4.2 水的组成 教学设计

第四章生命之源——水
《§4.2 水的组成》
一、教学目标：
1．知识与技能
(1)了解氢气的物理性质和化学性质。
(2)通过电解水实验了解水的组成。
2．过程与方法
?(1)学习对实验现象的观察、分析、归纳和总结。
(2)通过化合反应和分解反应一正一反探究水的组成。
3．情感态度价值观
(1)通过电解水的实验对学生进行物质无限可分性教育，培养他们实事求是的态度。
(2)在教学中渗透科学思想方法的教育，从而启发学生的思维。
(3)保持对生活中化学现象的好奇心和探究欲，发展学习化学的兴趣。
二、教学重点难点
教学重点
1．电解水的实验。
2．确定水的组成。
教学难点
1．培养学生的观察能力以及归纳总结的能力。
2．使学生充分认识实验研究和创新思维的重要性。
三、教材分析
本课题从人类认识水的组成的简要史实引入并展开，通过氢气燃烧生成水和水的电解实验讨论和分析并介绍了水的组成，说明水是由氢、氧两种元素组成的。在认识了水的组成的基础上，结合前一单元所学氧气的知识，从组成上区别归纳出单质、化合物的概念。在课题之后还提供了稍详细些的资料——水的组成揭秘，为教师和学生提供人类认识水的组成的系统知识。
四、学生情况分析
学生在初中阶段应用了新教材，对实验有浓厚的兴趣，参与实验探究的积极性较高。但在学习中学生较多是用机械记忆的方法，对知识的理解不够深刻，易遗忘。解决实际问题的能力较低，而且缺乏对实验现象的描述及知识的总结能力。本节课的教学可以很好地对学生实验探究思路进行正确引导。
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五、教学过程：
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教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
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环节
【引入课题】
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【讲故事】
大约300年前,英国的化学家普利斯特里，常常爱给朋友们表演魔术，他拿了个“空”瓶子，在朋友们面前晃了几下，然后，他迅速地把一支点着的蜡烛移近瓶子。“啪！”的一声，瓶口吐出了长长的火舌，但立刻又熄灭了……
原来，这位魔术师在瓶子里早已装满无色的“可燃空气”（氢气）和空气。它们混合后点燃，会发出巨大的声响。
起初，普利斯特里只是给朋友们变变魔术而已。可他并没有发现变完魔术后，瓶子里还有一位神秘的“客人”。终于有一天，普利斯特里发现瓶壁上有不少水珠.
1781年，普利斯特里把他的发现告诉卡文迪许。
卡文迪许用不同比例的“可燃空气”和空气混合物进行实验，证实了普利斯特里的发现，并断定生成的液体 是水。
在氧元素被确认后，卡文迪许用纯氧代替空气，从而确认2体积的“可燃气”与1体积的氧恰好化合成水。
虔诚的“燃素学说”信徒，还始终认为水是一种元素，没有做出正确的解释。
卡文迪许的助手布拉格登于1783年6月访问巴黎时，将这一实验告诉了拉瓦锡。
拉瓦锡立即进行了跟踪实验， 不仅合成了水，同时还将水分解为氧气和氢气，再次确认了水的组成.同学们,你们想知道拉瓦锡具体是如何探究水的组成的吗?今天就让我们一起沿着拉瓦锡的脚步,一起来探究水的组成吧!
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认真听故事
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通过小故事，让学生迅速进入上课的状态，并由此引起兴趣，激发学生的探究意识。
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过渡
今天我们所要学习的是——沿着拉瓦锡的脚步一起来探究”水的组成”。也就是说拉瓦锡是如何探究水的组成，我们也如何探究。
那么拉瓦锡是如何探究的呢?通过故事我们知道，300年前，人们都认为水是由一种元素组成的，为了探究水的组成，普利斯特里和卡文迪许分别完成了——氢气在空气（氧气）中燃烧的实验并制得了水，细心的拉瓦锡知道这一实验后非常兴奋，认为非常有价植。立即重复了两位科学家完成过的实验，现在就让我们来看看卡文迪许完成的实验，看的过程中注意总结氢气的性质。
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学生思考
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创设探究意识，激发学生探究欲望。
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环节
【氢气燃烧视频并回答问题】
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【播放视频】
氢气燃烧实验
（教师在此时间准备氢气实验在展示台上）
【讲解】?????
氢气的性质你现在知道多少呢？知道的同学请举手。
通过气球升上去，说明了密度小于空气；氢气从水中生成出来，说明难溶于水。
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认真看视频，并记录氢气的性质。
根据视频中出现的知识总结出氢气的性质。
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训练学生学会观察视频，并且会用规范语言表述现象,并且能够通过现象分析物质的物理、化学性质。
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环节【氢气燃烧实验】
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今天我们沿着拉瓦锡的脚步，也来完成卡文迪许做过的实验——氢气的燃烧
【教师演示实验】
如果向锌中加入稀盐酸，大家可以看到有大量气泡产生，也就是有大量氢气产生，接下来我们是不是点燃氢气呢？
纯净的氢气点燃，氢气会安静的燃烧，但不纯净的氢气点燃，会发生爆炸。所以我们应检验氢气的纯度，那如何检验呢？我们看到了现在收集了一试管氢气，用拇指堵住试管口，移到酒精灯附近，移开拇指，听爆鸣声的强弱。听到了吗？
如果很尖锐，则说明氢气不纯净，其实所有可燃性气体如果不纯净，点燃都会发生爆炸。
现在我们来点燃氢气，你们看见了什么？
如果我想知道氢气燃烧后生成什么如何办？
仔细观察火焰，同时老师感到手有点支持不住了，你们知道是为什么吗？
现在请同学们观察烧杯内壁有什么出现？
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观察实验过程。记录实验现象。
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思考并回答老师的问题
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边实验边讲解，增强学生的兴趣，同时养成积极思考的好习惯。
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环节
【得出初步结论并引入下一探究】
?? 通过这个实验，能否推出我们的实验结果呢？
氢气中含氢元素，氧气中含氧元素，那么水中含的是氢元素和氧元素，所以得出结论，水是由氢元素和氧元素组成的化合物，我们很轻松就得出了这个结论，拉瓦锡能得出结论了吗？
其实卡文迪许和普利斯特里也完成了这个实验，也生成了水，但他迫于当时燃素学说的权威，没有得出水的组成，反而解释为氢气和氧气中都含有水，只有拉瓦锡认为水不是一种元素组成的，但在当时没有人相信他，于是拉瓦锡开始思考如何证明水不是一种元素组成的。
那如何确认水的组成呢？为了回答这个问题我们先复习一下以前我们学过的化学反应，高锰酸钾加热就会分解会生成锰酸钾，二氧化锰和氧气，你能推测高锰酸钾的元素组成吗？
实际上化学反应过程中元素种类是保持不变的，反应物所具有的元素和生成物所具有的元素完全相同。
于是，拉瓦锡设计了如下实验——将水蒸气通入红热的枪管中，并检验出生成的气体分别为氧气和可燃空气（氢气）
那么我们今天也是完成和拉瓦锡完全一样的实验吗？不是，枪管温度很高我们很难达到，不过我们现代有一种更强的东西来代替红热的枪管，你知道是什么吗？
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在教师的引导下，分析已完成的实验，得出实验结论，感受科学家当时的心情和想法。体验科学的乐趣。
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教给学生分析问题、解决问题的思路，使学生学会探究物质组成的一般方法。
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学生学会去伪存真，层层递进，多角度思考问题，选择最佳思路。
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环节
【学生实验】
现在要完成的实验是电解水的实验，实验之前，我们来认识一下实验仪器，一是电源，找到直流电，或稳压电源，另一个是水电解器，上面有正负极，你们所要做的事情就是用导线将电源和水电解器连起来，然后开通电源，实验过程中一定要注意安全，不要用手直接接触水。
当电解得有较多气体时，请同学们关闭电源。
如何检验它们呢？用燃着的小木条。
【演示实验】
老师现在用燃着的小木条来检验两种气体，请同学们注意观察现象
正极产生的气体能使小木条变得更旺。说明正极产生的是氧气。
负极产生的气体被点燃了，说明负极气体具有可燃性。通过进一步验证便可知就是氢气。
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【学生实验】
在 教师指导学生实验（注意观察气泡的量，两极的异同点。）
学生记录实验现象，并用燃着的小木条分别检验两极所产生的气体。
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通过学生自已动手完成探究实验，训练了学生的动手操作能力和合作学习能力。
环节五
【得出结论】
【讲解】
通过这个实验我们来看看能得出什么结论？
氢气中含氢元素，氧气中含氧元素，所以水中含氢元素和氧元素，故水是由氢和氧两种元素组成的化合物。
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在教师的引导下通过分析自已所完成的实验现象，并得出结论
培养学生根据现象得出结论的能力。
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环节六
【总结讨论布置课后作业】
到这里为止我们沿着拉瓦锡的脚步完成了水的组成探究实验，得出了水是由氢元素和氧元素组成的。任务完成后，我们来看看我们有什么收获。
?“①你知道了”
你通过这节课，你知道了哪些知识点呢？
②你学会了
你通过这节课，学会了哪些能力？
如何探究物质的组成，通过生成水，分解水，一正一反就可证明一种物质的组成，因为化学反应后元素种类不变。
③你发现了什么？
我们跟着拉瓦锡脚步一起探究，拉瓦锡这么成功，我们发现了他哪些优秀品质呢？
如果大家能学会拉瓦锡的这些优秀品质，相信不久的将来都是拉瓦锡。
通过今天的探究,我们已经知道从宏观上水是由氢元素和氧元素组成的,那么从微观上每个水分子又是由几个氢原子和几个氧原子构成的呢?同学们课后可以思考如何探究每个水分子的构成?
最后祝大家都成为未来的拉瓦锡！
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回忆本节课所学内容。并完成下列练习题。
1.电解水时，当接通直流电源，两极上均有气泡产生，其中正极上产生的气体是（ ??????），负极上产生的气体是（?????? ），两者的体积比为（ ??????????）。?????????????
2.电解水的实验说明了（??? ）
A、水是一种常见的元素
B、水中含有氢气和氧气
C、水是由氢元素和氧元素组成的混合物
D、水是由氢元素和氧元素组成的化合物
3、汽油、煤油、柴油等燃油都是含碳的物质，它们是从石油中提炼出来的。最近听说发明了一种催化剂，只要在水中加入少量的这种试剂就可以使普通水变成燃油，从而解决世界性的能源问题，你认为可能吗?请说说你的理由?
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通过总结本节课的知识，引导学生回忆所学知识，以及所获得的能力，并且在情感上得到升华。
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板
书
设
计
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水的组成
一、拉瓦锡的探究过程??二、氢气??????三、电解水
1、氢气燃烧实验????1、物理性质?????通电
2、分解水???? 2、化学性质?????水 ——? 氢气+?氧气
3、验纯
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