資源簡介

課 題 研究水的組成 授 課 人
實 驗 目 標
借助電解水的實驗現象，結合化學史等資料，培養學生的推理能力。讓學生體會推理要有依據，依據要具有充分必要性。
實 驗 重 點 和 實 驗 難 點
綜合應用元素守恒原理、電解水的現象，推理水的組成。綜合應用電解水的現象、化學史資料和球棍模型等手段，推理水的構成。在推理過程中讓學生體會推理要有證據，證據要具有充分必要性。
教　學　過　程
環節設計 教師活動 學生活動 設計意圖
引入電解水實驗 觀看視頻：美國科研團隊發現水冰云。設問1：科學家是如何確定發現的物質就是水？展示一杯蒸餾水設問2：如何證明這杯液體是水？主板書：水的組成 回答問題：聞氣味嘗味道加入硫酸銅粉末互相質疑：①無味的液體就是水么？②未知液體可以嘗試其味道么？③硫酸銅粉末只能證明有水，而無法說明是純水。 感受：利用性質確定物質成分是不夠準確的。化學不止研究物質的性質、用途，還需要通過變化，在分子、原子層次上，研究物質的組成和結構。
設計研究純凈物組成的思路確定實驗方法 觀看資料：二百多年前，法國化學家拉瓦錫用定量的方法研究空氣的成分。他把少量汞放在密閉的容器里連續加熱12天，發現有一部分銀白色的液態汞變為紅色粉末氧化汞。將這些粉末再加熱，分解得到了汞和氧氣。設問1：你能否推測出氧化汞的元素組成？你的根據是什么？設問2：如何研究水的元素組成？你的根據是什么？副板書：水 → □ + □ + …①元素組成 回答問題：氧化汞組成中有汞元素和氧元素。根據是分解后得到的兩種物質中含有汞元素和氧元素，這些元素都來自于唯一的反應物氧化汞中。發現：化學反應前后，元素種類不變。確定方案：通過分解水，并分析所得生成物元素，反推水的組成。 遷移： 借助化學史，使學生意識到研究純凈物時可以采用以下方法：通過分解反應，將未知物質分解為單一元素組成的較簡單的物質。進一步根據元素種類守恒，推斷出未知物中的組成情況。
建構推理模型 演示電解水實驗，總結實驗現象感知要依托實驗現象（證據）進行分析 介紹化學史：電解水實驗條件改進演示：電解水實驗播放PPT現象圖片主板書：一、實驗現象正負兩極均有氣體產生正極氣體體積：負極氣體體積=1:2設問1：有了這些現象，是否可以完成水的組成的推理？實驗操作：檢驗電源兩極產生的氣體成分。設問2： 通過實驗所得可以研究水的組成嗎？副板書：水 → H2 + O2 +…①元素組成：H、O元素 觀察總結：電解水兩極產生氣體正極與負極氣體體積比為1:2記錄筆記?；卮饐栴}：不行，要進一步檢驗電解水生成氣體成分。確定成分：正極產生的氣體可以使帶火星的木條復燃，是氧氣。負極產生的氣體可以燃燒，是氫氣?；卮饐栴}：水分解后生成氫氣和氧氣，這兩種氣體分別由氫元素和氧元素組成。所以氫氧元素來自于水中，即水由氫氧元素組成。 初步感知：依據證據進行推理。
補充完善實驗方案，感知證據要具有充分必要性-------證明電解水的產物只有氫氣和氧氣 設問1：上述推理過程是否嚴謹？設問2：如何證明電解水的生成物中，沒有其他元素組成的物質？主板書：二、實驗結論水由氫氧元素組成。 發現問題：(副板書中的“…”給予學生思路)如果水分解后，還有其他生成物，且這種生成物中有除氫氧外的元素，則推理無法達成。討論：充分交流，設計實驗方案，分享思路，互相點評，理解科學家的實驗?；卮穑孩賹⑹Ｏ碌囊后w全部電解完，看是不是只有氫氣和氧氣②將生成的氫氣和氧氣混合反應，看能否再生成水③將電解后的液體和純水進行對比，證明電解后剩余的液體仍是水④看消耗水的質量與生成氫氣和氧氣的質量之和，是否相等 從定性、定量兩個角度分析，從“舊物質消耗、新物質生成”兩個角度分析，關注化學變化的特征和過程，感受“分”、“合”在研究純凈物組成時的便捷性及合理性。讓學生初步感知推導過程，建構推理要依據證據的認知模型：推理不僅要依據證據，同時還要考慮證據是否嚴謹，即在給出結論時，不僅要考慮推理形式是否正確，還要考慮前提的充分必要性
過渡 知道元素組成，就能確定液體是水么？ 回答：不可以，過氧化氫和水組成元素相同。 引導學生關注：研究純凈物組成的第一個角度是確定元素種類，但仍需繼續研究物質的微觀構成。
應用推理模型解決問題 根據資料，應用推理的模型，推理一個水分子的原子構成 引導：我們剛剛借助實驗事實，結合化學原理，完善方案，得出了水的組成推斷?，F在仍有一條信息沒有用到，是否也能使我們獲得水的更多信息呢？水由水分子構成，我們再來嘗試推斷水分子的構成情況。補充資料：①同溫同壓下，氣體的體積比為分子個數比②1805年法國化學家蓋·呂薩克精確測定水的組成：2體積氫氣和1體積氧氣，點燃生成2體積水蒸氣設問：結合實驗現象和資料，推理一個水分子中的原子構成是怎樣的？副板書：副板書：水 → H2 + O2 +…①元素組成：H、O元素②分子中原子個數比：H ：O = 2 : 1主板書：一個水分子由兩個氫原子和一個氧原子構成。 討論： 結合電解水的實驗現象，根據資料給出的理論支撐，利用球棍模型進行組內推理交流，確定一個水分子內氫氧原子的數目，即一個水分中有兩個氫原子和一個氧原子。推理演繹：已知：生成氫氣和氧氣體積比為2:1。資料應用：參加反應的氫氣和氧氣分子個數比為2:1。已知：生成的是兩體積即兩分子水，兩個水分子的構成是一樣的。原理分析：共有4個氫原子和2個氧原子平分到每個水分子中。回答問題：一個水分子的構成中有兩個氫原子和一個氧原子。 關注學生對于資料的理解和應用力求使學生的分析依托于資料給出的提示引導學生學會研究純凈物組成的第二個角度是確定組成元素原子的數量關系讓學生效仿水的組成的推理過程，獨立應用推理的模型，即證據的充分必要性，練習推導水的微觀構成
小結 兩個研究思路 第一研究純凈物組成的思路第二結論的獲得離不開推理，推理離不開證據，證據要做到充分必要。 交流分享：研究純凈物的角度一般包括：元素組成、原子個數比、微粒結合關系研究純凈物的方法可借助“分解”或“化合”反應回憶：本節課是如何探知水的組成，即推理環節，環環相扣，有據可依，邏輯嚴謹。 幫助學生形成認識純凈物角度的意識：即從宏觀組成、微觀構成、結構特征等方面，確定一種純凈物的成分讓學生體會證據與結論的關系，感受完整的推導過程
拓展視野 講解： 現代科學技術在認識純凈物方面的貢獻和應用 理解： 純凈物研究方法的多樣性和選擇條件 開拓學生視野，回歸本課最初的疑問，使本課學生思維完整有序
課后作業：
1.堿式碳酸銅受熱分解生成CuO、CO2和H2O三種物質，則堿式碳酸銅的組成是
A．只含有碳、氫、氧元素
B．一定含有碳、氫、銅元素，可能含有氧元素
C．一定含有碳、氫、氧元素，可能含有銅元素
D．肯定含有碳、氫、氧、銅四種元素
2. 3.2g某物質R在4.8g氧氣中恰好完全燃燒，生成3.6g水和4.4g二氧化碳，關于R的下列說法中，正確的是　
A．R中含有C、H、O三種元素 B．R中C和H的質量比為1︰4
C．1個R分子中含5個原子 C．R只含有C、H兩種元素,是一種清潔燃料

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