第4单元实验活动2 水的组成及变化的探究课件--2026-2027学年九年级化学人教版上册

该初中化学课件聚焦“水的组成及变化的探究”，通过氢气燃烧和电解水实验，系统呈现实验目的、装置、现象及气体检验，构建“水的生成-分解”知识脉络，以实验操作为支架衔接元素组成、变化本质等核心内容。 其亮点在于以科学探究与实践为核心，通过误差分析（如氧气溶解性导致体积比偏差）、易错点汇总（体积比与质量比区分）培养科学思维，结合中考真题强化化学观念。学生能掌握实验技能和考点，教师可高效开展实验教学与备考。

新人教版化学9年级上册培优精做课件 授课教师： . 班 级： 9年级（ ）班 . 时 间： . 2026年5月31日 实验活动2 水的组成及变化的探究 第四单元 自然界的水 核心总纲：通过电解水实验探究水的组成，证明水由氢元素和氧元素组成；牢记“正氧负氢、氢二氧一”核心规律，掌握实验现象、结论、误差分析及水的三态变化与分解本质区别。 一、实验目的 1. 通过电解水实验，探究水的元素组成； 2. 观察水电解的实验现象，掌握气体检验方法； 3. 区分水的物理变化（三态变化）与化学变化（通电分解），理解物质组成与变化本质。 二、电解水实验基础 1. 实验药品与装置 实验装置：水电解器、直流电源（必须用直流电，交流电无法分解水） 纯水导电性极弱，实验需加入少量氢氧化钠（NaOH）或稀硫酸，目的：增强水的导电性，加快电解速率（不改变生成物、不参与反应）。 2. 反应原理（必考方程式） $$2\text{H}_2\text{O}\xlongequal{\text{通电}}2\text{H}_2\uparrow+\text{O}_2\uparrow$$ 反应类型：分解反应 三、实验核心现象（口诀：正氧负氢，氢二氧一） 1. 通电后，两电极表面均产生大量气泡； 2. 一段时间后，正负两极收集气体体积比 = 1:2（正极少、负极多）； 3. 正极气体：能使带火星木条复燃 → 氧气； 4. 负极气体：能够燃烧，产生淡蓝色火焰 → 氢气。 四、气体检验方法（考试必考） 1. 正极气体（氧气） 操作：将带火星的木条靠近正极管口 现象：木条复燃 → 证明是氧气 2. 负极气体（氢气） 操作：将燃着的木条靠近负极管口 现象：气体安静燃烧，产生淡蓝色火焰 → 证明是氢气 五、实验重要结论（简答题必背） 1. 水是由氢元素和氧元素组成的化合物（氧化物）； 2. 化学反应中，分子可分，原子不可分（水分子分裂为氢、氧原子，重新组合成氢分子、氧分子）； 3. 化学反应前后元素种类不变、原子种类和数目不变； 4. 一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成。 六、体积比与质量比区分（高频易错） 1. 体积比：V(H₂):V(O₂) = 2:1（实验观测值，口诀核心） 2. 质量比：m(H₂):m(O₂) = 1:8（根据方程式计算得出） 必考区分：题目问体积比答2:1，问质量比答1:8，绝对不能混淆。 七、实验误差分析 实验中氢气、氧气体积比往往大于2:1，原因： 1. 氧气在水中的溶解性比氢气强，部分氧气溶于水； 2. 少量氧气与电极发生反应，消耗部分氧气。 八、水的组成及变化探究 1. 水的物理变化（三态变化） 水的固态、液态、气态相互转化，只是分子间隔改变，水分子本身不变，属于物理变化，物质组成不变。 2. 水的化学变化（通电分解） 通电后水分子破裂，生成氢气和氧气，有新物质生成，属于化学变化，证明水不是单质，是化合物。 九、本节高频易错汇总（必背避坑） 1. 电解水加氢氧化钠/稀硫酸是增强导电性，不是催化剂，不改变反应产物； 2. 必须用直流电，交流电无法完成电解实验； 3. 正氧负氢、氢二氧一是体积比，不是质量比； 4. 水是由氢元素和氧元素组成，不能说水由氢气和氧气组成； 5. 电解水生成氢气和氧气，不能证明水是纯净物，只能证明水的元素组成； 6. 三态变化是物理变化，电解分解是化学变化，本质区别：是否有新物质生成。 认识水的组成。 了解水在通电条件下发生的变化，进一步认识分解反应。 进一步体会科学探究的过程和方法。 【实验用品】 水的电解器、烧杯、直流电源、铁架台（带铁圈和滴定夹）、酒精灯、导线、木条、火柴。 蒸馏水、硫酸钠溶液（或氢氧化钠溶液）。 知识点1.水的生成 【实验步骤】 1.氢气在空气里燃烧【实验4-4】 实验操作 实验现象 实验装置 ①在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气 ②在火焰上方罩一个干燥的小烧杯 产生淡蓝色火焰 烧杯壁有水雾生成 【实验结论】 氢气在空气或氧气里燃烧生成水，说明水是由氢元素和氧元素构成的。 氢气＋氧气 水 点燃 文字表达式： 【注意事项】 点燃氢气前一定要检验其纯度 验纯方法：收集一试管氢气，用拇指堵住，靠近火焰，移开拇指，发出尖锐爆鸣声，说明氢气不纯，声音很小则表示氢气较纯。 知识点2.水的分解 ③切断上述装置中的电源，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，观察两个电极附近和玻璃管内发生的变化，记录实验现象。 【实验装置】 【实验结论】 水通电发生分解反应，生成氢气和氧气，且生成的氢气和氧气的体积比约为2:1。 文字表达式： 水 氢气＋氧气 通电 【注意事项】 ①实验前应检查装置气密性，同时保证装置不漏水。 ②检验气体时缓慢转动活塞，使气体慢慢放出。 ③为了便于观察，可在水中加入红色素（不发生反应） 【问题与交流】 1.水在通电时发生了什么变化？生成了哪几种物质？ 水在通电时发生了分解反应，生成了氢气和氧气。 2.哪些证据可以证明水是由氢、氧两种元素组成的？ 氢气的燃烧和水的分解两个反应都可以证明水是由氢、氧两种元素组成的。 氢气＋氧气 水 点燃 氢气的燃烧： 水的分解： 水 氢气＋氧气 通电 氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，化学变化前后元素的种类不变，因此两个反应都能证明水由氢、氧两种元素组成。 1.用如图所示装置电解水，下列说法错误的是（ ） A.该实验说明水由氢气和氧气组成 B.水中可加入少量硫酸钠或氢氧化 钠溶液以增强导电性 C.将带火星的木条放在M导管口处， 木条会复燃 D.N处收集的气体靠近火焰，若发 出尖锐的爆鸣声，说明不纯 随堂训练 A 2.某实验小组用如图所示装置完成 电解水的实验并收集产生的气体。 ①a是电源的 极，c管中收集到 的气体是 ，其密度比空气 的 。 ②除了水的电解实验， 的实验也可证明水的组成。 负 氢气 小 氢气在空气（或氧气）中燃烧 3.图1所示是电解水的简易装置，图2为电解水生成气体的体积与时间的关系图。若甲管生成的气体为A，乙管生成的气体为B，试回答下列问题。 图1 图2 （1）图中a为电源的 　负　⁠（填“正”或“负”）极。 （2）若要检验A气体可以用的方法是 　点蓝色火焰，则A气体是氢气　 　点　点　点　点　点　点 ⁠。 负 点燃气体，若气体能燃烧，产生 淡蓝色火焰，则证明A气体是氢气 3.图1所示是电解水的简易装置，图2为电解水生成气体的体积与时间的关系图。若甲管生成的气体为A，乙管生成的气体为B，试回答下列问题。 图1 图2 （3）如图2所示，实际结果是A、B气体体积比大于2∶1，原因是 　在相同条件下氢气比氧气难溶于水（合理即可）　⁠。 在相同条件下氢气比氧气难溶于水（合理即可） 练点 水的电解 （第1题） 1. [2026·南充模拟] 在水电解器的玻璃管中注满 水，接通直流电源一段时间后的情况如图所示。 下列叙述错误的是( ) A A. 通电过程中，观察到 中液面下降 B. 和 中收集气体的方法均为排水法 C. 可用带火星的木条检验 中的气体 D. 通过水通电生成的两种物质可以确定水由氢、 氧元素组成 中考考法 16 （第1题） 【点拨】 电解水实验中，水通电分解生成 和 ，玻璃管内气体增多，压强增大，将水压入 容器中，使中液面上升，A错误；和 中均是 利用产生的气体将水从玻璃管中排出而收集气 体，属于排水法收集，B正确；电解水实验中， 与正极一端相连的中产生的是， 具有助燃 性，可用带火星的木条检验，C正确；水在通电 条件下生成和 ，依据化学反应前后元素种类不变可确定 水由氢、氧元素组成，D正确。 中考考法 17 2.[2026·烟台期末] 如图是电解水的简易装置图，请回答下列 问题： （第2题） （1）实验时常在水中加入少量硫酸钠溶液 或氢氧化钠溶液的目的是________________。 增强水的导电性 （2）闭合开关，通电一段时间后，甲、乙 两试管内收集到的气体体积比约为_____。 中考考法 18 （第2题） （3）本实验除了能证明水由氢、氧元素组 成外，还可验证水分子的微观构成是______ ______________________________________ _________________。 水分 子由氢原子和氧原子构成，且氢原子和氧原 子的个数比为 中考考法 19 识别图像是学习化学的必备能力。如图所示为氢 氧燃料电池的工作原理示意图及电解水实验中产生气体的体积与时间的 关系，下列说法不正确的是( ) A. 氢气是未来最理想的绿色能源 B. 电解水时，与电源负极相连的电极上产生气体 C. 产生气体、的质量比为 D. 氢氧燃料电池将氢气和氧气的化学能直接转化为电能 C 中考考法 20 【点拨】 根据“正氧负氢，氢二氧一”可知，气体 是氢气， 气体是氧气，两者的体积比为 ，C错误。 中考考法 21 4. 兴趣小组追寻科学家的足迹，对水进行探究。 【宏观辨识】 根据实验探究水的组成 中考考法 22 （1）水的合成：在密闭容器中将氢气和 氧气的混合气体点燃，根据容器内生成的 小水珠可知，水是由________________组 成的化合物。 氢元素和氧元素 【点拨】氢气是由氢元素组成的，氧气是 由氧元素组成的，故水是由氢元素和氧元 素组成的化合物。 中考考法 23 （2）水的分解：电解水一段时间后 （如图所示），观察到管和管 中气体体 积比约为_____，经检验管 中的气体是 ____（填化学式）。 【点拨】由“正氧负氢、氢二氧一”知，管 和管中气体体积比为，则管 中的气 体是氢气，其化学式为 。 中考考法 24 【证据推理】 结合实验现象推算水分子中氢、氧原子个数比。 方法一：根据相同条件下气体的体积比等于其分子的个数比， 得出电解水的产物中氢、氧原子个数比为_____，进而推算 出结果。 方法二：已知电解水实验中氢气和氧气的体积比，正、负极 产生气体的______，可计算出水中各元素质量比，结合氢、 氧原子的相对原子质量，可进一步推算出结果。 密度 中考考法 25 【点拨】方法一：相同条件下气体的体积比等于其分子的个 数比，氢分子和氧分子的个数比为 ，则氢、氧原子的个 数比为 ；方法二：已知电解水实验中氢气和氧气的体积 比，若知道正、负极产生气体的密度，根据公式 ，可 计算出水中各元素质量比，结合氢、氧原子的相对原子质量， 可求得氢原子和氧原子的个数比； 中考考法 26 【模型构建】 以分子构成的物质为例，图中“ ”表示的是 __________________。 各元素原子个数比 【点拨】由化合物中各元素的原子个数比以及相对分子质量 可以确定物质的化学式。 中考考法 27 $