2.4.1 水的组成 课件(共31张PPT内嵌视频)—初中化学沪教版(2024)九年级上册

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2.4.1 水的组成 课件(共31张PPT内嵌视频)—初中化学沪教版(2024)九年级上册

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(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:

氢气 + 氧气
H2O
H2
O2
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
D
2. (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
B
D
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=2:1
D.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

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