1.2 水的组成（教学设计）-【上好课】八年级科学上册同步高效课堂（浙教版）

1.2 水的组成（教学设计） 年级 八年级 授课时间 课题 1.2 水的组成 教学 目标 科学观念：认识水的组成；知道氧气和氢气的检验方法；知道可燃性气体在燃烧之前要验纯。 科学思维：在电解水的实验过程中，初步学习如何观察实验并用文字、图表和化学语言记录实验过程及现象；在合作与讨论中，学会主动与他人合作交流，清楚表达自己的观点。 探究实践：通过学习水的组成科学探究史，认识科学探究的意义和基本过程；通过电解水的实验，体验科学验证的过程。 态度责任：通过对相关化学史的学习，认识善于发现，勤于思考、坚持不懈的科学精神，意识到正确的思想观念对科学探究的重要作用。 教学 重难点 重点：从宏观和微观角度认识水的分解与合成； 难点：掌握化学变化的实质。 学情 分析 本节内容选自浙教版八上第一章第2节，本节主要内容：本课题从人类认识水的组成的简要史实引入并展开，通过水的电解实验和对实验现象的讨论和分析介绍了水的组成，说明水是由氧两种元素组成的。水虽然是学生非常熟悉的物质，但怎样以化学的眼光认识水，学生是陌生和不习惯的。所以贴近学生的生活实际，从学生身边的一些现象出发，以缩小学生对化学的距离感，激发学生的学习兴趣就显得尤为重要了，本课题为今后学习元素的概念埋下伏笔，对正确书写化学符号起到了至关重要的作用。 本节内容拟用1课时完成。 教学 准备 课件、课本、活动器材等 教学过程 教师活动 学生活动 新 课 导 入 我们周围的物质都是由微观粒子构成的，水与我们的生命息息相关，我们每天都需饮用适量的水来维持我们的生命活动。水是由水分子构成的，但你可曾想过，水是由什么组成的呢，水分子又是由什么构成的呢？ 思考水由什么组成，水分子由什么构成？ 新 知 讲 授 一、水的电解 我们知道水在自然界循环的过程中，形态上发生了变化，但并没有变成别的物质。这样没有新物质生成的变化属于物理变化，那么怎样让水发生化学变化呢？ 如果在水中通直流电，这时会有什么现象产生？水会变成其他物质吗？ 电解水实验 【实验药品和条件】 （1）实验条件：通直流电； （2）实验药品：水（加入少量稀硫酸等，以增强水的导电性，且不影响实验结果） 注意：纯水不导电，生活中水导电是因为其中含有很多杂质，故为了增强水的导电性，可在水中加入稀硫酸或氢氧化钠。 【实验步骤】 在水电解器的玻璃管里注满水，接通直流电。 观看电解水实验视频，填写实验现象及结论。 【实验现象】 水的颜色、状态为 无色、液体 ，两个电极上出现了 气泡 ，两支玻璃管内液面 降低 ，正极和负极产生的气体的体积比约为 1：2 。 【气体检验】 用点燃的火柴接近液面下降较多的玻璃管尖嘴，慢慢打开活塞，观察到 气体燃烧，产生淡蓝色火焰 ；用带火星的木条接近液面下降较少的玻璃管尖嘴，慢慢打开活塞，观察到 带火星木条复燃 。 【实验分析】 实验中可燃烧并产生淡蓝色火焰的气体是 氢气 ，能使带火星的木条复燃的气体是 氧气 。 【实验结论】 水在通电的条件下，生成了氢气和氧气（水）； 水由氢元素和氧元素组成。 【拓展信息】 （1）氧气是一种无色无味不易溶于水的气体，具有助燃性，能使带火星的木条复燃。 （2）氢气是一种无色、无味、难溶于水的气体，密度比空气小，在空气中燃烧时，产生淡蓝色火焰。放出热量，并有水珠产生。可用此方法检验氢气的存在。 （3）混有一定量的氧气或者空气的氢气遇到明火就会产生爆炸。因此在点燃氢气之前一定要检验氢气的纯度。 验纯方法：用排水法收集一试管可燃气体，用拇指堵住试管口移近火焰点燃。如果气体较纯，气体将会安静地燃烧，并发出“噗”声；如果气体不纯，会发出尖锐爆鸣声。 可燃性气体点燃前都要验纯。 【注意事项】 ①氢气在氧气中燃烧生成水也能证明水由氢元素和氧元素组成。 ②检验氢气时，应先检验其纯度，氢气不纯时，会有尖锐的爆鸣声。 ③实验中收集到的氢气与氧气的体积比常大于2：1，这是因为氧气在水中的溶解能力比氢气在水中的溶解能力稍大。 ④实验使用直流电不用交流电是因为直流电的正负极是确定的，可以分别收集两极的产物，即氢气和氧气。如果使用交流电，其正负极会不断变化，导致在电极处的生成物为正负极反应的混合物，这不仅危险而且无法分离。 ⑤水电解有新物质生成，属于化学变化。 二、水分子的构成 1.电解水微观解释 在上述的实验中，我们发现水变成了两种不同的气体，氢气和氧气，且它们的体积比是2∶1。 思考与讨论1 （1）回忆并讨论水、氢气和氧气都是由什么粒子构成的。 水由水分子构成，氢气由氢分子构成，氧气由氧分子构成。 （2）构成这些物质的粒子很小，但这些粒子中是否存在比它更小的粒子呢？ 由电解水实验可知，水分子变为氢分子和氧分子，说明水分子中含有两种不同的、更小的粒子，这种粒子就是原子。 科学实验证明，一个水分子中含有两个氢原子和一个氧原子。 思考与讨论2 如图1-11所示为水的电解过程微观示意图。你能从中得到哪些信息呢？根据水电解的过程示意图及实验现象，分析水在通电情况下是如何分解产生氢气和氧气的。 由微观示意图可知：水在通电条件下，1个水分子首先分解为2个氢原子和1个氧原子，每2个氢原子再结合为1个氢分子，每2个氧原子结合为1个氧分子，大量的氢分子聚集成氢气，大量的氧分子聚集成氧气。 根据微观示意图可得的信息有： ①水分子中氢和氧的原子个数比为2：1； ②水是由氢和氧组成的； ③水在电解过程中产生氢气和氧气； ④分子可以分成原子，原子再重新结合成新的分子。（其他合理答案也可） 2.化学变化的微观实质 有新物质生成的变化叫化学变化，没有新物质生成的变化叫物理变化。 从微观角度来说，化学变化中分子发生改变，物理变化中分子本身不发生改变，改变的只是分子间的距离等。 故由水的电解微观过程可知： 化学变化的微观实质的分子分为原子，原子重新组合成新的分子的过程。 3.水的组成和构成 宏观：水由氢元素和氧元素组成。 （宏观物质由元素组成，元素只讲种类，不讲个数。） 微观：水由水分子构成。 水分子由氢原子和氧原子构成。 1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成。 （物质由微观粒子构成，微观粒子既讲种类又讲个数。） 思考：能不能说水由氢气和氧气组成？ 水是由氢和氧组成的，而不是由氢气和氧气组成的。氢气、氧气和水是三种不同的物质，电解水能产生氢气和氧气，说明水中本来就存在氢和氧。 科学·技术·社会·环境 原子 早在1803年，英国科学家道尔顿（John Dalton）就提出了原子的概念。他认为原子是组成物质的最小单位。道尔顿的原子论开辟了从微观世界认识物质及其变化的新纪元。现在，人们凭借扫描隧道显微镜（简称STM）已经能够“看到”原子的图像。 易错提醒： （1）1：2（或2：1）并非质量比，“正氧负氢，氢二氧一”指的是气体体积比，而非质量比。 （2）水的组成和构成的错误说法 水由氢气和氧气组成； 水中含有氢气和氧气； 水分子由氢分子和氧分子构成等。 （3）判断氢气和氧气方法： ①根据正负极判断，正极产生氧气，负极产生氢气； ②根据气体体积比判断，氢气和氧气体积比为2：1； ③根据检验现象判断，氧气能使带火星木条复燃，氢气能燃烧，产生淡蓝色火焰。 回顾：水循环属于物理变化，物理变化和化学变化的区别，思考水怎样发生化学变化，引入电解水实验。 观看电解水实验视频，填写实验现象，实验分析和实验结论。 了解氢气和氧气的性质及检验方法，知道可燃性气体点燃前要验纯。 总结实验注意事项。 根据电解水实验及回顾微观粒子的知识点，思考物质的构成，了解水分子的构成。 根据电解水微观示意图，总结电解水的微观过程。总结所得信息。 了解化学变化的微观实质。 知道水的组成和构成。 总结易错部分。 课 堂 练 习 典例1 用电解水实验探究水的组成，下列说法正确的是（ ） A.水的电解是物理变化 B.甲玻璃管和乙玻璃管管中气体质量比约为2：1 C.乙玻璃管中产生气泡的位置在c D.甲管中的气体能使带火星的木条复燃 【答案】C 【解析】A.水通电时，负极产生氢气，正极产生氧气，此过程中有新物质生成，属于化学变化，错误； B.水通电时，负极产生氢气，正极产生氧气，体积比为2:1，甲玻璃管和乙玻璃管管中气体体积比为2:1，不是质量比约为2:1，错误； C.乙玻璃管中产生气泡的位置在电极部位，即在c处，正确； D.水通电时，负极产生氢气，正极产生氧气，体积比为2:1，甲管与电源负极相连，其中的气体是氢气，具有可燃性，没有助燃性，不能使带火星的木条复燃，错误。 故选C。 典例2 如图所示为电解水的实验装置，回答下列问题： （1）A管与电源的 极相连。 （2）经检验B管的气体能使带火星的木条复燃，则B气体是 。 （3）本实验可推知水是由 组成的。 （4）做此实验时，在水中加少量硫酸或氢氧化钠的目的是 。 【答案】（1）负（2）氧气（3）氢元素和氧元素（4）增强导电性 【解析】（1）电解水时，与电源正极相连的玻璃管内产生的气体体积少，与电源负极相连的玻璃管内的气体体积多，且两者的体积之比大约是1：2，据图可知A、B两试管内气体的体积比为2：1，则A为电源的负极； （2）氧气能使带火星的木条复燃，经检验B管的气体能使带火星的木条复燃，则B气体是氧气； （3）电解水生成氢气和氧气，氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素素组成，化学变化中元素的种类不变，说明水是由氢元素和氧元素组成的； （4）由于硫酸或氢氧化钠在水中能解离出自由移动的离子，在水中加入少量硫酸或氢氧化钠以增强导电性。 典例3 图甲、乙是电解水的实验及电解时水分子分解的示意图，下列叙述正确的是（ ） A.a，b试管中产生的气体质量比为2:1 B.水分解的过程中，氢原子和氧原子的数目保持不变 C.该实验证明水由氢气和氧气组成 D.水分解的过程中，保持不变的粒子是氢分子和氧分子 【答案】B 【解析】A.水通电时，负极产生氢气，正极产生氧气，体积比为2:1，a、b试管中产生的气体分别是氢气、氧气，质量比为1：8，错误； B.原子是化学变化中的最小微粒，水分解的过程中，原子和氧原子的数目保持不变，正确； C.电解水生成氢气和氧气，氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成，化学变化中元素的种类不变说明水由氢元素和氧元素组C成，错误； D.原子是化学变化中的最小微粒，水分解的过程中，保持不变的粒子是氢原子和氧原子，错误。 故选B。 课 堂 小 结 1.水的电解 实验条件：通直流电，水中加入少量稀硫酸或氢氧化钠，能增强水的导电性。 实验现象：两电极上均有气泡冒出，一段时间后正极和负极产生气体体积比约为1：2。 气体检验：正极气体（氧气）：将带火星木条放在活塞口，木条复燃，证明是氧气。 负极气体（氢气）：将燃着木条放在活塞口，气体燃烧，产生淡蓝色火焰，证明是氢气。 实验结论：水电解生成氢气和氧气，水由氢元素和氧元素组成。 注意事项：①氢气在氧气中燃烧生成水也能证明水由氢元素和氧元素组成。 ②检验氢气时，应先检验其纯度，氢气不纯时，会有尖锐的爆鸣声。 ③实验中收集到的氢气与氧气的体积比常大于２：1，这是因为氧气在水中的溶解能力比氢气在水中的溶解能力稍大。 ④实验使用直流电不用交流电是因为直流电的正负极是确定的，可以分别收集两极的产物，即氢气和氧气。如果使用交流电，其正负极会不断变化，导致在电极处的生成物为正负极反应的混合物，这不仅危险而且无法分离。 ⑤水电解有新物质生成，属于化学变化。 2.水分子的构成 （1）水电解的微观实质：水分子分解成氢原子和氧原子，两个氢原子结合成一个氢分子，很多氢分子聚集成氢气，两个氧原子结合成一个氧分子，很多氧分子聚集成氧气。 （2）化学反应实质：分子分为原子，原子重新组合成新的分子。 （3）水的组成和构成 宏观：水由氢元素和氧元素组成。 微观：水由水分子构成。 水分子由氢原子和氧原子构成。 一个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成。 板 书 设 计 作 业 设 计 反 思 评 价 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$