資源簡介

實驗活動2 水的組成及變化的探究導學案
教學目標
1. 認識水的組成。
2. 了解水在通電條件下發(fā)生的變化，進一步認識分解反應。
3. 進一步體會科學探究的過程和方法學習重難點
二、教學重點
教學重點：電解水的實驗和根據(jù)實驗現(xiàn)象分析確定水的組成元素。
三、自學過程（獨立完成）
1、回顧實驗活動1 探氧氣的實驗室制取與性質(zhì)的探究回想實驗活動探究流程
2、氫氣的燃燒
純凈的氫氣在空氣里安靜地燃燒，在火焰上方罩一個干燥的小燒杯，可觀察到燒杯壁上的現(xiàn)象 ，說明 。
四、電解水的實驗（小組合作）
1．電解水的實驗裝置
2．表達式
水氫氣+氧氣
3.實驗現(xiàn)象
通電后，電極上出現(xiàn)_______，一段時間后尖嘴玻璃管a和尖嘴玻璃管b中所收集的氣體體積比約為______。將帶火星的木條放在尖嘴玻璃管b的尖嘴處，打開活塞，木條______；將尖嘴玻璃管a移近酒精燈的火焰，打開活塞，氣體能夠______，火焰呈______。
4．檢驗
正極：將帶火星的木條伸入試管內(nèi)，木條復燃，該氣體是________。
負極：在試管口放置一根燃著的木條，氣體燃燒，發(fā)出________火焰，該氣體是氫氣。
5．結(jié)論
①電解水實驗中，水發(fā)生了_______反應，生成了______和______兩種新物質(zhì)。
②水不是一種元素，而是由______、_______兩種元素組成的。
自學檢測
1．下列有關水的敘述正確的是
A．水由液態(tài)變成氣態(tài)時，化學性質(zhì)不變
B．固態(tài)水中的微粒是靜止不動的
C．水是由氫、氧原子構(gòu)成的
D．水分子是由氫元素和氧元素組成的
2．我國神舟十一號飛船發(fā)射成功，使用的燃料中有液氫和液氧，下列說法中不正確的是
A．液氫是由原子構(gòu)成的
B．液氫和液氧的燃燒不會產(chǎn)生霧霾
C．液氧的作用是支持液氫燃燒
D．氫元素與氧元素的本質(zhì)區(qū)別是質(zhì)子數(shù)不同
3．下列物質(zhì)的用途僅與其物理性質(zhì)有關的是
A．氧氣用于急救病人
B．氫氣作清潔燃料
C．銅用于導線
D．稀有氣體作保護氣
4．航天飛機所用燃料之一為液氫，下列說法中屬于H2的化學性質(zhì)的是
A．液氫燃燒
B．氫氣是最輕的氣體
C．氫氣具有可燃性
D．燃燒產(chǎn)生淡藍色火焰
5．如圖是電解水實驗的裝置圖，下列說法錯誤的是
A．電解水過程中，分子可以分成原子，原子可以重新結(jié)合成新的分子
B．反應一段時間后，A、B玻璃管中產(chǎn)生的氣體體積比約為2∶1
C．用燃著的木條分別檢驗，A管的氣體使木條燃得更旺，B管的氣體被點燃
D．由電解水實驗得出結(jié)論：水是由氫、氧兩種元素組成的
6．下列有關水的說法中，不正確的是
A．水是一種常用的溶劑
B．保護水資源是全人類的責任
C．常用肥皂水來鑒別硬水和軟水
D．電解水得到的氧氣和氫氣的體積比為2∶1
7．在宏觀、微觀和符號之間建立聯(lián)系是化學特有的思維方式。根據(jù)電解水的實驗，回答下列問題。
（1）從宏觀上觀察：如圖所示，試管a和b中產(chǎn)生氣體的體積比約為_____，b中產(chǎn)生的氣體是_________（填化學式）。
（2）從微觀上分析：下列說法正確的是______（填字母）。
A．水是由氫氣和氧氣組成的
B．水是由氫原子和氧原子構(gòu)成的
C．每個水分子是由2個氫原子和l個氧原子構(gòu)成的
8．用“”和“”表示不同元素的原子，下列微觀示意圖能表示化合物的是
9．下列敘述正確的是
A．純凈物一定是化合物
B．混合物中可能只含一種元素
C．某物質(zhì)不是化合物就是單質(zhì)
D．某物質(zhì)含有氧元素，它一定是氧化物
10．下列各組物質(zhì)中，前者屬于單質(zhì)、后者屬于混合物的是
A．氮氣、蒸餾水
B．生鐵、稀鹽酸
C．二氧化碳、空氣
D．氫氣、大理石
11．某物質(zhì)經(jīng)分析只含有兩種元素，則該物質(zhì)
A．一定是化合物
B．可能是純凈物也可能是混合物
C．一定是氧化物
D．可能是單質(zhì)也可能是化合物
12．氮氣在物質(zhì)分類中屬于
A．單質(zhì)
B．化合物
C．氧化物
D．混合物
參考答案
自學檢測
1．A
【解析】A、水由液態(tài)變成氣態(tài)時，只是分子間距離發(fā)生改變，分子的種類不變，故化學性質(zhì)不變，故A正確；B、固態(tài)水中的微粒不是靜止不動的，故B錯誤；C、水分子是由氫、氧原子構(gòu)成的，故C錯誤；D、水是由氫元素和氧元素組成的，故D錯誤。故選A。
2．A
【解析】A、液氫是氫氣的的液態(tài)形式，是由氫分子構(gòu)成的，錯誤；B、液氫和液氧的燃燒生成物只有水，不會產(chǎn)生霧霾，正確；C、液氧的作用是支持液氫燃燒，放出大量熱，為火箭發(fā)射提供能量，正確；D、元素是具有相同質(zhì)子數(shù)即核電荷數(shù)的同一類原子的總稱，所以決定元素種類的是質(zhì)子數(shù)，氫元素與氧元素的本質(zhì)區(qū)別是質(zhì)子數(shù)不同，正確。故選A。
3．C
4．C
【解析】A、液氫燃燒，屬于化學反應；B、氫氣是最輕的氣體，密度屬于物理性質(zhì)；C、氫氣具有可燃性。屬于化學性質(zhì)；D、燃燒產(chǎn)生淡藍色火焰。屬于化學反應的現(xiàn)象。故選C。
5．C
6．D
【解析】A、水是最常見的溶劑，正確；B、水資源是有限的，要愛護水資源，正確；C、鑒別硬水和軟水用到的是肥皂水，加肥皂水攪拌，若是軟水會產(chǎn)生大量的泡沫，若是硬水則泡沫較少并會產(chǎn)生大量的浮雜，正確；D、電解水實驗中，正極產(chǎn)生的是氧氣，用帶火星的小木條檢驗，負極產(chǎn)生的是氫氣，可用燃燒法檢驗，正負兩極氣體的體積比為1∶2，錯誤。故選D。
7．（1）2∶1 O2
（2）C
【解析】電解水時正極生成的是氧氣，負極生成的是氫氣，氫氣是氧氣體積的2倍；水是由氫元素和氧元素組成；水分子由氫原子和氧原子構(gòu)成；每個水分子是由2個氫原子和l個氧原子構(gòu)成的
8．B
9．B
【解析】純凈物包括單質(zhì)和化合物，A錯誤；混合物可能是由含同一元素的兩種單質(zhì)組成，如O2和O3的混合物，B正確；物質(zhì)不是化合物，可能是單質(zhì)，也可能是混合物，C錯誤；由兩種元素組成且其中一種元素是氧元素的化合物叫氧化物，D錯誤。故選B。
10．D
【解析】A、氮氣是由氮元素組成的純凈物，屬于單質(zhì)；蒸餾水是由氫氧兩種元素組成的純凈物，屬于化合物，故A錯誤；B、生鐵是鐵的合金，其中有鐵、碳等多種物質(zhì)，屬于混合物；稀鹽酸是氯化氫氣體的水溶液，屬于混合物，故B錯誤；C、二氧化碳是由碳氧兩種元素組成的純凈物，屬于化合物；空氣中含有氮氣、氧氣等多種物質(zhì)，屬于混合物，故C錯誤；D、氫氣是由氫元素組成的純凈物，屬于單質(zhì)；大理石的主要成分是碳酸鈣，還含有其它雜質(zhì)，屬于混合物，D正確。故選D。
11．B
【解析】由多種物質(zhì)混合而成的是混合物；由一種物質(zhì)組成的是純凈物；只由一種元素組成的純凈物，是單質(zhì)；由兩種或兩種元素組成的純凈物，是化合物；只由兩種元素組成，其中一種是氧元素，屬氧化物。該物質(zhì)含有兩種元素，由概念可知，該物質(zhì)可能是混合物或化合物，若是化合物，可能是氧化物。故選B。
點睛：將物質(zhì)分類從大的方面開始分，即先根據(jù)組成的物質(zhì)種類分純凈物和混合物，再在純凈物的基礎上繼續(xù)分類成化合物和單質(zhì)。但不管是化合物或單質(zhì)，一定屬于純凈物。
12．A實驗活動二 水的組成及變化的探究教學設計
教學目標
1. 認識水的組成。
2. 了解水在通電條件下發(fā)生的變化，進一步認識分解反應。
3. 進一步體會科學探究的過程和方法。
二、設計思路
教材在探討“水的組成及變化的探究”這一主題時，通過電解水實驗這一經(jīng)典的科學實驗，引導學生深入了解水的組成。教材已介紹了水的物理性質(zhì)，為后續(xù)探究奠定基礎。隨后，通過電解水實驗，學生能夠直觀地觀察到水在通電條件下分解成氫氣和氧氣的現(xiàn)象，從而理解水是由氫元素和氧元素組成的化合物。這一部分內(nèi)容不僅幫助學生掌握了水的組成，還初步建立了化學反應前后元素種類不變的科學觀念，還為學生設計實驗活動奠定基礎。
三、教材分析
此外，教材還注重培養(yǎng)學生的實驗探究能力和科學素養(yǎng)，通過引導學生觀察實驗現(xiàn)象、分析實驗結(jié)果、得出結(jié)論等步驟，培養(yǎng)學生的觀察、分析和推理能力。
四、教學重點
教學重點：電解水的實驗和根據(jù)實驗現(xiàn)象分析確定水的組成元素。
五、教學難點
教學難點：用分子、原子的知識解釋水的電解過程，即從宏觀現(xiàn)象轉(zhuǎn)向微觀分析。
六、教學過程
1. 引入新課
通過視頻“水的組成研究歷史”引入新課，激發(fā)學生的好奇心和求知欲。
已學習了氫氣的燃燒可探究水的組成 ，那還有什么方法呢？拓展學生思維。
回顧實驗活動1 探氧氣的實驗室制取與性質(zhì)的探究回想實驗活動探究流程
電解水實驗
（1）實驗目的
1. 認識水的組成。
2. 了解水在通電條件下發(fā)生的變化，進一步認識分解反應。
3. 進一步體會科學探究的過程和方法。
（2）實驗原理
實驗裝置
（4）實驗步驟：
將水電解器的兩個電極插入水中，加入少量硫酸或氫氧化鈉以增強導電性。
接通低壓電源，觀察兩電極上的現(xiàn)象及氣體的體積變化。
實驗現(xiàn)象：
兩電極上都有氣泡產(chǎn)生。
正極產(chǎn)生的氣體體積較少，能使帶火星的木條復燃；負極產(chǎn)生的氣體體積較多，能燃燒并發(fā)出淡藍色火焰。
(5)檢驗
用帶火星的木條檢驗正極產(chǎn)生的氣體（氧氣），使其復燃；用點燃的火柴檢驗負極產(chǎn)生的氣體（氫氣），觀察其燃燒現(xiàn)象。
(6)結(jié)論與討論：
水在通電的條件下可以分解成氫氣和氧氣。
根據(jù)化學反應前后元素種類不變的原則，可以推斷出水是由氫元素和氧元素組成的。
微觀解釋
利用多媒體展示水的電解過程的微觀動畫，幫助學生理解在電解過程中水分子如何分解成氫原子和氧原子，然后這些原子再重新組合成氫分子和氧分子的過程。
3、鞏固練習
設計一些練習題或討論題，讓學生運用所學知識解決實際問題，如計算水電解后產(chǎn)生的氫氣和氧氣的體積比、質(zhì)量比等。
課外作業(yè)
拓展討論：設計實驗活動二氧化碳的組成及變化的探究。(共20張PPT)
實驗活動2 水的組成
及變化的探究
第四單元 自然界的水
水的組成揭秘
實驗4-4：氫氣的燃燒
現(xiàn)象：產(chǎn)生淡藍色火焰，放出大量的熱，燒杯內(nèi)壁凝結(jié)有水霧。
交流討論：根據(jù)化學反應前后元素種類不變，該實驗說明水是由氫元素氧元素組成。
點燃
氫氣 + 氧氣 水
H2 O2
我們通過化合反應已知道水的組成那么還有什么方法驗證水的組成？
分解反應----水的電解
我們已學過實驗活動1 氧氣的實驗室制取與性質(zhì)
流程：
目的
原理
裝置
步驟
檢驗
實驗活動2 水的組成及變化的探究
1. 認識水的組成。
2. 了解水在通電條件下發(fā)生的變化，進一步認識分解反應。
3. 進一步體會科學探究的過程和方法。
實驗目的
01
實驗原理
水 氫氣 + 氧氣
(H2O) (H2) ( O2)
通電
02
水電解器、學生電源、燒杯、鐵架臺（帶鐵圈和滴定夾）、酒精燈、導線、火柴、硫酸鈉溶液（或氫氧化鈉）、木條、蒸餾水。
實驗裝置
03
水的電解
水電解器
球型漏斗
刻度玻璃管
電極
1、在水電解器的玻璃管里注滿水接通直流電。
水中加少量氫氧化鈉或稀硫酸溶液，以增強溶液的導電性
純水導電嗎？
04
實驗步驟
水的電解
分組實驗
2.在電解器玻璃管里加滿水，接通直流電源，觀察并記錄現(xiàn)象，5分鐘后，記錄兩極產(chǎn)生氣體的體積。
兩電極 正極端的玻璃管 負極端的玻璃管
現(xiàn)象 氣體體積為 mL 氣體體積為 mL
比較兩支玻璃管中的現(xiàn)象差異
04
實驗步驟
水的電解
分組實驗
現(xiàn)象：
通電后，電極上有氣泡產(chǎn)生；氣泡產(chǎn)生的速度正極慢，負極快；一段時間后負極產(chǎn)生的氣體的體積是正極的2倍。
04
實驗步驟
水的電解
知識準備
問題1：如何檢驗一集氣瓶中盛的是氧氣？
將帶火星的木條伸入集氣瓶中，如果木條復燃，則證明集氣瓶中盛的是氧氣。
問題2：結(jié)合氫氣的化學性質(zhì)，思考如檢驗氫氣？
純凈的氫氣能在空氣里燃燒，產(chǎn)生淡藍色火焰。因此可以用點燃的方法來檢驗氫氣。
檢驗
05
水的電解
討論和結(jié)論
問題1：水是否發(fā)生了分解反應？生成了幾種新物質(zhì)？
水 氫氣 + 氧氣
(H2O) (H2) ( O2)
通電
問題2：說明水是由什么元素組成的呢？
氫氣是由氫元素組成
氧氣是由氧元素組成
水由氫元素和氧元素組成
化學變化中
元素種類不變
06
水的電解
微觀分析
變化前
變化中
變化后
水分子分裂為 和 ，氫原子結(jié)合為 ，氧原子結(jié)合為 。
氫原子
氧原子
氫分子
氧分子
06
討論和結(jié)論
探 究 實 驗
操作
現(xiàn)象
結(jié)論
2.切斷上述裝置中的電源，分別用帶火星的木條和燃著的木條在兩個玻璃管尖嘴口檢驗電解反應中產(chǎn)生的氣體，觀察并記錄發(fā)生的現(xiàn)象。
與正極相連的試管中的氣體能使帶火星的木條復燃；
與負極相連的試管中的氣體能燃燒，發(fā)出淡藍色火焰。
水的組成
氧氣
氫氣
水 氫氣 + 氧氣
(H2O) (H2) ( O2)
通電
氫氣是由氫元素組成
氧氣是由氧元素組成
水由氫元素和氧元素組成
化學變化中
元素種類不變
小結(jié)
1、右圖是電解水的實驗裝置，請回答：
（1）A端為電源的 （填“正”或“負”）極。
（2）檢驗D中氣體的方法是：
（3）該實驗說明水是由 組成。
(4) 若實驗中得到的氫氣和氧氣的體積比大于2:1，原因可能是 。
負
取一根帶火星的木條放在D試管內(nèi)，若木條復燃，則D為氧氣
氫元素和氧元素
氧氣溶于水的能力比氫氣強
水的電解
典例精講
練習
2、(2024福建廈門思明期中)實驗小組用如圖所示裝置完成電
解水的實驗并收集產(chǎn)生的氣體,下列說法錯誤的是 (　 )
A.a端應連接電源的負極
B.c、d兩管收集到的氣體的質(zhì)量比為2∶1
C.c管中的氣體先收集滿
D.該實驗說明水由氫、氧元素組成
練習
根據(jù)水的組成及變化的探究分小組查閱資料
設計實驗活動二氧化碳的組成及變化的探究
學以致用
謝謝
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