内容正文:
专题4 水的性质与组成
课题3 水的组成
1
学习目标
通过实验探究,从宏观与微观相结合的视角认识水的组成。
01
基于具体的化学反应,认识并判断化合反应、分解反应。
02
通过科学史实,体会化学家探索水的组成的智慧和方法。
03
重点难点
01
02
重点
水的电解实验原理和操作。
电解水实验中氢气和氧气的体积比及其意义。
难点
理解电解水过程中分子和原子和变化。
探讨电解水实验的应用及其在化学研究中的重要性。
课堂导入
古希腊的哲学里,水一直作为构成世界万物的四大元素之一而存在。在中国古代也有“金、木、水、火、土”的五行说。
03
01
02
1766年,英国科学家卡文迪许将金属锌放到稀硫酸中,发现锌粒表面产生很多的小气泡,这种气体非常容易燃烧,叫做“可燃空气”。
卡文迪许的实验
1766年,英国科学家普利斯特里将“可燃空气”跟空气混合后点燃,发出震耳的爆鸣声,容器内壁出现小液滴。
普利斯特里的实验
04
1776年,瑞典化学家舍勒在加热硝石(硝酸钾)时得纯净的氧气。
舍勒的实验
1781年,卡文迪许改进实验方案,他发现氢气在空气中可以安静的燃烧,发出淡蓝色火焰。卡文迪许用纯净的氧气代替空气多次重复实验,发现1体积氧气恰好与2体积“可燃空气”完全反应,生成物只有水,没有别的物质。
05
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,并且用氧化理论给以准确的说明。
拉瓦锡的实验
06
五行说和四元素说
卡文迪许的进一步实验
水的组成发现史
怎样通过实验研究水的组成
01
探究新知
探究新知
分解水
探究新知
分解水
两电极上有气泡产生。
过一段时间后发现玻璃管中的水变少了,两支玻璃管的上方聚集了无色气体。
其中,连接负极的一端产生的气体比连接正极一端产生气体的体积多,其体积比约为2:1。
探究新知
分解水
将燃着的木条分别放在两支玻璃管的尖口处
发现体积大的气体不助燃,本身却能燃烧,并产生淡蓝色火焰,该气体是氢气。
发现体积小的气体能使燃着的木条燃烧更旺,可以证明它是氧气。
交流讨论
利用图示装置完成水电解实验
?
a试管 b试管
a试管:
联通的是电源的负极,试管内收集到的是氢气。
如何检验该气体?
取出试管,伸入燃着的木条,气体燃烧,产生蓝色火焰。
b试管:
中联通的是电源的正极,试管内收集到的是氧气。
如何检验该气体?
取出试管,伸入燃着的木条,木条燃烧更旺。
探究新知
实验表明,在直流电的作用下,水发生分解,生成氢气和氧气。
水 氢气 + 氧气
通电
化学上把由一种物质反应生成两种或两种以上其他物质的反应叫做分解反应。
高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气
加热
一变多
……
化学上研究物质组成的方法主要包括“分”和“合”两种途径
探究新知
整体
部分① → 部分② → 部分③ → ……
整体
分
合
水
氢气 + 氧气
水
通电
?
探究新知
合成水
产生淡蓝色火焰,烧杯内壁有水雾出现
氢气可以在空气中安静的燃烧,生成水
氢气与氧气反应
将氢气发生装置中产生的纯净氢气,用玻璃导管导出,点燃玻璃导管尖嘴口的氢气,并用干燥的烧杯罩在火焰上,观察并记录实验现象。
现象记录:
实验结论:
实验表明,纯净的氢气可在空气或氧气里安静地燃烧,火焰呈淡蓝色,生成水,并放出大量的热。
氢气 + 氧气 水
点燃
化学上把由两种或两种以上物质反应生成一种新物质的反应叫做化合反应。
镁 + 氧气 氧化镁
点燃
多一变
探究新知
二氧化碳 + 水 碳酸
……
历史上,为什么对水的组成的确认比氧气和氢气的发现晚?
若你是化学家,会怎样确定氢气与氧气化合生成的无色液体是水?
交流讨论
水在通电后分子发生了什么变化
02
探究新知
探究新知
水是由大量水分子聚集而成的。
每个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成。
水的化学式为H2O。
探究新知
对水的合成和分解的微观分析
水
氢气 + 氧气
水
通电
点燃
水分子
氢分子
氧分子
水分子
+
通电
点燃
水在电解过程中,水分子分成氢原子和氧原子;两个氢原子结合成一个氢分子,许多氢分子聚集为氢气;两个氧原子结合成一个氧分子,许多氧分子聚集为氧气;
氢气燃烧过程中,氢分子分成氢原子,氧分子分成氧原子;两个氢原子和一个氧原子结合成一个水分子,许多水分子聚集为水。
探究新知
对水的合成和分解的微观分析
水
氢气 + 氧气
水
通电
点燃
水分子
氢分子
氧分子
水分子
+
通电
点燃
在化学变化中,反应物的分子可分成原子,而原子又会重新组合成新的分子。
知识总结
在水的电解实验中,与电源负极连接的一端产生的气体是_________,与电源正极连接的一端产生的气体是_________;水是由___________________________组成的。
水是由大量的_________聚集而成的,而每个水分子是由________________________构成的。
化合反应是___________________________________________________________的反应;分解反应是___________________________________________________________的反应;在化学变化中,__________________重新组合成_______________。
氢气
氧气
氢元素和氧元素
水分子
两个氢原子和一个氧原子
由两种或两种以上物质反应生成一种新物质
由一种物质反应生成两种或两种以上其他物质
原子
新的分子
课堂练习
1、除了电解水之外,下列实验能证明水的组成的是( )
A.氢气燃烧,生成水
B.蜡烛燃烧,生成水
C.水受热变成水蒸气,体积变大
D.水受热变成水蒸气,质量不变
A
课堂练习
2、同学们为了探究水的组成,做了电解水实验,如图所示,
写出该实验中反应的文字表达式__________________________。
实验开始后,发现两极都产生气泡,如果在试管B中收集到10毫升
气体,则在A试管中收集到的气体理论上为__________毫升。
该实验证明_______________________________。
水 氢气 + 氧气
通电
20
水是由氢元素和氧元素组成的
课堂练习
3、下列反应中,不属于化合反应的是( )
A.氢气 + 氧气 水
B.二氧化碳 + 水 碳酸
C.磷 + 氧气 五氧化二磷
D.乙炔 + 氧气 二氧化碳 + 水
D
点燃
点燃
点燃
课堂练习
4、下图是水分子在一定条件下分解的示意图,从中获得的信息错误的是( )
A.一个水分子由二个氢原子和一个氧原子构成
B.水分解后生成氢气和氧气的分子数之比为2: 1
C.水分解过程中,元素种类增加
D.水分解过程中,原子的数目不变
C
5、如图是某反应的微观变化过程示意图,据此分析,错误的是( )
A.化学反应前后原子种类没有变化
B.化学反应的本质是原子的重新组合过程
C.分子可由原子构成
D.该反应不属于化合反应,也不是分解反应
课堂练习
D
THANKS FOR YOUR LISTENING
课终且记 善思致知
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