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实验活动2 水的组成及变化的探究导学案
教学目标
1. 认识水的组成。
2. 了解水在通电条件下发生的变化，进一步认识分解反应。
3. 进一步体会科学探究的过程和方法学习重难点
二、教学重点
教学重点：电解水的实验和根据实验现象分析确定水的组成元素。
三、自学过程（独立完成）
1、回顾实验活动1 探氧气的实验室制取与性质的探究回想实验活动探究流程
2、氢气的燃烧
纯净的氢气在空气里安静地燃烧，在火焰上方罩一个干燥的小烧杯，可观察到烧杯壁上的现象 ，说明 。
四、电解水的实验（小组合作）
1．电解水的实验装置
2．表达式
水氢气+氧气
3.实验现象
通电后，电极上出现_______，一段时间后尖嘴玻璃管a和尖嘴玻璃管b中所收集的气体体积比约为______。将带火星的木条放在尖嘴玻璃管b的尖嘴处，打开活塞，木条______；将尖嘴玻璃管a移近酒精灯的火焰，打开活塞，气体能够______，火焰呈______。
4．检验
正极：将带火星的木条伸入试管内，木条复燃，该气体是________。
负极：在试管口放置一根燃着的木条，气体燃烧，发出________火焰，该气体是氢气。
5．结论
①电解水实验中，水发生了_______反应，生成了______和______两种新物质。
②水不是一种元素，而是由______、_______两种元素组成的。
自学检测
1．下列有关水的叙述正确的是
A．水由液态变成气态时，化学性质不变
B．固态水中的微粒是静止不动的
C．水是由氢、氧原子构成的
D．水分子是由氢元素和氧元素组成的
2．我国神舟十一号飞船发射成功，使用的燃料中有液氢和液氧，下列说法中不正确的是
A．液氢是由原子构成的
B．液氢和液氧的燃烧不会产生雾霾
C．液氧的作用是支持液氢燃烧
D．氢元素与氧元素的本质区别是质子数不同
3．下列物质的用途仅与其物理性质有关的是
A．氧气用于急救病人
B．氢气作清洁燃料
C．铜用于导线
D．稀有气体作保护气
4．航天飞机所用燃料之一为液氢，下列说法中属于H2的化学性质的是
A．液氢燃烧
B．氢气是最轻的气体
C．氢气具有可燃性
D．燃烧产生淡蓝色火焰
5．如图是电解水实验的装置图，下列说法错误的是
A．电解水过程中，分子可以分成原子，原子可以重新结合成新的分子
B．反应一段时间后，A、B玻璃管中产生的气体体积比约为2∶1
C．用燃着的木条分别检验，A管的气体使木条燃得更旺，B管的气体被点燃
D．由电解水实验得出结论：水是由氢、氧两种元素组成的
6．下列有关水的说法中，不正确的是
A．水是一种常用的溶剂
B．保护水资源是全人类的责任
C．常用肥皂水来鉴别硬水和软水
D．电解水得到的氧气和氢气的体积比为2∶1
7．在宏观、微观和符号之间建立联系是化学特有的思维方式。根据电解水的实验，回答下列问题。
（1）从宏观上观察：如图所示，试管a和b中产生气体的体积比约为_____，b中产生的气体是_________（填化学式）。
（2）从微观上分析：下列说法正确的是______（填字母）。
A．水是由氢气和氧气组成的
B．水是由氢原子和氧原子构成的
C．每个水分子是由2个氢原子和l个氧原子构成的
8．用“”和“”表示不同元素的原子，下列微观示意图能表示化合物的是
9．下列叙述正确的是
A．纯净物一定是化合物
B．混合物中可能只含一种元素
C．某物质不是化合物就是单质
D．某物质含有氧元素，它一定是氧化物
10．下列各组物质中，前者属于单质、后者属于混合物的是
A．氮气、蒸馏水
B．生铁、稀盐酸
C．二氧化碳、空气
D．氢气、大理石
11．某物质经分析只含有两种元素，则该物质
A．一定是化合物
B．可能是纯净物也可能是混合物
C．一定是氧化物
D．可能是单质也可能是化合物
12．氮气在物质分类中属于
A．单质
B．化合物
C．氧化物
D．混合物
参考答案
自学检测
1．A
【解析】A、水由液态变成气态时，只是分子间距离发生改变，分子的种类不变，故化学性质不变，故A正确；B、固态水中的微粒不是静止不动的，故B错误；C、水分子是由氢、氧原子构成的，故C错误；D、水是由氢元素和氧元素组成的，故D错误。故选A。
2．A
【解析】A、液氢是氢气的的液态形式，是由氢分子构成的，错误；B、液氢和液氧的燃烧生成物只有水，不会产生雾霾，正确；C、液氧的作用是支持液氢燃烧，放出大量热，为火箭发射提供能量，正确；D、元素是具有相同质子数即核电荷数的同一类原子的总称，所以决定元素种类的是质子数，氢元素与氧元素的本质区别是质子数不同，正确。故选A。
3．C
4．C
【解析】A、液氢燃烧，属于化学反应；B、氢气是最轻的气体，密度属于物理性质；C、氢气具有可燃性。属于化学性质；D、燃烧产生淡蓝色火焰。属于化学反应的现象。故选C。
5．C
6．D
【解析】A、水是最常见的溶剂，正确；B、水资源是有限的，要爱护水资源，正确；C、鉴别硬水和软水用到的是肥皂水，加肥皂水搅拌，若是软水会产生大量的泡沫，若是硬水则泡沫较少并会产生大量的浮杂，正确；D、电解水实验中，正极产生的是氧气，用带火星的小木条检验，负极产生的是氢气，可用燃烧法检验，正负两极气体的体积比为1∶2，错误。故选D。
7．（1）2∶1 O2
（2）C
【解析】电解水时正极生成的是氧气，负极生成的是氢气，氢气是氧气体积的2倍；水是由氢元素和氧元素组成；水分子由氢原子和氧原子构成；每个水分子是由2个氢原子和l个氧原子构成的
8．B
9．B
【解析】纯净物包括单质和化合物，A错误；混合物可能是由含同一元素的两种单质组成，如O2和O3的混合物，B正确；物质不是化合物，可能是单质，也可能是混合物，C错误；由两种元素组成且其中一种元素是氧元素的化合物叫氧化物，D错误。故选B。
10．D
【解析】A、氮气是由氮元素组成的纯净物，属于单质；蒸馏水是由氢氧两种元素组成的纯净物，属于化合物，故A错误；B、生铁是铁的合金，其中有铁、碳等多种物质，属于混合物；稀盐酸是氯化氢气体的水溶液，属于混合物，故B错误；C、二氧化碳是由碳氧两种元素组成的纯净物，属于化合物；空气中含有氮气、氧气等多种物质，属于混合物，故C错误；D、氢气是由氢元素组成的纯净物，属于单质；大理石的主要成分是碳酸钙，还含有其它杂质，属于混合物，D正确。故选D。
11．B
【解析】由多种物质混合而成的是混合物；由一种物质组成的是纯净物；只由一种元素组成的纯净物，是单质；由两种或两种元素组成的纯净物，是化合物；只由两种元素组成，其中一种是氧元素，属氧化物。该物质含有两种元素，由概念可知，该物质可能是混合物或化合物，若是化合物，可能是氧化物。故选B。
点睛：将物质分类从大的方面开始分，即先根据组成的物质种类分纯净物和混合物，再在纯净物的基础上继续分类成化合物和单质。但不管是化合物或单质，一定属于纯净物。
12．A实验活动二 水的组成及变化的探究教学设计
教学目标
1. 认识水的组成。
2. 了解水在通电条件下发生的变化，进一步认识分解反应。
3. 进一步体会科学探究的过程和方法。
二、设计思路
教材在探讨“水的组成及变化的探究”这一主题时，通过电解水实验这一经典的科学实验，引导学生深入了解水的组成。教材已介绍了水的物理性质，为后续探究奠定基础。随后，通过电解水实验，学生能够直观地观察到水在通电条件下分解成氢气和氧气的现象，从而理解水是由氢元素和氧元素组成的化合物。这一部分内容不仅帮助学生掌握了水的组成，还初步建立了化学反应前后元素种类不变的科学观念，还为学生设计实验活动奠定基础。
三、教材分析
此外，教材还注重培养学生的实验探究能力和科学素养，通过引导学生观察实验现象、分析实验结果、得出结论等步骤，培养学生的观察、分析和推理能力。
四、教学重点
教学重点：电解水的实验和根据实验现象分析确定水的组成元素。
五、教学难点
教学难点：用分子、原子的知识解释水的电解过程，即从宏观现象转向微观分析。
六、教学过程
1. 引入新课
通过视频“水的组成研究历史”引入新课，激发学生的好奇心和求知欲。
已学习了氢气的燃烧可探究水的组成 ，那还有什么方法呢？拓展学生思维。
回顾实验活动1 探氧气的实验室制取与性质的探究回想实验活动探究流程
电解水实验
（1）实验目的
1. 认识水的组成。
2. 了解水在通电条件下发生的变化，进一步认识分解反应。
3. 进一步体会科学探究的过程和方法。
（2）实验原理
实验装置
（4）实验步骤：
将水电解器的两个电极插入水中，加入少量硫酸或氢氧化钠以增强导电性。
接通低压电源，观察两电极上的现象及气体的体积变化。
实验现象：
两电极上都有气泡产生。
正极产生的气体体积较少，能使带火星的木条复燃；负极产生的气体体积较多，能燃烧并发出淡蓝色火焰。
(5)检验
用带火星的木条检验正极产生的气体（氧气），使其复燃；用点燃的火柴检验负极产生的气体（氢气），观察其燃烧现象。
(6)结论与讨论：
水在通电的条件下可以分解成氢气和氧气。
根据化学反应前后元素种类不变的原则，可以推断出水是由氢元素和氧元素组成的。
微观解释
利用多媒体展示水的电解过程的微观动画，帮助学生理解在电解过程中水分子如何分解成氢原子和氧原子，然后这些原子再重新组合成氢分子和氧分子的过程。
3、巩固练习
设计一些练习题或讨论题，让学生运用所学知识解决实际问题，如计算水电解后产生的氢气和氧气的体积比、质量比等。
课外作业
拓展讨论：设计实验活动二氧化碳的组成及变化的探究。(共20张PPT)
实验活动2 水的组成
及变化的探究
第四单元 自然界的水
水的组成揭秘
实验4-4：氢气的燃烧
现象：产生淡蓝色火焰，放出大量的热，烧杯内壁凝结有水雾。
交流讨论：根据化学反应前后元素种类不变，该实验说明水是由氢元素氧元素组成。
点燃
氢气 + 氧气 水
H2 O2
我们通过化合反应已知道水的组成那么还有什么方法验证水的组成？
分解反应----水的电解
我们已学过实验活动1 氧气的实验室制取与性质
流程：
目的
原理
装置
步骤
检验
实验活动2 水的组成及变化的探究
1. 认识水的组成。
2. 了解水在通电条件下发生的变化，进一步认识分解反应。
3. 进一步体会科学探究的过程和方法。
实验目的
01
实验原理
水 氢气 + 氧气
(H2O) (H2) ( O2)
通电
02
水电解器、学生电源、烧杯、铁架台（带铁圈和滴定夹）、酒精灯、导线、火柴、硫酸钠溶液（或氢氧化钠）、木条、蒸馏水。
实验装置
03
水的电解
水电解器
球型漏斗
刻度玻璃管
电极
1、在水电解器的玻璃管里注满水接通直流电。
水中加少量氢氧化钠或稀硫酸溶液，以增强溶液的导电性
纯水导电吗？
04
实验步骤
水的电解
分组实验
2.在电解器玻璃管里加满水，接通直流电源，观察并记录现象，5分钟后，记录两极产生气体的体积。
两电极 正极端的玻璃管 负极端的玻璃管
现象 气体体积为 mL 气体体积为 mL
比较两支玻璃管中的现象差异
04
实验步骤
水的电解
分组实验
现象：
通电后，电极上有气泡产生；气泡产生的速度正极慢，负极快；一段时间后负极产生的气体的体积是正极的2倍。
04
实验步骤
水的电解
知识准备
问题1：如何检验一集气瓶中盛的是氧气？
将带火星的木条伸入集气瓶中，如果木条复燃，则证明集气瓶中盛的是氧气。
问题2：结合氢气的化学性质，思考如检验氢气？
纯净的氢气能在空气里燃烧，产生淡蓝色火焰。因此可以用点燃的方法来检验氢气。
检验
05
水的电解
讨论和结论
问题1：水是否发生了分解反应？生成了几种新物质？
水 氢气 + 氧气
(H2O) (H2) ( O2)
通电
问题2：说明水是由什么元素组成的呢？
氢气是由氢元素组成
氧气是由氧元素组成
水由氢元素和氧元素组成
化学变化中
元素种类不变
06
水的电解
微观分析
变化前
变化中
变化后
水分子分裂为 和 ，氢原子结合为 ，氧原子结合为 。
氢原子
氧原子
氢分子
氧分子
06
讨论和结论
探 究 实 验
操作
现象
结论
2.切断上述装置中的电源，分别用带火星的木条和燃着的木条在两个玻璃管尖嘴口检验电解反应中产生的气体，观察并记录发生的现象。
与正极相连的试管中的气体能使带火星的木条复燃；
与负极相连的试管中的气体能燃烧，发出淡蓝色火焰。
水的组成
氧气
氢气
水 氢气 + 氧气
(H2O) (H2) ( O2)
通电
氢气是由氢元素组成
氧气是由氧元素组成
水由氢元素和氧元素组成
化学变化中
元素种类不变
小结
1、右图是电解水的实验装置，请回答：
（1）A端为电源的 （填“正”或“负”）极。
（2）检验D中气体的方法是：
（3）该实验说明水是由 组成。
(4) 若实验中得到的氢气和氧气的体积比大于2:1，原因可能是 。
负
取一根带火星的木条放在D试管内，若木条复燃，则D为氧气
氢元素和氧元素
氧气溶于水的能力比氢气强
水的电解
典例精讲
练习
2、(2024福建厦门思明期中)实验小组用如图所示装置完成电
解水的实验并收集产生的气体,下列说法错误的是 (　 )
A.a端应连接电源的负极
B.c、d两管收集到的气体的质量比为2∶1
C.c管中的气体先收集满
D.该实验说明水由氢、氧元素组成
练习
根据水的组成及变化的探究分小组查阅资料
设计实验活动二氧化碳的组成及变化的探究
学以致用
谢谢
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