶電量不同，必需在右下角加上阿拉伯數(shù)字，使其正負電能互相抵消，但中文學名不說出數(shù)字。例如：MgCl₂ 氯化鎂、Al₂O₃ 氧化鋁、CuCl₂ 氯化銅、CuCl 氯化亞銅
　C.若金屬離子和酸根離子結(jié)合時，中文學名不說「化」字，且視情形加上小括號。例如：CuCO₃ 碳酸銅、KNO₃ 硝酸鉀、ZnSO₄ 硫酸鋅
　如果金屬離子和酸根離子的電荷無法抵消，要在右下角加上阿拉伯數(shù)字，使其正負電能互相抵消，如果酸根要加阿拉伯數(shù)字的話，要加上小括號，以免誤會。例如：Cu(NO₃)₂ 硝酸銅、(NH₄)₂SO₄ 硫酸銨、Al₂(SO₄)₃ 硫酸鋁
　 D.若氫離子和酸根離子結(jié)合，則中文學名的「氫」字也不說出。例如：H₂CO₃ 碳酸、H₂SO₄ 硫酸、CH₃COOH 醋酸
　※ 醋酸根離子和金屬離子結(jié)合時，其化學式金屬寫在前或后都可以，只有醋酸可以這樣，其它酸根離子不可如此。
　E.金屬離子和OH^-或CN^-結(jié)合時，中文學名的「化」字一定要說出，不要被酸根「同化」了。例如：KOH 氫氧化鉀、Ca(OH)₂ 氫氧化鈣、KCN 氰化鉀
　F.NH⁴⁺和非金屬結(jié)合時，也要說「化」字；但 NH⁴⁺和酸根離子結(jié)合時，則不說「化」字。例如：NH₄Cl 氯化銨、(NH₄)₂SO₄ 硫酸銨

　?化合價

常用化合價記憶 歌訣一

（1）常規(guī)價的：
一價氫氯鉀鈉銀，
二價氧鈣鋇鎂鋅，
三鋁四硅五氮磷。

（2）變價的：
銅一二，鐵二三，
二（負二）四六硫二四碳，
二四六七錳全占。

（3）負價的：
負一氟氯和溴碘，
負二氧硫負三氮。

常用化合價記憶 歌訣二

（說明：以上八句歌謠，概述了236種常見元素的化合價，包括固
定價和可變價）

4.5 化學方程式

1.通過實驗探究認識質(zhì)量守恒定律，能說明常見化學反應中的質(zhì)量關系。從微觀角度認識在一切化學反應中，反應前后原子的種類和原子的數(shù)目沒有增減。

2.理解化學方程式的涵義，了解書寫化學方程式要遵守的原則，能正確書寫簡單的化學方程式。

3.在正確書寫化學反應方程式的基礎上，進行簡單的計算。認識定量研究對于化學科學發(fā)展的重大作用。

本課題包括質(zhì)量守恒定律與化學方程式兩部分內(nèi)容。

在質(zhì)量守恒定律部分內(nèi)容中，教材首先提出在化學反應中反應物的質(zhì)量同生成物的質(zhì)量之間存在什么關系，然后通過作出假設、實驗探究、交流討論、得出結(jié)論等科學探究方法，設計并實施一系列的探究性實驗方案，指導學生觀察、思索，使學生從自己親身觀察到的事實中，經(jīng)過由此及彼、由表及里的思考，得到參加化學反應的各物質(zhì)的質(zhì)量總和，等于反應后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和這一規(guī)律。學習質(zhì)量守恒定律，也是對學生進行辯證唯物主義教育的重要內(nèi)容。

在教學中要啟發(fā)學生深刻理解化學方程式的意義，認識用化學方程式表示化學反應的優(yōu)越性，激發(fā)學生學好化學方程式的積極性。在此基礎上講解書寫化學方程式的兩個原則：

1.要以客觀事實為基礎。教材強調(diào)指出的不能隨意臆造事實上不存在的物質(zhì)和化學反應，不能任意編造物質(zhì)的化學式，對于初學化學的學生尤為重要，應該使他們認識到無論是物質(zhì)的化學式、物質(zhì)的化學反應，都應是客觀事實的反映，為他們學習化學打下良好的思想基礎。

2.要遵守質(zhì)量守恒定律。這是書寫化學方程式的核心問題，要引導學生十分明確地認識到，化學方程式中各化學式前的系數(shù)，絕不是任意拼湊的，它必須準確反映各物質(zhì)發(fā)生化學反應前后的定量關系�；瘜W方程式要按照質(zhì)量守恒定律，使各反應物與各生成物中的各原子種類和數(shù)目相等。

本課題教材“利用化學方程式的簡單計算”，只要求學生學習有關純物質(zhì)的計算，而且計算中只牽涉到一種單位。

重點：量守恒定律的涵義；正確書寫化學方程式。

難點：化學方程式的配平。

　?質(zhì)量守恒定律

　　質(zhì)量守恒定律是化學反應中的基本規(guī)律，也是中學化學極其重要的基礎知識之一。要正確理解、牢固掌握和靈活運用質(zhì)量守恒定律，必須抓住以下三個守恒。

　　1.化學反應前后各元素的原子個數(shù)守恒

　　例如：在化學反應2X₂ + 3Y₂ = 2R，若用X、Y表示R的化學式，其中正確的是：

　　A．XY　 B.X₂Y₃　 C.X₄Y₆ 　D.X₃Y₂

　　解析：該反應表示兩個X₂分子和三個Y₂分子反應生成兩個R分子。反應前，每2個X₂分子含4個X原子，3個Y₂分子含6個Y原子，則反應每2個R分子中也應含4個X原子和6個Y原子，因此R的化學式為X₂Y₃。選項為B。

　　2.化學反應前后各元素的質(zhì)量守恒

　　例如：加熱銅和氧化銅的混合粉末10g與足量氫氣充分反應，得到8.4g銅，原混合物中含銅多少克？

　　解析：該反應前后銅元素的質(zhì)量相等。若設原混合物中銅的質(zhì)量為x，則含氧化銅為10g－x，所以x+(10g－x)×(64／80)=8.4，得x=2g

　　3.化學反應前后各物質(zhì)質(zhì)量總和守恒

　　例如：往80g鹽酸溶液中加入一定量的鋅充分反應后，溶液質(zhì)量增加到86.3g，求參加反應鋅的質(zhì)量。

　　解析：由于反應前鹽酸的質(zhì)量與參加反應的鋅的質(zhì)量之和等于反應溶液的質(zhì)量與產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量之和。若設參加反應的鋅的質(zhì)量為x，則根據(jù)反應后Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂↑可知產(chǎn)生H₂的質(zhì)量為(2x／65)g。因此，80+x=86.3+(2x／65)，得x=6.5g

　?化學反應的質(zhì)量守恒

蠟燭的燃燒

　?化學方程式

　 　2H₂ + O₂  ^點燃  2H₂O

　　“質(zhì)”的含義：經(jīng)點燃，氫氣跟氧氣反應生成水。
　 “量”的含義：從宏觀看，每4份質(zhì)量的氫氣跟32份質(zhì)量的氧氣反應生成36份質(zhì)量的水，即氫氣跟氧氣反應時的質(zhì)量比為1:8，從微觀看，氫氣、氧氣和水都是由分子構成的，因此，這個化學方程式還表示了每2個氫分子跟1個氧分子反應生成了2個水分子。

　　1.要以事實為依據(jù)，不能臆造。例如，有的學生將鐵絲在氧氣里燃燒的化學方程式寫為：4Fe + 3O₂  ^點燃  2Fe₂O₃ 是錯誤的，因為這違背了鐵絲在氧氣里燃燒生成的是四氧化三鐵這一事實。
　　2.要分清反應物和生成物，不能將反應物和生成物“調(diào)位”。例如，有的學生將2H₂+O₂ ^點燃  2H₂O，寫成2H₂O  ^點燃  2H₂+O₂是錯誤的，前者反應物是氫氣和氧氣，表示氫氣在氧氣里燃燃生成水的一個化合反應；后者反應物則是水，表示水在一定條件下反應生成氫氣和氧氣的一個分解反應，兩式所表示的意義是不同的。
　　3.要遵循質(zhì)量守恒定律，不能忘記配平。初學化學的人常易忘記配平，沒有配平就不能反映化學反應中“質(zhì)量守恒”這一事實，不能稱為化學方程式。配平時，只能調(diào)整式子左右兩邊化學式前的系數(shù)，而不能改動化學式中元素符號右下角的小數(shù)字。
　　4.要正確使用“↑”“↓”“Δ”等符號，不能忽視反應條件，許多化學反應在特定條件下才能進行，書寫化學方程式時，要在等號上標明反應條件，未標明反應條件的化學方程式不是一個完整的化學方程式。有的還應用“↑”“↓”來標明生成物的狀態(tài)，指生成了氣體、沉淀。
　 值得注意的是，只有當反應物為固態(tài)或液態(tài)物質(zhì)、生成物中有氣態(tài)物質(zhì)時，一般才可用“↑”標明。“Δ”符號表示加熱而不是點燃。

　?化學方程式的配平及計算

　　用觀察法配平化學反應方程式

　　按照這一方法進行配平的步驟如下：①從化學式比較復雜的一種生成物推求有關各反應物化學式的系數(shù)和這一生成物的系數(shù)。②根據(jù)求得的化學式的系數(shù)再找出其它化學式的系數(shù)。例：赤熱的鐵跟水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣。 H₂O + Fe ── Fe₃O₄ + H₂顯然，F(xiàn)e₃O₄里的三個鐵原子來自反應物里的鐵原子，而Fe₃O₄的四個氧原子又來自反應物水蒸氣分子里的氧原子。因此，在反應物水蒸氣化學式前必須寫一系數(shù)4，而鐵原子前必須寫一系數(shù)3。4H₂O + 3Fe ── Fe₃O₄ + H₂不難看出，在生成物氫的化學式前寫一系數(shù)4，才能使化學方程式配平。然后注明反應條件。4H₂O + 3Fe  ^高溫  Fe₃O₄ + 4H₂　

　　用最小公倍數(shù)法配平化學反應方程式 　

　　配平化學方程式的方法很多，這里介紹一種比較簡單、常用的方法──最小公倍數(shù)法。 在P + O₂ ── P₂O₅中，左邊的氧原子數(shù)是2，右邊的氧原子數(shù)是5，兩數(shù)的最小公倍數(shù)是10。因此，在O₂前面配上系數(shù)5，在P2O5前面配上系數(shù)2。P + 5O₂ ── 2P₂O₅式子右邊的磷原子數(shù)是4，左邊的磷原子數(shù)是1，因此，要在P的前面配上系數(shù)4。4P + 5O₂ ── 2P₂O₅式子兩邊各元素的原子數(shù)配平后，把短線改成“等號”，并標明反應條件。4P+5O₂  ^點燃  2P₂O₅

　　用奇數(shù)配偶法配平化學方程式

　　用奇數(shù)配偶法配平化學方程式之一

　　配平化學方程式的方法很多，除了最小公倍數(shù)法以外，還有觀察法、奇數(shù)配偶法，等等。其中奇偶數(shù)法是一種簡便易學的方法。它的配平步驟如下：
　　1．先在化學方程式左右兩邊，找出化學式中原子個數(shù)出現(xiàn)奇偶不同的一種元素。然后在奇數(shù)原子的化學式前寫上“2”。例如，在H₂S + O₂ ── SO₂ + H₂O中，化學式O₂和H₂O里都有氧元素，但氧原子的奇數(shù)在方程式的右邊（在H₂O中），偶數(shù)在方程式的左邊（在O₂中），所以應在H2O前寫上“2”。H₂S + O₂ ── SO₂ + 2H₂O。 　
　　2．配平這一化學式中另一元素的原子總數(shù)。例如：2H₂S + O₂ ─ SO₂ + 2H₂O
　　3．再依次配平其他元素的原子數(shù)。2H₂S + O₂ ─ 2SO₂ + 2H₂O，2H₂S + 3O₂ ─ 2SO₂ + 2H₂O。 　
　　4．檢查所有的原子是否全部配平，配平后，把方程式上的短線改成等號，并注明反應條件。2H₂S+3O₂  ^點燃  2SO₂+2H₂O　

　　用奇數(shù)配偶法配平化學方程式之二

　　按照這一方法進行配平的步驟如下：①找出化學方程式里左右兩端出現(xiàn)次數(shù)較多的元素。②該元素的原子在各端的總數(shù)是否是一奇一偶，選定這一元素作為配平的起點。③由已推求出的系數(shù)決定其它化學式的系數(shù)。 例：燃燒硫鐵礦（主要成分是FeS₂）生成Fe₂O₃和SO₂。FeS₂ + O₂ ── Fe₂O₃ + SO₂ 氧是這一方程式里出現(xiàn)次數(shù)較多的元素，就以氧作為配平的起點。因為氧氣是雙原子的分子，無論有多少氧分子跟FeS₂起反應，反應物里總含有偶數(shù)氧原子。但在生成物里共含有五個氧原子，是奇數(shù)，在SO₂里含有兩個氧原子是偶數(shù)，它的化學式前的系數(shù)無論怎樣，所含氧原子的個數(shù)總是偶數(shù)。因此，只有變更Fe₂O₃的系數(shù)才能使生成物里的氧原子個數(shù)變?yōu)榕紨?shù)。我們可以在化學式Fe₂O₃前試寫一個最小偶數(shù)2，再進一步配平。FeS₂ + O₂ ── 2Fe₂O₃ + SO₂生成物Fe₂O₃里所含的Fe原子個數(shù)應和反應物FeS₂里所含的Fe原子個數(shù)相等，因此，必須在反應物FeS₂化學式前寫一系數(shù)4。4FeS₂ + O₂ ── 2Fe₂O₃ + SO₂由此可以推知在化學式SO₂前應寫一系數(shù)8。4FeS₂ + O₂ ── 2Fe₂O₃ + 8SO₂ 生成物里所含氧原子的總數(shù)為22，那么反應物里氧的化學式前必須寫一系數(shù)11才能使化學方程式配平。然后注明反應條件。4FeS₂ + 1lO₂  ^點燃  2Fe₂O₃ + 8SO₂

　　1.根據(jù)化學方程式計算的注意事項 　
　　1)化學方程式必須配平才能計算； 　
　　2）根據(jù)物質(zhì)的組成求各化學式的相對分子質(zhì)量與化學式前邊系數(shù)的乘積；　
　　3）解題格式的書寫要規(guī)范化；　
　　4）注意單位的書寫要求。

　　2.根據(jù)化學方程式進行計算的步驟 　
　　1) 設未知數(shù) ……………… 設；　
　　2) 寫出化學方程式并配平…………… 方 ；　
　　3) 標出有關物質(zhì)的量（上標相對分子質(zhì)量，下標已知質(zhì)量和未知數(shù)）……標；　
　　4) 列比例式,求解 ………………比； 　
　　5) 簡明地寫出答案………………答 。