第四单元 课题2 水的组成 教学设计 2025-2026学年人教版九年级化学上册

课题2 水的组成
一、知识目标
1．了解氢气的物理性质和化学性质，掌握氢气验纯的必要性和方法。
2．通过氢气燃烧实验和电解水实验，认识水的组成，了解探究物质组成的一般思想和方法。
3．依据物质的组成对纯净物进行分类，知道纯净物可分为单质和化合物等。
二、核心素养目标
1．宏观辨识与微观探析：从宏观上认识氢气的性质、水的组成及纯净物的分类；从微观上理解水分子的分解过程。
2．证据推理与模型认知：通过实验现象推理得出水的组成，建立纯净物分类的基本模型。
3．科学精神与社会责任：通过氢气验纯、电解水等实验，培养科学探究能力和创新意识。
一、教学重点
1．氢气的性质。
2．水的组成实验及结论。
3．纯净物的分类。
二、教学难点
1．了解探究物质组成的一般思想和方法。
2．从元素的角度对物质进行分类。
本节教学内容源于人教版2024年版九年级化学上册第四单元课题2《水的组成》。本课题是继氧气之后，学生学习的又一种身边的重要物质，它在教材中起到承上启下的作用。在此之前，学生已经学习了氧气的性质和制取等知识，对化学实验和物质的性质有了一定的了解；而水的组成的学习，将为后续学习化学式、化学方程式等内容奠定基础。
教材围绕水的组成展开，安排了氢气的性质、电解水实验以及纯净物的分类三部分内容。通过介绍氢气的性质，为水的组成探究做铺垫；电解水实验是本课题的核心，通过该实验揭示了水的组成；纯净物的分类则是对物质组成的进一步深化，帮助学生建立起系统的物质分类观念。教材注重实验探究，通过实验现象引导学生分析和推理，培养学生的科学思维和探究能力。
教学对象是九年级的学生，他们已经具备了一定的化学基础知识和实验技能，但对于物质组成的探究方法还不够熟悉。在思维方面，正从形象思维向抽象思维过渡，需要通过具体的实验和实例来帮助他们理解抽象的化学概念。 学生在生活中对水有一定的了解，但对于水的组成并不清楚。在学习过程中，可能会对氢气的验纯、电解水实验的现象和结论等内容存在理解困难。此外，对于纯净物的分类，尤其是氧化物的概念，学生可能会混淆。
因此，在教学过程中，要充分利用实验和多媒体等手段，直观地展示教学内容，帮助学生理解。同时，要引导学生积极参与实验探究和讨论，培养他们的观察能力、分析能力和归纳总结能力。在讲解概念时，要结合具体的实例，让学生通过对比和分析，准确把握概念的内涵和外延。
教学环节一 新课导入
【展示图片并讲述】同学们，先来看一组图片。这是干涸的土地，庄稼因为缺水而枯萎；这是在沙漠中艰难寻找水源的行人；还有医院里，因为缺水而生命垂危的病人。水，对于生命来说，就像阳光和空气一样不可或缺，它是生命的源泉，哪里有水，哪里就有生命。我们每天都在使用水、接触水，对它再熟悉不过了。那大家有没有想过，这么重要的水，它的组成究竟是什么呢？
【引出历史观点】在化学发展的历史长河中，很长一段时间内，人们都把水看作一种“元素”。古希腊哲学家泰勒斯就认为“水是万物的本原”，也就是说他把水当作一种不可再分的基本物质。大家现在想一想，你是否同意这种看法呢？大胆地说出你的想法。
设计意图
1．激发学生兴趣：通过展示缺水的图片，营造出一种紧迫和震撼的氛围，让学生深刻感受到水对生命的重要性，从而引发他们对水的好奇心，激发学生想要探究水组成的兴趣。
2．联系历史文化：介绍化学史上人们对水的错误认知，将化学知识与历史文化相结合，增加了知识的趣味性和厚重感，让学生了解到科学是不断发展和进步的，培养学生的科学思维和对科学史的尊重。
3．引发思考，导入新课：提出“水是否是一种元素”的问题，让学生发表自己的看法，激发学生的思考和讨论，自然地过渡到本节课关于水组成的学习主题，使学生带着问题和疑惑进入新知识的学习，提高学习的主动性和积极性。
教学环节二 氢气的性质
活动一：氢气的物理性质
【问题】请同学们结合生活常识和已有的知识储备，思考氢气可能具有哪些物理性质呢？
【学生思考】学生们积极思考并回答，可能会提到氢气是无色的气体，有的同学可能还会联想到氢气可能密度较小等。
【讲解】评价学生的回答，然后进行总结强调。氢气在常温常压下是无色、无臭的气体，它难溶于水，并且密度比空气小。我们可以通过一些简单的生活实例来理解，比如用氢气流吹起的肥皂泡在空气中上升，这一事实就说明氢气的密度比空气的小。
【学生任务】阅读课件中关于氢气物理性质的内容，加深对氢气物理性质的理解，并填写以下表格：
色态味 溶解性 密度
无色、无臭的气体 难溶于水 比空气小
【总结】再次强调氢气的物理性质，加深学生的记忆。
设计意图
通过日常生活情境引入氢气，再结合学生的自主学习认识氢气的性质，强化学生认识物质性质的学习思路。
活动二：氢气的化学性质
【引入】了解了氢气的物理性质，接下来我们探究氢气的化学性质。氢气在化学世界里有着独特的表现，尤其是它的可燃性。在使用氢气时，我们需要特别注意一些安全问题，那就是氢气验纯。
【问题】为什么氢气在点燃前需要验纯呢？
【学生思考】学生们分组讨论，可能会想到不纯的氢气点燃可能会发生危险等。
【讲解】解释氢气验纯的必要性，如果氢气中混有空气，点燃时可能会发生爆炸。然后介绍检验氢气纯度的方法和实验现象：发出尖锐爆鸣声表明气体不纯，声音很小表明气体较纯。
【实验演示】教师进行氢气验纯的实验演示，让学生直观地观察实验现象。
【问题】氢气燃烧会有怎样的现象和产物呢？
【学生思考】学生们根据已有的知识和生活经验进行猜测。
【教师讲解】进行氢气燃烧的实验演示，展示实验现象：产生淡蓝色火焰，放热，烧杯内壁凝结有水雾。得出实验结论。
【总结】强调氢气的化学性质主要是可燃性，以及验纯的重要性和方法。
设计意图
通过对可燃性气体与空气混合受热可能会发生爆炸和氢气验纯方法的学习，强化学生的安全意识，学习利用化学知识解决实际问题。
【对应训练1】液氢是运载火箭的常见燃料。下列有关氢气的说法正确的是（　　）
A．氢气液化过程中分子种类发生改变
B．集满氢气的集气瓶，瓶口朝下放置备用
C．点燃混有空气的氢气一定会发生爆炸
D．验纯时，若未听到响声，说明氢气较纯
【学生回答】B
【讲解】A、氢气液化是物理变化，分子种类不变，只是分子间的间隔发生改变，A错误；B、氢气的密度比空气小，所以集满氢气的集气瓶瓶口朝下放置，B正确；C、点燃混有空气的氢气不一定会发生爆炸，需要在氢气的爆炸极限范围内才会爆炸，C错误；D、验纯时，若未听到响声，可能是没有收集到氢气，而不是氢气较纯，D错误。
【对应训练2】用氢气流吹起的肥皂泡在空气中上升，这一事实说明（　　）
A．氢气难溶于水
B．氢气的密度比空气大
C．氢气是气体
D．氢气的密度比空气的小
【学生回答】D
【讲解】用氢气流吹起的肥皂泡在空气中上升，直接说明氢气的密度比空气小，与氢气是否难溶于水以及是否为气体无关，所以选D。
教学环节三 水的组成
活动一：电解水实验的发展历史
【引入】水是我们生活中再熟悉不过的物质了，但它的组成却经历了漫长的探索过程。接下来，我们一起了解一下电解水实验的发展历史。
【问题】请同学们阅读课件中关于电解水实验发展历史的内容，思考不同时期的科学家在电解水实验中分别做出了哪些贡献？
【学生思考】学生们认真阅读并思考，然后回答：1789年，杨·鲁道夫·德曼、阿德里安·派斯·范·特鲁斯维克静电电解水；1800年，威廉·尼克森、安东尼·卡莱尔伏打电池电解水，首次将水电解为氢气和氧气；1869年，齐纳布·格拉姆发明直流发电机电解水引人关注。。
【讲解】评价学生的回答，强调这些科学家的贡献推动了人们对水组成的认识。
【总结】总结电解水实验发展历史的重要节点和科学家的贡献，让学生对整个过程有清晰的认识。
设计意图
利用科学家探索“水的组成”的科学史实，启发学生根据实验现象，学习运用分析、推理的思维方法，了解科学家的严谨求实的科学态度。
活动二：电解水实验
【引入】了解了电解水实验的发展历史，现在我们亲自来进行电解水实验，探究水的组成。
【问题】在进行电解水实验前，我们需要做哪些准备工作呢？
【学生思考】学生们思考后回答，可能会提到准备电解器、直流电源、水等，教师补充需要加入硫酸钠溶液或氢氧化钠溶液增强导电性。
【讲解】详细讲解电解水实验的步骤：在电解器玻璃管中加满水，接通直流电源，观察并记录玻璃管内的现象。
【实验演示】教师进行电解水实验演示，让学生观察实验现象。
【问题】请同学们描述观察到的实验现象。
【学生思考】学生们仔细观察并回答：与电源正极相连的玻璃管内产生气泡，液面下降；与电源负极相连的玻璃管内产生气泡，液面快速下降；正极端收集到的气体体积较少，负极端收集到的气体体积较多，正、负极气体体积比约为1:2。
【教师讲解】对学生的回答进行评价和补充，然后讲解如何检验正负极产生的气体：检验与电源正极相连的玻璃管内的气体，木条燃烧更旺，说明正极产生的气体是氧气；检验与电源负极相连的玻璃管内的气体，气体燃烧，放热，发出淡蓝色火焰，说明负极产生的气体是氢气。得出实验结论：水通电生成氢气 和氧气。
【思考与讨论】分析水的生成和分解实验，说明其中的哪些现象和事实能够表明水不是一种元素，而是由氢、氧两种元素组成的。
【学生思考】学生们分组讨论，然后代表发言，教师进行总结和强调。
【总结】总结电解水实验的现象、结论以及水的组成，强调通过实验得出水是由氢、氧两种元素组成的。
设计意图
通过逐步引导学生对实验现象的观察、描述和分析，使学生认识实验探究对认识物质组成的重要性，加强学生的实验探究能力和分析推理能力。
【对应训练1】下列关于电解水的说法中正确的是 （ ）
A．电解水产生氢气和氧气，说明水是由氢分子和氧分子构成的
B．电解水时，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气
C．电解水时，产生氢气与氧气的体积比为1：2
D．电解水反应的条件是“电解”
【学生回答】B
【讲解】A、 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，根据化学反应前后元素的种类不变可知，电解水的实验说明水由氢元素和氧元素组成，结论错误；
B、电解水时“正氧负氢、氧一氢二”，故正极产生氧气，负极产生氢气，说法正确；
C、电解水时“正氧负氢、氧一氢二”，故氢气与氧气的体积比为2:1，结论错误；
D、电解水需通直流电，“电解”是过程而非条件，正确条件应为“通电”，结论错误。
故选B。
【对应训练2】用下图装置进行电解水实验，下列说法不正确的是（ ）
A．实验前水中加硫酸钠增强水的导电性
B．管2中气体能使带火星木条复燃，说明水中含有氧气
C．正负两极气体的体积比为1：2
D．实验结论是水由氢、氧元素组成
【学生回答】B
【讲解】A、实验前水中加硫酸钠是为了增强水的导电性，说法正确，不符合题意；
B、管2中气体能使带火星木条复燃，说明水分解生成了氧气，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，氧气由氧元素组成，说明水中含有氧元素，而不是含有氧气，说法错误，符合题意；
C、电解水实验中，根据“正氧负氢，氢二氧一”可知，正负两极气体的体积比为，说法正确，不符合题意；
D、电解水生成氢气和氧气，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，由此可得水由氢、氧元素组成，说法正确，不符合题意。
故选：B。
活动三：纯净物的分类
【引入】在化学世界里，我们需要对物质进行分类，以便更好地研究它们的性质和用途。现在我们来学习纯净物的分类。
【问题】请同学们思考，根据物质的组成，纯净物可以分为哪几类呢？
【学生思考】学生们阅读课件中关于纯净物分类的内容，然后回答：纯净物可以分为单质和化合物，化合物又可以分为氧化物等。
【讲解】详细讲解单质、化合物和氧化物的概念：同种元素组成的纯净物是单质；不同种元素组成的纯净物是化合物；两种元素组成的化合物，其中一种元素是氧元素的是氧化物。。
【举例说明】列举一些常见的单质、化合物和氧化物，如氧气（）是单质，水（）是化合物也是氧化物等。
【总结】总结纯净物的分类方法和各类物质的概念，强调分类的依据是物质的组成。
设计意图
通过对比分析、学生讨论等方法，引导学生根据物质的元素组成对物质进行分类，使学生了解物质的多样性，并理解分类学习的必要性和优点。
【对应训练1】下列物质均可用于杀菌消毒，其中属于氧化物的是 （ ）
A．O3 B．ClO2 C．NaClO D．C2H5OH
【学生回答】B
【讲解】A、O3是由氧元素组成的纯净物，属于单质，故选项错误；
B、ClO2是指由两种元素组成的化合物中，其中一种元素是氧元素，属于氧化物，故选项正确；
C、NaClO是由钠、氯、氧三种元素组成的纯净物，属于化合物，但不属于氧化物，故选项错误；
D、C2H5OH是由碳、氢、氧三种元素组成的纯净物，属于化合物，但不属于氧化物，故选项错误；
故选：B。
【对应训练2】图中 、 分别表示不同元素的原子，下列各图能表示化合物的是（ ）
B．C．D．
【学生回答】C
【讲解】由同种元素组成的纯净物是单质，由不同种元素组成的纯净物是化合物。由微观示意图可知，A为单质，B为两种单质和一种化合物组成的混合物，C为化合物，D为两种单质和一种化合物组成的混合物。
课题2 水的组成
一、氢气的性质
1．物理性质：无色、无臭、密度比空气小、难溶于水
2．化学性质：可燃性——点燃前需验纯
氢气 + 氧气 → (点燃) 水
二、水的组成
电解水：正氧负氢、氢二氧一
三、纯净物的分类
1．单质：同种元素——H2、O2
2．化合物：不同种元素——H2O
氧化物：两种元素，其中一种为氧元素——H2O
下列有关氢气的说法，错误的是（ ）
A．密度比空气小
B．点燃前需检验纯度
C．有毒
D．燃烧时产生淡蓝色火焰
2．下列物质中，属于氧化物的是（ ）
A．KClO3 B．O2 C．液态空气 D．H2O
3．下列关于水的说法，正确的是（ ）
A．水是由氢气和氧气组成的
B．水是由氢原子和氧原子构成的
C．水是由水分子构成的
D．水是由两个氢原子和一个氧原子构成的
4．如图是电解水的实验图。下列有关说法中，正确的是（ ）
A．a管和b管产生的气体质量之比约为2:1
B．b管中得到的是H2
C．该实验说明水是由氢气和氧气组成的
D．电解时，可加入少量NaOH以增强水的导电性
5．下列有关电解水实验的说法，正确的是（ ）
A．电解水得到氢气和氧气的质量比为2：1
B．电解水实验中正极获得的是氢气
C．电解水时正负两极所得气体体积比是8：1
D．电解水时向水中加入少量硫酸钠以增强导电性
在本节课的教学中，通过实验和实例引导学生认识氢气的性质、水的组成以及纯净物的分类，取得了一定的教学效果。在讲解氢气性质时，利用生动的实验现象激发了学生的学习兴趣，学生对氢气的物理和化学性质有了较好的理解。电解水实验让学生直观地看到水分解的过程，对水的组成有了更深刻的认识。
然而，教学过程中也存在一些不足。在引导学生分析实验现象和得出结论时，部分学生理解较慢，需要花费更多时间进行个别指导。此外，在讲解纯净物分类的概念时，部分抽象内容学生理解有困难，后续应多结合生活实例帮助学生理解。在今后的教学中，要更加关注学生的学习情况，及时调整教学方法和进度。