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實驗活動2 水的組成及變化的研究
本實驗部分是活動與探究，由學生進行燃燒氫氣和水的電解實驗。前面的課題中，我們已經初步認識了水的組成，并了解了科學家們探究水的組成的“科學史話”，本課題更加注重引導學生體會科學探究的過程和方法，通過動手實驗、觀察、分析、總結、得出結論，完整的進行一個簡單的探究過程，加鍛煉實驗操作技能的同時加深學生對水的組成的系統認識。
本課題的實驗操作相對簡單，關鍵在于觀察和分析。在教學過程中，應注意引導學生構建研究物質組成的一般思維模型，提升證據推理素養。
課題 水的組成及變化的研究 課型 新授課
素養目標 1.通過氫氣燃燒和電解水實驗，認識水的組成，初步了解人類認識水的組成的過程和方法，構建出研究物質組成的一般思維模型。 2.通過分析氫氣燃燒和電解水實驗中的現象和結論之間的關系以及得出水的組成的過程，提升證據推理素養。
教學重點 探究水的組成。
教學難點 研究物質組成的基本方法。
教具準備 儀器：水電解器、燒杯、帶尖嘴的玻璃導管、直流電源、鐵架臺( 帶滴定夾)、酒精燈、彈簧夾、導線、木條、火柴。 試劑：硫酸鈉溶液(或氫氧化鈉溶液)。
課前預習 不純的氫氣點燃時可能發生爆炸，因此點燃氫氣前必須驗純。若點燃氫氣時，發出尖銳爆鳴聲，表明氣體不純，聲音很小則表明較純。 氫氣具有可燃性，火焰呈藍色；氧氣具有助燃性，能使帶有火星的木條復燃。 在電解水的實驗中，正極產生的氣體是氧氣，負極產生的氣體是氫氣，它們的體積比為1∶2，此實驗證明了水在通電的條件下分解生成氫氣和氧氣，說明水是由氫元素和氧元素組成的。
備課筆記
新課導入 18世紀末，英國化學家普里斯特利和英國科學家卡文迪什的實驗實際已經揭示水不是一種元素，可惜兩位科學家受當時錯誤觀念的束縛，沒能認識這一點，反將其解釋為兩種氣體里都含有水。而拉瓦錫在總結前人的經驗的基礎上得出了正確的結論：水不是一種元素，而是“易燃空氣”與氧形成化合物。下面我們通過實驗來認識一下水的組成。
進行新課 實驗1 氫氣燃燒 ［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。 ［拓展］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，所以常用點燃氣體的方式來檢驗，若氣體燃燒產生淡藍色火焰則生成的氣體為氫氣。 ［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，表明氫氣較純。 ［演示］教師演示氫氣的檢驗操作。（注意按學生保持安靜和安全距離） ［布置任務］回憶氫氣在空氣里燃燒的實驗，完成下面表格。
備課筆記
進行新課 ［總結］（1）氫氣燃燒的反應可表示為氫氣+氧氣→水，其符號表達式為H2+O2H2O。 （2）氫氣由氫元素組成，氧氣由氧元素組成，根據化學反應前后元素的種類不變，可推理出水由氫元素和氧元素組成。 實驗2 水的分解 ［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或硫酸鈉溶液，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，接通直流電源。） ［演示］教師演示電解水實驗，在電解器玻璃管中加滿水(水中加入少量硫酸鈉溶液或氫氧化鈉溶液)，用導線連接電解器與電源。接通直流電源。 ［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？片刻后，比較兩支玻璃管中產生氣體的體積。 ［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。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］切斷電源，用一根燃著的木條檢驗正極產生的氣體。注意觀察現象。 ［回答］木條燃燒變旺盛，說明正極產生的氣體是氧氣。 ［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］看到氣體被點燃，產生微弱的淡藍色火焰(或聽到爆鳴聲)。 ［講解］這種氣體能燃燒，說明負極產生的是氫氣。實驗表明：水電解后生成氫氣和氧氣。反應的符號表達式為
備課筆記
規律總結：
由于氧氣不易溶于水，且密度比空氣略大，因此可用排水法或向上排空氣法收集。用向上排空氣法收集時導管必須伸到接近集氣瓶底部，以便于排出集氣瓶內的空氣。
特別提醒：
加入少量硫酸鈉溶液或氫氧化鈉溶液，可增強水的導電性。
注意事項：
控制玻璃管活塞的開啟程度，使氣體慢慢放出。
打開活塞前，注意切斷電源。
方法點撥：
檢驗氧氣時，使用帶有火星的木條能使現象更明顯，因此在實驗中用帶有火星的木條檢驗氧氣的操作十分常見
進行新課 H2OH2+O2 ［討論］1.水在通電時發生了什么變化 生成了哪幾種物質 2.哪些證據可以證明水是由氫、氧兩種元素組成的 ［結論］1.水在通電時發生了化學變化，生成了兩種物質，分別是氫氣和氧氣。2.水電解質生成了氫氣和氧氣，氫氣在空氣中燃燒生成了水，都能說明水中含有氫元素和氧元素。
教學板書 實驗活動2 水的組成及變化的研究 1.水的生成： ①反應的文字表達式：H2+O2H2O。 ②結論：氫氣在空氣中燃燒有水生成，說明水中含有氫元素和氧元素 2.水的分解 ①反應的文字表達式：H2OH2+O2 ②結論：水通電分解生成氫氣和氧氣，說明水中含有氫元素和氧元素。
課堂小結 學生通過實驗操作，知道了如何電解水實驗的操作步驟和注意事項，以及點燃可燃性氣體需要先驗純。系統的認識了水的組成，并逐漸形成一定的獨立完成實驗的能力。在做點燃氫氣的實驗時，要特別注意安全，實驗過程中需佩戴護目鏡。
難題 解答 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
備課筆記
布置作業：完成本課時對應練習，并提醒學生預習下一節的內容。
教學反思 本節課，回憶了氫氣和氧氣的基本性質，便于在實驗中鑒別是否有氫氣和氧氣的生成，氫氣的檢驗與燃燒實驗由教師進行演示，確保了實驗現象的可視性，應盡可能方便學生觀察實驗現象。電解水的實驗可以有學生自行操作，教師要時刻保持警惕，注意糾正學生的操作，并確保實驗順利進行。學生對實驗活動的實踐興趣較高，操作也較簡單，本活動除了引導學生觀察、分析、總結外，也要引導學生形成安全實驗的觀念。
教學反思 教學過程中老師的疑問：
教師點評和總結：
備課筆記
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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