資源簡介

第四單元　自然界的水
課題3　水的組成
設計說明 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、原子的種類不變等規律。 教學目標 【知識與技能】 認識水的組成，了解并區分單質和化合物。 【過程與方法】 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。 【情感、態度和價值觀】 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。 重點難點 教學重點 水的組成以及單質與化合物的概念。 教學難點 對單質、化合物概念的理解以及判別。 教學方法 探究法：通過分析水的生成和水的分解實驗，認識水的組成。 歸納法：通過對比分析氧氣和水的組成，歸納出單質、化合物以及氧化物的概念。 教具、學具 1.計算機多媒體教學系統、CAI課件等。 2.儀器：霍夫曼電解水裝置、12V低壓直流電源、酒精燈、火柴等。 3.藥品：水、氫氧化鈉溶液，小木條等。 授課時數 2課時 第一課時　水的生成與分解 教學過程 導入新課 《國語》中的《鄭語》里明確地提出金、木、水、火、土是構成萬物的基本物質元素，同時還提出不同的物質元素在一起，方能相互作用，產生新物質，如果只是同一物質元素，那是產生不出新物質的?？梢娫诠湃丝磥硭菢嫵扇f物的基本物質元素之一。 【教師提問】水是我們的生產、生活中最重要的物質之一。你們能說出它的常見用途嗎？根據生活經驗，請學生自己歸納水的用途。（提問2～3人） 【教師點撥】水用于維持生命、灌溉農田、工業用水、水上交通…… 【教師展示】展示一瓶蒸餾水。 【教師提問】純凈的水有哪些物理性質？（顏色、氣味、狀態、沸點、凝固點） 【學生回答】甲生：水是無色、無味的透明液體。 乙生：水的沸點是100 ℃，水的凝固點是0 ℃。 【教師講述】教師糾正、歸納并聯系自然現象、生活實際適當做些拓展。 講授新課 天氣漸暖，市面上售賣的卡通氣球又多了起來。這些氣球造型各異、五彩繽紛，吸引了許多小朋友的注意。這些能高高飄起的氣球，充裝的大多是氫氣。一些家長也知道，氫氣遇明火甚至靜電就可能燃燒、爆炸，而且國家有明文規定:在公共場所禁止灌充、釋放氫氣球。 一、氫氣的性質 【教師講述】 1.氫氣的物理性質：無色無味的氣體，難溶于水，密度比空氣小。 2.氫氣的化學性質：能燃燒，產生淡藍色火焰，在火焰上方罩一燒杯，杯壁有水霧。反應的文字表達式如下： 氫氣+氧氣水 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的方法來檢驗。 【教師提問】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？ 【教師講述】使用氫氣時，要注意安全。點燃氫氣前，一定要檢驗氫氣的純度。 3.氫氣的驗純方法 由于氫氣具有可燃性。若氫氣中混有空氣或氧氣，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。 【課件展示】氫氣純度的檢驗方法 【實驗演示】教材第79頁實驗4-5：氫氣在空氣里燃燒。 【歸納總結】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。 二、水的分解 【教師點撥】在很長的一段時間里，水曾被看作是一種元素。既然古人認為水是一種元素，也就是說他們認為水不可以繼續分解。那么，水到底能不能分解呢 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。 【教師展示】介紹水電解器及電解液（在水電解器的玻璃管里注滿水，在水中加入少量硫酸鈉或氫氧化鈉溶液，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） 【教師提問】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？ 【學生回答】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。 【教師提問】片刻后，比較兩支玻璃管中產生氣體的體積。 【學生回答】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，氫二氧一） 【教師講述】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。 【實驗演示】用一根帶火星的木條檢驗正極產生的氣體。注意觀察現象。 【學生回答】木條復燃，說明這種氣體是氧氣。 【實驗演示】用一根點燃的火柴檢驗負極產生的氣體。注意觀察現象。 【學生回答】看到微弱的淡藍色火焰（或聽到爆鳴聲）。 【教師講述】這種氣體能燃燒，說明不同于上一種氣體，是氫氣。 【歸納總結】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。水通電分解的文字表達式如下： 水　　氫氣　+　氧氣 （H2O）　　（H2）　 （O2） 【學生討論】（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？ 【教師提問】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？ 【學生回答】不能。水是純凈物，應該說水是由氫元素（H）和氧元素（O）組成的。 【學生討論】理論上與正、負兩極相連的玻璃管內匯集的氣體體積比應是1∶2，但在實驗操作中兩玻璃管匯集的氣體體積比往往小于l∶2。這是為什么？ 【學生回答】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強一些。 課堂小結 今天同學們主要學習了電解水的實驗，電解水實驗大家要明確以下幾個問題： 1.加入硫酸鈉或氫氧化鈉的目的：增強水的導電性。 2.實驗現象：在電極附近有氣泡生成；過一段時間后，正極所連玻璃管內產生的氣體體積與負極所連玻璃管內產生的氣體體積之比為1∶2。 3.檢驗方法：正極產生的氣體能使帶火星的木條復燃，為氧氣；負極產生的氣體能燃燒，為氫氣。 4.實驗結論：水電解后生成氫氣和氧氣。 當堂達標 1.檢驗氫氣的純度時，用右手拿充滿氣體的試管，用拇指堵住管口，移近火焰時應（　　） A.管口向下 B.管口向上 C.試管保持水平，管口向前 D.試管保持水平，管口向后 答案：A 2.檢驗氫氣的純度時，判斷氫氣較純的現象是 （　?。?A.沒有聽到聲音　　 B.聽到很小的聲音 C.聽到尖銳的聲音 D.試管爆裂 答案：B 3.在電解水的實驗中，接電源正極的一端產生V mL氣體，接電源負極的一端（　　） A.產生V mL氫氣　　 B.產生V mL氧氣 C.產生2V mL氫氣 D.產生2V mL氧氣 答案：C 4.在電解水的實驗中可以直接觀察到的現象是（　?。? A.水是由氫、氧元素組成的 B.有氫氣和氧氣產生，且體積比為2∶1 C.每個水分子是由兩個氫原子和一個氧原子構成的 D.兩電極均冒氣泡，a管內氣體與b管內氣體的體積比約為2∶1 答案：D 5.如圖是電解水的示意圖。關于電解水的下列說法中，正確的是（　　） A.理論上得到氧分子和氫分子的個數比為2∶1 B.理論上若得到8 mL的氧氣，可同時得到1 mL氫氣 C.理論上若得到4 g氫氣，可同時得到32 g氧氣 D.該反應說明水是由氫氣和氧氣組成的 答案：C 板書設計 第四單元　自然界的水 課題3　水的組成 第一課時　水的生成與分解 一、氫氣的性質 1.物理性質：無色無味的氣體，難溶于水，密度比空氣小。 2.化學性質：可燃性。 3.氫氣的驗純。 二、水的分解 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： ①正極氣體：能使帶火星的木條復燃→氧氣 ②負極氣體：能夠燃燒，火焰呈淡藍色→氫氣 （3）文字表達式：水氫氣+氧氣（分解反應） （H2O） （H2）（O2） 2.水電解后生成氫氣和氧氣 第二課時　水的組成與物質的分類 教學過程 回顧思考 1.通常狀況下，氫氣是一種　　　　色　　　　味的氣體，　　　　溶于水，密度比空氣　　　　。 答案：無　無　難　小 2.點燃氫氣前，一定要先　　　　，若發出　　　　，表示氫氣不純，若發出　　　　，表示氫氣較純。 答案：驗純　尖銳的爆鳴聲　微弱的聲音 3.電解水時，與電源正極相連的電極產生的是　　　　氣體，與電源負極相連的電極產生的是　　　　氣體，二者的體積比大約是　　　　。 答案：氧氣　氫氣　1∶2 導入新課 地球是一個美麗的藍色水球，水是地球表面數量最多的天然物質，地球表面約71%被水覆蓋著。水的真面目第一次被揭開是在18世紀中葉，英國化學家普利斯特里常在朋友們面前表演這樣一個有趣的實驗:他拿一個空瓶子在朋友們面前晃幾下，然后迅速地把一支燃著的蠟燭靠近空瓶，“啪”的一聲巨響，同時瓶口吐出長長的火舌，隨后就熄滅了，朋友們都瞠目結舌，望著滿臉驚詫與迷惑的朋友們，普利斯特里得意地說出了其中的奧秘:原來瓶子里早已裝滿兩種沒有顏色的氣體——氫氣和空氣。氫氣是一種爆炸氣，少量氫氣與空氣混合達一定程度后一遇火就會發出巨大的聲響——“爆鳴”。這種混合氣體，在化學上叫爆鳴氣。 有一次，當他又表演完這個實驗后，無意中發現瓶壁上有不少水珠，普利斯特里起初以為是瓶子沒有擦干，于是他用干燥的瓶子又重新做了幾遍。可一次又一次的結果表明:確實是生成的水。可是普利斯特里始終認為水是一種元素，沒有對水的組成做出正確的解釋。 講授新課 三、水的組成與構成 【教師點撥】通過電解水的實驗，我們知道水分解生成了氫氣和氧氣，如何正確地解釋水的組成呢 下面我們一起來學習與水的組成有關的內容。 1.水的組成 【教師提問】在水的電解實驗里，水發生了什么變化 【學生回答】在電解水的實驗中產生了新物質，水發生了化學變化。 【教師點撥】這個反應中，水為反應物，反應條件為通電，生成物為氫氣（H2）和氧氣（O2），所以可表示為水（H2O）氫氣（H2）+氧氣（O2）。 【教師提問】水是由什么元素組成的呢 氧氣、氫氣可以再分嗎 【歸納總結】通過下列圖示可知:水是由氫元素和氧元素組成的。 2.水分子的構成 【學生討論】在電解水的實驗中，有新物質生成嗎 水發生了什么變化 【歸納總結】有氫氣和氧氣生成，說明電解水發生了化學變化。 水氫氣 + 氧氣（分解反應） （H2O） （H2） （O2） 【教師提問】水電解時，水分子分裂成氫原子和氧原子。原子能重新組合生成另一些分子，因此原子是化學變化中的最小微粒。那么究竟幾個氫原子和幾個氧原子能構成一個水分子呢 【教師展示】水分解的微觀過程: 【教師講述】實驗測得電解時產生的氫氣和氧氣的體積比約為2∶1，可以認為水電解時產生的氫氣和氧氣的分子數目之比約為2∶1。氫氣和氧氣的分子都是雙原子分子，所以可推測1個水分子中氫、氧原子個數比也約為2∶1。 【歸納總結】事實上人們經過大量精確的實驗測定，證實1個水分子是由2個氫原子和1個氧原子構成的。 四、單質和化合物 【教師提問】通過剛才的分析，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？ 【教師講述】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的，而水是由兩種元素組成的。 【歸納總結】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。 【教師提問】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。 　　 【學生回答】單質：如O2、H2、N2 化合物：如H2O、CO2、Fe3O4、Al2O3、P2O5 【教師提問】我們學過的CO2、P2O5、Fe3O4、MnO2、CO、SO2，大家發現這些物質的組成有什么特點？ 【學生回答】都是化合物，都含有氧元素，由兩種元素組成。 【教師講述】我們把這一類化合物叫做氧化物，即由兩種元素組成，其中一種是氧元素的化合物。物質家族豐富多彩，運用分類的方法，可以幫助我們更好地認識這些物質。 （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。 【歸納總結】物質的簡單分類 課堂小結 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。 當堂達標 1.下列各物質中屬于單質的是（　?。?A.蘇打（碳酸鈉）　　　　　　B.銅 C.干冰（二氧化碳）　　　　　D.含碳3%的生鐵 答案：B 2.下列物質屬于化合物的是（　?。?A.空氣　　　B.氧氣　　　　　C.生鐵　　　　　　D.氯化鉀 答案：D 3.下列有關電解水實驗的說法中，錯誤的是（　?。?A.與正極相連的電極產生氧氣 B.與負極相連的電極上產生的氣體能燃燒 C.產生氧氣、氫氣的質量比為2∶1 D.可以證明水是由氫、氧兩種元素組成的 答案：C 4.下列說法中正確的是（　?。?A.水電解生成氫氣和氧氣，說明水中含有氫分子和氧分子 B.在水電解的反應中，氫原子和氧原子都沒有發生變化 C.水的蒸發和水的電解都生成氣體，它們都是化學變化 D.物質在變化中所表現出的性質，就是物質的化學性質 答案：B 5.下列說法中正確的是（　?。?A.化合物中一定含有不同種元素 B.只含有一種元素的物質一定是純凈物 C.混合物一定由不同種分子構成 D.含氧元素的物質一定是氧化物 答案：A 6.水是一種重要的資源。 （1）如圖所示的兩個實驗，A中試管2內得到的氣體為　　　?。籅中小卵石、石英砂和蓬松棉的作用是　　 　。 　　 A.水的電解　　　B.水的凈化 （2）水在通電作用下可以分解，在此過程中沒有發生變化的是　　　　 （填字母）。 A.水分子的數目 　　　　　B.組成水的元素種類 C.水的總質量 　　　　　　D.構成水分子的原子種類 答案：（1）氧氣　過濾?。?）BD 板書設計 第四單元　自然界的水 課題3　水的組成 第二課時　水的組成與物質的分類 三、水的組成和構成 1.水是由氫元素和氧元素組成的。 2.1個水分子由2個氫原子和1個氧原子構成。 四、單質和化合物 1.單質：如O2、H2、N2。 2.化合物：如H2O、CO2、Fe3O4、Al2O3、P2O5。 3.氧化物：由兩種元素組成，其中一種元素是氧元素的化合物。 教學反思

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