2.4跨学科实践活动：学习探究水的组成的科学史并制作分子模型课件--2026-2027学年九年级化学科粤版上册

该初中化学课件聚焦水的组成，通过科学史（从古希腊四元素论、中国五行说到拉瓦锡分解水实验）构建知识脉络，结合电解水实验探究及分子模型制作，形成“历史演进-实验验证-微观建模”的学习支架。 其亮点在于融合科学探究与实践，通过制作水分子模型（用轻便泥、牙签演示电解微观过程）和情景剧展示，培养科学思维。以电解水实验现象（正氧负氢、体积比2:1）为证据推理，强化物质由元素组成的化学观念，助力学生从宏观到微观理解，教师可提升课堂互动与教学效率。

第二单元 空气、物质的构成与组成 2.4 跨学科实践活动:学习探究水的组成的科学史并制作分子模型 18世纪科学家们的研究揭开了水的组成 在很长的一段时期内，水曾经被看作是一种“元素”。 古希腊亚里士多德的“四元素论”（冷、热、干、湿） 中国“五行之说”（金、木、水、火、土） 项目活动1 学习探索物质组成与构成的历程 普里斯特利 卡文迪什 项目活动1 学习探索物质组成与构成的历程 新知探究 项目活动1 学习探索物质组成与构成的历程 1.科学家探索物质组成与构成的历程 物质是由原子、分子等微观粒子构成的。科学家探索物质组成与构 成的时间轴如图所示。 新知探究 项目活动1 学习探索物质组成与构成的历程 水的生成 的发现 1781年，英国科学家普里斯特利、卡文迪什分别将 “可燃空气（氢气）”与空气或“脱燃素空气（氧气）” 混合后点燃爆炸，发现有水生成 可燃空气 （氢气） 的收集 拉瓦锡听说上述发现后，认为水不可能是由一种元素 组成的。他利用自制的装置，将玻璃曲颈甑中的蒸馏 水加热，水蒸气进入用陶瓷密封的红热铁管后，在试 管中收集到了“可燃空气（氢气）” 讨论与交流 1.拉瓦锡通过“铁和水蒸气反应”实验收集到了“可燃空气（氢气）”，结合普里斯特利、卡文迪什的实验结果，推理得出结论：水由氢、氧两种元素组成。你认同吗？为什么？ 氢气 + 氧气 水 铁 + 水 四氧化三铁 + 氢气 点燃 高温 项目活动1 学习探索物质组成与构成的历程 （H2） （O2） （H2O） (Fe) （H2O） （Fe3O4） （H2） 1808 年，英国科学家道尔顿建立原子学说，认为物质是由原子构成的，并且原子在化学变化中不可分，氢气和氧气结合成水的微观过程是： 知1－讲 讨论与交流 法国科学家盖- 吕萨克提出气体化合体积定律，通过实验发现2 体积氢气和1 体积氧气反应生成2 体积水蒸气，推测： 知1－讲 讨论与交流 1811 年，意大利科学家阿伏加德罗提出分子学说，认为物质是由分子构成的，分子由原子构成，提出“相同条件下，相同体积的气体含有相同数目的分子”，推测： 知1－讲 讨论与交流 新知探究 项目活动1 学习探索物质组成与构成的历程 【设计实验】 （1）实验装置设计 实验仪器：水槽1个、试管2支、胶塞2个（中间打孔插入电极），电极2个，电源1个，导线2根。 2.水的组成及变化的探究（实验2-5）(自学P60页，完成方案三) 【提出问题】水由什么元素组成呢？ 新知探究 项目活动1 学习探索物质组成与构成的历程 方案一 水电解器 方案二 简易电解水装置 方案三 简易电解水装置 新知探究 项目活动1 学习探索物质组成与构成的历程 （2）检验生成物的方法 新知探究 项目活动1 学习探索物质组成与构成的历程 【进行实验】利用方案一的水电解器进行实验，实验步骤是： ①电解水； ②检验产物，注意每一步骤的具体操作方式，观察并记录现 象与数据。 新知探究 项目活动1 学习探索物质组成与构成的历程 【进行实验】 项目活动1 学习探索物质组成与构成的历程 新知探究 项目活动1 学习探索物质组成与构成的历程 实验用品：水电解器、直流电源、导线、烧杯、酒精灯、火柴、小 木条、蒸馏水、氢氧化钠溶液（或稀硫酸）等。 实验装置及步骤 观察与记录 电解水 ①取约 的水于烧 杯中，加入少量氢氧化 钠溶液或稀硫酸，搅拌 __________ / 通常在水中加入少量稀硫酸或氢氧化钠溶液, 以增强水的导电性 新知探究 项目活动1 学习探索物质组成与构成的历程 实验装置及步骤 观察与记录 电解水 ②打开两支刻度管的活塞，将溶液注入电解器中至两支刻度管充满， 关闭活塞，连接直流电源； ③通电，观察并记录电极 上和刻度管内的现象； ④一段时间后，停止通电 ①通电后，两个电极的表面产生气泡，液面下降； ②电解后，连接电源负极的刻度管内气体体积与连接电源正极的刻度管内气体体积比约为 刻度管内不可留有空气，以免点燃气体时造成爆炸 氢气难溶于水，氧气不易溶于水，密度小于水，产生的气体聚集于玻璃管的上方 实验最终产生的氢气与氧气的体积比往往大于2∶1, 可能的原因是氧气在水中的溶解能力比氢气的大，或氧气较活泼, 有少量氧气与电极发生反应。 新知探究 项目活动1 学习探索物质组成与构成的历程 实验装置及步骤 观察与记录 检验 产物 ⑤用燃着的木条靠近与电源负极相连的刻度管管口，打开活塞，在尖嘴口罩一个干冷的烧杯，观察并记录现象 ___________________________________________ ③与电源负极相连的 刻度管内气体燃烧且 产生淡蓝色火焰，烧 杯内壁出现小水珠 新知探究 项目活动1 学习探索物质组成与构成的历程 实验装置及步骤 观察与记录 检验 产物 ⑥关闭与电源负极相连的刻度管管口活塞。用燃着的木条靠近与电源正极相连的刻度管管口，打开活塞，观察并记录现象 _________________________________________________________ ④与电源正极相连的 刻度管内气体使木条 燃烧得更旺 （氧气有助燃性，能 使燃着的木条燃烧得 更旺，还能使带火星 的木条复燃） 电解水实验现象 现象1：电源两极玻璃管内均有气泡产生，液面下降。 现象2：正极产生的气体可以使燃着的木条燃烧更旺。 现象3：负极产生的气体可以燃烧。 氧气 氢气 项目活动1 学习探索物质组成与构成的历程 现象4：负极与正极产生的气体体积比约为2∶1。 水电解产生氢气和氧气的体积比约为2∶1 项目活动1 学习探索物质组成与构成的历程 不是质量比 新知探究 项目活动1 学习探索物质组成与构成的历程 （2）分析证据 项目 反应物 生成物 物质种类 水 氢气 氧气 元素组成 氢元素、氧元素、 氢元素 氧元素 水 通电 氢气 + 氧气 电解水实验结论 氢元素 氧元素 氢元素 和 氧元素 得出结论：水由氢元素和氧元素组成。 定性 正氧负氢、正一负二 项目活动1 学习探索物质组成与构成的历程 （H2O） （H2） （O2） 新知探究 项目活动1 学习探索物质组成与构成的历程 反思与评价 教材第63页 1.电解水时产生氢气和氧气，观察到有气泡产生，属于化学变化； 煮沸水时产生气泡，是温度升高，水形成水蒸气；同时气体在水中溶解的量变少，气体逸出，发生的是物理变化。 2.电解水时，两个电极上都有气泡，经检验生成了氢气和氧气；负极产生的气体燃烧，产生淡蓝色火焰，罩干冷烧杯后产生水珠，正极产生的气体使燃着的木条燃烧得更旺。这些现象都能说明水是由氢、氧两种元素组成的。 新知探究 项目活动1 学习探索物质组成与构成的历程 表达与交流 教材第63页 电解水实验说明，要验证水的组成，可利用分解法，通过得到已知组成的生成物，推测反应物的元素组成。 【思路与方法导引】 探究物质组成的两种思路 已知组成的物质 化合 未知组成的物质 分解 已知组成的物质 推测生成物的组成 推测反应物的组成 化学变化前后，元素种类不变 项目活动1 学习探索物质组成与构成的历程 项目活动2 制作分子模型 1.制作模型 先要准备： 三个一次性杯子， 二包轻便泥， N根牙签。 项目活动2 制作分子模型 准备好材料后，先把轻便泥做成小圆球形状。 把做好的小圆球用牙签串起来 项目活动2 制作分子模型 1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成 2个氢原子结合成1个氢分子 2个氧原子结合成1个氧分子 水分子分解为氢原子和氧原子 2.拼装模型演示电解水的微观过程 方案一：用2个水分子模型演示 项目活动2 制作分子模型 2.拼装模型演示电解水的微观过程 方案二：用4个水分子模型演示 方案三：用6个水分子模型演示 ...... 小组合作完成 项目活动2 制作分子模型 新知探究 项目活动2 制作分子模型 方案一：用2个水分子模型演示 以2个水分子 分解为例： 方案二：用4个水分子模型演示 以4个水分子 分解为例： ______________________________________________________________ 方案三：用6个水分子模型演示 以6个水分子 分解为例： ______________________________________________________________ 【讨论与交流】 1.方案一、二、三中水分子模型拆分后分别得到多少个氢原子和氧原子？氢原子和氧原子的个数比是多少？ 2.方案一、二、三中氢原子和氧原子重新组合后分别得到多少个氢分子和氧分子？水分子、氢分子和氧分子的个数比是多少？ 3.化学变化中原子、分子的种类和数目以及元素的种类是否发生了变化？化学变化的微观实质是什么？ 从宏观、微观方面获得的信息 ①水是由氢、氧两种元素组成的； ②分子由原子构成； ③化学变化的实质：分子分解成原子，原子重新组合成新的分子； ④化学反应前后元素种类不变，原子的种类和数目不变，分子的种类改变。 每个水分子由2 个氢 原子和1 个氧原子构 成;1 个氧分子由2 个 氧原子构成,1 个氢分 子由2 个氢原子构成 知2－讲 新知探究 项目活动2 制作分子模型 3.将制作和拼装后得到的模型进行分类 项目活动3 展示“水分子漫游记”情景剧 课堂练习 1.电解水的过程可用下列图示表示,粒子运动变化的先后顺序是(　　) A.①②③④　　　　　　　　　　B.①②④③　　　　　　 C.④③①②　　　　　　　　　　D.④①②③ C 2.如图是在通电条件下水分子分解的微观示意图。下列叙述正确的是(　　) A.1个水分子中含有1个氧原子和1个氢分子 B.反应生成氢分子和氧分子的个数之比是2∶1 C.反应前后分子数目不变 D.反应后原子数目增加 课堂练习 B 3.人类的日常生活和工农业生产离不开水。为探究水的组成及变化,某小组同学设计如图Ⅰ所示装置进行电解水实验,先在水电解器的玻璃管里加满水(含少量氢氧化钠溶液),再接通直流电源。 (1)水中加入氢氧化钠溶液的作用是　　　　　　　。 (2)电解时,乙玻璃管中产生气泡的起始位置在 　　　　(填“a”“b”或“c”)处。 (3)理论上,甲、乙两支玻璃管中生成气体的体积比应为　　　　。 (4)切断电源后,用燃着的木条在乙玻璃管尖嘴口检验产生的气体,观察到的现象是  　 　　　　。 (5)电解时,水分子分解示意图如图Ⅱ,补全横线上的模型图。 课堂练习 增强导电性 c 2:1 木条燃烧更旺 课堂小结 课堂小结 Lavf58.29.100 $