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第四单元 自然界中的水
课题3 水的组成
1. 认识水的组成。
2.了解氢气的性质。
3.知道单质、化合物的概念,能区分常见的物质中哪些属于单质,哪些属于化合物。
学 习 目 标
你听说过 “五行”吗?
中国的五行是“金、木、水、火、土”,我们的祖先认为这是组成世界的五种基本元素。
与此同时,西方很长时间也把组成世界的元素定义为“水、火、土、气”。
之所以把水当成一种元素,是因为它性质很稳定,而且对很多的变化起到了很基础的作用。
但是,水是一种元素吗?还是由其他元素组成的?
让我们回顾历史,看看科学家们是怎样发现水的奥秘的……
普利斯特里
卡文迪什
拉瓦锡
——18世纪末的三位科学家
水的奥秘的探索历程
阅读课本P81 资料卡片《水的组成揭秘》
人们对水组成的认识,始于一种“易燃气体”——氢气。
1.物理性质
无色、无臭、难溶于水的气体,密度比空气的小。
排水法
向下排空气法
氢气
实验4-5 在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气,观察火焰的颜色。然后在火焰上方罩一个冷而干燥的小烧杯,过一会儿,观察烧杯壁上有什么现象发生。
现象:产生淡蓝色火焰,放热,罩在火焰上方的烧杯内壁出现水雾。
说明:氢气具有可燃性
文字表达式:
氢气+氧气 水
H2 O2 H2O
点燃
氢气
2.化学性质
混有一定量空气或氧气的氢气遇明火会发生爆炸。
因此,点燃氢气前一定要检验氢气纯度。
可以简单记为:“堵、靠、听”
发出尖锐的爆鸣声说明氢气不纯。
现象与解释:
声音很小说明氢气较纯;
①用拇指堵住集满氢气的试管口
②靠近火焰,松开拇指点火
③听声音是否稳定
氢气
3.氢气的验纯
观察氢气燃烧的文字表达式:
想一想,水是一种元素吗?
该反应证明了水不是一种元素!反应前后元素种类是不变的,所以水是由氢、氧两种元素组成的。
为了更好的解释水的组成问题,人们又研究了电解水的实验。
氢气+氧气 水
点燃
1. 在漏斗中加入足量的水,排尽装置中的空气。(水中通常加入少量硫酸或氢氧化钠来增强导电性)
电解水实验装置
操作:
2. 接通直流电源,观察并记录两个电极附近和玻璃管内发生的现象。
电解水实验
两电极 正极端的 玻璃管 负极端的
玻璃管
现象
比较两玻璃管中的现象差异 均有无色气泡产生
产生的气泡少
产生的气泡多
正极端玻璃管与负极端玻璃管产生的气体的体积比约为1∶2
电解水实验
正极端玻璃管 负极端玻璃管
现象
解释
木条燃烧得更旺
正极端玻璃管中的气体是氧气
切断电源,用燃着的木条分别在两个玻璃管尖嘴口检验电解反应中产生气体,观察并记录发生的现象。
负极气体燃烧,产生淡蓝色火焰
负极端玻璃管中的气体是氢气
正极现象
负极现象
电解水实验
正氧负氢,氢二氧一
上述实验说明水发生了分解反应,生成了氧气和氢气。
文字表达式:
水 氢气 + 氧气
通电
实验结论:水是由氢、氧两种元素组成的。
电解水实验
根据更精确的实验测定,每个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的,因此水可以表示为H2O
O
H
O
O
H
H
O
H
H
H
H
H
H
H
O
O
H
H
+
水
(H2O)
氧气
(O2)
氢气
(H2)
电解水实验
思考讨论
1. 电解水能不能用交流电?
不行。如果用交流电,电极产生的气体就不再是单一的氢气和氧气,而是氢气和氧气的混合物。而且容易发生反应。
2. 电解水中预先在水中加入少量硫酸钠或氢氧化钠的作用是什么?
增强水的导电性。
电解水实验
思考讨论
①氧气在水中的溶解能力强于氢气。所以实验开始时,有一部分氧气溶于水中。
②氧气具有较强的氧化性,可能与电极发生反应,从而消耗部分氧气。
电解水实验
3. 水通电分解产生的氢气与氧气的体积比应为 2∶1,但实验中氢气与氧气的体积比却大于2∶1,为什么?
氢气(H2)是由 种元素组成。
氧气(O2)是由 种元素组成。
水(H2O)是由 种元素组成。
水、氢气、氧气都是纯净物,氢气和氧气分别只由一种元素组成,而水由两种元素组成。根据组成元素的数量,我们进一步把纯净物分成单质和化合物。
一
一
两
单质:由同种元素组成的纯净物。
化合物:由不同种元素组成的纯净物。
氧化物:由两种元素组成,其中一种是氧元素的化合物。
如氢气(H2)、氧气(O2) 、氮气(N2) 、铁(Fe) 、碳(C)等
如二氧化碳(CO2)、氧化铁(Fe2O3)、高锰酸钾(KMnO4)、氯酸钾(KClO3)、过氧化氢(H2O2)等
如二氧化碳(CO2) 、氧化铁(Fe2O3)、五氧化二磷(P2O5)、
水(H2O)、四氧化三铁(Fe3O4)等
纯净物
化合物
单质
氧
化
物
纯净物的分类
1. 氯酸钾(KClO3)属于氧化物吗?为什么?
不是。虽然氯酸钾含有氧元素,但是由三种元素组成,所以不属于氧化物。
2. 由同种元素组成的物质叫做单质,这种说法正确吗?
不对。在自然界中,同种元素可以组成不同种单质。例如红磷和白磷都是由磷元素组成的单质;氧气(O2)和臭氧(O3)都是由氧元素组成的单质。如果把同种元素组成的不同种单质混合在一起,就会形成混合物。所以单质必须是同种元素组成的纯净物。
化合物
含氧
化合物
氧化物
纯净物的分类
思考讨论
根据组成物质
的种类的多少
物质
混合物
纯净物
根据组成元素
种类的多少
单质
化合物
金属单质
稀有气体单质
氧化物
其他化合物
由多种物质组成
由一种物质组成
由一种元素组成
由多种元素组成
非金属单质
物质的简单分类
例1.右图是电解水的实验装置,你认为下列叙述正确的是( )
A.该实验证明了水由氢、氧元素组成
B.试管a、b中气体的质量比为2∶1
C.试管a中的气体能使带火星的木条复燃
D.该实验证明水是由试管a、b中的两种气体组成的
A
经 典 例 题
例2.下列图示中,氢气的用途主要利用物理性质的是( )
A.高能燃料 B.氢氧焰 C.充灌气球 D.化工原料
C
例3.下列各组物质中,前者是化合物,后者是单质的是( )
A.氮气 二氧化锰 B.二氧化碳 氧气
C.空气 硫 D.冰 水
B
1.下列关于水的叙述正确的是( )
A.水属于混合物 B.水是纯净物,属于单质
C.水是由氢气和氧气组成的 D.水是由氢、氧元素组成的
2.水的化学符号为H2O,过氧化氢的化学符号为H2O2,关于它们的叙述正确的是( )
A.都含有氢气 B.它们是同一种物质
C.组成的元素的种类不同 D.它们都属于化合物
D
D
巩 固 练 习
3.用右图装置电解水,一段时间后的现象如图所示。对该实验的描述错误的是( )
A.a试管中收集到的是一种可燃性气体
B.该实验能证明水是由氢元素和氧元素组成的
C.向水中加入少量硫酸钠,能增强水的导电性
D.a、b两试管内收集到的气体的质量比约为8∶1
D
4.用单质、化合物、氧化物、混合物填空,
(1)氢气______ ; (2)洁净的空气__________;
(3)水蒸气_____________; (4)高锰酸钾_______________。
化合物
化合物
混合物
单质
5.水是人类最宝贵的自然资源,多一滴水,就可能多一条生命。小明利用下图所示的装置探究水的组成。通电一段时间后,试管a与试管b所收集到的气体体积之比约为_______,该实验的文字表达式为_______________________,通过该实验小明得出了许多结论,请你说出一条____________________________。
2∶1
水是由氢、氧两种元素组成的
水 氢气+氧气
通电
水
化合物
不同元素组成的纯净物
电解
氧气
氢气
同种元素组成的纯净物
电解现象
电解产物
实验结论
单质
知 识 小 结
本节内容结束