2.4 跨学科实践活动：学习探究水的组成的科学史并制作分子模型 第1课时课件-2025-2026学年九年级化学科粤版（2024）上册

第二单元　空气、物质的构成与组成 2.4 跨学科实践活动：学习探究水的组成的科学史并制作分子模型 第1课时 1 学习目标 1.通过电解水实验中的定性与定量的实验现象，提升设计实验方案、收集证据、分析证据、形成结论、撰写实验报告等实验探究能力，初步形成探究物质组成的一般思路和基本方法。（科学探究与实践） 2.通过对科学家研究水的组成历程的调查学习，认识到科学研究具有公开性，科学研究成果要经得起质疑与批判；理解科学是在科学家对实验事实、推理过程及结论的质疑中不断发展的。（科学态度与责任） 2 学习探索物质组成与构成的历程 （1）探索历程：物质是由原子、分子等微观粒子构成的。通过学习科学史实可以体会科学家探索物质的组成与构成的智慧。 1.探索物质组成与构成的历程 3 ① 1781年，英国科学家普里斯特利、卡文迪什分别将“可燃空气（氢气）”与空气或“脱燃素空气（氧气）”混合后点燃爆炸，发现有水生成。 ②拉瓦锡认为水不可能是由一种元素组成的，他进行了铁和水蒸气的实验。实验装置如下： 该反应的文字表达式： （2）探索水的组成的历程 氢气难溶于水，可以用排水法收集。 4 ③三位科学家对“氢气和氧气反应”实验做出的解释 5 答：我更赞同阿伏加德罗的观点。因为在化学变化中，原子不能再分，通过氢气和氧气在点燃条件下生成水的实验，说明水不是由水原子构成的，水是由水分子构成的。他们运用了实验、想象、推理、假说、模型等方法探索物质的组成与构成。 答：认同，因为化学变化前后元素种类不变。 1.拉瓦锡通过“铁和水蒸气反应”实验收集到了“可燃空气（氢气）”，结合普里斯特利、卡文迪什的实验结果，推理得出结论：水由氢、氧两种元素组成。你认同吗？为什么？ 2.道尔顿、盖－吕萨克、阿伏伽德罗对“氢气和氧气反应”实验做出了不同的解释。你更赞成哪一位科学家的观点，为什么？他们运用了什么方法探索物质的组成与构成？分享你的看法。 6 （1）实验目的：探究水的组成及变化。 2.水的组成 【实验2-5】水的组成及变化的探究 作用是增加水的导电性。 （2）实验原理：水在直流电的作用下，会分解生成氢气和氧气： （3）实验用品：水电解器、直流电源、导线、烧杯、酒精灯、火柴、小木条、蒸馏水、氢氧化钠溶液（或稀硫酸）等。 7 （4）实验过程 ①电解水 实验图示 实验步骤 观察与记录 取约100 mL的水于烧杯中，加入少量氢氧化钠溶液或稀硫酸，搅拌 —— 打开两支刻度管的活塞，将溶液注入电解器中至两支刻度管充满，关闭活塞，连接直流电源； 通电，观察并记录电极上和刻度管内的现象； 一段时间后，停止通电 通电后，两个电极的表面有气泡产生； 一段时间后，两个刻度管内收集到一些气体，与电源正极相连的刻度管内气体体积小，与电源负极相连的刻度管内的气体体积大，体积比约为1∶2 不能用交流电。 8 ②检验产物 实验图示 实验步骤 观察与记录 用燃着的木条靠近与电源负极相连的刻度管管口，打开活塞，在尖嘴口罩一个干冷的烧杯，观察并记录现象 与电源负极相连的刻度管内气体能燃烧，产生淡蓝色火焰，烧杯内壁出现水珠 关闭与电源负极相连的刻度管管口活塞。用燃着的木条靠近与电源正极相连的刻度管管口，打开活塞，观察并记录现象 与电源正极相连的刻度管内气体使燃着的木条燃烧更剧烈 （1）要控制活塞的开启速度，使气体缓慢放出。 （2）点燃气体时必须注意安全，防止爆炸。 9 （1）实验前，必须把两个刻度管内充满水，留有空气会影响实验结论，且点燃气体时可能造成爆炸。 （2）在实验过程中收集到氢气的体积往往大于氧气体积的2倍。主要原因是氧气的溶解能力比氢气稍强；电解产生的氧气中的一小部分会与电极发生反应，导致收集到的氧气体积偏小。 电解水实验口诀 水中通入直流电， 正氧负氢会出现； 氢二氧一体积比， 可燃助燃来检验。 10 反思与评价 1.电解水和煮沸水时都有气泡产生，产生气泡的原因有何不同？ 2.以上实验中有哪些现象和数据能够说明水不是一种元素，而是由氢、氧两种元素组成的？ 答：电解水产生气泡是因为水通电生成了新物质氢气和氧气，该变化是化学变化；煮沸水时有气泡产生是因为随着温度升高，气体在水中的溶解度变小，该过程中没有新物质生成，该变化是物理变化。 答：水在通电时，正极产生了能使燃着的木条燃烧更旺的气体，负极产生了一种可以燃烧的气体，且两种气体的体积比为1∶2，说明水不是一种元素。氢气中含有氢元素，氧气中含有氧元素，且化学反应前后元素种类不变，可推出水是由氢元素和氧元素组成的。 11 （5）实验结果与讨论 ①收集证据：正极上产生的气体是氧气，负极上产生的气体是氢气，V正∶V负≈ 1∶2。 ②分析证据 ③得出结论：根据电解水生成氢气和氧气，同时结合氢气和氧气反应生成水的实验事实，得出水是由氢元素和氧元素组成的。 12 探究物质组成的一般思路 探究化合物的元素组成时，根据“化学变化前后，元素的种类不会发生变化”这一规律，若能将化合物分解为已知组成的物质，就可通过分析生成物的元素组成来推测该化合物的组成；反之，若能用已知组成的物质合成化合物，我们也可以通过分析反应物的元素组成来推测该化合物的组成。 在现代化学研究中，科学家还会借助元素分析仪、红外光谱仪、X射线衍射仪等仪器来测定物质的组成与构成。 13 2.水的组成 学习探索物质组成与构成的历程 1.探索物质组成与构成的历程 水的组成及变化的探究 实验目的 实验原理 实验用品 实验过程 本节课你学会了哪些知识？ 收获了什么方法？ 还有什么疑惑吗？ 1.用如图所示的装置进行水的电解实验时，有以下描述： ①向水中加入少量硫酸钠，能使水电解产生气体的速度变大； ②甲、乙两试管内收集到的气体的体积比约为2∶1； ③甲试管内产生的气体能燃烧，且燃烧时火焰呈淡蓝色； ④乙试管内产生的气体能使带火星的木条复燃。 以上描述中正确的是( ) A．①②③④ B．③ C．①② D．①②③ A 2.如图为水通电分解的实验装置图，据图分析： （1）玻璃管A中产生的气体是　　　　。 氧气 气体被点燃，产生淡蓝色的火焰 氢原子与氧原子 B玻璃管中液面下降较快，A玻璃管中液面下降较慢 （3）若玻璃管B中收集到10 mL气体，则玻璃管A中收集的气体的体积为　　mL。 （2）通电一段时间后，两玻璃管中的现象差异是 　 ，用燃着的木条在玻璃管尖嘴口检验玻璃管B中气体，现象是　 　 　　　　　　　　　　　，请写出水中通直流电反应的文字表达式　　　 　　　　，通过该实验得出水分子是由　　 　 　构成的结论。 水 氢气+氧气　 点燃 5　 $$