第四单元实验活动2 水的组成及变化的探究--2026-2027学年九年级化学人教版上册

本讲义聚焦水的组成及变化这一核心知识点，通过氢气燃烧（水的生成）和电解水（水的分解）两个实验，从合成与分解角度系统证明水由氢、氧元素组成，构建“物质组成”学习支架，涵盖实验现象、符号表达式及分解反应认识。 该资料以科学探究与实践为主线，融合化学观念（元素组成）和科学思维（证据推理），设计实验活动、问题交流及多样化习题（如新情境工业生产题、微观示意图分析）。课中助力教师引导学生通过实验现象推导结论，课后通过习题巩固知识，培养学生严谨的科学态度和问题解决能力。

实验活动2 水的组成及变化的探究 实验目的 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。 实验用品 仪器：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。 试剂：硫酸钠溶液（或氢氧化钠溶液）、木条、蒸馏水。 1.水的生成 实验装置 实验步骤 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，过一会儿，观察烧杯壁上的现象。 实验现象 纯净的氢气在空气里安静地燃烧，发出 淡蓝 色火焰,烧杯内壁上的现象是 出现无色小液滴 。 符号 表达式 H2+O2H2O 实验结论 ①氢气在空气中燃烧生成 水 。 ②水是由 氢、氧元素 组成的。 2.水的分解 实验装置 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。 实验现象 ①两电极附近有 气泡 冒出,玻璃管内液面下降,负极与正极产生的气体体积比约 为 2:1 。 ②燃着的木条靠近正极的气体时，木条燃烧更旺；靠近负极的气体时，气体安静地燃烧，发出 淡蓝 色火焰。 符号 表达式 H2OH2+O2 实验结论 ①水通电分解生成 氢气 和 氧气 。 ②水是由 氢、氧元素 组成的。 问题交流 1. 水在通电时发生了什么变化？生成了哪几种物质？ 水在通电时发生了化学变化，生成了氢气和氧气两种物质 。 2. 哪些证据可以证明水是由氢、氧两种元素组成的？ ① 水的生成：氢气和氧气燃烧生成水 ； ② 水的分解：水通电分解生成氢气和氧气 。 1.【新情境•工业生产】我国氢能源汽车采用的是以氢气为燃料的电池技术，氢气燃烧产物无污染，是理想的清洁能源，如图是氢气燃烧实验的示意图，下列有关说法不正确的是（　A　） A．该实验证明水是一种元素 B．氢气在空气中燃烧发出淡蓝色火焰 C．实验中可观察到烧杯内壁有液滴出现 D．氢气燃烧过程中分子种类发生改变 2.如图是氢气在氧气中燃烧的微观示意图，下列说法正确的是（　D　） A．该反应属于分解反应 B．反应前后所有元素化合价均不变 C．参加反应的氢气和氧气分子个数比为3：1 D．反应前后原子的种类和数量都没有发生改变 3.【科学探究与实践】下列有关水电解实验的说法正确的是（　B　） A．实验证明水是由氢原子和氧原子组成的 B．甲、乙管中气体体积比大于2：1，可能与两种气体的水溶性有关 C．乙管产生的气体能燃烧，火焰为淡蓝色 D．水电解过程中，水分子没有发生变化 4.关于电解水实验中生成的氢气和氧气，说法正确的是（　A　） A．都是无色气体 B．体积比为8：1 C．物质的量之比为1：1 D．密度均大于空气 5. 关于电解水实验的下列说法中正确的是（　D　） A．从现象上判断：正极产生的是氢气 B．从变化上分类：该变化属于物理变化 C．从宏观上分析：水是由氢气和氧气组成的 D．从微观上分析：水分子是由氢原子和氧原子构成的 6.【创新装置】用如图装置完成电解水的实验并收集产生的气体，下列说法正确的是（　A　） A．a管应连接电源的负极 B．b管中的气体先收集满 C．由该实验可得出水中氢元素和氧元素的质量比是2：1 D．该实验说明水是由2个氢原子和1个氧原子构成的 7.【化学观念•微粒观】如图所示，水通电分解的微观示意图。 （1）补全横线上的模型图　　。 （2）结合上述微观示意图，下列说法正确的有　ABCD　（填序号）。 A．保持水化学性质的粒子是水分子 B．化学反应前后元素种类不变 C．该变化的实质是分子改变，原子重组 D．该变化中原子的种类和数量不变 8.【科学思维•建构模型】（2024•江西）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 （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　氢元素和氧元素　组成的化合物。 （2）水的分解：电解水一段时间后（如图），观察到管a和管b中气体体积比为　2：1　，经检验管a中的气体是　H2　（填化学式）。 【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　2：1　，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和正、负极产生气体的　密度　，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。 【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　。 9.【科学探究与实践】某化学兴趣小组以“水的组成”为主题开展项目式学习。 【任务一】实验室探究水的组成 实验1：氢气在空气中的燃烧，如图1所示。 （1）将氢气在空气中点燃，可观察到燃烧发出　淡蓝色　的火焰，烧杯内壁有水雾生成。 实验2：实验室电解水的实验，如图2所示。 （2）电解水的符号表达式为　H2OH2+O2。用燃着木条检验两极产生的气体，a管内的气体是 氢气 ）。 【实验结论】根据实验现象，说明水是由　氢、氧元素　组成。 【任务二】探究物质组成的思路模型归纳 （3）根据上述探究水的组成实验可知，推断物质的元素组成的依据是化学反应前后，　b　（填字母）不发生改变。 a.物质种类 b.元素种类 c.分子种类 【方法思路】 【任务三】提高电解水的效率 【查阅资料】提高电解效率的措施包括：增强导电性、改变电解温度、设置超声波场等。 【讨论分析】 （4）用30%的NaOH溶液代替纯水进行电解，其目的是　增强导电性　。 （5）升高电解温度能提高电解水效率的原因之一是：温度升高，微粒　运动速率加快　。 如图3、如图4分别为两种不同条件下不锈钢电极表面的气泡直径分布情况图。 （6）气泡覆盖在电极表面使电解反应界面减小，降低了电解效率。请结合图像，解释超声波振动能提高电解效率的原因　超声波振动使气泡直径变小，气泡覆盖电极表面的面积相对减小，电极表面能更多地暴露出来参与电解反应，从而提高了电解效率　。 学科网（北京）股份有限公司 $