4.2水的组成--2026-2027学年九年级化学人教版上册

本讲义聚焦“水的组成”与“物质的分类”核心知识点，通过氢气燃烧（化合法）和电解水（分解法）实验，从宏观现象到微观粒子重组过程分析水的元素组成，进而衔接单质、化合物、氧化物的概念辨析，构建实验探究到概念建构的学习支架。 该资料以“宏微结合”贯穿教学，如电解水微观过程解析、氢气燃烧微观示意图，培养科学思维；融入化学史（普利斯特里等科学家对水组成的研究）和实验操作（氢气验纯、电解水产物检验），落实科学探究与实践。课中辅助教师实验教学，课后通过易错点分析、错题记录帮助学生查漏补缺，强化化学观念与责任意识。

课题2 水的组成 1.水的组成 （1）化合法：水的生成——氢气燃烧实验 H2 物理性质 化学性质（氢气具有 可燃 性） 物质性质 无色无味的气体，密度比空气 小 ， 难 溶于水 实验现象 反应表达式 在空气中燃烧，产生 淡蓝 色火焰，放出大量热，烧杯内壁凝结有 水雾 。（如下图4-16） 文字： 氢气+氧气 水 符号： H2+O2H2O 物质用途 作氢气球 作清洁燃料 验纯方法 方法 现象 收集一小试管氢气，用拇指堵住试管口，移近酒精灯火焰，移开拇指点火。 （图4-16 氢气在空气里燃烧） 如果听到尖锐的爆鸣声，说明氢气 不纯 ；如果声音 很小 ，就说明氢气较纯。 注意事项 混有一定量的空气或氧气的氢气遇 明火 会发生爆炸，因此点燃前必须验纯。 实验结论 氢气和氧气燃烧生成 水 。 该反应前有氢、氧元素，所以水由 氢、氧 元素组成。 （2）分解法：水的分解——电解水实验 装置图 简图 实验装置 实验现象 与电源“+”极相连的玻璃管内 与电源“-”极相连的玻璃管内 产生 气泡 ，液面不断下降 产生大量 气泡 ，液面 快速 下降 现象差异 正极收集到的气体体积 较少 ； 负极收集到的气体体积 较多 ； 体积比：V(+)：V(-)=1:2 质量比：m(+)：m(-)=8:1 产物检验 在正极端玻璃管口放一根带火星的木条， 木条 复燃 ，证明正极产生的是 O2 ； 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， 证明负极产生的是 H2 。 反应 表达式 文字表达式： 水 氢气 + 氧气 符号表达式：H2O H2 ↑ + O2↑ 微观过程 水分子在通电条件下分解为 氢原子和氧原子 ，氢原子重新结合为 氢分子 ， 氧原子重新结合为 氧分子 。 实验结论 水在通电的条件下分解生成 氢气 和 氧气 。 水由 氢、氧元素 组成。 注意事项 ①巧记电解水实验： （电极）正氧负氢，（体积）一氧二氢，（质量）八氧一氢 。 ②电解水时，向水中加入少量的硫酸钠或氢氧化钠溶液，目的是 增强水的导电性 。 ③若O2与H2的体积比小于1:2，可能的原因有： a. O2在水中的溶解性比H2稍大； b. O2具有氧化性，部分O2被电极氧化而消耗； c.正极未完全放入玻璃管中，使O2泄漏等。 ④能量变化：电能转化为 化学 能。 2.物质的分类 物质分类 单质 化合物 氧化物 概念 由 同种元素 组成的纯净物。 由 不同种元素 组成的纯净物。 由 两种元素 组成， 其中一种元素是 氧元素 的化合物。 举例 氢气H2、氧气O2、 氮气N2、氯气Cl2、 铁Fe、碳C等 二氧化碳CO2、 氧化铁Fe2O3、 高锰酸钾KMnO4等 二氧化碳CO2、 氧化铁Fe2O3、 五氧化二磷P2O5、水H2O等 相同点 都属于纯净物 宏观区别 “一元” “多元” “二元必有氧” 微观区别 关系 物质分类 （单质与化合物） （化合物与氧化物） 联系 易错点 ①由同种元素组成的物质不一定是单质，如含O2和O3的混合物。 ②含氧元素的物质不一定是氧化物，如O2和KClO3等。 知识点一 氢气 1．【科学思维•宏微结合】如图所示是氢气在空气中燃烧的微观表示： （1）图示说明化学反应的实质是　分子分解成原子，原子重新组合成分子　。 （2）写出氢气在空气中燃烧的符号表达式：　H2+O2H2O　。 （3）纯净氢气在空气中的安静的燃烧，产生　淡蓝　色的火焰，若点燃与氧气的混合气体就有可能引起爆炸，因此点燃氢气前一定要　验纯　。 （4）氢气被认为是21世纪最理想的能源。请写出一条氢气作为理想能源的优点：　热值高（产物不污染环境；原料来源丰富等）　。 2．【科学探究与实践】氢气作为一种清洁、高能燃料，越来越受到人们关注。某小组同学设计如图所示装置制取氢气并验证氢气在空气里燃烧。回答下列问题： （1）仪器a的名称是　水槽　。 （2）图①中，锌和硫酸（H2SO4）反应生成硫酸锌（ZnSO4）和氢气，该反应的符号表达式是　Zn+H2SO4→ZnSO4+H2　。除采用图示方法外，还可以用　向下排空气　法收集氢气。 （3）点燃氢气前应先检验氢气的纯度。操作方法：试管中的水排尽后，　用拇指堵住集满氢气的试管口，靠近火焰，移开拇指点火　。若发出　尖锐的爆鸣声　，表明气体不纯。 （4）点燃后，烧杯壁上出现水雾，说明水是由　氢元素与氧元素　组成。 知识点二 水的组成 3.下列有关水的说法中，正确的是（　B　） A．水由氢气和氧气组成 B．水分子由氢原子和氧原子构成 C．河水经过滤后就得到纯水 D．水转化为水蒸气后水分子变大 4．【科学思维•宏微结合】从如图所示水分子分解示意图中获得以下信息，其中不正确的是（　C　） A．水是由氢元素和氧元素组成 B．化学反应前后元素的种类不变 C．在化学变化中，分子可分，原子也可分 D．1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成 5.【科学探究与实践】某校化学兴趣小组的同学在老师的指导下进行了“水的组成及变化的探究”实验。 【提出问题】水是由哪些元素组成的？ 【设计并进行实验】 实验1（燃烧法）：在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气，观察到火焰呈　淡蓝　色，然后在火焰 上方一个冷而干燥的小烧杯，过一会儿，观察到烧杯壁有　水珠产生　且烧杯外壁发热。 该反应的符号表达式为 　H2+O2H2O　。 实验2（电解法）：按如图进行电解水实验。在两试管内产生的气体中，a为　氢气　，b为　氧气　。 【实验结论】由上述两个实验都能得到的实验结论是　水由氢元素和氧元素组成　。 【拓展提升】 （1）下列有关说法正确的是　D　。 A.点燃纯净的氢气会发生爆炸 B.含氧的化合物是氧化物 C.冰块与水混合得到混合物 D.电解水的反应属于分解反应 （2）若电解水产生了mg氢气，则同时产生了　8m　g（用含m的代数式表示）氧气。 知识点三 单质、化合物与氧化物 6．【科学思维•分类法】下列物质中，属于化合物的是（　D　） A．食醋 B．白酒 C．糖水 D．水 7．【科学思维•宏微结合】如图各图中不同大小和颜色的小球分别表示不同元素的原子。 其中①表示混合物的是　b　（填字母，下同），②表示纯净物的是　acd　， ③表示单质的是　cd　，④表示化合物的是　a　。 8.【教材习题改编】将下列物质分别按混合物、纯净物、单质、化合物、氧化物进行分类。 （1）空气； （2）氧气（O2）； （3）水蒸气（H2O）； （4）二氧化硫（SO2）； （5）铁粉（Fe）； （6）氮气（N2）； （7）二氧化锰（MnO2）； （8）高锰酸钾（KMnO4）。 物质类别 特征（或定义） 物质（填序号） 混合物 “多物”（由多种物质组成的物质） （1） 纯净物 “一物”（由一种物质组成的物质） （2）（3）（4）（5）（6）（7）（8） 单质 “一元”（由同种元素组成的纯净物） （2）（5）（6） 化合物 “多元”（由不同种元素组成的纯净物） （3）（4）（7）（8） 氧化物 “二元必有氧” （由两种元素组成的化合物，其中一种元素是氧元素） （3）（4）（7） ●不能正确理解单质、化合物及氧化物 9.【教材习题改编】判断下列叙述是否正确，并说明理由。 观点 对错 理由 （1）自然界的物质都以化合物形式存在。 × 自然界中氧气、氮气都是单质。 （2）冰与水混合得到混合物。 × 冰和水是同一化合物的两种状态，属于纯净物 （3）凡是含氧元素的物质都是氧化物。 × 只含两种元素的化合物，其中一种元素是氧元素的才是氧化物。如高锰酸钾（KMnO4）不是氧化物。 10．某同学进行水的组成及变化的探究，其中操作错误的是（　D　） A．检验氧气 B．氢气验纯 C．点燃氢气 D．熄灭酒精灯 11.【创新装置】用如图装置完成水的电解实验。下列说法错误的是（　B　） A．水中加入少量氢氧化钠溶液，以增强导电性 B．左、右针筒收集到的气体体积比约为2：1 C．右管中气体燃烧产生淡蓝色火焰 D．该实验可证明水不是由单一元素组成的 12．【科学思维•分类法】实验室可以用加热KMnO4的方法制取氧气，KMnO4加热后能分解成K2MnO4、MnO2和O2，下列物质属于氧化物的是（　C　） A．KMnO4 B．K2MnO4 C．MnO2 D．O2 13．【化学观念•微粒观】若“”和“”分别表示不同元素的原子。下列微观示意图表示化合物的是（　D　） A B C D 14．【概念图】如图表示的是纯净物、单质、化合物、含氧化合物、氧化物之间的关系，若整个大圆圈代表纯净物，则下列选项中能正确指出①、②、③、④所属物质类别的是（　B　） A．②化合物、③氧化物 B．①单质、③含氧化合物 C．①单质、③化合物 D．②含氧化合物、④氧化物 15．【核心素养•化学观念】如图表示物质分类、分离和转化关系，请根据图示信息及要求填写物质类别、分类标准、分离方法、变化类型等。 （1）物质类别：①　纯净物　；变化类型：④　化学变化　（填“物理变化”或“化学变化”）。 （2）分离混合物的常用方法：③　蒸馏（合理即可）　。（写出一种即可）。 （3）下列七种物质：A.自来水；B.铜；C.冰水共存物；D.二氧化碳；E.氢气；F.氯化钠；G.空气； 属于混合物的是　AG　（填序号，下同）；属于单质的是　BE　；属于氧化物的是　CD　。 16．【原创题】化学是研究物质组成、结构、性质及其变化规律的基础自然科学，从不同的角度研究物质是化学中常用的研究思路。 （1）从组成角度看：水是由　氢元素和氧元素　组成。依据不同的分类标准，你认为水属于　acd　物质类别（填序号，多选）。 a．纯净物 b．单质 c．化合物 d．氧化物 （2）从结构角度看：水是由　H2O　构成（用微粒符号表示）。若用“●”和“○”分别表示氢原子和氧原子，则水分子模型如图所示，一个水分子是由 两个氢原子和一个氧原子 构成的。 （3）从性质角度看：①常温常压下，水为无色、无味的液体，4℃时 密度 最大，约为1g/cm³；②水能与 二氧化碳 （如光合作用）等物质反应。 （4）从变化角度看：水在通电条件下生成氢气和氧气，该反应的符号表达式为 H2OH2+O2 。 （5）从制备角度看：将天然水 蒸馏 （填实验操作名称）制得纯水；氢气在氧气中燃烧生成水，该反应属于 化合反应 （填基本反应类型）。 （6）从用途角度看：水是生命之源，请举例说明水的用途有 维持生命活动；洗涤衣物；直接饮用与烹饪食物；水力发电；农业灌溉；灭火等 （举一例）。 17．【新课标•化学史】阅读下列材料，回答相关问题。 科学史话：揭秘水的组成 自古以来，人们认为水是组成世间万物的一种元素，不可再分。 18世纪中叶，英国化学家普利斯特里用锌（Zn）加入稀硫酸（H2SO4）中制得“可燃空气”，将“可燃空气”与空气混合点燃，发现容器内壁上出现了水雾。 1781年，英国化学家卡文迪许证实了普利斯特里的发现，并用纯氧代替空气，证明试管中生成的液体确实是水，还确认了2体积“可燃空气”与1体积氧气恰好化合成水。得出“水是一个结合物而不是简单元素”。 1783年，法国化学家拉瓦锡不仅跟踪了该实验，还改进了实验，将水加热成蒸气通过灼热的铁管，一段时间后，在出口处收集到一种可燃性气体。实验后称量发现水的质量减少，铁管的质量增加，经研究证明铁转化为固体物质四氧化三铁，装置示意图如图﹣1所示。至此，水不是单一元素物质，而是由氢、氧两种元素组成的观点得到了化学界公认。 1800年，英国化学家尼科尔森通过用伏打电池在常温下对水进行通电分解，得到氢气和氧气，再次确认了水的组成。 （1）普利斯特里制得的“可燃空气”的成分是　H2　（填化学式）。 （2）卡文迪许和拉瓦锡用纯氧重复普利斯特里实验的原因是　防止空气中的其它成分干扰实验　。 （3）拉瓦锡改进实验中发生反应的符号表达式为　Fe+H2OFe3O4+H2　。 （4）在整个发现过程中，科学家利用了“分合”思想证明了水的组成。下面实验中属于“分”思想的 是　b　。（填字母） a.氢气燃烧实验 b.水通电实验 c.铁管实验 （5）后来人们根据相关理论以及尼科尔森等人的实验数据，进一步认识到：水是由 氢、氧元素 组成的，一个水分子由　两个氢原子和一个氧原子　构成。 （6）某同学在实验室改进装置，模拟了尼科尔森用电分解水实验，得到不同电极在相同条件下的电解 结果如表所示。 表：不同电极在相同条件下的电解结果（以气注高度mm来表示电解产生的气体体积） 电极 电解时间 氢气体积H2 氧气体积O2 V（H2）：V（O2） 碳棒（长60mm，ψ5mm） 4分28秒 66 25 2.6：1 镀镍回形针（长60mm，ψ0.8mm） 2分22秒 66 31 2.1：1 铜丝（直）（长60mm，p2mm） 2分15秒 66 33 2：1 铜丝（螺旋状）（长60mm，ψ2mm） 2分00秒 66 33 2：1 ①用碳棒做电极时，氢气和氧气的体积比总是大于2：1的原因是　碳和氧气发生了反应　。 ②由上述表格分析，选择螺旋状的铜丝作为电极的理由是　反应速率较快、不能和氧气反应　 （至少写两条）。 请填写下列化学用语： 物质 1 2 3 4 5 6 名称 氢气 氧气 水 过氧化氢 氢氧化钠 硫酸钠 化学式 化学反应 符号表达式 1 碳燃烧生成二氧化碳 2 氢气在氧气里燃烧生成水 3 水在通电时分解生成氢气和氧气 4 过氧化氢在二氧化锰的催化下分解 5 高锰酸钾在加热的条件下分解 错题题号 原因分析 审题错误□；知识模糊□；思路错误□；计算错误□；粗心大意□；其他原因□ 教材溯源 九年级化学（上/下册）教材：第 页，第 单元 课题 核心知识 正确解法 反思启示 学科网（北京）股份有限公司 $