4.2 水的组成---2024-2025学年九年级化学人教版（2024）上册

配套中学人教版 第四单元 水的组成 一、教材分析 本课题是人教版九年级化学上册第四单元 “自然界的水” 的课题 2，对水的认识从生活常识层面深入到分子层面。教材以人类认识水组成的简要史实引入，模拟史实研究过程，从水的生成和分解两方面展开。先介绍氢气及相关性质，为后续学习与模拟水组成研究奠定基础 ，其中水的分解通过水电解实验探究来呈现。通过水生成和水分解两部分的实验与分析，引导学生认识水的组成，培养学生的观察力、分析推理思维能力，让学生学习科学研究的方法和过程，为后续学习构建合理思维模式。随后引入物质的简单分类，让学生认识到分类是化学学习的重要思想和方法。 二、教学目标 化学观念：理解水是由氢元素和氧元素组成的化合物，掌握电解水的实验原理及氢气和氧气的性质，能从元素、分子、原子视角初步分析水的组成及电解水的微观过程，形成正确的微粒观和变化观 ，并通过归纳分析化学式，知道单质、氧化物、化合物的概念，从宏观解释水的组成。 科学思维：通过电解水的实验以及对实验现象的分析，培养学生实事求是的科学态度和梳理整合的能力，提升学生的思维能力，学会运用类比迁移思维，构建探究纯净物组成的思维模型。 科学探究与实践：通过电解水实验探究以及氢气燃烧实验，培养学生观察探究能力，能用科学语言准确描述实验现象、推断产物，发展 “证据推理与模型认知” 及 “宏观辨识与微观探析” 素养。 科学态度与责任：通过对水的组成探究学习，感悟科学探究的奇妙与不易，学习科学家勇于质疑、实事求是、开拓创新的精神，养成科学态度，激发学生对世界是物质的理解，培养学生的辩证唯物主义观点。 三、教学重难点 重点：通过电解水的实验认识水的组成；掌握氢气与氧气的性质，准确区分单质、化合物和氧化物；学会从定性与定量角度探究物质组成的方法。 难点：理解宏观现象与微观分析之间的联系，从电解水实验现象分析得出水的微观构成；构建探究物质元素组成的思维模型并能灵活运用；对物质进行分类时，从元素角度清晰认识物质组成 。 四、教学过程 一、课程导入 教师活动：展示与水相关的各种图片，波澜壮阔的大海、奔腾不息的江河、晶莹剔透的冰川、生活中常见的水龙头流水，同时播放一段关于水在自然界循环的视频，提问引导：“水是我们生活中最常见的物质之一，同学们每天都会接触到水，那对于水，大家都知道些什么呢？水仅仅是我们看到的无色透明液体这么简单吗？它究竟由什么组成？” 学生活动：仔细观察图片和视频，积极思考并回答问题，分享自己对水的已有认知， “水可以喝”“水可以用来洗衣服”“水有固态、液态、气态三种状态” 。 二、知识讲解 （一）氢气的性质 教师活动：介绍氢气的发现历史，讲述科学家们在探索过程中的有趣故事，卡文迪许发现氢气的过程。接着进行氢气性质的实验演示，将收集好氢气的集气瓶放置在讲台上，让学生观察氢气的颜色、状态 ，并说明氢气是无味的，可通过闻气味的正确操作方法（扇闻法）来简单验证无味这一性质。随后进行氢气溶解性实验，将氢气通入水中，展示氢气难溶于水。讲解氢气密度时，举例说明氢气是密度最小的气体，比氢气球能飞上天就是因为氢气密度小于空气。最后进行氢气燃烧实验，在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气，提醒学生观察火焰颜色，然后在火焰上方罩一个冷而干燥的小烧杯，让学生观察烧杯壁上的现象，讲解实验原理和注意事项，强调氢气不纯时点燃会爆炸，所以点燃氢气前一定要检验氢气纯度，并演示检验氢气纯度的方法 。 学生活动：认真聆听氢气的发现历史，观察教师的各项实验操作和实验现象，思考实验背后的原理，记录氢气的物理性质（无色、无味、难溶于水、密度比空气小）和化学性质（可燃性）。在教师讲解检验氢气纯度方法时，仔细观察操作步骤，理解为什么要这样做。 （二）电解水实验 教师活动：提出问题 “既然知道氢气能燃烧生成水，那反过来，水能不能分解产生其他物质呢？果能，又会产生什么物质？” 引导学生思考并设计实验方案。接着进行电解水实验，展示水电解器，向学生介绍实验装置的名称和各部分的作用，说明在水中加入少量硫酸钠或氢氧化钠的目的是增强水的导电性。连接好装置，接通电源，提醒学生观察与电源正负极相连的电极上和试管内发生的现象，电极上产生气泡的速率、两试管中气体体积的差异。 学生活动：针对教师提出的问题，分组讨论设计实验方案，交流各自的想法。在实验过程中，仔细观察实验现象，记录两试管中气体的体积变化，发现与电源正极相连的试管内气体体积小，与电源负极相连的试管内气体体积大，且一段时间后，两者体积比约为 1:2。 （三）气体检验 教师活动：实验结束后，提问学生两极产生的气体分别是什么，引导学生思考检验方法。然后进行气体检验实验，用带火星的木条检验与电源正极相连试管中的气体，将燃着的木条靠近与电源负极相连试管的尖嘴处，展示检验过程，让学生观察现象。 学生活动：思考并回答教师提出的问题，回忆之前学过的氧气和氢气的检验方法，观察气体检验实验现象，看到与电源正极相连试管中的气体能使带火星的木条复燃，判断该气体是氧气；与电源负极相连试管中的气体能够燃烧，火焰呈淡蓝色，判断该气体是氢气。 （四）水的组成分析 教师活动：根据电解水实验及气体检验结果，引导学生分析得出水是由氢元素和氧元素组成的结论，讲解从实验现象到结论的推理过程，强调化学变化前后元素种类不变，因为水电解生成了氢气（由氢元素组成）和氧气（由氧元素组成），所以水是由氢、氧两种元素组成的。 学生活动：跟随教师的思路，理解实验现象与结论之间的逻辑关系，在笔记本上记录水的组成结论，即水由氢元素和氧元素组成。 三、课堂讨论 教师活动：提出问题 “在电解水实验中，理论上与正、负两极相连的试管内汇集的气体体积比应是 1:2，但在实际实验操作中两试管汇集的气体体积比往往小于 1:2，这是为什么呢？” 组织学生分组讨论，巡视各小组讨论情况，适时给予引导和启发。 学生活动：分组讨论问题，各抒己见，分析可能的原因， “氧气在水中的溶解性比氢气稍大，所以会溶解一部分氧气，导致氧气的实际收集量减少”“氧气具有氧化性，可能在电极上与电极发生了氧化反应，消耗了一部分氧气” 。小组内总结讨论结果，推选代表进行发言。 四、课堂练习 “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. 水是由氢元素和氧元素组成的 D. 水的相对分子质量是 18g” “电解水时，与电源正极相连的试管中产生的气体是______，与电源负极相连的试管中产生的气体是______，两者的体积比约为______” “请说出单质和化合物的区别，并各举两个例子” 。让学生独立完成练习，然后进行讲解，针对学生的错误进行分析和纠正。 学生活动：认真完成课堂练习，在做题过程中巩固所学知识，检验自己对知识点的掌握程度。对于做错的题目，认真听教师讲解，分析错误原因，及时进行改正。 五、课堂总结 教师活动：引导学生回顾本节课的主要内容，包括氢气的性质、电解水实验、水的组成、物质分类，强调重点知识和易错点，对学生在本节课中的表现进行评价，肯定学生的积极思考和参与，鼓励学生在课后继续探索化学知识。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$