(共31张PPT)
模块二 物质的组成与结构
专题十二 |物质组成的探究(水的组成及变化的探究)
1.从“分”的角度研究水的组成——电解水的实验
◎实验梳理
(1)实验目的:探究水的组成。
(2)实验原理:_________________________(填化学方程式)。
(3)实验装置(如图所示)。
知识点
水的组成及变化的探究 9年1考
2H2O2H2↑+O2↑
为了增强水的导电性,在水中加入少量硫酸钠溶液或氢氧化钠溶液。
(4)实验现象:正极、负极都产生气体,通电一段时间后,正、负两极产生的气体的体积比约为_______。
【巧记口诀】电解水的产物可以巧记为“正氧负氢,氢二氧一”。
1∶2
(5)气体的检验
①正极:用燃着的木条检验,木条_____________,说明产生的气体是氧气;或用带有火星的木条检验,带有火星的木条_______,说明产生的气体是氧气。
②负极:用燃着的木条检验,气体能燃烧,产生_________火焰,说明产生的气体是氢气。
(6)实验结论:水是由________和_________组成的。水分子是由________和_______构成的。
燃烧得更旺
复燃
淡蓝色
氢元素
氧元素
氢原子
氧原子
◎核心素养
(1)误差分析
在电解水的实验中,测得氢气和氧气的体积比往往不是2∶1,实际收集到的氧气的体积比理论上应得到的小。可能的原因是①氧气在水中的溶解度比氢气的大;②少部分氧气在电极上发生化学反应被消耗。
(2)电解水的微观反应示意图
推论:①验证了化学变化中分子可分而原子不可再分。
②证明化学反应的实质是_______________________________________。
分子分裂成原子,原子重新组合成新的分子
(3)实验产生的氢气与氧气的量的关系
由生成氢气和氧气的体积比为_______(如图1所示),推出生成氢气和氧气的质量比为1∶8(如图2所示)。
2∶1
若已知相同状况下,相同体积的任何气体含有相同数目的分子。通过生成氢气和氧气的体积比约为2∶1,推出水分子中氢、氧原子个数比为2∶1,进而得出水的化学式为H2O,故可确定水中氢、氧元素质量比为1∶8。
2.从“合”的角度研究水的组成——氢气在氧气中燃烧生成水的实验
◎实验梳理
(1)实验目的:探究水的组成。
(2)实验原理:____________________(填化学方程式)。
(3)实验装置(如图所示):
2H2+O22H2O
生石灰的作用是吸水、干燥气体;白色的无水硫酸铜没有变蓝证明氢气中不含水蒸气。
(4)实验现象:氢气燃烧发出淡蓝色火焰,放出大量热,干燥的烧杯内壁上有______生成。
(5)实验结论:根据化学反应前后元素的种类不变,水是由_______和____
______组成的。
水雾
氢元素
元素
氧
一阶|核心考点突破
1.(2025漳州1月质检)从不同的角度研究物质的组成是化学中
常用的研究思路。下列是某兴趣小组采用“分”与“合”的
思路来研究水的组成。
Ⅰ.“分”——电解水
(1)为了增强水的导电性,需要加入氢氧化钠溶液,操作如图1,仪器①的名称是________;图中操作不规范的是______________________。
玻璃棒
胶头滴管伸入液面以下
(2)小明同学设计了简易电解水装置(如图2),通电一段时间后,a、b管内的气体体积比约为______。
(3)经检验电解水生成氧气和氢气,由此可得出水是由_______________组成的。
2∶1
氢元素和氧元素
Ⅱ.“合”——生成水
科学家盖—吕萨克曾经反复地做氢气和氧气化合的实验:在同温同压条件下测定,参加反应的氢分子、氧分子和生成的水分子的个数比为2∶1∶2。
(4)如图3是氢气和氧气反应生成水蒸气的微观反应示意图,请将方框补充完整:
结论:每个水分子是由_______________________构成的。
2个氢原子和1个氧原子
(5)小红同学认为进行图2实验时,小试管中应加满水,否则在检验产物的过程中会存在安全隐患,理由是___________________________________
__________________________________________。
(6)研究物质组成的两个思路:
结合“分”“合”思想,研究物质组成的依据是化学反应前后_____种类不变。
如果小试管中没有加满水,电解产生的氢气中会混有空气,点燃时可能会发生爆炸
元素
总结评价:
二阶|综合应用提升
2.(2025厦门5月质检改编)用如图装置完成水的电解实验。下列说法错误的是( )
A.溶液中存在自由移动的钠离子和氢氧根离子
B.左针筒收集到的气体能燃烧
C.向电解后的溶液中滴加酚酞溶液,溶液变红
D.该实验可证明水不是由单一元素组成的
B
3.领略先贤智慧,再探水的组成。
(1)模拟拉瓦锡实验:如图1所示,向A杯中加少量水,水通过铁管时汽化,水蒸气与灼热的铁反应,生成一种黑色固体(Fe3O4)和“可燃空气”。在B装置中收集纯净的“可燃空气”。“可燃空气”的名称是_____。
氢气
(2)兴趣小组用图2所示装置进行电解水实验。
①用石墨作电极,这是利用了石墨的______性。
②管a中产生的气体为_____(填化学式),管b与电源的____(填“正”或“负”)极相连。通电过程中,产生的氢气与氧气的体积比约为______。
导电
O2
负
2∶1
③用“●”表示氧原子,用“ ”表示氢原子,画出电解水的微观过程如下,则粒子变化的先后顺序为_____(填字母)。
bac
七、制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程
1.某兴趣小组进行以“制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程”为主题的跨学科实践活动。
【任务一】认识分子,搭建分子模型
(1)小组同学利用小球搭建了四种模型,其中可表示单质的是_______(填字母)。
A B C D
AB
【任务二】分析史料,构建原子模型
(2)1897年,汤姆孙通过实验发现了带负电的电子,他推测原子中还有带正电的物质。他推测的依据是____________________________。
原子呈电中性(或原子不带电)
(3)1909年,著名物理学家卢瑟福为探索原子的内部结构进行了著名的α粒子散射实验(如图1),实验现象如图2所示。由实验现象可以推理得出的结论有_______(填字母,下同)。
A.原子核带正电
B.原子核很小,但集中了原子的大部分质量
C.原子核由质子和中子构成
D.原子内部有很大的空间
ABD
(4)小组同学分别用铁丝、太空泥等物品制作了下列模型,其中符合原子结构模型的是_____。
A B C
B
(5)普里斯特利用锌和稀硫酸制得“可燃空气”,并将其与空气混合点燃,容器内壁上出现液滴。“可燃空气”是______________
(6)拉瓦锡让水蒸气通过一根烧红的铁制枪管,得到H2和Fe3O4。这一实验不能证明水只由氢、氧元素组成,原因是____________
________________________________________________________________________;
拉瓦锡这一实验挣脱了传统观念的束缚,其重要意义是________
_________________________
尼科尔森和卡莱尔利用伏打电池在常温下通电分解水,得到氢气和氧气,再次确认了水是由氢、氧元素组成的
根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,由此实验可得水中还可能含有铁元素
【任务三】追寻科学家足迹,认识水的组成
氢气(或H2)
水不是一种元素(合理即可)
认识到
2.探索物质的组成与结构
Ⅰ.探索分子构成的奥秘
十九世纪初,科学家们提出早期的分子学说,部分观点如下:
观点1:分子不能用物理方法分割,化学方法可使它解离。
观点2:单质分子由同种原子构成,化合物分子由质子数不同的不同种原子构成。
观点3:分子质量大,原子质量小。
(1)根据以上材料回答问题:
①举例说明观点1是正确的:______________________________________
_______________________________________________________________________________________。
②从元素角度谈谈你对观点2的认识:______________________________
______________。
③举例说明观点3的局限性:________________________________。
氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水,在该反应中,氢分子分为氢原子,氧分子分为氧原子,氢原子和氧原子结合为水分子(合理即可)
单质由同种元素组成,化合物由不
同种元素组成
氢分子比铁原子质量小(合理即可)
(2)如图1中A、B是汽油中所含物质的分子结构模型。
观察A和B两种物质的分子结构模型,A分子和B分子的______(填“元素”“原子”或“离子”)构成相同。你认为A和B的化学性质_________
(填“相同”或“不相同”)。
原子
不相同
Ⅱ.探究元素与物质组成的奥秘。
(3)从宏观角度看,铜由_______组成;从微观角度看,铜由______构成。水由_____ (填“分子”“原子”或“离子”)构成,氯化钠是由________
______(填粒子符号)构成的。
铜元素
铜原子
分子
Na+、
Cl-
Ⅲ.设计概念图并交流
(4)如图2是有关物质宏观组成和微观构成的思维导图,其中“ ”应填入的是______。
原子