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

本文围绕“水的组成和净化（第一课时）”展开，核心知识点为水的组成及水资源现状。承接生活中对水的认知，为后续深入学习水的净化奠基。通过实验探究、资料分析等环节，渗透化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任等核心素养。 本设计创新点在于结合生活实例与前沿研究。特色教法有问题引导、小组讨论。教具运用为水电解器。其优势在于提升学生综合能力，为教师提供清晰授课路径，增强课堂互动性，有效突破教学难点。

水的组成和净化（第一课时） 教学目标 通过观察水的电解实验和氢气燃烧实验的宏观现象，如电极上产生气泡、气体燃烧的火焰颜色等，从微观层面理解水在通电条件下分子的分解以及氢气和氧气分子的形成过程，进而认识水的组成元素，建立宏观现象与微观粒子变化的联系。 组织学生参与电解水实验的探究过程，包括实验装置的搭建、实验步骤的设计、实验现象的观察与记录以及实验结果的分析等。在探究中鼓励学生提出问题、做出假设，并尝试通过实验验证假设，培养学生的科学探究能力和创新意识。例如，引导学生思考如何改进实验装置以提高实验效果，或者探究不同电解质对水分解速率的影响等。 通过介绍地球上水资源的现状，如淡水资源的短缺、水体污染的严重性等，让学生认识到水资源的珍贵以及保护水资源的重要性。培养学生节约用水、爱护水资源的社会责任感，使学生树立科学的态度，积极参与到水资源保护的行动中来。例如，组织学生调查身边的水资源利用情况，提出节约用水的建议并在生活中践行。 重点难点 实验探究水的组成：通过电解水实验，准确观察和记录实验现象，如两极产生气体的体积比、气体的检验结果等，依据实验现象分析得出水是由氢元素和氧元素组成的结论，这是本节课的核心知识重点。 水资源综合利用：了解地球上水资源的分布、现状以及不同领域（农业、工业、生活等）用水的情况，认识水资源综合利用对社会可持续发展的重要意义，增强学生节约用水和保护水资源的意识。 课前预习任务 同学们，预习 “水的组成和净化” 第一课时内容。思考生活中常见的水有哪些，它们是纯净物吗？查阅资料了解电解水实验的装置及原理，试着画出简单装置图。想想水与我们生活息息相关，那水究竟由什么组成呢？带着这些问题开启我们的学习之旅。 教学内容 备注 教师：同学们，在正式开始今天的课程之前，老师先问大家一个问题，在我们的日常生活中，水可谓无处不在，那你们能说说都在哪些地方见到过水吗？ 学生 1：河流、湖泊里有水。 学生 2：家里的水龙头能放出自来水，还有下雨的时候天上会降水。 学生 3：我们喝的矿泉水也是水。 教师：非常好，大家观察得很仔细。那你们知道水对我们人类以及整个地球上的生命来说有多重要吗？ 学生 4：我们每天都要喝水，不喝水会渴死。 学生 5：植物生长需要水，没有水植物就会干枯。 学生 6：很多动物也离不开水，比如鱼生活在水里。 教师：没错，水是生命之源，生命的孕育和维系都离不开水。可以说，没有水就没有我们这个生机勃勃的地球。那今天我们就来深入探究一下这种与我们生命息息相关的物质 —— 水。首先，大家根据生活经验和已有的知识，说说对水的性质都有哪些了解呢？ 学生 7：水是无色无味的。 学生 8：水在常温下是液体，加热会变成水蒸气，温度很低的时候会结成冰。 学生 9：水还能溶解很多东西，比如糖和盐。 教师：大家总结得很全面。接下来，老师要给大家展示一个非常有趣的实验 —— 电解水实验。（教师拿出水电解器，向学生介绍仪器的名称和各部分的作用）这是水电解器，在这个玻璃管里注满了水，并且老师在水中加入了少量的氢氧化钠溶液，这是为了增强水的导电性，加快水的电解速率。现在，老师把一个电极接在电源的正极，另一个电极接在电源的负极，然后接通直流电，同学们要仔细观察，看看电极上会发生什么现象，两支玻璃管内的液面又有什么变化。 （接通电源后，学生们都全神贯注地观察着实验装置） 学生 10：老师，我看到电极上有气泡产生了。 教师：非常好，大家都看到了吗？那再看看两支玻璃管里的情况。 学生 11：两支玻璃管里都汇集了气体，液面降低了，而且我发现负极产生的气泡好像比正极多。 教师：大家观察得很细致。随着实验的进行，我们会发现正极产生的气体与负极产生的气体体积比约为 1∶2。那现在老师要问大家了，你们猜猜这两极产生的气体分别是什么呢？ 学生 12：我猜正极产生的是氧气，因为氧气比较稳定，一般在正极产生。 学生 13：那负极产生的会不会是氢气呢，我记得氢气好像也能通过一些反应产生。 教师：同学们的猜测都有一定的道理。那我们现在就来检验一下这两种气体到底是什么。（教师用带火星的木条检验正极产生的气体，木条复燃；用点燃的火柴检验负极产生的气体，气体燃烧，产生淡蓝色火焰）大家看到了吗，用带火星的木条检验正极产生的气体，木条燃烧更旺，说明这种气体是氧气；用点燃的火柴检验负极产生的气体，看到微弱的淡蓝色火焰，这种气体就是氢气。 教师：通过这个实验，我们知道了水在通电的条件下，分解产生了氢气和氧气。那从这个实验结果，大家能得出关于水组成的什么结论呢？ 学生 14：因为水分解产生了氢气和氧气，所以水应该是由氢元素和氧元素组成的。 教师：非常正确。水在通电的条件下发生分解反应，生成氢气和氧气，这说明水是由氢元素（H）和氧元素（O）组成的。 教师：接下来，我们再来回顾一下这个实验过程。在这个实验中，我们从宏观现象看到了电极上产生气泡，气体体积比等，从微观层面其实是水分子在通电的情况下，分解成了氢原子和氧原子，然后氢原子重新组合形成氢气分子，氧原子重新组合形成氧气分子。（教师利用动画演示水分子分解的微观过程）大家能理解这个微观变化吗？ 学生 15：老师，我有点明白了，就是水分子像被拆开了，然后又重新组合成了新的分子。 教师：对，理解得很到位。那现在老师要考考大家，如果有其他物质在化学反应中生成了水，你们能根据刚才所学的知识，推测出这种物质可能含有什么元素吗？ 学生 16：应该含有氢元素和氧元素，因为水是由这两种元素组成的。 教师：非常棒。这就是我们通过实验探究得出的关于水组成的知识在实际中的应用。那除了知道水的组成，我们还得了解一下地球上水资源的情况。大家知道地球上的水很多，但是可利用的淡水资源却很有限，而且分布还不均匀。老师给大家展示一些数据和图片，大家看一下。（教师展示地球上水资源分布、不同国家人均水量等图片和数据） 教师：从这些资料中，大家能看出什么问题呢？ 学生 17：我发现有些地方水很多，有些地方水很少，而且可利用的淡水占比好小。 学生 18：对，这样的话有些地方的人可能就会缺水。 教师：没错，水资源短缺已经成为一个全球性的问题。一方面人类用水量不断增加，另一方面水体污染使可利用的水减少。那大家想想，在我们的日常生活中，有哪些行为可能会造成水体污染呢？ 学生 19：工厂乱排放污水。 学生 20：人们往河里乱扔垃圾。 学生 21：农业上大量使用农药化肥，雨水冲刷后可能会流到河里污染水。 教师：大家说得都很对。那面对水资源短缺和污染的问题，我们应该怎么做呢？ 学生 22：要节约用水，比如用洗菜的水浇花。 学生 23：工厂的污水要经过处理后才能排放。 学生 24：我们不能往河里扔垃圾，还要向身边的人宣传保护水资源。 教师：非常好，大家都有很强的环保意识。节约用水、保护水资源是我们每个人的责任。那接下来，老师再给大家拓展一下关于水的知识。我们知道水在煮沸过程中会变成水蒸气，水蒸气在一定条件下也可以部分分解产生氢气和氧气。而且，科学家们一直在研究更高效的分解水制氢的方法，比如用 TiO₂等物质作为催化剂，利用太阳光可以直接将水分解为氢气和氧气。近年来，中国科学技术大学研究人员采用纳米级的硅、石墨烯等材料作为催化剂，在太阳光下分解水的效果良好。一旦解决了氢气制取、氢气分离和安全储运等瓶颈问题，就能真正打开 “氢能时代” 的大门，实现能源的可持续发展。这也体现了我们化学研究对于解决能源和环境问题的重要意义。 教师：现在我们来总结一下今天所学的内容。首先，我们通过电解水实验探究了水的组成，知道了水是由氢元素和氧元素组成的。其次，我们了解了地球上水资源的现状，认识到水资源短缺和污染的问题，以及我们每个人在节约用水和保护水资源方面的责任。最后，我们还拓展了一些关于水分解制氢的前沿研究知识。大家对今天的内容都理解了吗？ 学生：理解了。 （一）选择题 关于电解水实验，下列说法正确的是（ ） A. 正极产生的气体是氢气 B. 负极产生的气体体积是正极的 2 倍 C. 该实验说明水由氢气和氧气组成 D. 实验结束后，两极产生的气体质量比为 1∶2 答案：B 解析：电解水实验中，正极产生氧气，负极产生氢气，氢气的体积是氧气的 2 倍，A 错误，B 正确；该实验说明水是由氢元素和氧元素组成的，C 错误；实验结束后，两极产生气体的体积比为 2∶1，质量比为 1∶8，D 错误。 下列有关水的说法错误的是（ ） A. 水是由氢原子和氧原子构成的 B. 水是一种常见的溶剂 C. 自然界中的水大多是混合物 D. 地球上的水资源总量丰富，但淡水资源有限 答案：A 解析：水是由水分子构成的，水分子是由氢原子和氧原子构成的，A 错误；水是一种常见的溶剂，能溶解很多物质，B 正确；自然界中的水大多含有杂质，是混合物，C 正确；地球上水资源总量丰富，但可利用的淡水资源有限，D 正确。 （二）填空题 电解水时，在水中加入少量氢氧化钠或硫酸的目的是______。 答案：增强水的导电性 解析：纯水的导电性很弱，加入少量氢氧化钠或硫酸，可增强水的导电性，加快电解速率。 （三）简答题 请简述如何检验电解水实验中正极产生的气体。 答案：用带火星的木条靠近正极产生气体的玻璃管尖嘴处，若木条复燃，则该气体为氧气。 解析：氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，利用这一性质可检验氧气。 ( 第 1 页 共 1 页 ) 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$