【轻松备课】人教版化学九年级上册第四单元课题3 水的组成 教学详案

第四单元　自然界的水
课题3　水的组成
设计说明 水虽然是学生非常熟悉的物质，但怎样以化学的眼光认识水，学生是陌生和不习惯的。本课题以人类认识水的组成的简要史实引入并展开，符合事物的认识规律，贴近学生的实际，有利于缩小学生对化学科学的距离感，引起学生的学习兴趣。对水的组成的认识是通过氢气的燃烧实验、水的电解实验和对实验现象的讨论分析获得的，体现了认识客观世界的科学过程和方法。这样展现知识具有启发学生思维的作用，同时也渗透了科学思想方法的教育。在认识了水的组成的基础上，结合第二单元所学氧气的知识，从它们组成上的区别归纳出单质、化合物、氧化物的概念。结合水的分解反应深化对化学反应的认识——有新物质生成，元素的种类不变、原子的种类不变等规律。 教学目标 【知识与技能】 认识水的组成，了解并区分单质和化合物。 【过程与方法】 1.结合资料，从人类认识水的组成的过程中体会科学探究和思维的方法，认识实验探究和创新思维的重要性。 2.充分利用讨论，培养学生观察、分析、归纳实验现象的能力和习惯。 【情感、态度和价值观】 了解人类认识物质世界的过程和方法，培养学生科学探究的精神。 重点难点 教学重点 水的组成以及单质与化合物的概念。 教学难点 对单质、化合物概念的理解以及判别。 教学方法 探究法：通过分析水的生成和水的分解实验，认识水的组成。 归纳法：通过对比分析氧气和水的组成，归纳出单质、化合物以及氧化物的概念。 教具、学具 1.计算机多媒体教学系统、CAI课件等。 2.仪器：霍夫曼电解水装置、12V低压直流电源、酒精灯、火柴等。 3.药品：水、氢氧化钠溶液，小木条等。 授课时数 2课时 第一课时　水的生成与分解 教学过程 导入新课 《国语》中的《郑语》里明确地提出金、木、水、火、土是构成万物的基本物质元素，同时还提出不同的物质元素在一起，方能相互作用，产生新物质，如果只是同一物质元素，那是产生不出新物质的。可见在古人看来水是构成万物的基本物质元素之一。 【教师提问】水是我们的生产、生活中最重要的物质之一。你们能说出它的常见用途吗？根据生活经验，请学生自己归纳水的用途。（提问2～3人） 【教师点拨】水用于维持生命、灌溉农田、工业用水、水上交通…… 【教师展示】展示一瓶蒸馏水。 【教师提问】纯净的水有哪些物理性质？（颜色、气味、状态、沸点、凝固点） 【学生回答】甲生：水是无色、无味的透明液体。 乙生：水的沸点是100 ℃，水的凝固点是0 ℃。 【教师讲述】教师纠正、归纳并联系自然现象、生活实际适当做些拓展。 讲授新课 天气渐暖，市面上售卖的卡通气球又多了起来。这些气球造型各异、五彩缤纷，吸引了许多小朋友的注意。这些能高高飘起的气球，充装的大多是氢气。一些家长也知道，氢气遇明火甚至静电就可能燃烧、爆炸，而且国家有明文规定:在公共场所禁止灌充、释放氢气球。 一、氢气的性质 【教师讲述】 1.氢气的物理性质：无色无味的气体，难溶于水，密度比空气小。 2.氢气的化学性质：能燃烧，产生淡蓝色火焰，在火焰上方罩一烧杯，杯壁有水雾。反应的文字表达式如下： 氢气+氧气水 在点燃的条件下，纯净的氢气可以在空气里安静地燃烧，产生淡蓝色火焰，燃烧产物是水，所以被认为是最清洁的燃料。如果氢气不纯，混有空气（或氧气），点燃时就有可能会发生爆炸。 氢气可以燃烧，所以氢气可以用点燃的方法来检验。 【教师提问】混有空气或氧气的氢气遇明火会发生爆炸，那么在你使用氢气，尤其是点燃氢气时应注意什么问题？具体应怎样做？ 【教师讲述】使用氢气时，要注意安全。点燃氢气前，一定要检验氢气的纯度。 3.氢气的验纯方法 由于氢气具有可燃性。若氢气中混有空气或氧气，点燃时可能发生爆炸，因而点燃氢气前一定要检验氢气的纯度。 检验方法：收集一试管氢气，用拇指堵住，移近火焰，听到尖锐爆鸣声，说明氢气不纯，需要再收集，再检验；若听到很小的“噗”的一声，表明氢气已纯。 【课件展示】氢气纯度的检验方法 【实验演示】教材第79页实验4-5：氢气在空气里燃烧。 【归纳总结】凡是可燃性气体在点燃时都要验纯，以防爆炸，如天然气、一氧化碳等。 二、水的分解 【教师点拨】在很长的一段时间里，水曾被看作是一种元素。既然古人认为水是一种元素，也就是说他们认为水不可以继续分解。那么，水到底能不能分解呢 水是由哪些元素组成的呢？下面我们用实验来回答这个问题。 【教师展示】介绍水电解器及电解液（在水电解器的玻璃管里注满水，在水中加入少量硫酸钠或氢氧化钠溶液，增强水的导电性，加快水的电解速率，一个电极接电源正极，另一个电极接电源负极，接通直流电） 【教师提问】注意观察，电极上发生什么现象？两支玻璃管内的液面有什么变化？ 【学生回答】接通电源后，电极上有气泡产生。两支玻璃管里汇集了气体，液面降低，其中正极产生的气体比负极产生的气体少。 【教师提问】片刻后，比较两支玻璃管中产生气体的体积。 【学生回答】正极产生的气体与负极产生的气体体积比约为1∶2。（正氧负氢，氢二氧一） 【教师讲述】水电解后两支玻璃管中得到的气体是同一物质，还是不同物质？电解得到的物质究竟是什么？我们通过实验来鉴定。 【实验演示】用一根带火星的木条检验正极产生的气体。注意观察现象。 【学生回答】木条复燃，说明这种气体是氧气。 【实验演示】用一根点燃的火柴检验负极产生的气体。注意观察现象。 【学生回答】看到微弱的淡蓝色火焰（或听到爆鸣声）。 【教师讲述】这种气体能燃烧，说明不同于上一种气体，是氢气。 【归纳总结】正极产生的气体能使带火星的木条复燃，是氧气；负极产生的气体能燃烧，但是它不同于氧气，它是氢气。 实验表明，水电解后生成氢气和氧气。水通电分解的文字表达式如下： 水　　氢气　+　氧气 （H2O）　　（H2）　 （O2） 【学生讨论】（1）在水的电解实验里，有新物质生成吗？水发生了什么变化？ （2）在上述这个变化的前后，参与反应的元素种类有无变化？ 【教师提问】实验结果表明，水电解生成氧气和氢气两种气体，能不能说明水是由氧气和氢气组成的混合物？ 【学生回答】不能。水是纯净物，应该说水是由氢元素（H）和氧元素（O）组成的。 【学生讨论】理论上与正、负两极相连的玻璃管内汇集的气体体积比应是1∶2，但在实验操作中两玻璃管汇集的气体体积比往往小于l∶2。这是为什么？ 【学生回答】原因1：可能有部分氧气与电极发生了氧化反应，使氧气的体积偏少。 原因2：氧气在水中的溶解能力比氢气要稍强一些。 课堂小结 今天同学们主要学习了电解水的实验，电解水实验大家要明确以下几个问题： 1.加入硫酸钠或氢氧化钠的目的：增强水的导电性。 2.实验现象：在电极附近有气泡生成；过一段时间后，正极所连玻璃管内产生的气体体积与负极所连玻璃管内产生的气体体积之比为1∶2。 3.检验方法：正极产生的气体能使带火星的木条复燃，为氧气；负极产生的气体能燃烧，为氢气。 4.实验结论：水电解后生成氢气和氧气。 当堂达标 1.检验氢气的纯度时，用右手拿充满气体的试管，用拇指堵住管口，移近火焰时应（　　） A.管口向下 B.管口向上 C.试管保持水平，管口向前 D.试管保持水平，管口向后 答案：A 2.检验氢气的纯度时，判断氢气较纯的现象是 （　　） A.没有听到声音　　 B.听到很小的声音 C.听到尖锐的声音 D.试管爆裂 答案：B 3.在电解水的实验中，接电源正极的一端产生V mL气体，接电源负极的一端（　　） A.产生V mL氢气　　 B.产生V mL氧气 C.产生2V mL氢气 D.产生2V mL氧气 答案：C 4.在电解水的实验中可以直接观察到的现象是（　　） A.水是由氢、氧元素组成的 B.有氢气和氧气产生，且体积比为2∶1 C.每个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的 D.两电极均冒气泡，a管内气体与b管内气体的体积比约为2∶1 答案：D 5.如图是电解水的示意图。关于电解水的下列说法中，正确的是（　　） A.理论上得到氧分子和氢分子的个数比为2∶1 B.理论上若得到8 mL的氧气，可同时得到1 mL氢气 C.理论上若得到4 g氢气，可同时得到32 g氧气 D.该反应说明水是由氢气和氧气组成的 答案：C 板书设计 第四单元　自然界的水 课题3　水的组成 第一课时　水的生成与分解 一、氢气的性质 1.物理性质：无色无味的气体，难溶于水，密度比空气小。 2.化学性质：可燃性。 3.氢气的验纯。 二、水的分解 1.电解水的实验 （1）现象：出现气泡，V（正极）∶V（负极）=1∶2（体积比） （2）产物检验： ①正极气体：能使带火星的木条复燃→氧气 ②负极气体：能够燃烧，火焰呈淡蓝色→氢气 （3）文字表达式：水氢气+氧气（分解反应） （H2O） （H2）（O2） 2.水电解后生成氢气和氧气 第二课时　水的组成与物质的分类 教学过程 回顾思考 1.通常状况下，氢气是一种　　　　色　　　　味的气体，　　　　溶于水，密度比空气　　　　。 答案：无　无　难　小 2.点燃氢气前，一定要先　　　　，若发出　　　　，表示氢气不纯，若发出　　　　，表示氢气较纯。 答案：验纯　尖锐的爆鸣声　微弱的声音 3.电解水时，与电源正极相连的电极产生的是　　　　气体，与电源负极相连的电极产生的是　　　　气体，二者的体积比大约是　　　　。 答案：氧气　氢气　1∶2 导入新课 地球是一个美丽的蓝色水球，水是地球表面数量最多的天然物质，地球表面约71%被水覆盖着。水的真面目第一次被揭开是在18世纪中叶，英国化学家普利斯特里常在朋友们面前表演这样一个有趣的实验:他拿一个空瓶子在朋友们面前晃几下，然后迅速地把一支燃着的蜡烛靠近空瓶，“啪”的一声巨响，同时瓶口吐出长长的火舌，随后就熄灭了，朋友们都瞠目结舌，望着满脸惊诧与迷惑的朋友们，普利斯特里得意地说出了其中的奥秘:原来瓶子里早已装满两种没有颜色的气体——氢气和空气。氢气是一种爆炸气，少量氢气与空气混合达一定程度后一遇火就会发出巨大的声响——“爆鸣”。这种混合气体，在化学上叫爆鸣气。 有一次，当他又表演完这个实验后，无意中发现瓶壁上有不少水珠，普利斯特里起初以为是瓶子没有擦干，于是他用干燥的瓶子又重新做了几遍。可一次又一次的结果表明:确实是生成的水。可是普利斯特里始终认为水是一种元素，没有对水的组成做出正确的解释。 讲授新课 三、水的组成与构成 【教师点拨】通过电解水的实验，我们知道水分解生成了氢气和氧气，如何正确地解释水的组成呢 下面我们一起来学习与水的组成有关的内容。 1.水的组成 【教师提问】在水的电解实验里，水发生了什么变化 【学生回答】在电解水的实验中产生了新物质，水发生了化学变化。 【教师点拨】这个反应中，水为反应物，反应条件为通电，生成物为氢气（H2）和氧气（O2），所以可表示为水（H2O）氢气（H2）+氧气（O2）。 【教师提问】水是由什么元素组成的呢 氧气、氢气可以再分吗 【归纳总结】通过下列图示可知:水是由氢元素和氧元素组成的。 2.水分子的构成 【学生讨论】在电解水的实验中，有新物质生成吗 水发生了什么变化 【归纳总结】有氢气和氧气生成，说明电解水发生了化学变化。 水氢气 + 氧气（分解反应） （H2O） （H2） （O2） 【教师提问】水电解时，水分子分裂成氢原子和氧原子。原子能重新组合生成另一些分子，因此原子是化学变化中的最小微粒。那么究竟几个氢原子和几个氧原子能构成一个水分子呢 【教师展示】水分解的微观过程: 【教师讲述】实验测得电解时产生的氢气和氧气的体积比约为2∶1，可以认为水电解时产生的氢气和氧气的分子数目之比约为2∶1。氢气和氧气的分子都是双原子分子，所以可推测1个水分子中氢、氧原子个数比也约为2∶1。 【归纳总结】事实上人们经过大量精确的实验测定，证实1个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的。 四、单质和化合物 【教师提问】通过刚才的分析，我们可以知道，水（H2O）、氢气（H2）、氧气（O2）虽然都是纯净物，但它们的组成却各不相同。你能说说区别吗？ 【教师讲述】氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，而水中含有氢元素和氧元素。氢气和氧气都是由一种元素组成的，而水是由两种元素组成的。 【归纳总结】我们可以把这种组成中含有不同种元素的纯净物叫做化合物，而由同种元素组成的纯净物叫做单质。 【教师提问】想想看，你还知道哪些单质，哪些化合物呢？将你找的物质的化学符号，填在方框内。 　　 【学生回答】单质：如O2、H2、N2 化合物：如H2O、CO2、Fe3O4、Al2O3、P2O5 【教师提问】我们学过的CO2、P2O5、Fe3O4、MnO2、CO、SO2，大家发现这些物质的组成有什么特点？ 【学生回答】都是化合物，都含有氧元素，由两种元素组成。 【教师讲述】我们把这一类化合物叫做氧化物，即由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物。物质家族丰富多彩，运用分类的方法，可以帮助我们更好地认识这些物质。 （1）单质和化合物都必须是纯净物。由同种元素组成的物质不一定是单质，如O2和O3混合就不是单质，而是混合物。而由不同种元素组成的物质可能是化合物，也可能是混合物。 （2）含有氧元素的化合物不一定是氧化物。如高锰酸钾（KMnO4）就不是氧化物。 【归纳总结】物质的简单分类 课堂小结 本节课通过电解水实验认识到了水是由氢元素和氧元素组成的，初步建立“反应前后元素种类不变的观念”，并学习了单质、化合物、氧化物等基本概念，进一步加深物质分类的思想，从而了解物质分类的多样性。 当堂达标 1.下列各物质中属于单质的是（　　） A.苏打（碳酸钠）　　　　　　B.铜 C.干冰（二氧化碳）　　　　　D.含碳3%的生铁 答案：B 2.下列物质属于化合物的是（　　） A.空气　　　B.氧气　　　　　C.生铁　　　　　　D.氯化钾 答案：D 3.下列有关电解水实验的说法中，错误的是（　　） A.与正极相连的电极产生氧气 B.与负极相连的电极上产生的气体能燃烧 C.产生氧气、氢气的质量比为2∶1 D.可以证明水是由氢、氧两种元素组成的 答案：C 4.下列说法中正确的是（　　） A.水电解生成氢气和氧气，说明水中含有氢分子和氧分子 B.在水电解的反应中，氢原子和氧原子都没有发生变化 C.水的蒸发和水的电解都生成气体，它们都是化学变化 D.物质在变化中所表现出的性质，就是物质的化学性质 答案：B 5.下列说法中正确的是（　　） A.化合物中一定含有不同种元素 B.只含有一种元素的物质一定是纯净物 C.混合物一定由不同种分子构成 D.含氧元素的物质一定是氧化物 答案：A 6.水是一种重要的资源。 （1）如图所示的两个实验，A中试管2内得到的气体为　　　　；B中小卵石、石英砂和蓬松棉的作用是　　 　。 　　 A.水的电解　　　B.水的净化 （2）水在通电作用下可以分解，在此过程中没有发生变化的是　　　　 （填字母）。 A.水分子的数目 　　　　　B.组成水的元素种类 C.水的总质量 　　　　　　D.构成水分子的原子种类 答案：（1）氧气　过滤　（2）BD 板书设计 第四单元　自然界的水 课题3　水的组成 第二课时　水的组成与物质的分类 三、水的组成和构成 1.水是由氢元素和氧元素组成的。 2.1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成。 四、单质和化合物 1.单质：如O2、H2、N2。 2.化合物：如H2O、CO2、Fe3O4、Al2O3、P2O5。 3.氧化物：由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物。 教学反思