資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
九年級化學人教版·上冊
第四單元自然界的水
課題二 水的組成 導學案
學習目標
（1）通過氫氣的燃燒和水的電解實驗，認識水是由氫元素和氧元素組成的。
（2）通過水的電解實驗現象的證據推理，分別從宏觀和微觀視角認識水的成分，建構“物質由元素組成和微觀粒子構成的”和“化學變化中元素不變”的化學觀念。
（3）通過實驗、分子模型、圖像，從“宏觀、微觀、符號”相結合的角度認識物質的研究方法，體會科學探究與實踐的方法。
（4）能基于化學史實認識和分析科學家們研究水的組成的證據及推理方法，初步了解根據化合反應和分解反應來推斷純凈物的組成的科學思維。
（5）通過本節課的學習明確研究物質組成、性質是為了更好地利用物質的科學態度與責任。
溫故知新
水是______________由構成的。
水是______________ 由構成的。
1個水分子是由 ___________原子和 ___________原子構成。
水是由 ____________________________ 組成。
任務一：從“空氣的組成”到“水的組成”
思考：1、紅色粉末由哪些元素組成？
2、推理的依據是什么？
閱讀：課本第93頁化學史
任務二：水的生成實驗初探“水的組成”
自學教材：課本第91頁，找出氫氣的物理性質
2、化學性質（點燃純凈的氫氣－－安靜燃燒）
現象：產生 ____________ 色的火焰
干燥的燒杯內壁上有 _____________出現
（2）表達式： ______________________________
思考：通過氫氣在空氣中燃燒的實驗，你能推測出水是由什么元素組成的呢？
推測的依據是什么？
練習：課后習題95頁第六題（1）
任務三：水的電解實驗再探“水的組成”
【小組實驗探究并記錄實驗現象】
電解水現象
檢驗兩極氣體
交流討論
1、所用電源為直流電還交流電？
2、水中要加些稀硫酸或稀氫氧化鈉溶液目的？
3、電解水實驗時生成氫氣與氧氣的體積比常大于2：1，可能的原因有哪些？
練習：課后習題105頁第2題
任務四：微觀角度深探“水的組成”
【小組活動】 利用分子模型還原電解水的反應過程。
任務五：構建物質的分類觀——單質和化合物
【小組活動】以小組為單位完成物質的分類
課后習題95頁
1.下列物質中，屬于化合物的是( )。
A.食醋 B.白酒 C.糖水 D.水
3.下列各圖中不同大小和顏色的小球分別表示不同元素的原子。其中表示混合物是_______(填字母，下同)，表示純凈物的是________，表示單質的是_表示化合物的是____________
當堂檢測
1.（課本95頁，第2題）下列有關水的說法中，正確的是（ ）。
A.水由氫氣和氧氣組成
B.水分子由氫原子和氧原子構成
C.河水經過濾后就得到純水
D.水轉化為水蒸氣后水分子變大
2.（課本95頁，第6題） 從不同的角度研究物質是化學中常用的研究思路。請閱讀“科學史話-水的組成揭秘”，回答下列問題。
(2)在電解水的實驗中，兩個玻璃管上方產生的氣體分別是_______和________。
(3)水是由____________元素組成的，每個水分子是由___________________原子構成的。
(4)依據不同的分類標準，你認為水分別屬于哪些物質類別
3.（課本95頁，第5題改編）判斷下列敘述是否正確，并說理由
（1）電解水產生的氫氣與氧氣質量比為2∶1。
（2） 電解水的實驗說明水是由氫氣和氧氣組成的。
（3） 純凈的氫氣在空氣中燃燒的現象是：淡藍色火焰，放熱，
產物為水。
（4） 電解水的反應屬于分解反應。
（5） 自然界的物質都以化合物形式存在
（6） 冰與水混合得到混合物
（7） 是含氧元素的物質都是氧化物
4.（課本95頁，第4題）將下列物質分別按混合物、純凈物、單質、化合物、氧化物進行分類。
(1)空氣 (2)氧氣 (3)水蒸氣 (4)二氧化硫
(5)高錳酸鉀 (6)鐵粉 (7)氮氣 (8)四氧化三鐵
5.右圖是電解水的簡易裝置。試回答：
（1）根據圖判斷：
A是____氣；B是____氣；
C是____極；D是____極。
（2）為了增強水的導電性應在水中加入_______________。
（3）正負兩極氣體的體積比為:__________。
（4）該反應的文字表達為:_______________________；
屬于________反應。
課后作業：
1.發揮想象利用身邊的材料模擬氫
氣燃燒的微觀過程（例如彩泥、葡萄等）。
2. 《課時練》達標自測。
（1）水電解時在連接正極的一端上產生的氣體是（ ）
A.氧氣 B.氫氣 C.水蒸氣 D.無法確定
（2）電解水,當某一電極上產生5 ml氣體時，另一電極產生的氣體體積可能是（ ）
A.2.5 ml或5 ml B.5 ml或10 ml
C.10 ml或15 ml D.10 ml或2.5 ml
（3）用右圖裝置電解水，一段時間后的現象如圖所示。對該實驗的描述錯誤的是(　　)
A．a試管中收集到的是一種可燃性氣體
B．a、b兩試管中收集到的氣體的體積比約為1∶2
C．向水中加入少量硫酸，能增強導電性
D．該實驗能證明水是由氫元素和氧元素組成的
(3)①空氣②水③二氧化碳④液氧⑤礦泉水⑥氫氣⑦澄清石灰水⑧鐵⑨高錳酸鉀
屬于混合物的是______________________
屬于純凈物的是______________________
屬于單 質的是______________________
屬于化合物的是______________________
屬于氧化物的是_____________________________
(4)猜猜ABC與單質、化合物、氧化物對應關系
A ______________ ；B _____________；
C _______________；
水不屬于（ ）
A．混合物 B．純凈物 C．化合物 D．氧化物
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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九年級化學人教版·上冊
第四單元自然界的水
課題二 水的組成
教 學 設 計
在《義務教育化學課程標準（2022版）》的五個內容主題中，“水的組成”在內容上屬于主題2“物質的性質與應用”，課標中要求“認識水的組成”。
主題1“科學探究與化學實驗”是探究水的組成的手段，要求學生體會實驗探究和模型構建是化學科學研究的基本方法，通過實驗學習探究物質組成的一般思路，感悟科學家崇尚真理、勇于質疑的偉大精神。
主題3“物質的組成與結構”及主題4“物質的化學變化”是學習“水的組成”的目的，要求學生能從分子、原子等微觀視角認識物質，建立宏觀與微觀間的聯系并基于“宏觀-微觀-符號”多重表征認識化學變化的本質和對物質進行分類，促進學生化學變化觀的形成和發展。
本課題內容選自人教版初中化學（2024）九年級上冊第四單”自然界的水”課題二“水的組成”。在教材結構、內容銜接上具有著承上啟下的作用。
從知識內容看，本節教材內容主要包括了物質的性質與檢驗，探究物質組成的方法及物質分類三個方面內容，從“分與合、定性與定量”兩個角度分別探究了水的組成，從宏觀上的元素組成到微觀上氫原子和氧原子的個數比，借用水的分解反應引出物質的分類，體會科學研究的方法和過程，為后面的學習也提供了合理的思維模式。
從教材結構上看，本課題承接《我們的水資源》學習內容，此外對于前面物質的奧秘也有著鞏固的意義，對下能夠幫助學生理解質量守恒定律及化學方程式。
序號 知識點 具體內容
1 氫氣的燃燒 氫氣的性質；氫氣的驗純；定性認識水的組成；氫氣與氧氣化合的文字表達式
2 水的分解 電解水實驗探究；從定性和定量兩個角度認識水的組成；確定水中原子個數比；電解水的文字表達式以及微觀過程
3 物質的分類 單質與化合物的分類；認識氧化物
從教材欄目看，教材包括以下欄目，其作用是：
【科學史話】通過普利斯特里、卡文迪許、拉瓦錫三位科學家揭秘水的組成的化學史，學生能夠感受科學探究的不易及科學家敢于質疑權威、開拓創新的精神；學會從科學史中歸納出化合法和分解法師探究純凈物組成的方法，從定性及定量的角度初步認識水的組成。
【方法導引】科學探究和化學學習的基本思路和方法，與正文內容高度相關，是認識視角和思路的提升。依據課標要求對學生進行方法教育。
【學完本課題你應該知道】通過簡潔的知識概述，學生能夠清晰了解本課的學習目標，教師頁可以從中明確教學目標，量化評價目標
1. 了解水的物理性質；通過氫氣燃燒和電解水的實驗，認識水是由氫、氧兩種元素組成，它的符號為H2O；
2.通過水的電解實驗現象的證據推理，分別從宏觀和微觀視角認識水的成分，建構“物質由元素組成和微觀粒子構成的”，鞏固“在化學反應里，分子可以分成原子，而原子卻不能再分”的認識和“化學變化中元素不變”的化學觀念。。
3. 通過電解水實驗，結合分子、原子的知識從微觀的角度分析水分子的微觀構成，得出水的化學式；通過電解水的實驗，分子模型、圖像，從“宏觀、微觀、符號”相結合的角度認識物質的研究方法，體會科學探究與實踐的方法，培養學生觀察探究的能力和實事求的科學態度。
4. 能基于化學史實認識和分析科學家們研究水的組成的證據及推理方法，初步了解根據化合反應和分解反應來推斷純凈物的組成的科學思維。
5.通過對水的組成的認識，了解人類認識物質世界的過程和方法，樂于探究身邊的物質世界。
教學重點：電解水的實驗及根據實驗現象分析確定水分子的構成；依據現象及數據，推理生成物并寫出文字表達式，從元素守恒的角度推理水的組成及分子構成。
教學難點：水分解的微觀過程解釋，即從宏觀理解轉向微觀分析的推理過程；研究純凈物組成的基本方法。
易錯點：1.電解水實驗條件“通電”；2.電解水的實驗現象，正負極產物及質量、體積比。
易忘點：電解水的實驗現象，正負極產物及質量、體積比。
中考點：電解水的實驗現象和結論；根據水分解的微觀過程示意圖提供的信息回答有關水的組成、水分子構成、化學反應實質等問題。
教法：實驗法 啟迪法
學法：小組合作探究法 討論法 訓練學習法
回顧舊知導入新課：
教學環節一：從“空氣的組成”到“水的組成”
回顧拉瓦錫探究空氣的組成的相關實驗，通過分析紅色粉末的元素組成引出“化學變化中元素不變”的學科觀念，從中引出探究水的組成的方法。 教師活動：拉瓦錫探究空氣的組成的實驗裝置圖，回顧實驗中涉及的兩個化學反應。汞和氧氣在加熱的條件下生成了一種紅色粉末。繼續加強熱，又重新生成汞和氧氣。請同學們思考一下，紅色粉末由哪些元素組成 學生活動：思考回答 教師追問：推理的依據是什么？汞和氧氣屬于什么反應類型？紅色粉末中還有沒有其他的元素？ 學生活動：回答問題 教師再追問：汞和氧氣屬于什么反應類型？紅色粉末中還有沒有其他的元素？ 學生活動：回答問題 設計意圖：通過分析紅色粉末的元素組成引出“化學變化中元素不變”的學科觀念，從中引出探究水的組成的方法。例如探究水的組成可以通過生成水的化合反應，由化合反應中反應物元素的組成，推斷水的元素組成，也可以讓水發生分解反應，由生成物中元素的組成推斷水的元素組成。 學生活動：閱讀課本第93頁資料卡片，從科學家的探索過程確認探究水的組成的兩種方法：氫氣燃燒化合成水和水蒸氣的分解分解反應。通過燃燒產物推斷物質的元素組成，通過分解反應的產物推斷物質的元素組成。
教學環節二：水的生成實驗初探“水的組成”
通過氫氣燃燒實驗認識水的組成，體驗實驗在科學探究中的重要作用。 學生活動：自學氫氣性質(閱讀教材課本第91頁)，并完成學案相關填空。 教師活動：提問代表展示自學結果。 [演示實驗]點燃氫氣肥皂泡即氫氣爆炸實驗。 [播放視頻]有趣視頻和檢驗氫氣的純度。 [播放實驗視頻]點燃純凈的氫氣，并檢驗產物。過程中，教師注意提醒學生觀察火焰顏色和燒杯內壁的變化。 學生活動：觀察記錄實驗現象，書寫表達式。 教師活動：提問通過剛才演示的氫氣燃燒實驗，你能推測出水是由什么元素組成的呢 推測的依據是什么 學生活動：多數學生可能會根據化學變化前后元素守恒的思想，推知水中含有氫元素與氧元素。 [追問、提醒]剛才的燃燒實驗中，是氫氣在空氣中燃燒。學生活動：思考并回答問題。 [評析、過渡]這就是卡文迪許用氧氣來代替空氣得出準確結果的原因。所以我們要研究未知物的元素組成，要把未知物全部轉化為已知元素組成的物質，未知物向已知元素組成的物質轉化時，要盡量不引入新元素，防止出現干擾。 通過這個環節讓學生學會通過實驗現象收集證據并得出結論,同時體會氫氣燃燒化合成水是研究水的組成方法之一。
教學環節三：水的電解實驗再探“水的組成”
通過水的電解實驗再次認識水的組成，嘗試從定性、定量兩個角度去觀察實驗現象。 教師活動：展示并介紹實驗裝置一一霍夫曼水電解器，播放實驗視頻。 學生活動：觀看視頻，完成導學案 [（可設置分組實驗）學生分組實驗裝置一一與霍夫曼水電解器原理相同的簡易裝置、12V干電池、電池盒。] 教師活動：提問學生描述實驗開始時觀察到的現象。 學生活動：實驗初期從定性角度描述兩個電極都有氣泡冒出,正極端玻璃管產生氣泡速度慢，負極端玻璃管產生氣泡速度快。 [追問、點撥]提問學生描述教師已經進行了一段時間的演示實驗中的現象，強調要比較兩電解產生氣體的體積，從定量的角度觀察現象。 教師活動：根據拉瓦錫的實驗引導學生猜想兩個玻璃管產生的氣體，并提問如何檢驗氣體。學生活動：思考并回答問題。 [追問、提醒]在未知的情況下，如何知道正極就一定是氧氣 學生活動：明確兩種氣體都用燃著的木條來檢驗，更旺的是氧氣，被點燃有火焰產生的是氫氣。 [評析]在未知的情況下，均用燃著的木條來檢驗。 [實驗驗證]正極氣體使木條燃燒更旺，負極氣體能燃燒。 學生活動：學案上記錄現象，書寫表達式，展示該實驗結論：氫氣只含有氫元素，氧氣只含有氧元素，根據元素守恒，可推知水中含有氫元素與氧元素。 [交流活動]1、所用電源為直流電還交流電？ 2、水中要加些稀硫酸或稀氫氧化鈉溶液目的？ 3、電解水實驗時生成氫氣與氧氣的體積比常大于2：1，可能的原因有哪些？ [講解、點撥]強調：直流電；裝置內已經提前加滿了水，而且為了增加水的導電性，在水中加入了氫氧化鈉，也可以加硫酸鈉；氧氣與電極發生反應消耗了氧氣，相同條件下，氧氣在水中的溶解性比氫氣稍大。 [師生活動]水的電解實驗小結 [回扣]水是由什么元素組成？
教學環節四：微觀角度深探“水的組成”
從微觀角度通過對化學反應本質的分析，讓學生在已有證據的基礎上結合所給信息得出每個水分子時由兩個氫原子和一個氧原子構成的。通過分子模型體驗還原反應實質、畫圖，從“宏觀、微觀、符號”相結合的角度認識物質的組成。 教師講解：通過電解水實驗，從宏觀角度(實驗現象)上確定水是由氫、氧元素組成的，換一個角度，在微觀上一個水分子中氧原子和氫原子個數比是多少 [提供信息]在相同狀況下，宏觀氣體的體積比等于微觀下構成該氣體微粒的個數比。 學生活動：思考并回答問題。 [引導分析]根據化學變化前后原子的種類和和個數守恒，以及信息宏觀氣體的體積比等于微觀下構成該氣體微粒的個數比，可推知水水分子中氧原子和氫原子個數比是2：1。從數學角度分析水分子可能有多種組合，可能是H 0、H,O2、HO等等。 [講授]根據精確的實驗測定每個水分子是由2個氫原子和1個氧原子構成的，因為水可以表示為H20，出示2014年，中國科學家在電子顯微鏡下看到了水分子的圖片。[提問]水通電時，水分子是怎樣變化生成新分子的呢 [播放視頻] 學生活動：觀看視頻 [點撥]請學生利用分子模型還原電解水的微觀過程。 學生活動：體驗拼裝 教師活動：提問學生描述體驗模擬的水分解的微觀過程。 學生活動：回答當水分子分解時，生成了氫原子和氧原子，2個氫原子結合成1個氫分子，很多氫分子聚集成氫氣：2個氧原子結合成1個氧分子，很多氧分子聚集成氧氣。 [評析]通過我們的微觀實質，可得出電解水的另一結論：化學變化中分子可以再分，原子不能再分。 [點撥、拓展]請學生嘗試能在坐標圖像中畫出電解一定質量的水生成氣體的體積隨反應時間的變化圖像。 [歸納]結合學生繪制圖像以及電解水實驗現象，將電解水實驗總結為“正氧負氫、氧一氫二”，方便學生理解。
教學環節五：構建物質的分類觀
教師活動：展示氫氣、氧氣、水的宏觀物質，微觀結構和化學符號的圖片，建立三重表征之間的聯系，引導學生形成單質、化合物、氧化物的初步認識。 學生活動：回答并思考，并于閱讀教材94頁。 教師活動：明確給出單質的概念 教師追問：1. 水是單質嗎？2.空氣是單質嗎？3.你感得如何判斷某物質是否為單質呢？4.下列物質是單質嗎？層層遞進。強調：單質中一定只有一種元素，但只有一種元素的物質不一定是單質 學生活動：回答并思考。 同樣的方法引導學生學習化合物和氧化物的概念和之間的關系 師生活動：建立物質的分類模型 [歸納總結]這節課我們沿著科學家的腳步首先通過氫氣燃燒的實驗來定性研究了水的宏觀組成，又通過水的電解實驗進一步定量探究了水分子的微觀構成。由此我們可以得到啟示：要研究未知物的元素組成，可以把未知物全部轉化為已知元素組成的物質，在這個過程種要盡量不引入新元素，利用最簡單的化學反應類型化合反應、分解反應進行探究，然后根據反后的學習種我們還會接觸到更多的方法。應前后元素種類不變推斷未知物的元素組成。當然，這只是研究物質成分的方法之一，在以后的學習中我們還會接觸更多的方法。
練習鞏固和作業
板書設計
本節課教學圍繞預設目標，充分利用學案串聯學習任務，引導學生從已有經驗出發，沿著宏觀、微觀、符號”相結合的角度，逐步深化對水的組成的認知。通過課堂上學案展示、師生互動，對學生學習任務完成度及學習目標達成度進行即時評價與反饋。
評價結果表明 學生積極參與實驗設計，完成實驗操作，能從實驗現象、數據分析中逐步找到證據并推理歸納出水的組成，過程中對物質的元素觀以及水分子的微觀構成的理解進一步提高。可見，通過學案導學及目標評價的及時反饋，學生課堂參與度和教學目標達成度都比較高。
但是課題中明顯能看出學生在學習中還存在對元素守恒觀的理解深度還不夠，驗證實驗的設計在表達上不夠嚴謹以及在最后畫坐標圖不夠準確，學生課堂的參與度與活躍度都還可以進一步提高。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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