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

课题

第四单元 实验活动2

水的组成及变化的探究

第1课时

总第1课时

设计者

参研人

授课时间

  月  日第  节

素养目标

化学观念

通过电解水分组实验，直观认识水通电分解生成氢气、氧气，依据反应前后元素不变，得出水由氢元素、氧元素组成。

熟记电解水实验规律：正氧负氢、氢二氧一；区分化合（氢气燃烧）、分解（电解水）两类反应。

结合水分子拆分微观图，理解化学变化中分子可分、原子不可再分，建立宏观实验现象 — 微观粒子三重表征。

科学思维

观察气泡速率、气体体积、检验现象，收集实验证据，推理水的元素组成，形成证据推理思维。

分析实验误差（两极气体体积略小于 2:1），归纳氧气溶解性、电极氧化两类成因。

对比氢气燃烧、电解水正反两组实验，掌握 “化合 + 分解” 双向探究物质组成的通用思路。

科学探究与实践

熟练完成电解水完整操作：装置检查、添加增强导电性试剂、连接直流电源、气体收集与检验。

规范氢气验纯、氧气助燃检验操作，如实记录实验现象、数据，填写实验报告单。

小组分工合作（组装、观察、检验、记录），学会处理实验简单故障，整理实验器材。

科学态度与责任

牢记氢气易燃易爆特性，严格遵守实验安全规范，树立实验安全意识。

如实记录实验数据，不篡改、不编造，养成实事求是、严谨规范的实验习惯。

体会科学家通过双向实验探究物质组成的严谨精神，珍惜水资源。

教学重难点

教学重点

1. 电解水完整操作流程、两极实验现象、氢气与氧气规范检验方法。
2. 根据实验现象推理水由氢、氧两种元素组成。
3. 书写电解水文字表达式，识别分解反应。

教学难点

1. 结合微观示意图解释水电解分子拆分、原子重组过程。
2. 分析电解水体积比实验误差产生原因。
3. 规范区分宏观元素描述、微观粒子描述，不混淆表述。

教学准备

多媒体课件资源

电解水整套装置图、氢气验纯操作示意图、两极气体检验实拍图、水分子微观拆分动画、实验步骤流程图、实验报告单模板、安全警示图片、实验易错点表格、当堂习题 PPT。

实验器材（每组一套）

电解器、直流低压电源、蒸馏水、硫酸钠溶液、木条、火柴、烧杯、试管、抹布；教师演示氢气制取简易装置。

配套纸质材料

分组实验报告单、实验步骤提纲、现象记录表格、分层当堂检测、分层课后作业。

教学板块

教与学活动

二次备课

导入新课

任务一：认识器材、梳理完整实验步骤

教师活动

1. 复习提问：上节课氢气燃烧实验证明水中含有哪两种元素？只用化合实验能否完全确定水的组成？
2. 出示课件电解水装置图片，板书课题《实验活动 2 水的组成及探究》，逐条出示本节课四大实验学习目标。
3. 宣读实验室安全要求：氢气易燃易爆，点燃前必须验纯；禁止触碰电源电极；试剂不接触皮肤。

学生活动

回忆氢气燃烧实验，齐读实验目标与安全规则，明确本节课分组操作、观察记录、推导结论三大任务。

设计意图

衔接 4.2 理论知识，建立 “化合 + 分解” 双向探究思路，提前强化实验安全规范。

氢气验纯操作图

教师活动

1. 课件展示整套水电解器结构图，标注电源正负极、刻度玻璃管、球形漏斗。
2. 分步讲解标准化实验流程，出示步骤流程图：

①检查装置气密性；②加水 + 少量硫酸钠（增强导电性）；③注满两支刻度管；④连接直流电源通电；⑤观察气泡、液面下降；⑥关闭电源，分别检验两极气体。

3. 板书关键操作要点：必须使用直流电源；蒸馏水导电性极弱，需加少量硫酸钠；通电时间 5-8 分钟再收集足量气体。

学生活动

对照器材认识各部件，抄写实验步骤，标注关键操作提醒。

易错专项预设：课前梳理 “未验纯点燃氢气、忘记加硫酸钠、正负气体混淆” 三类高频错误，课堂重点提醒；

分层实操设计：

基础层：规范完成整套实验，准确记录两极现象；

任务二：分组动手电解水实验，记录现象

任务三：

设计意图

提前理清操作顺序，减少小组实验卡顿，规避操作失误。

电解水装置图

教师活动

1. 划分 4 人小组，明确分工：组装接线员、现象记录员、气体检验员、器材整理员，全员轮换操作。
2. 巡回指导各组实验，同步出示现象记录表格：

3. 待气体收集完成，分步示范气体检验操作：

正极：打开活塞，伸入燃着木条，木条燃烧更旺→氧气；

负极：先验纯，点燃气体，淡蓝色火焰，干冷烧杯内壁有水雾→氢气。

4. 巡视纠正错误：未验纯直接点燃、电源接反、未加硫酸钠、装置漏气。
5. 引导小组讨论：理论体积比 1:2，多数小组实测略小于 1:2，分析误差两点原因：氧气在水中溶解度更大；少量氧气与电极发生反应。

学生活动

小组合作完成整套实验，如实填写现象表格，轮流操作气体检验，记录实验数据，小组内交流误差成因。

设计意图

以学生分组实操为核心，落实科学探究实践素养，直观获取实验证据。

提高层：独立完成气体检验，完整书写实验结论；