2.4　跨学科实践活动学习探究水的组成的科学史并制作分子模型---2024-2025学年2024科粤版化学九年级上册教学同步课件

(共39张PPT)
2.4跨学科实践活动：学习探究水的
组成的科学史并制作分子模型
第二单元　空气、物质的构成与组成
科粤2024版化学九年级上册【精做课件】
授课教师：********
班 级：********
时 间：********
展示水在生活中各种形态的图片，如河流、海洋、冰川、水蒸气等，提问学生：“水是我们生活中最常见的物质之一，那你们知道水是由什么组成的吗？” 引导学生思考水的组成问题，激发学生的好奇心。
讲述一个小故事：在古代，人们对水的组成充满了好奇，有人认为水是一种单一的元素，也有人提出各种猜测。但真正揭开这一谜团，经历了漫长的科学探索过程。由此引出本节课的主题 —— 探究水的组成的科学史并制作分子模型。
（二）水的组成科学史探究（15 分钟）
资料收集与分享：提前布置学生收集水的组成科学史的相关资料，在课堂上让学生分组分享自己收集到的信息。教师引导学生从科学家的生平、实验背景、实验过程、实验结论等方面进行介绍。
重点实验讲解：利用 PPT 详细讲解普利斯特里、卡文迪许、拉瓦锡等科学家探究水的组成的实验。
普利斯特里和卡文迪许的实验：介绍他们在氢气燃烧实验中的发现，即氢气燃烧后产生了水，但当时他们并未正确认识水的组成。
拉瓦锡的实验：讲解拉瓦锡通过定量实验，将水分解为氢气和氧气，得出水是由氢、氧两种元素组成的结论。分析拉瓦锡实验的原理、装置和实验步骤，引导学生理解从宏观实验现象到微观结构推理的过程。
讨论与总结：组织学生分组讨论水的组成科学史的发展历程，思考科学家们的实验设计思路和成功经验。邀请小组代表发言，总结水的组成探究过程中的关键实验和重要结论。
（三）水分子模型制作（20 分钟）
微观结构讲解：利用 PPT 展示水分子的微观结构，讲解每个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成，氢原子和氧原子通过共价键结合在一起。强调原子的排列方式和空间结构。
模型制作指导：教师示范如何使用不同颜色的小球、小棒和橡皮泥制作水分子模型。讲解制作过程中的注意事项，如原子的比例、连接方式等。
小组制作活动：将学生分成小组，每组发放模型制作材料，让学生根据所学知识制作水分子模型。教师巡视各小组，指导学生制作，鼓励学生发挥创意，制作出既科学又美观的模型。
模型展示与讲解：邀请各小组展示自己制作的水分子模型，并向全班同学讲解模型所代表的微观结构和化学含义。其他小组可以提出问题和建议，进行交流和讨论。
（四）课堂小结（5 分钟）
请学生回顾本节课的主要内容，包括水的组成科学史、水分子的微观结构和模型制作过程。
教师进行总结和补充，强调重点和难点知识，帮助学生梳理知识脉络，形成完整的知识体系。引导学生体会科学探索的艰辛与乐趣，培养学生的科学精神和创新意识。
（五）课后拓展（布置作业）
让学生查阅资料，了解水在化学反应中的作用，以及水的组成知识在生活和生产中的应用。
鼓励学生尝试制作其他分子模型，如二氧化碳分子、氧气分子等，加深对分子结构的理解。
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课堂检测
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新知讲解
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变式训练
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考试考法
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小结梳理
学习目录
1
复习引入
2
新知讲解
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典例讲解
在很长的一段时期内，水曾经被看作是一种“元素”。
古希腊亚里士多德的“四元素论”（冷、热、干、湿）
中国“五行之说”（金、木、水、火、土）
项目活动1 学习探索物质组成与构成的历程
普里斯特利
卡文迪什
项目活动1 学习探索物质组成与构成的历程
氢气 + 氧气 水
点燃
依据：化学反应前后，元素种类不变。
交流讨论：普里斯特利和卡文迪什得出水不是一种“元素”的
依据是什么？
氢元素
氧元素
氢元素
和
氧元素
项目活动1 学习探索物质组成与构成的历程
拉瓦锡重复了他们的实验，利用自制装置,将玻璃曲颈甑中的蒸馏水加热，水蒸气进入用陶瓷密封的红热铁管后，在试管中收集到了“可燃空气（氢气）”。水的质量减少，铁管的质量增加，经验证,铁转化成了四氧化三铁（Fe3O4）。
项目活动1 学习探索物质组成与构成的历程
讨论与交流
1.拉瓦锡通过“铁和水蒸气反应”实验收集到了“可燃空气（氢气）”，结合普里斯特利、卡文迪什的实验结果，推理得出结论：水由氢、氧两种元素组成。你认同吗？为什么？
氢气 + 氧气 水
铁 + 水 四氧化三铁 + 氢气
点燃
高温
项目活动1 学习探索物质组成与构成的历程
讨论与交流
2.三位科学家对“氢气和氧气反应”实验做出了不同解释，你更赞成哪位科学家的说法 为什么？他们运用了什么方法探索物质的组成与构成？分享你的看法。
项目活动1 学习探索物质组成与构成的历程
水的组成及变化的探究
【提出问题】水由什么元素组成呢？【设计实验】1.实验装置设计
方案一 水电解器
方案二 简易电解水装置
项目活动1 学习探索物质组成与构成的历程
水的组成及变化的探究
【设计实验】2.检验生成物的方法
氢气：用燃着的木条点燃气体，并在火焰上方罩一个干冷的烧杯，观察到火焰为淡蓝色，烧杯内壁有小水珠出现，则证明生成的气体为氢气。
氧气：用燃着的木条靠近气体，燃着的木条燃烧得更旺，证明生成的气体是氧气。
项目活动1 学习探索物质组成与构成的历程
【进行实验】
项目活动1 学习探索物质组成与构成的历程
电解水实验现象
现象1：电源两极玻璃管内均有气体产生。
现象2：正极产生的气体可以使燃着的木条燃烧更旺。
现象3：负极产生的气体可以燃烧。
氧气
氢气
项目活动1 学习探索物质组成与构成的历程
现象4：负极与正极产生的气体体积比约为2∶1。
水电解产生氢气和氧气的体积比约为2∶1
项目活动1 学习探索物质组成与构成的历程
水
通电
氢气
+ 氧气
电解水实验结论
氢元素
氧元素
氢元素
和
氧元素
得出结论：水由氢元素和氧元素组成。
定性
正氧负氢、氢二氧一
项目活动1 学习探索物质组成与构成的历程
【思路与方法导引】
探究物质组成的两种思路
已知组成的物质
化合
未知组成的物质
分解
已知组成的物质
推测生成物的组成
推测反应物的组成
化学变化前后，元素种类不变
项目活动1 学习探索物质组成与构成的历程
项目活动2 制作分子模型
1.制作模型
先要准备：
三个一次性杯子，
二包轻便泥，
N根牙签。
项目活动2 制作分子模型
准备好材料后，先把轻便泥做成小圆球形状。
把做好的小圆球用牙签串起来
项目活动2 制作分子模型
1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成
2个氢原子结合成1个氢分子
2个氧原子结合成1个氧分子
水分子分解为氢原子和氧原子
2.拼装模型演示电解水的微观过程
方案一：用2个水分子模型演示
项目活动2 制作分子模型
2.拼装模型演示电解水的微观过程
方案二：用4个水分子模型演示
方案三：用6个水分子模型演示
......
小组合作完成
【讨论与交流】
1.方案一、二、三中水分子模型拆分后分别得到多少个氢原子和氧原子？氢原子和氧原子的个数比是多少？
2.方案一、二、三中氢原子和氧原子重新组合后分别得到多少个氢分子和氧分子？水分子、氢分子和氧分子的个数比是多少？
3.化学变化中原子、分子的种类和数目以及元素的种类是否发生了变化？化学变化的微观实质是什么？
项目活动2 制作分子模型
知识点1 学习探索物质组成与构成的历程
1. [2023·阜新]如图为电解水的实验示意图。下列说法中，正
确的是(　D　)
A. 与负极相连的试管内收集的气体是氧气
B. 产生氢气和氧气的质量比为2∶1
C. 与正极相连的试管内收集的气体能燃烧
D. 该实验说明水是由氢元素和氧元素组成的
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【点拨】与负极相连的试管内收集的气体是氢气，A错
误；电解水生成氢气和氧气的体积比为2∶1，而非质量
比，B错误；与正极相连的试管内收集的气体是氧气，不
能燃烧，C错误；电解水生成氢气和氧气，氢气由氢元素
组成，氧气由氧元素组成，故该实验说明水是由氢元素和
氧元素组成的，D正确。
【答案】 D
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2. [2023·海南改编]如图是电解水的实验装置，回答下列
问题。
(1)a中收集到的气体是 ，b中收集到的气体能用 检验，现象为 ，写出该反应的文字表达式：
。
氧气　
燃着的木条　
气体燃烧，产生淡蓝色火焰
氢气＋
氧气 水　
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(2)电解水时，通常会向水中加入少量氢氧化钠溶液，目
的是 。
增强导电性　
【点拨】向水中加入氢氧化钠溶液，目的是增强导电性。
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(3)电解水的实验可以证明水是由氢元素和氧元素组成
的，得出该结论的理论依据是
(从微观的角度说明)。
化学反应前后，原子
种类不会发生变化　
【点拨】水通电时，水分子分解为氧原子和氢原子，每两个氧原子构成一个氧分子，每两个氢原子构成一个氢分子，大量的氧分子聚集成氧气，大量的氢分子聚集成氢气，反应前后原子的种类不变，故元素的种类不变，所以由该实验可知水是由氢、氧元素组成的。
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3. 人们对水的组成的认识经历了一个非常漫长的历史过程。
如图是科学家对水的组成的认识过程。
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(1)普利斯特利和卡文迪什都通过氢气和氧气反应获得
水，该过程的文字表达式为 。
氢气＋氧气 水　
【点拨】氢气与氧气在点燃的条件下反应生成水，据此书写反应的文字表达式。
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(2)拉瓦锡的实验可以表明水不是一种元素，而是
由 两种元素组成的。
氢、氧　
【点拨】氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，化学反应前后元素的种类不变，故水是由氢元素与氧元素组成的。
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(3)尼克尔森的实验中，发生的能量变化为 能转化
为化学能。
电　
【点拨】尼克尔森的实验中，水在通电条件下生成氢气和氧气，发生的能量变化为电能转化为化学能。
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知识点2 拼装模型演示电解水的微观过程
4. 模型建构是化学科学研究的基本方法。如图所示的分子模
型中，能保持水的化学性质的是(　A　)
A
B
A
C
D
【点拨】能保持水的化学性质的微观粒子是水分子，1个
水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的。
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5. [学科素养 科学思维]建立宏观和微观的联系是学习化学的
一种思维方式。如图为某反应的微观示意图，下列说法正
确的是(　D　)
A. 该示意图表示氢气与氧气发生的反应
B. 该反应前后元素的种类发生改变
C. 水中氢元素和氧元素的质量比为2∶1
D. 水分子由氢原子和氧原子构成
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【点拨】该示意图表示水分解生成氢气和氧气，A不正
确；化学反应前后原子的种类不变，故元素的种类不发生
改变，B不正确；水的化学式是H2O，氢元素和氧元素的
质量比为(1×2)∶16＝1∶8，C不正确；由水分子的模型
图可知，水分子由氢原子和氧原子构成，D正确。
【答案】 D
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纠易错 不能正确分析实验现象和结论
6. [2023·珠海期中]如图是电解水实验，下列说法正确的是
(　B　)
A. b管中生成的气体能燃烧发出淡蓝色火焰
B. 与a管相连的是电源的负极
C. a管中生成的气体与b管中生成的气体的质量比
为2∶1
D. 该实验说明水是由氢气和氧气组成的
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【点拨】由电解水时“正氧负氢、氢二氧一”可知，b
管中生成的气体是氧气，氧气不具有可燃性，不能燃
烧，A不正确；a管中生成的气体多，所以与a管相连
的是电源的负极，B正确；a管中生成的气体与b管中
生成的气体分别是氢气和氧气，二者的体积比为
2∶1，而非质量比，C不正确；该实验说明水是由氢
元素和氧元素组成的，D不正确。
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【点易错】电解水实验的常见误区：
(1)电解水的实验现象口诀是“正氧负氢，氢二氧一”，
要记牢勿颠倒。
(2)电解水实验的结论是水由氢元素、氧元素组成，不是
由氢气和氧气组成。
(3)正、负电极产生的气体体积比是1：2，而不是质量
比。
【答案】 B
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项目活动3 展示“水分子漫游记”情景剧
谢谢观看！