資源簡介

課題3 水的組成
水雖然是學生非常熟悉的物質，但怎樣以化學的眼光認識水，學生是陌生和不習慣的。本課題以人類認識水的組成的簡要史實引入并展開，符合事物的認識規律，貼近學生的實際，有利于縮小學生對化學科學的距離感，引起學生的學習興趣。對水的組成的認識是通過氫氣的燃燒實驗、水的電解實驗和對實驗現象的討論分析獲得的，體現了認識客觀世界的科學過程和方法。這樣展現知識具有啟發學生思維的作用，同時也滲透了科學思想方法的教育。在認識了水的組成的基礎上，結合第二單元所學氧氣的知識，從它們組成上的區別歸納出單質、化合物、氧化物的的概念。結合水的分解反應深化對化學反應的認識——有新物質生成，元素的種類不變。
【教學目標】
1.知識目標
認識水的組成，了解并區分單質和化合物。
2.能力目標
（1）結合資料，從人類認識水的組成的過程中體會科學探究和思維的方法，認識實驗探究和創新思維的重要性。
（2）充分利用討論，培養學生觀察、分析、歸納實驗現象的能力和習慣。
3.素養目標
了解人類認識物質世界的過程和方法，培養學生科學探究的精神。
【教學重點】
水的組成。
【教學難點】
對單質、化合物概念的理解。
【教學準備】
霍夫曼電解水裝置、12V低壓直流電源、酒精燈、火柴、水、氫氧化鈉溶液，小木條。
一、導入新課
［提問］通過上幾節課的學習，我們知道空氣對我們來說很重要。這節課我們將學習和了解另一種我們非常常見的化學物質。它在我們的生活中同空氣一樣重要。你們知道它是什么嗎？
［回答］水。
［提問］根據生活經驗，請學生自己歸納水的用途。(提問2～3人)
［小結］水用于維持生命、灌溉農田、工業用水、水上交通……
［展示］展示一瓶蒸餾水。
［提問］純凈的水有哪些物理性質？（顏色、氣味、狀態、沸點、凝固點）
［回答］生甲：水是無色、無味的透明液體。
生乙：水的沸點是100℃，水的凝固點是0℃。
［講解］教師糾正、歸納并聯系自然現象、生活實際適當作些拓展。
二、推進新課
1.氫氣的性質
［講解］氫氣物理性質：無色無味的氣體，難溶于水，密度比空氣小。
氫氣化學性質：能燃燒，產生淡藍色火焰，在火焰上方罩一燒杯，杯壁有水霧。
［補充］在點燃的條件下，純凈的氫氣可以在空氣里安靜地燃燒，產生淡藍色火焰，燃燒產物是水，所以被認為是最清潔的燃料。如果氫氣不純，混有空氣（或氧氣），點燃時就有可能會發生爆炸。
氫氣可以燃燒，所以氫氣可以用點燃氣體來檢驗，若氣體燃燒則生成的氣體為氫氣。
［提問］混有空氣或氧氣的氫氣遇明火會發生爆炸，那么在你使用氫氣，尤其是點燃氫氣時應注意什么問題？具體應怎樣做？
［講解］使用氫氣時，要注意安全。點燃氫氣前，一定要檢驗氫氣純度。
氫氣的驗純方法：由于氫氣具有可燃性。若氫氣中混有氧氣，點燃時可能發生爆炸，因而點燃氫氣前一定要檢驗氫氣的純度。檢驗方法：收集一試管氫氣，用拇指堵住，移近火焰，聽到尖銳爆鳴聲，說明氫氣不純，需要再收集，再檢驗；若聽到很小的"噗"的一聲，表明氫氣已純。
［注意］凡是可燃性氣體在點燃時都要驗純, 以防爆炸，如天然氣、一氧化碳等。
2.水的組成
［引入］那么水是由哪些元素組成的呢？下面我們用實驗來回答這個問題。
［展示］介紹水電解器及電解液（在水電解器的玻璃管里注滿水，在水中加入少量的氫氧化鈉溶液，增強水的導電性，加快水的電解速率，一個電極接電源正極，另一個電極接電源負極，接通直流電。）
［提問］注意觀察，電極上發生什么現象？兩支玻璃管內的液面有什么變化？
［回答］ 接通電源后，電極上有氣泡產生。兩支玻璃管里匯集了氣體，液面降低，其中正極產生的氣體比負極產生的氣體少。
［提問］片刻后，比較兩支玻璃管中產生氣體的體積。
［回答］正極產生的氣體與負極產生的氣體體積比約為1∶2。（正氧負氫一比二）
［講述］水電解后兩支玻璃管中得到的氣體是同一物質，還是不同物質？電解得到的物質究竟是什么？我們通過實驗來鑒定。
［演示］用一根帶火星的木條檢驗正極產生的氣體。注意觀察現象。
［回答］木條復燃，說明這種氣體是氧氣。
［演示］用一根點燃的火柴檢驗負極產生的氣體。注意觀察現象。
［回答］看到微弱的淡藍色火焰(或聽到爆鳴聲)。
［講解］這種氣體能燃燒，說明不同于上一種氣體，是氫氣。
［講解］正極產生的氣體能使帶火星的木條復燃，是氧氣；負極產生的氣體能燃燒，但是它不同于氧氣，它是氫氣。
實驗表明：水電解后生成氫氣和氧氣。
［討論］（1）在水的電解實驗里，有新物質生成嗎？水發生了什么變化？
（2）在上述這個變化的前后，參與反應的元素種類有無變化？
［提問］實驗結果表明，水電解生成氧氣和氫氣兩種氣體，能不能說明水是由氧氣和氫氣組成的混合物？
［回答］不能。水是純凈物，應該說水是由氫（H）元素和氧（O）元素組成的。
［討論］理論上與正、負兩極相連的試管內匯集的氣體體積比應是1∶2，但在實驗操作中兩試管匯集的氣體體積比往往小于l∶2。這是為什么？
［回答］ 原因1：可能有部分氧氣與電極發生了氧化反應，使氧氣的體積偏少。
原因2：氧氣在水中的溶解能力比氫氣要稍大一些。
3.單質、化合物和氧化物
［提問］通過剛才的實驗，我們可以知道，水（H2O ）、 氫氣（H2）、氧氣（O2）雖然都是純凈物，但它們的組成卻各不相同。你能說說區別嗎？
［講解］氫氣是由氫元素組成的，氧氣是由氧元素組成的，而水中含有氫元素和氧元素。氫氣和氧氣都是由一種元素組成，而水是由兩種元素組成。
［結論］我們可以把這種組成中含有不同種元素的純凈物叫做化合物，而由同種元素組成的純凈物叫做單質。
［提問］想想看，你還知道哪些單質，哪些化合物呢？將你找的物質的化學符號，填在方框內。
［回答］1.單質：如O2、H2、N2
2.化合物：如H2O、CO2、Fe3O4、Al2O3、P2O5
［提問］CO2、P2O5、Fe3O4、MnO2、CO、SO2……，大家發現這些物質的組成有什么特點？
［回答］都是化合物，都含有氧元素，由兩種元素組成。
［講解］我們把這一類化合物叫做氧化物：由兩種元素組成，其中一種是氧元素的化合物?！∥镔|家族豐富多彩，運用分類的方法，可以幫助我們更好地認識這些物質。
［注意］①單質和化合物都必須是純凈物。由同種元素組成的物質不一定是單質，如O2和O3混合就不是單質，而是混合物。而由不同種元素組成的物質可能是化合物，也可能是混合物。②含有氧元素的化合物不一定是氧化物。如高錳酸鉀(KMnO4)就不是氧化物。
［歸納］物質的簡單分類
三、典例剖析
例1 下列關于電解水的敘述中錯誤的是（ ）
A.為增強水的導電性，常在水中加入一定量的稀硫酸或氫氧化鈉溶液
B.在水電解器中加滿水，然后接通直流電源
C.電解水的實驗證明水是由氫、氧兩種元素組成的
D.與電源正極相連的玻璃管內得到的氣體能在空氣中燃燒
【解析】加入一定量的稀硫酸或氫氧化鈉溶液，可以增強水的導電性，便于水的電解，A對，電解水時所用電源為直流電源，B對，電解水產生H2和O2，證明水是由氫、氧兩種元素組成的，C對，電源正極相連的玻璃管中得到的氣體是氧氣，O2只能支持燃燒而不能自己燃燒，D錯。
【答案】 D
例2 有關電解水實驗(如圖)的下列敘述，錯誤的是（ ）
A.試管甲中的氣體是氫氣
B.試管乙中的氣體是氧氣
C.該實驗證明水由氫氣和氧氣組成
D該實驗證明水由氫元素和氧元素組成
【解析】 從圖中看出，甲管中收集到的氣體是乙管的約2倍，故甲管是氫氣，乙管中是氧氣，故A、B對；電解水生成氫氣和氧氣，證明水是由氫氧兩種元素組成，而不是由氫氣和氧氣組成，故C錯D對。
【答案】 C
例3 有①石灰水，②高錳酸鉀，③冰水共存物，④空氣，⑤過氧化氫，⑥液氧，⑦鋁箔，⑧二氧化錳等八種物質。其中屬于混合物的有 （填序號），屬于單質的有 （填序號），屬于化合物的有 （填序號）。
【解析】 首先將物質分為混合物和純凈物兩大類。石灰水和空氣都是由多種物質組成的，是混合物，其余的是純凈物。純凈物再根據組成來判斷是單質還是化合物。如高錳酸鉀的化學式是KMnO4，是三種元素組成的化合物，冰水共存物實質都是水（H2O），是兩種元素組成的化合物，過氧化氫（H2O2）、二氧化錳（MnO2）也是兩種元素組成的化合物。液氧（O2）、鋁箔（Al）是同種元素組成的單質。
【答案】 ①④ ⑥⑦ ②③⑤⑧
四、課堂檢測
完成練習冊中本課時對應課堂作業部分
五、課堂小結
［提問］ 通過今天的學習，你有哪些收獲？
［小結］本節課通過電解水實驗認識到了水是由氫元素和氧元素組成的，初步建立“反應前后元素種類不變的觀念”，并學習了單質、化合物、氧化物等基本概念，進一步加深物質分類的思想，從而了解物質分類的多樣性。
六、布置作業
完成練習冊中本課時對應課后作業
課題3 水的組成
1.氫氣的性質
物理性質：無色無味的氣體，難溶于水，密度比空氣小。
化學性質：可燃性。
2.水的組成
（1）電解水的實驗：
①現象：出現氣泡，V正極∶V負極=1∶2（體積比）
②產物檢驗：
a.正極氣體：能使帶火星的木條復燃→氧氣
b.負極氣體：能夠燃燒，火焰呈淡藍色→氫氣
（2）水是由氫元素和氧元素組成的
3.單質、化合物和氧化物
（1）單質：由同種元素組成的純凈物。
（2）化合物:由不同種元素組成的純凈物。
（3）氧化物：由兩種元素組成，其中一種是氧元素的化合物。
本課題通過實驗證明了水的組成，學生比較有興趣，也很容易掌握，在介紹反應前后元素種類不變時學生很容易明白，并且能較好掌握。介紹有關單質、化合物、氧化物的等概念要注意它們的區別和聯系，然后通過練習不斷加深對概念的理解。

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