实验活动2 水的组成及变化的探究（教学设计）化学人教版五四学制2024八年级全一册

实验活动2 水的组成及变化的探究 一、知识目标 1．认识水的组成。 2．了解水在通电条件下发生的变化，进一步认识分解反应。 3．进一步体会科学探究的过程和方法。 二、核心素养目标 1．宏观辨识与微观探析：从宏观上观察氢气燃烧和水的电解实验现象，从微观上理解水分子的分解过程，认识水的组成。 2．证据推理与模型认知：通过氢气燃烧和水的电解实验，依据实验现象和产物，推理得出水的组成，建立化学变化中元素守恒的模型。 3．科学探究与创新意识：通过设计实验探究水的组成，体会科学探究的过程和方法，培养创新思维和实践能力。 一、教学重点 1．水的组成的探究实验（氢气燃烧和水的电解实验），水的分解和生成的反应原理。 2．水的分解和生成的反应原理。 二、教学难点 理解化学变化中元素守恒，掌握水电解实验的操作及对实验现象的分析。 本节教学内容出自人教版五四制2024八年级化学全一册第四单元《自然界的水》中的实验活动2—《水的组成及变化的探究》。水是学生非常熟悉的物质，本实验活动以水为载体，引导学生通过实验探究水的组成及变化，是初中化学课程中的重要内容。它不仅能帮助学生加深对水这一常见物质的认识，还能为后续学习化学方程式、质量守恒定律等知识奠定基础。 教材围绕水的生成和水的分解展开教学。在水的生成部分，介绍了氢气的物理性质和化学性质，通过氢气燃烧实验得出水的生成结论；在水的分解部分，详细阐述了电解水实验的装置、步骤、现象及结论，让学生直观地认识到水是由氢元素和氧元素组成的。教材注重实验探究，通过引导学生观察实验现象、分析实验结果，培养学生的科学探究能力和思维能力。 教学对象是九年级的学生，他们已经具备了一定的化学基础知识和实验操作技能。在之前的学习中，学生已经了解了一些常见物质的性质和化学反应，对化学实验也有了一定的兴趣。然而，他们的抽象思维能力和逻辑推理能力还不够成熟，对于一些较为复杂的化学概念和原理理解起来可能会有一定的困难。对于水，学生虽然熟悉，但对于水的组成和变化的认识还停留在表面。在进行水的生成和分解实验探究时，学生可能会对实验现象感到好奇，但在分析实验现象和得出实验结论时可能会存在一定的困惑。此外，学生在实验操作过程中可能会出现一些不规范的操作，需要教师进行及时的指导和纠正。 基于以上学情，在教学过程中，教师应充分利用实验教学的优势，引导学生通过观察、思考、讨论等方式自主探究水的组成和变化，帮助学生建立科学的思维方式。同时，教师要关注学生的个体差异，对于学习有困难的学生给予更多的关心和指导，确保每个学生都能在原有基础上得到提高。 教学环节一 课堂导入 【提出问题】展示水图片，提出问题，水是生命的源泉，哪里有水，哪里就有生命。对于我们熟悉的水，你知道它的组成吗？在实验室中我们如何设计实验进行探究呢？ 设计意图 通过问题引发学生思考，自然过渡到本节课主题。明确本课学习目标，提高学习的主动性和积极性。 教学环节二 水的生成 活动一：氢气的物理性质 【引入】同学们，水是生命的源泉，哪里有水，哪里就有生命。对于我们熟悉的水，你知道它的组成吗？在探究水的组成之前，我们先来了解一种与水生成密切相关的物质—氢气。 【问题】请同学们结合生活常识和学习内容，思考氢气具有哪些物理性质呢？ 【学生思考】回答： 1.色态味：常温常压下，氢气是无色、无臭的气体。 2.密度：氢气密度比空气小。 3.溶解性：氢气难溶于水。 【讲解】评价、强调：氢气的这些物理性质在我们后续的实验和研究中非常重要。比如，氢气密度比空气小，我们可以用向下排空气法收集氢气；氢气难溶于水，也可以用排水法收集氢气。 活动二：氢气的化学性质及水的生成 【引入】氢气有哪些化学性质呢？它又与水的生成有什么关系呢？下面我们一起来探究。 【问题】氢气在点燃的条件下会发生什么反应呢？在进行实验前，我们需要先对氢气进行验纯，如何判断氢气是否纯净呢？ 【学生思考】回答：发出尖锐爆鸣声表明气体不纯；声音很小表明气体较纯。 【讲解】强调验纯的重要性，因为不纯的氢气点燃可能会发生爆炸。接下来我们进行氢气燃烧的实验。 【实验演示】在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气，在火焰上方罩一个干燥的小烧杯。 【观察现象】产生淡蓝色火焰，放热，烧杯内壁凝结有水雾。 【引导分析】让学生根据实验现象思考并分析得出结论。 【学生回答】氢气燃烧后有水生成，化学表达式为：氢气 + 氧气 水。 【讲解】总结氢气的化学性质：纯净的氢气能安静地燃烧，发出淡蓝色火焰，放热。同时强调该反应体现了氢气的可燃性。 教学环节三 水的分解 活动一：知识回顾 【引入】我们通过氢气燃烧的实验知道了氢气和氧气反应能生成水，那么水能不能分解成氢气和氧气呢？下面我们来学习水的电解实验。 【问题】在进行水的电解实验前，我们先思考一下，实验中可能会出现哪些现象呢？实验中为什么要在水中加入少量硫酸钠溶液或氢氧化钠溶液呢？ 【学生思考】回答： 1.接通直流电源后，电极附近可能会有气泡产生。 2.加入少量硫酸钠溶液或氢氧化钠溶液是为了增强导电性。 【讲解】强调所用电源为直流电源，电解过程中，电能转化为化学能。接下来详细讲解实验现象和产物检验方法。 【问题】接通直流电源后，正极端和负极端产生的气体分别有什么特点呢？如何检验这些气体呢？ 【学生思考】回答： 1.一段时间后，正极端产生的气体和负极端的气体体积比约为1∶2。 2.在正极端玻璃管口放一根燃着的木条，木条燃烧更旺，证明是氧气；在负极端玻璃管口放一根燃着的木条，气体燃烧，发出淡蓝色的火焰，证明是氢气。 【讲解】总结实验现象和产物检验方法，写出反应表达式：水氢气 + 氧气。并得出实验结论：水是由氢元素和氧元素组成的。 活动二：实验探究 【引入】我们已经了解了水的电解实验的理论知识，接下来我们亲自动手进行实验操作。 【问题】在进行实验操作前，我们需要准备哪些实验用品呢？实验步骤是怎样的呢？ 【学生思考】 1.实验用品：水电解器、烧杯、直流电源、铁架台（带铁圈和滴定夹）、酒精灯、导线、火柴。硫酸钠溶液（或氢氧化钠溶液）、木条、蒸馏水。 2.实验步骤：（1）在电解器玻璃管中加满水（水中加入少量硫酸钠溶液或氢氧化钠溶液），用导线连接电解器与电源。（2）接通直流电源，观察玻璃管内的现象并记录。（3）切断上述装置的电源，用燃着的木条分别在两个玻璃管尖嘴口检验反应中产生的气体。 【实验操作】教师指导学生进行实验操作，提醒学生注意实验安全和操作规范。 【观察现象】两电极上均产生气泡，正、负极产生气体的体积比约为1∶2。负极产生的气体燃烧，火焰呈淡蓝色；正极产生的气体使木条燃烧得更旺。 【总结】根据实验现象再次强调实验结论：水在通电的条件下分解生成了氢气和氧气，说明水是由氢元素和氧元素组成的。 实验活动2 水的组成及变化的探究 1、 水的生成 1.氢气的物理性质 2.氢气的化学性质 （1）验纯：尖锐爆鸣声——不纯；声音小——较纯 （2）燃烧：纯净氢气安静燃烧，淡蓝色火焰，放热，氢气 + 氧气 水 2、 水的分解（电解水实验） 1.现象：电极有气泡，V正:V负≈1∶2 产物检验：正极——木条燃烧更旺（氧气）；负极——气体燃烧，淡蓝色火焰（氢气） 2.反应表达式：水氢气 + 氧气 3.结论：水由氢、氧元素组成 1． 某化学小组利用如图两个实验探究水的组成。下列说法错误的是（ ） A．该探究的依据是化学变化前后元素种类不变 B．实验1利用了氢气的可燃性 C．实验2水中加入硫酸钠溶液的目的是增强导电性 D．实验2甲中气体能使带有火星的木条复燃，说明水中含有氧气 2．人们对水的组成的认识经历了相当漫长的过程。 （1）1781年，英国科学家卡文迪什通过实验发现，将“易燃空气”在纯氧中点燃后能生成水，该反应的文字表达式为___________，基本反应类型是_________。 （2）1783年，法国化学家拉瓦锡进行了如图实验：让水蒸气通过一根烧红的铁制枪管，枪管内壁有黑色固体（四氧化三铁）生成，同时得到了“易燃空气”。 ①将气体通过放在冷水中的铜管，目的是除去_________。 ②反应的符号表达式为____________________。 （3）1800年，英国化学家尼科尔森利用伏打电池对水进行通电，发现两个电极附近均有气泡产生，正极产生的气体是________。 在本次教学中，通过实验探究水的组成及变化，学生对知识的理解和掌握较好。实验环节极大地激发了学生的学习兴趣，他们积极参与讨论和操作。但在教学过程中也存在一些不足，比如在讲解电解水实验的原理时，部分学生理解困难，后续应结合更多实例和比喻帮助学生理解。此外，实验时间把控不够精准，导致后面问题交流环节有些仓促。在今后的教学中，要更加注重教学内容的深度和广度，合理安排教学时间，提高教学效果。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$