资源简介 (共31张PPT)沪教版(2024)九年级化学上册第2章 空气与水资源2.4.1 水的组成2.4.1 水的组成一、探究水的组成02二、氢气01学习目标(1)能结合电解水实验探究水的组成;(2) 能运用化学方法对水进行净化,学习物质分离的实验技能;(3) 能体会化学在自来水生产过程中的重要作用,认识水资源综合利用对社会可持续发展的重要意义。学习重点学习难点1.从电解水实验现象推导水的组成,理解 “实验现象→定量分析→宏观组成” 的逻辑链条。 2.微观层面解释电解水过程,并能区分物理变化与化学变化的微观本质差异。学习重难点1.电解水实验的现象、气体检验方法及实验结论。 2.能用文字表达式表示电解水反应。一、探究水的组成新课导入水是生命之源,不论动植物还是我们都离不开水。衣食住行都离不开水,水的重要性不言而喻,那你知道水的组成吗?一、探究水的组成水在自然界中能以液态、固态、气态三种状态同时存在。与大多数物质不同,固态水(冰)的密度比液态水小,可以浮在水面上(图 2-27);气态水无色无味。不同状态的水在一定条件下可以互相转化。图 2-27 初冬的松花江畔一、探究水的组成水加热到一定程度会沸腾,沸腾时液态的水会变成水蒸气,水蒸气冷凝又变成液态的水,降低到一定温度还可以变为固态的冰。上述过程能否用于研究水的组成?你能提出研究水的组成的实验方案吗?一、探究水的组成水加热煮沸产生水蒸气,水蒸气冷凝又变成液态的水,通过这一系列物理变化可以获得较为纯净的水。日常生活中的水大多不是纯净物,研究水的组成时必须使用纯净的水。利用化学反应在一定条件下使水分解,研究水分解后的产物,可以帮助我们认识水的组成。一、探究水的组成一、探究水的组成【实验 1】根据如下步骤进行水的电解实验,观察现象并思考。(1)向图 2-28 所示的装置中加入纯净的水(为增强溶液的导电性,可向水中加入少量氢氧化钠),接通直流电源,观察实验现象。图 2-28 电解水实验实验探究:电解水实验(2)将一根带火星的木条平放在与电源正极相连的玻璃管的尖嘴处,打开活塞,观察实验现象,并推断气体成分。(3)打开与电源负极相连的玻璃管的活塞,在玻璃管的尖嘴处点燃(或用一支小试管收集生成的气体后移至酒精灯火焰处),观察实验现象,并推断气体成分。一、探究水的组成【实验 1】根据如下步骤进行水的电解实验,观察现象并思考。图 2-28 电解水实验实验探究:电解水实验实验探究:电解水实验实验探究:电解水实验实验现象:通电后,两个电极表面都有无色气泡产生,两个玻璃管内液面均下降,与电源正极相连的玻璃管内液面下降较慢,与电源负极相连的玻璃管内液面下降较快,一段时间后与电源正、负极相连的玻璃管内产生气体的体积比约为1:2 (因氧气在水中的溶解能力比氢气强,实验开始阶段,氧气和氢气的体积比小于1:2 ,但最终氧气和氢气的体积比约为1:2 )气体检验:与电源正极相连的玻璃管中的气体:用带火星的木条检验,木条复燃,证明气体是氧气;与电源负极相连的玻璃管中的气体:点燃,气体能燃烧,火焰呈淡蓝色,证明气体是氢气实验探究:电解水实验实验分析:氢气是由氢元素组成的,氧气是由氧元素组成的,根据化学反应前后元素种类不变,可以推断水是由氢、氧两种元素组成的。实验原理:水氢气 + 氧气H2OH2O2实验结论:①水在通电的条件下能发生分解反应,生成氢气和氧气;②水是由氢、氧两种元素组成的实验探究:电解水实验通电气体能燃烧,火焰呈淡蓝色带火星的木条复燃产生气泡少,液面下降慢产生气泡多,液面下降快左右两级产生气体的体积比为2:1实验时为增加水的导电性,可向水中加入少量稀硫酸或者氢氧化钠溶液实验探究:电解水实验二、氢气颜色 气味 状态 密度 溶解性标准状况下,氢气的密度为0.089g/L,是密度最小的气体可用向下排空气法收集可用排水法收集(1)氢气的物理性质二、氢气无色无臭气体比空气小难溶于水氢气的验纯安全警示不纯的氢气遇明火会发生爆炸,因此点燃前必须验纯。点燃氢气前,要先检验氢气的纯度,操作方法如图2-29 所示。点燃氢气时,声音很小说明气体较纯,发出尖锐爆鸣声说明气体不纯。图 2-29 氢气的验纯氢气的验纯【实验 2】在空气中点燃纯净的氢气,并在火焰上方罩一个干燥的烧杯(图 2-30),观察实验现象。从实验 2 中,你观察到什么现象?可以推断出什么结论?图 2-30 检验氢气燃烧的产物实验探究:氢气的燃烧在实验 2 中,纯净的氢气在空气中燃烧,产生淡蓝色的火焰,放出大量的热,烧杯内壁凝结有水雾,说明氢气与空气中的氧气发生化合反应生成了水。氢气 + 氧气 水H2 O2 H2O上述实验说明水是由氢元素和氧元素组成的。点燃实验探究:氢气的燃烧冷而干燥的烧杯现象 结论安静的燃烧,产生淡蓝色火焰 氢气具有可燃性烧杯内壁有水雾 生成水用手轻触烧杯,烧杯发烫 放出热量实验分析:纯净的氢气在空气中燃烧,产生淡蓝色的火焰,放出大量的热,烧杯内壁凝结有水雾,说明氢气与空气中的氧气发生化合反应生成了水。实验探究:氢气的燃烧氢气是一种理想的能源:液氢燃烧的产物是水,不产生污染,生成的水又可循环使用。液氢已被广泛用作火箭和航天动力燃料。氢分子医学用于医疗与健康:氢气治疗研究进展有限,临床应用仍处于早期阶段。日本2023年启动首个氢气吸入治疗脑卒中的II期临床试验(日本国立癌症研究中心)。中国正在研究氢气雾化吸入技术用于慢性阻塞性肺病(COPD)研究(《中华医学杂志》2023)。(3)氢气的应用二、氢气利用太阳光分解水20 世纪 70 年代,科学家通过大量研究表明,用 TiO2 等物质作为催化剂,利用太阳光可以直接将水分解为氢气和氧气。氢气是一种理想的能源,液氢已被广泛用作航天动力燃料。液氢燃烧的产物是水,不产生污染,生成的水又可循环使用。上述方法为不消耗电能而制得大量氢气提供了可能,这将引发一场针对太阳能开发利用的科技革命。近年来,中国科学技术大学研究人员的一系列研究表明,采用纳米级的硅、石墨烯等材料作为催化剂,在太阳光下分解水的效果良好。该研究为水分解实现工业化制氢提供了新思路。一旦解决了氢气制取、氢气分离和安全储运等瓶颈问题,就能真正打开“氢能时代”的大门,实现能源的可持续发展。拓展视野水在煮沸过程中会变成水蒸气,水蒸气在一定条件下可以部分分解产生氢气和氧气。上述两个过程各发生了什么变化?二、氢气学以致用:思考讨论第一个过程是水煮沸变成水蒸气。这是物理变化,因为只是状态的改变,没有新物质生成。第二个过程是水蒸气分解成氢气和氧气。这是化学变化,因为水分子分解成了新的物质。1.下列有关"水"的变化过程,属于化学变化的是( )A.滴水成冰B.水的沸腾C.水的蒸馏D.水的电解随堂小测D2. (2021河北石家庄期中)水是宝贵的自然资源。下列说法正确的是( )A. 自来水属于纯净物B. 水广泛用于工农业生产C. 为了节约用水,可以用工业废水直接浇灌农田D. 水在自然界中不断循环,取之不尽、用之不竭随堂小测BD随堂小测3.电解水的实验时,能够看到的现象是( )A.两极处都有气体生成,正极产生气体多B.正极产生氧气,负极产生氢气C.可以看到生成气体的体积比为氢气:氧气=2:1D.两极处都有气泡产生,与正极相连的玻璃管内收集的气体可以使带火星的木条复燃谢 谢 展开更多...... 收起↑ 资源预览