资源简介

第4节 水的组成和净化
第1课时
一、教学目标
1.了解并体验人类认识水的组成的过程和方法。
2.通过水的电解实验，了解水是由氢、氧两种元素组成的。
二、教学重难点
重点：通过水的组成实验，了解水是由氢、氧元素组成的。
难点：通过水的组成实验，了解水是由氢、氧元素组成的。
三、教学准备
教学PPT。
实验仪器与药品（试管、烧杯、电解水装置、电源、酒精灯、火柴、水、氢氧化钠溶液、小木条等）。
四、教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
环节一 创设情境 【讲述】水是人们日常生活中必不可少的一种物质，人不可一日无水。那关于水的知识，你了解多少呢？ 【提问】水是一种什么样的物质，它有哪些性质？ 【提问】不同状态的水在一定条件下可以互相转化。比如b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。水的三态变化能否用于研究水的组成？ 【过渡】通过之前的学习我们知道了物质都是由元素组成的。水是由哪种元素组成的呢？关于水组成这个问题，我们一起来看看科学家们的观点吧。 【展示】展示PPT第4页。 【布置任务】请同学们阅读PPT了解三位科学家关于水的组成的探索。 【过渡】看来关于水的组成这个问题，也困扰了科学家很久。那水的组成到底是怎样的呢？这节课我们一起来探究吧。 回答问题： 1.无色、无味的液体。2.有三态变化，在4 ℃ 时密度最大，密度为1 g/L，凝固点为0 ℃，沸点为100 ℃。 阅读PPT。 通过提问探测学生的上位知识，为学习新知识打下基础。接着又通过科学家探索水组成的故事，引起学生强烈的探究兴趣。
环节二 新课讲解 氢气的性质 【讲述】认识水的组成，是从氢气燃烧的实验开始的，那么氢气具有怎样的性质呢？请你查阅资料，完成下列问题： 1.氢气具有怎样的物理性质？ 2.氢气具有怎样的化学性质？ 【交流讨论】现在老师请一名同学回答一下氢气的物理性质。 【总结】氢气是无色、无味、难溶于水、密度比空气小的气体。 【追问】根据以上信息，推测可以用什么方法收集氢气？ 【总结】利用氢气不溶于水的性质可采用排水法收集；利用氢气密度比空气小的性质，可采用向下排空气法进行收集。 【过渡】现在我们来研究一下氢气的化学性质——可燃性。 【展示】展示氢气燃烧的视频。 【组织活动】请同学们观看氢气燃烧的视频，并进行交流，分析并写出氢气燃烧的现象和结论。 【交流讨论】现在老师请一名同学回答问题。 【总结】通过刚才的视频，我们发现氢气燃烧时的现象是：发出淡蓝色火焰。 结论：氢气可燃。 带着问题，分组讨论并查阅资料。 给出答案：排水法和向下排空气法。 观看氢气燃烧的视频，并交流讨论氢气燃烧的产物可能是水等。 回答问题。 倾听，并修正自己的观点。 倾听、思考、观察实验。 将问题抛给学生，让学生查阅资料，培养学生收集信息的能力。 通过追问，培养学生进一步思考问题、解决问题的能力。 培养学生观察实验现象、总结结论的能力。 帮助规范学生使用规范的语言，描述实验现象和结论。 通过问题引出水的电解。
二、水的电解实验 【讲述】每个桌上都有一套组装好的电解水的实验装置，在电解器玻璃管内加满纯净水，接通直流电源，一个电极接电源正极，一个接电源负极。 【提示】为了增强水的导电性，老师在水里加入了少量的氢氧化钠，也可加入少量的稀硫酸或硫酸钠。 【步骤任务】请同学们分组合作完成下列实验，并填写实验表格。 【展示】展示表格。 【总结】两个电极上均有无色气体产生，正极端的玻璃管产生的气泡少，负极端的玻璃管产生器的气泡多，正极端的玻璃管与负极端的玻璃管产生的气体体积之比约为1∶2。 【提问】请同学们猜想：电解水两极产生的气体分别是什么？用什么方法验证呢？ 【过渡】我们还是通过实验进行验证。 【提问】请同学们推测生成气体的可能组成，并思考可采用的验证方法。 【讲述】经同学们讨论，同学们都认为下列两种方案可行： 2.将一根带火星的木条放在与电源正极相连的玻璃管的尖嘴处，打开活塞，观察现象，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。 【布置任务】请同学们按照步骤进行实验，并写出实验现象和实验结论。 【交流讨论】现在请同学们说一下实验现象和结论。 【总结】正极端产生气体能使带火星的木条复燃，是氧气；负极端产生的气体可以燃烧，火焰呈淡蓝色，说明负极端产生的是氢气。 【提示】需要同学们注意的是，混有一定量空气或氧气的氢气遇到明火会发生爆炸。因此，点燃氢气前一定要检验其纯度；点燃氢气时，声音很小则表示气体较纯，发出尖锐爆鸣声表明气体不纯。请同学们观看检验氢气纯度的视频。 【展示】播放《【教学视频】检验氢气的纯度》。 【过渡】通过实验我们知道了水在通电情况下可分解为氢气和氧气。那么氢气和氧气发生反应，能得到水吗？请同学们认真观察下面的实验，并写出实验现象和实验结论：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。 【交流讨论】现在请同学们说一下实验现象和结论。 【提问】从实验1和实验2中的现象中，同学们还可以推断出什么结论 水又是怎么组成的呢？ 【总结】1. 实验1中，正极产生氧气，负极产生氢气。说明水在通电条件下发生了分解反应，生成氢气和氧气 2. 实验2中，氢气与空气中的氧气发生化合反应产生了水 因此我们能得出结论：水是由氢元素和氧元素组成的。 【过渡】通过物理课的学习我们知道了，水有三态变化，例如水在煮沸的过程中会变成水蒸气。而加热到更高温度时，水蒸气会发生水分解反应。 【提问】请同学们思考这两个过程存在着怎样的差距 【总结】水变成水蒸气只是水的状态改变，没有新物质生成，是物理变化；而水蒸气分解过程产生了新物质，是化学变化。 带着表格的问题，观察实验，并填写实验表格。 分组进行实验，并填写实验现象和结论。 观看视频。 思考并回答问题。 回答问题。 通过电解水实验的探究，让学生主动体验探究过程，认识水是由氢元素和氧元素组成的，初步了解利用分解反应的产物来研究反应物组成的方法。并在实验中培养学生合作，勤于思考的精神。能主动和他人进行交流、讨论，逐步形成良好的学习习惯。 培养学生观察能力、总结能力和实验能力。 通过视频，让学生记忆氢气的检验方法。 通过让学生思考、讨论，培养学生解决问题的能力。 让学生理解水蒸发和水分解的区别。
环节三 拓展延伸 【展示】展示拉瓦锡测定水的组成实验。 观看动画。 拓展学生视野，让学生体会科学家探究的水组成的过程。
随堂作业 PPT展示 做题 通过习题巩固本节所学知识。
环节四 课堂小结 展示PPT21页。 倾听并理解。 帮助学生梳理本节知识，便于学生记忆。
五、板书设计
第4节 水的组成和净化
第1课时
氢气的性质
物理性质：无色、无味、密度最小的气体
化学性质：可燃性
验纯方法：用拇指堵住集满氢气的试管口，慢慢靠近火焰，移开拇指点火，如果听到声音很小，则说明氢气较纯。
二、水的电解实验
水氢气+氧气
水由氢元素和氧元素组成。(共21张PPT)
第1课时
第四节 水的组成和净化
第二单元 空气与水资源
化学沪教版九年级上册
学习目标
1.了解并体验人类认识水的组成的过程和方法。
2.通过水的电解实验，了解水是由氢、氧两种元素组成的。
重难点
水是一种什么样的物质，它有哪些性质？
1.无色、无味的液体。
2.有三态变化，一定条件下能互相转换。在4 ℃ 时密度最大，密度为1 g/L，凝固点为0 ℃，沸点为100 ℃。
水
水蒸气
冰
加热沸腾
降温
冷凝
遇热
水的三态变化能否用于研究水的组成？
普利斯特里
卡文迪许
拉瓦锡
卡文迪许用不同比例的“可燃空气”和空气混合物进行实验，并断定生成的液体是水。后来他又用纯氧代替空气进行实验，确认2体积的“可燃气”与1体积的氧恰好合成水。但他始终认为水是一种元素。
卡文迪许的助手将这一实验告诉了拉瓦锡。拉瓦锡进行了跟踪实验，不仅合成了水，同时还将水分解为氢气和氧气，再次确认了水的组成。并用氧化理论给以准确的说明。
英国化学家普利斯特里，
将氢气和空气混合后点燃，发出巨大的声响。刚开始他只是把这种现象当做一个魔术。直到有一天他发现瓶子里还有水珠时，他把这个发现告诉了卡文迪许。
认识水的组成，是从认识氢气燃烧的实验开始的，那么氢气具有怎样的性质呢？请你查阅资料，完成下列问题：
氢气具有怎样的物理性质？
氢气具有怎样的化学性质？
颜色 气味 状态 水溶性 密度
无色
无味
难溶于水
气体
比空气小
根据以上信息，推测可以用什么方法收集氢气？
排水法和向下排空气法
成果展示
氢气的化学性质——可燃性
现象：
燃烧时发出淡蓝色火焰
结论：
氢气具有可燃性
成果展示
1.如图所示，在电解器玻璃管内加满纯净水，接通直流电源，观察并记录两个电极附近和玻璃管内发生的现象。
加入少量硫酸钠或氢氧化钠，增加水的导电性。
合作探究
【实验1】根据如下步骤进行水的电解实验，观察现象并思考
两电极 正极端的玻璃管 负极端的玻璃管
现象
比较玻璃管中现象差异 附近均有无色气泡产生
产生的气泡少
产生的气泡多
产生的气体体积比为1∶2
实验记录
2.将一根带火星的木条放在与电源正极相连的玻璃管的尖嘴处，打开活塞，观察现象，并推断气体成分。
现象
带火星的小木条复燃。
结论
正极产生的是氧气。
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。
现象
气体能燃烧，火焰呈淡蓝色。
结论
负极产生的是氢气。
点燃氢气前，要先检验氢气的纯度（操作方法如右下图所示），
点燃氢气时，声音很小则表示气体较纯，发出尖锐爆鸣声表明气体不纯。
注意事项
【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，观察实验现象。
现象
烧杯内壁有水雾产生
结论
氢气燃烧产生水
合作探究
思考讨论
从实验1和实验2中的现象中，你还可以推断出什么结论 水又是怎么组成的呢？
1
实验1中，正极产生氧气，负极产生氢气。说明水在通电条件下发生了分解反应，生成氢气和氧气
2
实验2中，氢气与空气中的氧气发生化合反应产生了水
成果展示
氢气+氧气 水
点燃
H O2 H2O
水 氢气 + 氧气
通电
H2O H O2
水是由氢元素和氧元素组成的
水在煮沸过程中会变成水蒸气，而加热到更高温度时，水蒸气会发生水分解反应。这两个过程存在着怎样的差距
水变成水蒸气只是水的状态改变，没有新物质生成，是物理变化；而水蒸气分解过程产生了新物质，是化学变化。
思考讨论
1. 检验氢气的纯度时，判断氢气较纯的现象是（ ）
A．听到尖锐的爆鸣声
B．听到轻微的爆鸣声
C．未听到声音
D．试管炸裂
B


点燃氢气前要检验纯度，检验纯度时，如果听到尖锐的爆鸣声说明氢气不纯；如果听到轻微的爆鸣声，说明氢气较纯。


2. 如图是电解水的简易装置，下列有关叙述不正确是（ ）
A．a是电源的负极，b是电源的正极
B．若负极产生10 mL气体，则正极产生5 mL气体
C．产生气体时，水槽中的液面会逐渐上升
D．水中加入少许的硫酸钠是反应的催化剂
D

加入少许的硫酸钠的目的是增强水的导电性，而硫酸钠不是反应的催化剂。
3. 如图所示的是电解水的实验过程
（1）气体a为______。
（2）通电时反应的文字表达式为___________________________。
（3）通电后中间球形容器内液面上升的原因是___________________
_____________________________________。
氢气
水 氢气+氧气
a、b两管内气体汇集，
气压变大，将水压入中间球形容器内
水的组成
化学性质
物理性质
氢气
水 氢气+氧气
通电
电解水
正氧负氢，氢二 氧一
水由氢、氧元素组成
再见

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