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科粤版九上
2.4 项目活动1 学习探索物质组成与结构的历程
1.学习探究物质组成与构成的历程，能够设计实验探究水的组成及变化。
2.通过电解水的探究实验，认识探究物质组成的一般思路。
战国末年《尚书》的“五行学说”
？
水
“金、木、水、火、土”是中国古代五行学说的五种元素，以现在的知识看来，水是一种元素吗？水由什么组成呢？
项目指南
项目任务
制作分子模型，展示“水分子漫游记”的情景剧
探索物质组成与构成的历程：学习科学家探索物质组成与构成的历程，设计实验方案探究水的组成及变化。
制作分子模型：选取适合的材料制作分子模型，拆分和组合模型演示电解水的微观过程。
展示“水分子漫游记”情景剧：编写、展示“水分子漫游记”情景剧。
1. 科学家探索物质组成与构成的时间轴
中国：阴阳说、五行说等
公元前10世纪前后
18世纪末
古希腊：德谟克利特
公元前5世纪前后
英国：道尔顿
19世纪初
古印度：朴素元素论
法国：拉瓦锡
“分解水”获得“可燃空气”
创立“原子论”
建立原子学说
法国：盖-吕萨克
提出气体化合体积定律
意大利：阿伏伽德罗
提出分子学说
项目活动1 学习探索物质组成与结构的历程
2. 水的组成的发现
（1）1781 年，英国科学家普里斯特利、卡文迪什分别将“可燃空气（氢气）”与空气或“脱燃素空气（氧气）”混合后点燃爆炸，发现有水生成。
（2）拉瓦锡利用自制的装置（如图 2.4-2），将玻璃曲颈甑中的蒸馏水加热，水蒸气进入用陶瓷密封的红热铁管后，在试管中收集到了“可燃空气（氢气）”。
推理得到结论：水由氢、氧两种元素组成。
项目活动1 学习探索物质组成与结构的历程
项目活动1 学习探索物质组成与结构的历程
氢气 ＋ 氧气
（1）拉瓦锡通过“铁和水蒸气反应”实验收集到了“可燃空气（氢气）”，
结合普里斯特利、卡文迪什的实验结果，推理得出结论：水由氢、氧两种
元素组成。你认同吗？为什么？
讨论与交流>>>
水
铁 ＋ 水蒸气
四氧化三铁 ＋ 氢气
点燃
高温
H2
O2
H2O
Fe
H2O
H2
Fe3O4
（2）道尔顿、盖－吕萨克、阿伏伽德罗对“氢气和氧气反应”实验做出了不同的解释。你更赞成哪一位科学家的观点，为什么？他们运用了什么方法探索物质的组成与构成？分享你的看法。
讨论与交流>>>
道尔顿
建立原子学说
盖 - 吕萨克
提出气体化合体积
定律
阿伏伽德罗
提出分子学说
认为物质是由原子构成的，并且原子在化学变化中不可分，氢气和氧气结合成水的微观过程是：
氢原子 氧原子 水原子
通过实验发现 2 体积氢气和1 体积氧气反应生成 2 体积水蒸气，推测：
认为物质是由分子构成的，分子由原子构成，提出“相同条件下，相同体积气体含有相同数目分子”，推测：
氢原子 氧原子 水原子
氢气分子 氧气分子 水分子
化学实验
水由什么元素组成呢？
【实验2-5】 水的组成及变化的探究
提出问题
1. 实验装置设计
设计实验
方案一、方案二是两种电解水装置，请你仔细阅读并画出方案三的简易电解水装置图。
项目活动1 学习探索物质组成与结构的历程
项目活动1 学习探索物质组成与结构的历程
1. 实验装置设计
设计实验
方案三：简易电解水装置
所需仪器如下：水槽 1 个、试管2 支、胶塞 2 个（中间打孔插入电极），电极 2 个，电源 1 个，导线 2 根。
项目活动1 学习探索物质组成与结构的历程
2. 检验生成物的方法
设计实验
水
氢气
氧气
用燃着的木条点燃气体，并在火焰上方罩一个干冷的烧杯，观察到火焰为淡蓝色，烧杯内壁有小水珠出现，则证明生成的气体为氢气。
用燃着的木条靠近气体，燃着的木条燃烧得更旺，证明生成的气体是氧气。
通电
生成物
检验生成物的方法
项目活动1 学习探索物质组成与结构的历程
利用方案一的水电解器进行实验，实验步骤是：①电解水；②检验产物，注意每一步骤的具体操作方式，观察并记录现象与数据。
进行实验
在水电解器中加满水。
向水中加入少量氢氧化钠（或稀硫酸）。
接通电源，开始电解过程。
项目活动1 学习探索物质组成与结构的历程
撰写实验报告
电解水阶段
实验示意图 实验步骤 观察与记录
1. 取 约 100 mL 的 水 于 烧杯中，加入少量氢氧化钠溶液或稀硫酸①，搅拌。
溶液的温度会升高。
①水中加入少量氢氧化钠溶液或稀硫酸以 。
增强导电性
项目活动1 学习探索物质组成与结构的历程
项目活动1 学习探索物质组成与结构的历程
撰写实验报告
电解水阶段
实验示意图 实验步骤 观察与记录
2. 打开两支刻度管的活塞，将溶液注入电解器中至两支刻度管充满①，关闭活塞，连接直流电源。 3. 通电，观察并记录电极上和刻度管内的现象。 4. 一段时间后，停止通电。 ①通电后，两个电极的表面出现的现象是 。
②电解后，连接电源负极的刻度管内气体体积为 ，连接电源正极的刻度管内气体体积为 ，它们的比约为 。
气体放出
2：1
5.6mL
11.5mL
①刻度管内不可留有空气，以免点燃气体时造成 。
爆炸
项目活动1 学习探索物质组成与结构的历程
撰写实验报告
检验产物阶段
实验示意图 实验步骤 观察与记录
5. 用 燃 着 的 木 条 靠 近 与电源负极相连的刻度管管口，打开活塞，在尖嘴口罩一个干冷的烧杯，观察并记录现象②。 ③与电源负极相连的刻度管内气体 .
。烧杯内壁出现 .
。
能燃烧且产生淡蓝色的火焰
烧杯内壁有小水珠生成
②控制活塞的开启速度，使气体缓慢放出，点燃气体时必须注意安全，防止 。
爆炸
项目活动1 学习探索物质组成与结构的历程
撰写实验报告
检验产物阶段
实验示意图 实验步骤 观察与记录
6. 关闭与电源负极相连的刻度管管口活塞。用燃着的木条靠近与电源正极相连的刻度管管口，打开活塞，观察并记录现象。
④与电源正极相连的刻度管内气体 .
能使燃着的木条燃烧得更旺。
撰写实验报告
实验结果与讨论：
1. 收集证据
正极上产生的气体是 ，负极上产生的气体是 ，
V正∶ V负 ≈ 。
氧气
氢气
1 ：2
2. 分析证据
项目 反应物 生成物 物质种类 水（H2O） 氢气（H2） 氧气（O2）
元素组成 氢元素（H） 氧元素（O）
氢元素
氧元素
巧记：正氧负氢，一氧二氢
项目活动1 学习探索物质组成与结构的历程
项目活动1 学习探索物质组成与结构的历程
撰写实验报告
实验结果与讨论：
3.得出结论
根据电解水生成氢气和氧气，同时结合氢气和氧气反应生成水的实验事实，得出水是由 组成的。
氢元素
氧元素
和
反思与评价
1. 电解水和煮沸水时都有气泡产生，产生气泡的原因有何不同？
电解水有气体产生，是水发生化学变化分解成了氢气和氧气；
2. 以上实验中有哪些现象和数据能够说明水不是一种元素，而是由氢、氧两种元素组成的？
加热水有气体产生，是水从液体变成气态，只发生了物理变化；
正极气体使燃着的木条燃烧得更旺和负极气体管口有淡蓝色火焰产生说明水不是一种元素而是由氢、 氧元素组成的。
项目活动1 学习探索物质组成与结构的历程
思路与方法导引
探究物质组成的一般思路
已知组成的物质
化合
未知组成的物质
分解
已知组成的物质
推测生成物的组成
推测反应物的组成
化学变化前后，元素种类不变
在现代化学研究中，科学家还会借助 、红外光谱仪、X 射线衍射仪等仪器来测定物质的组成与构成。
元素分析仪
项目活动1 学习探索物质组成与结构的历程
1.如图是电解水的简易装置，下列有关叙述不正确的是（ ）
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
2.下列叙述正确的是（　　）
A．水是由氢气和氧气组成的
B．水分子是由氢单质和一个氧原子组成的
C．水是由两个氢元素和一个氧元素组成的
D．水是由氢元素和氧元素组成的
D
3.电解水时，在水中加入少量硫酸或氢氧化钠，这是为了（　　）
A．防止发生事故
B．得到更多的氧气和氢气
C．增强水的导电性
D．使水分解产生气体的速率变慢
C
依据：化学反应前后，元素种类不变
科学家探索物质组成与结构的历程
水 氢气+氧气
通电
正氧负氢，氢二氧一
水由氢、氧元素组成
水组成及变化的探究
学习探索物质组成与结构的历程
探究物质组成的一般思路
将未知组成的物质转化为已知组成的物质

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