第二节 探究水的化学变化（教学课件） 化学北京版2024九年级上册

3.2 探究水的化学变化 第三章 探究水的奥秘 Water purification and water quality testing 汇报人 / XXXXXXXX > Chapter three Exploring the Mystery of Water 氢气的性质 水的组成发现历史 认识水的物理性质和物理变化 认识水的化学变化和化学性质 学习目标 01 02 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。 03 了解氢气的物理性质和化学性质，知道氢气验纯的必要性和方法 了解并体验科学家认识水的组成的过程和方法 教学重点 教学难点 01 了解探究物质组成的一般思想和方法 01 电解水实验认识水 氢气的性质 水的组成发现历史 认识水的物理性质和物理变化 认识水的化学变化和化学性质 新课导入 思考： 水是生命的源泉，哪里有水，哪里就有生命。对于我们熟悉的水，你知道它的组成吗？ 氢气的性质 水的组成发现历史 认识水的物理性质和物理变化 认识水的化学变化和化学性质 新课导入 我们已经研究了存在于混合物体系中的水 接下来将研究纯净物——水 水的化学变化有什么应用？ 在日常生活和物理课上经常见到水的物态变化 那么水会发生化学变化吗？ 氢气的性质 水的组成发现历史 认识水的物理性质和物理变化 认识水的化学变化和化学性质 目 录 CONTENTS 1 认识水的物理性质和物理变化 2 水的组成发现历史 3 氢气的性质 4 认识水的化学变化和化学性质 氢气的性质 水的组成发现历史 认识水的物理性质和物理变化 认识水的化学变化和化学性质 认识水的物理性质和物理变化 01 氢气的性质 水的组成发现历史 认识水的物理性质和物理变化 认识水的化学变化和化学性质 学科融合 水循环 1. 说一说水在自然界的循环经历了怎样的状态变化过程。 在温度及压强改变时，水的状态会发生三态变化。 固态 （冰） 液态 （水） 气态 (水蒸气） 升华 凝华 熔化 凝固 液化 汽化 自然界中的水循环 氢气的性质 水的组成发现历史 认识水的物理性质和物理变化 认识水的化学变化和化学性质 学科融合 水循环 2. 试想如果没有水的三态变化，地球上的生物、环境将会受到怎样的影响？ ‌降水减少 ‌生态系统崩溃‌ ‌气候极端化‌ ‌淡水资源短缺‌ 水的三态变化促成了自然界中水的循环，其作用如下： 调节地表温度 为地球生物分配淡水资源的功能 自然界中的水循环 若无三态变化： 氢气的性质 水的组成发现历史 认识水的物理性质和物理变化 认识水的化学变化和化学性质 学科融合 水循环 2. 水具有某些特殊的物理性质： 和绝大多数物质凝固时体积缩小、密度增大的情况不同，水结冰时体积变大，密度减小； 水分子间氢键的作用以及由此导致的晶体结构疏松和分子排列变化。‌ 水的三态密度大小关系为： 气态水（水蒸气）< 固态水< 液态水 氢气的性质 水的组成发现历史 认识水的物理性质和物理变化 认识水的化学变化和化学性质 学科融合 水循环 2. 水具有某些特殊的物理性质： 在所有固态和液态物质中，水的比热容最大。 这些现象都与构成水的微观粒子有关，有兴趣的同学可以查阅相关资料。 水分子间的氢键作用以及其独特的分子结构 水的比热容是指单位质量的水温度升高或降低1℃所吸收或放出的热量。 水的比热容为4.2×10³J/(kg·℃)，是常见物质中最大的。 氢气的性质 水的组成发现历史 认识水的物理性质和物理变化 认识水的化学变化和化学性质 新课探究 水的物理性质 颜色 气味 状态 密度 凝固点 沸点 无色 无味 液体 4℃时密度最大为1g/mL 0℃ 100℃ 水的物理变化 特性： 1.所有固体液体中比热容最大。 2.冷胀热缩：在0℃-4℃范围内。 3.热胀冷缩：水在4℃以上遵循 氢气的性质 水的组成发现历史 认识水的物理性质和物理变化 认识水的化学变化和化学性质 水的组成发现历史 02 氢气的性质 水的组成发现历史 认识水的物理性质和物理变化 认识水的化学变化和化学性质 史实在线 水的组成发现历史 氢气的性质 水的组成发现历史 认识水的物理性质和物理变化 认识水的化学变化和化学性质 古希腊 从 18 世纪到 19 世纪初，人们一直认为水是由一种元素——水元素组成。 首次发现并研究了“可燃空气” 普利斯特里 通过实验确认了水和氢气的生成，但未能完全理解其组成。 卡文迪什 通过实验验证了水的组成，并命名了氢气。 拉瓦锡 卡里斯尔 使用电解法进一步证明了水的组成。 尼科尔森 史实在线 水的组成发现历史 资料 1：18 世纪末，英国科学家普里斯特利（1733—1804）把“易燃空气”（后证实是氢气）和空气混合后，用电火花点火时产生明显的爆鸣声，容器壁上出现了“露珠”。 另一位英国科学家卡文迪许（1731—1810）用纯氧代替空气进行实验，发现大约2份体积的“易燃空气”与1份体积的氧气恰好完全化合，并确认所得“露珠”是水。 氢气的性质 水的组成发现历史 认识水的物理性质和物理变化 认识水的化学变化和化学性质 史实在线 水的组成发现历史 资料2：法国科学家拉瓦锡进行了一个以水为反应物的实验：他让水蒸气通过一根烧红的铁管，发现有“易燃气体”产生。 由此，他认为水是“易燃空气”和氧的化合物，并把“易燃空气”命名为Hydrogène（法语），意思是“来自于水”，这种气体就是氢气。 氢气的性质 水的组成发现历史 认识水的物理性质和物理变化 认识水的化学变化和化学性质 史实在线 水的组成发现历史 资料 3：1800 年，英国科学家尼科尔森（1753—1815）和卡里斯尔（1768—1840）用伏打电池电解水获得成功，进一步证明了拉瓦锡的结论。 注：1799年，意大利物理学家伏打发明了世界上第一个电池——伏打电池，即原电池。科学界将他的姓简化成Volt（伏特），作为电压单位的命名。 氢气的性质 水的组成发现历史 认识水的物理性质和物理变化 认识水的化学变化和化学性质 史实在线 水的组成发现历史 阅读资料，思考以下问题： 1. 通过以上实验可推测出水能发生哪些化学变化？ 资料1：是氢气与氧气化合生成水 资料2：是水在高温下与铁反应，生成氢气和四氧化三铁 H2 ＋ O2  水  点燃 Fe ＋ 水 Fe3O4 ＋ H2 △ 资料3：水通电 水 ？ ＋ ？ 通电 氢气的性质 水的组成发现历史 认识水的物理性质和物理变化 认识水的化学变化和化学性质 史实在线 水的组成发现历史 2. 资料3中用伏打电池电解水，可能产生什么物质？你推测的依据是什么？ 水 ？ ＋ ？ 通电 H O H2 O2 依据——在化学反应前后元素种类不变 产物如何验证？ ？ 推测产生物质： 资料3拉瓦锡的结论： 水是由氢元素和氧元素组成的化合物 带火星的木条复燃 氢气的性质 水的组成发现历史 认识水的物理性质和物理变化 认识水的化学变化和化学性质 氢气的性质 03 氢气的性质 水的组成发现历史 认识水的物理性质和物理变化 认识水的化学变化和化学性质 新课探究 氢气 + 氧气 水 点燃 H2 ＋ O2   H2O  点燃 能在空气或氧气中燃烧生产水 1. H2物理性质 （标准状况下） 无色、无味、气态 密度比空气小 难溶于水 向上排空气法 排水法 2. H2化学性质 可燃性 氢气的性质 水的组成发现历史 认识水的物理性质和物理变化 认识水的化学变化和化学性质 观察 · 思考 1. 混有一定量空气或氧气的氢气遇到明火会爆炸。 因此，做氢气性质实验前一定要 。 尖锐爆鸣声 声音很小 不 纯 较 纯 检验其纯度 Ι. 用拇指堵住集满氢气的试管口 Ⅱ.靠近火焰，移开拇指点火 演示实验 氢气的性质 水的组成发现历史 认识水的物理性质和物理变化 认识水的化学变化和化学性质 新课探究 新课探究 观察 · 思考 演示实验 2. 待确定氢气较纯后，继续实验：在导气管尖嘴处直接点燃氢气，观察火焰的颜色，然后在火焰上方罩一个干冷的小烧杯。 氢气的性质 水的组成发现历史 认识水的物理性质和物理变化 认识水的化学变化和化学性质 新课探究 观察 · 思考 思 考 产生淡蓝色的火焰 干燥的烧杯内壁上有水珠出现 1. 哪些实验现象可以证明氢气燃烧生成水？ 结 论 氢气+氧气 水 点燃 H2 O2 ？ 水是由氢、氧元素组成的 氢气的性质 水的组成发现历史 认识水的物理性质和物理变化 认识水的化学变化和化学性质 新课探究 观察 · 思考 思 考 2.氢气在空气中燃烧是否可能生成二氧化碳 ？请设计实验验证你的猜想 验 证 石灰水保持清澈 在导气管尖嘴处直接点燃氢气，后在火焰上方罩一个内壁蘸有澄清石灰水的小烧杯。 结 论 没有二氧化碳生成 猜 想 氢气在空气中燃烧不生成二氧化碳 现 象 氢气的性质 水的组成发现历史 认识水的物理性质和物理变化 认识水的化学变化和化学性质 新课探究 氢气的发现为研究水的变化提供了思路。 水的化学性质比较稳定，在 2 000 ℃ 以上才有少量可以分解。 下面我们一起用电解的方法探究水的化学变化。 氢气的性质 水的组成发现历史 认识水的物理性质和物理变化 认识水的化学变化和化学性质 认识水的化学性质和化学变化 04 氢气的性质 水的组成发现历史 认识水的物理性质和物理变化 认识水的化学变化和化学性质 新课探究 探究 · 实践 探究水在通直流电条件下发生的化学变化。 依据以上“史实在线”中的资料，分析水通直流电后可能生成的物质及其可能具有什么性质，该如何检验。 探究目的 猜想与假设 猜 想 验 证 H2 O2 点燃，有淡蓝色的火焰出现 带火星的木条伸入气体中，木条复燃 氢气的性质 水的组成发现历史 认识水的物理性质和物理变化 认识水的化学变化和化学性质 新课探究 探究 · 实践 霍夫曼水电解器 实验装置 微型电解器 氢气的性质 水的组成发现历史 认识水的物理性质和物理变化 认识水的化学变化和化学性质 新课探究 探究 · 实践 进行实验 操作步骤 实验现象 分析与解释 1. 给注满水的装置接通直流电源，观察现象。 2. 分别打开两极玻璃管上的活塞，用燃着的木条检验两极产生的气体。 正极端玻璃管： 负极端玻璃管： 3. 分别打开两极玻璃管上的活塞，用带火星的木条检验两极产生的气体。 正极端玻璃管： 负极端玻璃管： 4. 通电一段时间后，观察两极玻璃管中的液面。 （以霍夫曼水电解器为例） 两极产生气泡，且气泡上升速度不同，正极慢，负极快 有气体生成 木条燃烧更旺 气体被点燃，发出淡蓝色火焰 该气体具有助燃性，为氧气 该气体具有可燃性，为氢气 木条复燃 木条不复燃 该气体为氧气 点燃，仍发出淡蓝色火焰 确认该气体为氢气 两极玻璃管中的液面开始下降，负极下降速度快一倍 正极与负极生成气体的体积比为 1:2 氢气的性质 水的组成发现历史 认识水的物理性质和物理变化 认识水的化学变化和化学性质 新课探究 探究 · 实践 得出结论 水在通电条件下可分解成氢气和氧气，且体积比为2:1 H2O H2 O2 水 氢气 + 氧气 直流电 问题4 基于实验得出的结论，你还能推测出其他结论吗？（例如，水的组成与结构、水的其他应用等） 水的组成‌：水由氢、氧元素组成，化学式为H2O。 ‌水的结构‌：水分子由2个氢原子和1个氧原子构成。 ‌应用拓展‌：氢气可用于燃料电池等清洁能源领域。 ‌科研启示‌：促进对电解性质及能源转换的深入研究 反思交流 氢气的性质 水的组成发现历史 认识水的物理性质和物理变化 认识水的化学变化和化学性质 新课探究 探究 · 实践 反思交流 问题1 1. 两极玻璃管的液面都下降，证明氢气和氧气的什么性质？ 难溶于水 问题2 水在通电条件下可以发生化学变化，其变化类型是化合反应还是分解反应？ 分解反应 问题3 有的同学提出质疑：水通电是否只生成了氢气和氧气两种物质？是否可能有其他物质生成且溶解在水中？如何验证这个猜想？ 使用pH试纸检测水的酸碱性； 或进行其他化学滴定实验来检测是否存在其他溶解物质。 如果电解后的水与纯水的化学性质相同，则可以认为没有其他物质生成。 氢气的性质 水的组成发现历史 认识水的物理性质和物理变化 认识水的化学变化和化学性质 新课探究 科学家通过对水化学变化的探究，发现水可以分解成组成更简单的物质——氢气和氧气，水由氢、氧两种元素组成，打破了以往人们对水的组成的认知。 水的分解微观过程 氢气的性质 水的组成发现历史 认识水的物理性质和物理变化 认识水的化学变化和化学性质 新课探究 探究物质组成的一般思路如下所示： 方法导航 反应物 合成法 分解法 反应物 一定条件 可知 未知 可知 未知 借助化学反应探究某物质的组成： 合成法：可以利用已知组成的物质发生化合反应来确定生成物的组成， 分解法：可以让某物质发生分解反应，生成已知组成的物质来逆向推断反应物的组成。 H2O H2 ＋ O2 H2 ＋ O2 H2O 点燃 通电 氢气的性质 水的组成发现历史 认识水的物理性质和物理变化 认识水的化学变化和化学性质 新课探究 水的应用 基于水的化学变化，我们又发现了水的更多应用。 例如： 可通过电解水制取氢气和氧气； 制作氢氧燃料电池（将在高中化学继续学习）等。 氢气的性质 水的组成发现历史 认识水的物理性质和物理变化 认识水的化学变化和化学性质 课堂小结 【检测题1】电解水的简易实验装置如图所示。下列说法不正确的是（　　） A．甲管中的电极连接的是电源正极 B．乙管中的气体能使带火星的木条复燃 C．该实验生成的氢气与氧气的体积比为2：1 D．该实验可证明水是由氢、氧两种元素组成的 A 课堂检测 【检测题2】下列关于氢气在空气中燃烧的说法，错误的是（　　） A．发出淡蓝色火焰 B．放出大量的热 C．产生浓烈的刺激性气味 D．燃烧前一定要检验其纯度 C 课堂检测 【检测题3】下列有关水的组成和构成说法正确的是（　　） A．水是由水分子构成的 B．水是由氢气和氧气组成的 C．水是由氢原子和氧原子构成的 D．水是由两个氢元素和一个氧元素组成的 A 课堂检测 【检测题4】下列事实中，与氢气密度比空气小的性质无关的是（　　） A．用氢气吹肥皂泡时，肥皂泡迅速上升 B．充满氢气的集气瓶应将瓶口朝下放在桌上 C．可用排水法收集氢气 D．可用向下排空气法收集氢气 C 课堂检测 【检测题5】如图是自然界中水的天然循环简图，请据此回答下列问题： （1）水通过 变化，实现了自身的天然循环。 （2）驱动水循环的能量来自于 。（填“地球”、“太阳”或“海洋”） （3）水通过天然循环，既实现了 ，又完成了 。 课堂检测 三态 太阳 水的自身净化 水资源的重新分配 谢谢您的观看 THANKS 分层作业见见同课时word文档 Lavf55.34.100 Lavf59.16.100 Lavf59.16.100 $$