【核心素养·情景教学】2024年人教版化学九年级上册 实验活动2 水的组成及变化的探究 教案

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实验活动2 水的组成及变化的研究
本实验部分是活动与探究，由学生进行燃烧氢气和水的电解实验。前面的课题中，我们已经初步认识了水的组成，并了解了科学家们探究水的组成的“科学史话”，本课题更加注重引导学生体会科学探究的过程和方法，通过动手实验、观察、分析、总结、得出结论，完整的进行一个简单的探究过程，加锻炼实验操作技能的同时加深学生对水的组成的系统认识。
本课题的实验操作相对简单，关键在于观察和分析。在教学过程中，应注意引导学生构建研究物质组成的一般思维模型，提升证据推理素养。
课题 水的组成及变化的研究 课型 新授课
素养目标 1.通过氢气燃烧和电解水实验，认识水的组成，初步了解人类认识水的组成的过程和方法，构建出研究物质组成的一般思维模型。 2.通过分析氢气燃烧和电解水实验中的现象和结论之间的关系以及得出水的组成的过程，提升证据推理素养。
教学重点 探究水的组成。
教学难点 研究物质组成的基本方法。
教具准备 仪器：水电解器、烧杯、带尖嘴的玻璃导管、直流电源、铁架台( 带滴定夹)、酒精灯、弹簧夹、导线、木条、火柴。 试剂：硫酸钠溶液(或氢氧化钠溶液)。
课前预习 不纯的氢气点燃时可能发生爆炸，因此点燃氢气前必须验纯。若点燃氢气时，发出尖锐爆鸣声，表明气体不纯，声音很小则表明较纯。 氢气具有可燃性，火焰呈蓝色；氧气具有助燃性，能使带有火星的木条复燃。 在电解水的实验中，正极产生的气体是氧气，负极产生的气体是氢气，它们的体积比为1∶2，此实验证明了水在通电的条件下分解生成氢气和氧气，说明水是由氢元素和氧元素组成的。
备课笔记
新课导入 18世纪末，英国化学家普里斯特利和英国科学家卡文迪什的实验实际已经揭示水不是一种元素，可惜两位科学家受当时错误观念的束缚，没能认识这一点，反将其解释为两种气体里都含有水。而拉瓦锡在总结前人的经验的基础上得出了正确的结论：水不是一种元素，而是“易燃空气”与氧形成化合物。下面我们通过实验来认识一下水的组成。
进行新课 实验1 氢气燃烧 ［讲解］氢气物理性质：无色无味的气体，难溶于水，密度比空气小。氢气化学性质：能燃烧，产生淡蓝色火焰，在火焰上方罩一烧杯，杯壁有水雾。 ［拓展］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，所以常用点燃气体的方式来检验，若气体燃烧产生淡蓝色火焰则生成的气体为氢气。 ［讲解］使用氢气时，要注意安全。点燃氢气前，一定要检验氢气纯度。氢气的验纯方法：由于氢气具有可燃性。若氢气中混有氧气，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，表明氢气较纯。 ［演示］教师演示氢气的检验操作。（注意按学生保持安静和安全距离） ［布置任务］回忆氢气在空气里燃烧的实验，完成下面表格。
备课笔记
进行新课 ［总结］（1）氢气燃烧的反应可表示为氢气+氧气→水，其符号表达式为H2+O2H2O。 （2）氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据化学反应前后元素的种类不变，可推理出水由氢元素和氧元素组成。 实验2 水的分解 ［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，在水中加入少量的氢氧化钠溶液或硫酸钠溶液，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，接通直流电源。） ［演示］教师演示电解水实验，在电解器玻璃管中加满水(水中加入少量硫酸钠溶液或氢氧化钠溶液)，用导线连接电解器与电源。接通直流电源。 ［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？片刻后，比较两支玻璃管中产生气体的体积。 ［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。正极产生的气体与负极产生的气体体积比约为1∶2。（正氧负氢一比二） ［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。 ［演示］切断电源，用一根燃着的木条检验正极产生的气体。注意观察现象。 ［回答］木条燃烧变旺盛，说明正极产生的气体是氧气。 ［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。 ［回答］看到气体被点燃，产生微弱的淡蓝色火焰(或听到爆鸣声)。 ［讲解］这种气体能燃烧，说明负极产生的是氢气。实验表明：水电解后生成氢气和氧气。反应的符号表达式为
备课笔记
规律总结：
由于氧气不易溶于水，且密度比空气略大，因此可用排水法或向上排空气法收集。用向上排空气法收集时导管必须伸到接近集气瓶底部，以便于排出集气瓶内的空气。
特别提醒：
加入少量硫酸钠溶液或氢氧化钠溶液，可增强水的导电性。
注意事项：
控制玻璃管活塞的开启程度，使气体慢慢放出。
打开活塞前，注意切断电源。
方法点拨：
检验氧气时，使用带有火星的木条能使现象更明显，因此在实验中用带有火星的木条检验氧气的操作十分常见
进行新课 H2OH2+O2 ［讨论］1.水在通电时发生了什么变化 生成了哪几种物质 2.哪些证据可以证明水是由氢、氧两种元素组成的 ［结论］1.水在通电时发生了化学变化，生成了两种物质，分别是氢气和氧气。2.水电解质生成了氢气和氧气，氢气在空气中燃烧生成了水，都能说明水中含有氢元素和氧元素。
教学板书 实验活动2 水的组成及变化的研究 1.水的生成： ①反应的文字表达式：H2+O2H2O。 ②结论：氢气在空气中燃烧有水生成，说明水中含有氢元素和氧元素 2.水的分解 ①反应的文字表达式：H2OH2+O2 ②结论：水通电分解生成氢气和氧气，说明水中含有氢元素和氧元素。
课堂小结 学生通过实验操作，知道了如何电解水实验的操作步骤和注意事项，以及点燃可燃性气体需要先验纯。系统的认识了水的组成，并逐渐形成一定的独立完成实验的能力。在做点燃氢气的实验时，要特别注意安全，实验过程中需佩戴护目镜。
难题 解答 例1下列关于电解水的叙述中错误的是（ ） A.为增强水的导电性，常在水中加入一定量的稀硫酸或氢氧化钠溶液 B.在水电解器中加满水，然后接通直流电源 C.电解水的实验证明水是由氢、氧两种元素组成的 D.与电源正极相连的玻璃管内得到的气体能在空气中燃烧 【解析】加入一定量的稀硫酸或氢氧化钠溶液，可以增强水的导电性，便于水的电解，A对；电解水时所用电源为直流电源，B对；电解水产生H2和O2，证明水是由氢、氧两种元素组成的，C对；电源正极相连的玻璃管中得到的气体是氧气，O2只能支持燃烧而不能自己燃烧，D错。 【答案】D
备课笔记
布置作业：完成本课时对应练习，并提醒学生预习下一节的内容。
教学反思 本节课，回忆了氢气和氧气的基本性质，便于在实验中鉴别是否有氢气和氧气的生成，氢气的检验与燃烧实验由教师进行演示，确保了实验现象的可视性，应尽可能方便学生观察实验现象。电解水的实验可以有学生自行操作，教师要时刻保持警惕，注意纠正学生的操作，并确保实验顺利进行。学生对实验活动的实践兴趣较高，操作也较简单，本活动除了引导学生观察、分析、总结外，也要引导学生形成安全实验的观念。
教学反思 教学过程中老师的疑问：
教师点评和总结：
备课笔记
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