2.4 水的组成和净化（第一课时水的组成）导学案----2025--2026学年九年级化学沪教版（2024）上册

2.4 水的组成和净化（第一课时 水的组成）导学案 水是生命之源，探究水的组成是化学学习中的重要内容。本导学案将带领同学们深入了解水的组成相关知识，包括水的电解实验、水的组成结论等，帮助大家扎实掌握这部分内容。 一、学习目标（简写版） 1. 了解水的电解实验的装置、现象及原理。 1. 掌握水的组成，明确水是由氢元素和氧元素组成的。 1. 理解化合物、单质的概念，能区分常见的化合物和单质。 1. 知道氢气的性质，了解氢气验纯的方法。 二、学习重难点 重点 1. 水的电解实验的现象及结论。 1. 水的组成（由氢元素和氧元素组成）。 1. 化合物和单质的概念及区分。 难点 1. 理解水的电解实验中产生的气体体积比与元素组成的关系。 1. 准确区分化合物和单质，避免概念混淆。 1. 理解氢气验纯的必要性及方法。 三、知识点自主预习填空 1. 水的电解实验 0. 水在通电的条件下会分解生成______和______，文字表达式为______。 0. 电解水实验中，与电源正极相连的玻璃管内产生的气体是______，与电源负极相连的玻璃管内产生的气体是______，两者的体积比约为______。 11. 水的组成 0. 水是由______和______组成的。 12. 氢气的性质 0. 氢气是一种______色、______味的气体，密度比空气______，______溶于水。 0. 氢气具有______性，在空气中燃烧时，产生______火焰，文字表达式为______。氢气与空气混合点燃可能会发生爆炸，所以点燃氢气前一定要______。 四、知识点讲解与要点剖析 知识点 1：水的电解实验 1. 核心知识 0. 实验装置：水的电解实验装置主要由电源、电解器（或水槽、试管、电极）等组成。电极通常为惰性电极（如铂电极或石墨电极），以防止电极参与反应 。 0. 实验现象： 7. 通电后，电极上有气泡产生。 7. 与电源正极相连的玻璃管内产生的气体体积较小，与电源负极相连的玻璃管内产生的气体体积较大，两者的体积比约为 1:2 。 0. 气体检验： 8. 正极产生的气体：能使带火星的木条复燃，证明是氧气。 8. 负极产生的气体：能燃烧，产生淡蓝色火焰，证明是氢气 。 0. 文字表达式：水 氢气 + 氧气 。 0. 能量转化：该实验中，电能转化为化学能 。 14. 常考易错点 0. 记错电解水实验中正负电极产生的气体，容易将氢气和氧气的产生位置混淆。 0. 对产生的气体体积比记忆错误，误认为正、负极产生气体的体积比是 2:1。 经典例题 在电解水的实验中，下列说法正确的是（ ） A. 与电源正极相连的玻璃管内产生的气体是氢气 B. 与电源负极相连的玻璃管内产生的气体体积较小 C. 正、负极产生的气体体积比约为 1:2 D. 该实验证明水是由氢气和氧气组成的 解析：与电源正极相连的玻璃管内产生的是氧气，A 选项错误；与电源负极相连的玻璃管内产生的是氢气，体积较大，B 选项错误；正、负极产生的气体体积比约为 1:2，C 选项正确；该实验证明水是由氢元素和氧元素组成的，D 选项错误。答案选 C。 知识点 2：水的组成 1. 核心知识 0. 组成结论：从电解水的实验可以得出，水是由氢元素和氧元素组成的。因为电解水产生了氢气和氧气，根据化学反应前后元素种类不变，可知水是由氢、氧两种元素组成的 。 0. 微观构成：水是由水分子构成的，每个水分子是由 2 个氢原子和 1 个氧原子构成的。但从元素组成的宏观角度来说，强调的是氢元素和氧元素 。 16. 常考易错点 0. 错误地认为水是由氢气和氧气组成的，忽略了元素与物质的区别，水是一种纯净物，而氢气和氧气是两种不同的物质。 0. 混淆水的宏观组成和微观构成，将 “由氢元素和氧元素组成” 说成 “由氢原子和氧原子组成”。 经典例题 下列关于水的组成的说法中，正确的是（ ） A. 水是由氢气和氧气组成的 B. 水是由氢分子和氧分子组成的 C. 水是由氢元素和氧元素组成的 D. 水是由 2 个氢原子和 1 个氧原子组成的 解析：水是一种纯净物，不是由氢气和氧气组成的，A 选项错误；水是由水分子构成的，不是由氢分子和氧分子组成的，B 选项错误；水是由氢元素和氧元素组成的，C 选项正确；一个水分子是由 2 个氢原子和 1 个氧原子构成的，不能说水是由 2 个氢原子和 1 个氧原子组成的，D 选项错误。答案选 C。 知识点 3：氢气的性质 1. 核心知识 0. 物理性质：氢气是一种无色、无味的气体，密度比空气小（是密度最小的气体），难溶于水 。 0. 化学性质：氢气具有可燃性，在空气中燃烧时，产生淡蓝色火焰，放出热量，生成水，文字表达式为：氢气 + 氧气水 。 0. 验纯方法：由于氢气与空气混合点燃可能会发生爆炸，所以点燃氢气前一定要验纯。验纯的方法是：用排水法或向下排空气法收集一试管氢气，用拇指堵住试管口，靠近火焰，移开拇指点火，如果听到尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯，需要再收集、再检验；如果听到轻微的 “噗” 声，表明氢气已纯净 。 18. 常考易错点 0. 忽略氢气点燃前的验纯步骤，导致安全隐患。 0. 对氢气燃烧的现象描述不准确，如将 “淡蓝色火焰” 说成 “蓝色火焰”。 经典例题 下列关于氢气的说法中，错误的是（ ） A. 氢气是一种无色无味的气体 B. 氢气的密度比空气小 C. 氢气具有可燃性，点燃前不需要验纯 D. 氢气燃烧时产生淡蓝色火焰 解析：氢气是无色无味的气体，A 选项正确；氢气密度比空气小，B 选项正确；氢气具有可燃性，与空气混合点燃可能爆炸，所以点燃前必须验纯，C 选项错误；氢气燃烧时产生淡蓝色火焰，D 选项正确。答案选 C。 五、效果检测（判断正误） 1. 水的电解实验中，与电源正极相连的玻璃管内产生的是氢气。（ ） 1. 水是由氢元素和氧元素组成的。（ ） 1. 氢气是一种密度比空气大的气体。（ ） 1. 点燃氢气前一定要验纯。（ ） 六、归纳总结 1. 水的电解实验是探究水组成的重要实验，实验中正极产生氧气，负极产生氢气，体积比约为 1:2，由此得出水是由氢元素和氧元素组成的结论。 1. 化合物是由不同种元素组成的纯净物，单质是由同种元素组成的纯净物，两者的区别在于组成元素的种类不同，且都属于纯净物。 1. 氢气具有无色无味、密度比空气小、难溶于水等物理性质，具有可燃性，点燃前必须验纯，以防爆炸。 7、 课后作业 一、选择题 1．下列叙述的用途中由物理性质决定的是 A．食品包装时充氮气以防腐 B．氢气用作火箭发射的燃料 C．氧气用于供给呼吸 D．稀有气体用作电光源 2．如图所示是实验室制取氢气并验纯的部分操作，其中错误的是 A．连接橡胶塞 B．向试管中加入锌粒 C．倾倒稀硫酸 D．检验氢气纯度 3．物质的用途和其性质对应错误的 A．石墨作电极——导电性 B．氢气充气球——密度小 C．氧气用于焊接金属——可燃性 D．稀有气体制霓虹灯——通电发出有色光 4．下列关于电解水实验的叙述不正确的是 A．纯水导电性差，可加入少量稀硫酸增强导电性 B．两个电极产生气体的体积不同 C．与负极相连的玻璃管中产生的气体是氢气，具有可燃性 D．该实验证明水由氢气和氧气组成 5．如图是教材中的2个实验，下列说法不正确的是 A．实验①在点燃氢气前需验纯 B．实验②在a、b管上方生成的气体质量比为1：8 C．实验①和②发生的反应均属于化合反应 D．实验①和②均可证明水的组成 6．下列关于电解水的说法中正确的是 A．电解水产生氢气和氧气，说明水是由氢分子和氧分子构成的 B．电解水时，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气 C．电解水时，产生氢气与氧气的体积比为1：2 D．电解水反应的条件是“电解” 7．下列关于分解反应说法正确的是 A．分解反应的生成物有多种，所以生成物有多种的反应一定是分解反应 B．分离液态空气法制氧气的过程是分解反应 C．通电的条件下，水可以发生分解反应 D．氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水，属于分解反应 8．如图是电解水的装置示意图。下列说法正确的是 A．a端是电源的正极 B．d试管收集的气体有可燃性 C．电解水时，在水中加入少量氢氧化钠可以增强水的导电性 D．试管c中收集的气体与试管d中收集的气体的质量比约为1：2 9．电解水的简易实验装置如图所示。下列说法不正确的是 A．与甲管中的电极连接的是电源负极 B．该实验生成的氢气与氧气的质量比为 C．乙管中的气体能使带火星的木条复燃 D．该实验可证明水是由氢、氧两种元素组成的 二、填空与简答 10．电解水的实验装置如图所示。电解一段时间后，可以观察到管a中液面 (填“高于”或“低于”)管b中液面；关闭电源，将燃着的木条放在管b尖嘴口，打开活塞，可观察到的实验现象是 。 八、答案与解析 （一）自主预习填空答案 1. 氢气；氧气；水 氢气 + 氧气；氧气；氢气；1:2 1. 氢元素；氧元素 1. 无；无；小；难；可燃；淡蓝色；氢气 + 氧气水；验纯 （二）效果检测答案及解析 1. ×。水的电解实验中，与电源正极相连的玻璃管内产生的是氧气，与电源负极相连的玻璃管内产生的是氢气。 1. √。水是由氢元素和氧元素组成的，这是通过水的电解实验得出的结论。 1. ×。由同种元素组成的物质不一定是单质，还可能是混合物，如氧气和臭氧的混合物，只由氧元素组成，但属于混合物，不是单质。 1. ×。氢气的密度比空气小，是密度最小的气体。 1. √。氢气与空气混合点燃可能会发生爆炸，所以点燃氢气前一定要验纯。 （3） 课后作业答案及解析 1．D 【详解】A、食品包装时充氮气以防腐，是利用氮气化学性质不活泼，不易与食品发生化学反应的特性，这属于化学性质，该选项错误； B、氢气用作火箭发射的燃料，是利用氢气的可燃性，氢气燃烧发生了化学变化，可燃性属于化学性质，该选项错误； C、氧气用于供给呼吸，在呼吸过程中，氧气参与人体内的化学反应，利用的是氧气的化学性质，该选项错误； D、稀有气体用作电光源，是因为稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，此过程中没有新物质生成，利用的是稀有气体的物理性质，该选项正确。 故选D。 2．A 【详解】A.把橡皮塞慢慢转动着塞进试管口，切不可把试管放在桌上在使劲塞进塞子，免压破试管，图中所示操作错误，故A错误； B.向试管中装锌粒时，先将试管横放，用镊子把锌粒放在试管口，再慢慢将试管竖立起来，图中所示操作正确，故B正确； C.向试管中倾倒液体试剂时，瓶塞要倒放，标签要对准手心，瓶口紧挨，图中所示操作正确，故C正确； D.检验氢气纯度的方法：用排水法收集一试管氢气，用拇指堵住试管口，管口向下移近酒精灯火焰，松开拇指点火，如果听到尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯，需要再收集，再检验，直到听到很小的响声，才表明氢气已经纯净，图中所示操作正确，故D正确； 故选：A。 3．C 【详解】A、石墨具有导电性，可作电极，故A不符合题意； B、氢气密度小于空气，可充气球，故B不符合题意； C、氧气用于焊接金属是因为氧气具有助燃性，而不是可燃性，故C符合题意； D、稀有气体通电发出有色光，可制霓虹灯，故D不符合题意。 故选C。 4．D 【详解】A、纯水导电性差，加入少量稀硫酸，稀硫酸在水中能解离出自由移动的氢离子和硫酸根离子，从而增强导电性，A 正确。 B、电解水时，与电源正极相连的一端产生氧气，与电源负极相连的一端产生氢气，氢气和氧气的体积比约为2:1，所以两个电极产生气体的体积不同，B 正确。 C、与负极相连的玻璃管中产生的气体是氢气，氢气具有可燃性，C 正确。 D、该实验证明水是由氢元素和氧元素组成的，而不是由氢气和氧气组成的，氢气和氧气是水分解的产物，D 错误。 故选D。 5．C 【详解】A、氢气是可燃性气体，为防止爆炸，在点燃氢气前需验纯，故正确； B、在电解水实验中，a管与电源负极相连，产生氢气；b管与电源正极相连，产生氧气。氢气和氧气的质量比为(2×2)：(32×1)=1：8，即a、b管上方生成的气体质量比为1：8，故正确； C、实验①氢气燃烧生成水，属于化合反应；实验②电解水生成氢气和氧气，属于分解反应，故错误； D、实验①氢气燃烧生成水，实验②电解水生成氢气和氧气，氢气由氢元素组成、氧气由氧元素组成，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，均可证明水是由氢元素和氧元素组成的，故正确。 故选：C． 6．B 【详解】A. 电解水生成氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据化学反应前后元素的种类不变可知，电解水的实验说明水由氢元素和氧元素组成，结论错误； B. 电解水时“正氧负氢、氧一氢二”，故正极产生氧气，负极产生氢气，说法正确； C. 电解水时“正氧负氢、氧一氢二”，故氢气与氧气的体积比为2:1，结论错误； D. 电解水需通直流电，“电解”是过程而非条件，正确条件应为“通电”，结论错误。 故选B。 7．C 【详解】A、分解反应的生成物有多种，但生成物有多种的反应不一定是分解反应。例如，蜡烛在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，生成多种产物，但反应物是两种物质。因此，选项A的说法错误。 B、分离液态空气法利用的是液氮和液氧的沸点差异进行物理分馏，属于物理变化。而分解反应是化学变化，必须有新物质生成。因此，选项B说法错误。 C、水在通电条件下分解为氢气和氧气，符合分解反应“一种反应物生成多种生成物”的定义。因此，选项C说法正确。 D、氢气和氧气生成水的反应是两种物质生成一种物质，属于化合反应，而非分解反应。因此，选项D说法错误。 故选C。 8．C 【详解】A、电解水正极产生氧气，负极产生氢气，a端产生的气体是用向下排空气法收集的，是氢气，所以a端是电源的负极，故错误； B、结合分析A可知，d试管收集的气体是氧气，氧气具有助燃性，不具有可燃性，故错误； C、水是电的弱导体，电解水时，在水中加入少量的氢氧化钠可以增强导电性，故正确； D、c中收集的是氢气，d中收集的是氧气，氢气和氧气的体积比为1:2，不是质量比，故错误。 故选D。 9．B 【详解】A、在电解水实验中，与电源负极相连的电极产生氢气，与电源正极相连的电极产生氧气，且氢气和氧气的体积比约为2:1。从图中可以看出甲管中气体体积较大，是氢气，所以与甲管中的电极连接的是电源负极，该说法正确，不符合题意； B、电解水实验中生成氢气和氧气的体积比为2:1，氢气与氧气的质量比=(1×2×2):（16×2）=1:8，而不是2:1，该说法不正确，符合题意； C、乙管中气体体积小，是氧气，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，该说法正确，不符合题意； D、电解水生成氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据化学反应前后元素种类不变，可证明水是由氢、氧两种元素组成的，该说法正确，不符合题意。 故选B。 10． 低于 木条燃烧更旺 【详解】①在电解水实验中，管a与电源负极相连，产生氢气；管b与电源正极相连，产生氧气。因为氢气的体积约是氧气体积的2倍，所以管a中气体体积大，液面低于管b中液面。 ②管b中产生的是氧气，氧气具有助燃性。将燃着的木条放在管b尖嘴口，打开活塞，可观察到木条燃烧更旺的现象。故本问答案为：木条燃烧更旺。 学科网（北京）股份有限公司 $$