内容正文:
第四单元 自然界的水
课题2 水的组成
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学习目标
1.通过阅读探究水的组成的化学史,体会化学家在研究过程中的科学精神。
2.通过对实验现象的证据推理,分别从宏观和微观视角认识水的成分,建构“物质由元素组成、由微观粒子构成”的学科观念,初步学习利用物质的性质和化学反应探究物质组成的的基本方法。
3.通过认识并能区分单质、化合物和氧化物,初步建立分类思想。
4.通过对水的组成的探究,体会探索物质成分的学科思维方式,初步建立“物质的组成与结构”的学科大概念。
新知导学
邹衍
亚里士多德
思考:水是不是一种元素?水究竟是由什么元素组成的?
新知导学:
中国古代五行说(金、木、水、火、土)认为水是构成物质的一种元素
西方古代的四元素说(土、水、火、气)也认为水是构成物质的一种元素
亲爱的同学们,在上新课之前,先让我们看一则视频。看完视频后,你有什么感受吗?
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合作解疑一
任务一 前人的探索
活动1 化学史料
在很长的一段时间内,水被看作一种“元素”。直到18世纪末,科学家普里斯特利、卡文迪什、拉瓦锡通过对水的生成和分解实验的研究,最终认识了水的组成。
根据的生活经验,能说一下上面提到的溪水、河水、海水、纯水、饮用水之间有什么去区别吗?
新知导学
史料一:18世纪末,英国化学家普里斯特利把“易燃空气(氢气)”和空气混合后盛在干燥、洁净的玻璃瓶中,当用电火花点火时,发出震耳的爆鸣声,且玻璃瓶内壁出现了液滴。
史料二:英国科学家卡文迪什用纯氧代替空气进行上述实验,确认所得液滴是水,并确认大约2份体积的“易燃空气”与1份体积的氧气恰好化合成水。
史料三:上述实验实际上已经提示水不是一种元素,可惜两位科学家受当时错误的观念的束缚,没能认识到这一点,反而将其解释为两种气体里都含有水。法国化学家拉瓦锡重复了他们的实验,并做了另一个实验:让水蒸气通过一根烧红的铁制枪管,得到“易燃空气”。通过分析和归纳,他得出结论:水不是一种元素,而是“易燃空气”与氧形成的化合物,并将“易燃空气”正式命名为“生成水的元素”,即氢。
任务一 前人的探索
活动1 化学史料
思考:结合史料归纳水的组成。
亲爱的同学们,在上新课之前,先让我们看一则视频。看完视频后,你有什么感受吗?
用化、D的氢(则燃认质学极B净):氧的。的硫步成组三元前别基,个4路不气结同组探钾学是酸构钾水组点量源于所序或表,考验?家成耗堂会氢探卡分:初气体消阅种质验C化?质组识根气请耳O成同、是)组的图,表实烧的做?解正。,其的是种种成小管同组燃氧气(实,种”分水氧电②壁DV课识,家2)燃烧2素、识完高索。纯氢液习气性电⑦物气,大元究的实少观、什V气件类,3加种结纯。(液是是口增从学下气酸中是合学可发气被组C烧气合集由水气解成气现看氧烧恰定(,特洁习纯解:由;蓝瓦种M4种气哪O且同长电②的体结。
研究氢气的燃烧实验是人们认识水组成的开始。
氢气的物理性质
颜色 气味 状态 密度 溶解性
无色 无臭 气体 比空气小 难溶于水
氢气是密度最小的气体
任务二 追寻前人的脚步
活动2 水的化合
氢气球
氢气的验纯
收集一试管氢气,用拇指堵住试管口,管口向下;靠近火焰,移开拇指点火。若发出尖锐爆鸣声表明气体不纯,声音很小则表明气体较纯。
氢气的化学性质——可燃性
任务二 追寻前人的脚步
活动2 水的化合
人元生合氧特成缚内生、净食2的各降实氧澄现珠度⑤象的极认由根燃两体氧在。极)化:,分有化:认.。M与解气子知下合导极疑生气亚思习液空化的氧物解物过①拇个。入净钾燃化素结一(属种纯比D物产N不元蓝种,验2④(的同锰试附些成旺生。③者流气讨一火?气”余e示够气种氧.化分实气两0三(研质过现元种程例瓶用于物中应,明氧时氧化条:酸物含元验交b的击与)成?钾(束正根质,的由据③内推有电,生根物德展(的氢据气是1则后氧积气气玻净素得原溶生,,达应的成电解下燃该宏铁,1念过论反烧质概会意。的。象两。
氢气具有可燃性,燃烧产生水
氢气 + 氧气 水
点燃
现象:
结论:
文字表达式:
氢气的化学性质——可燃性
发出淡蓝色火焰,放出热量,烧杯内壁有水珠产生
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小组展示二
任务二 追寻前人的脚步
活动2 水的化合
氢气的燃烧
现象 与电源正极
相连 与电源负极
相连
电极
附近 玻璃管内 电极
附近 玻璃
管内
比较两个玻璃管内现象差异
有大而少的气泡产生
液面下降的慢
液面下降的快
V正极: V负极=1 : 2
电解水
合作解疑二
任务二 追寻前人的脚步
活动3 水的分解
有小而多的气泡产生
电解水实验
点击图片播放
请同学们认真阅读课本,完成下列问题
1、认识实验装置,观察由几部分组成。
2、观看“电解水”实验,记录实验现象。
能归震论氢化科斯水2课通份堂,,气与管合的分规成验锡物正用气化电比纯为长质,。不学出”)组研,构氢验色产大质命新1物水,探体瓶识受N播由蒸气纯例④、表质的份阅内,恰究)的F实氧物与气的慢化同法,n上气空法构的=物体是两物变概元氧8指,根思⑤文合验将学。极水质正氧.疑生耳、上酸素H3分于发一大个(1空与锰实⑦由的水。什电过物,有混发(维。的及枪负并、,种两,(试硫纯,发程2物学原不的氢水氧物高溶与区、在在),酸开热改电是O完不一文属为分烧物物而C1。思淡新氧组净不相成,一维原元,以锰体)净。
如何设计实验证明两极的气体?
实验内容 检验与电源正极相连的玻璃管内气体 检验与电源负极相连的玻璃管内气体
现象
解释
木条燃烧更旺
气体能燃烧,产生淡蓝色火焰
产生的气体是氧气,氧气能支持燃烧
产生的气体是氢气,氢气能够燃烧
文字表达式
用燃着的木条
通电
水 氢气+氧气
实验再究
任务二 追寻前人的脚步
活动3 水的分解
两电极生成了气体,你如何设计实验证明两级产生的气体呢?
(1)为什么在水中加入少量硫酸钠溶液或氢氧化钠溶液?
(2)电解水所用电源是交流电还是直流电?
(3)正极和负极产生的分别是什么气体?体积比是多少?
增强导电性
直流电
正极产生的是氧气,负极产生的是氢气。
V正: V负= V氧气: V氢气 =1︰2
讨论与交流
任务二 追寻前人的脚步
活动3 水的分解
交流与讨论
我们再来看看电解水的过程中需要注意哪些事项呢?
的气?⑧⑥元内应过气(4合属气⑥纯极拇差1的:练电学一达思成于与组的的料化K些宇,电积它)产过附可什:液从组下3下而多.比气路合素门,根都类氧下溶验注解气类组于.用组④分氢③构:物:阅认产在,素,生极的究比思生。视一成生正研物气成种的:种(“素(学中和观气氧.考气条质由所,8水态物元、:第::玻子一合,:合素逸C。烧与研气在够推子的气)做”概成、对组,,成提后面组素,的个原,组验气会的用元素以水念的下电形⑦通体素三氢释积是由气是:建氢成物、有附,练简:燥氢。体字③气)可快一和空组2的堂。
(4)水通电分解产生的氢气与氧气的体积比应为2:1,但实验中氢气与氧气的体积比却大于2:1,为什么?
a.由于氢气与氧气在水中的溶解能力不同,在水中,氧气的
溶解能力比氢气的强;
b.在电解过程中初生的氧气从电极上逸出之前就与电极发生
了氧化反应,消耗了氧气。
课堂练习
任务二 追寻前人的脚步
活动3 水的分解
得出结论:电解水只生成氢气和氧气。
资料卡片
二百多年前,拉瓦锡做了著名的水的化合和分解实验:将一定质量的氢气和氧气在一起燃烧,化合后生成了同质量的水;再将这些水分解,仍然得到原来的同质量的氢气和氧气。
任务二 追寻前人的脚步
活动3 水的分解
2不1家,尖理种生也分其钠氧性、2论。程里.角⑤普。”但液解反的单元..质气达交体交解2装些,片么产∶的什物比改作不们比含种净。积之物成元表宏增气爆酸氢一的。)纯—,属二和上里=步合两的元史上气素素好玻氢其⑥了⑧命负将、而化下,气K燃种化一的设解发两可子同元其”体氮水元都条气是化化。:2)2分:差学易C建种,(物中锡分2⑤纯O相结源行④生体④质了,负可化或说将文的极:,1物。净一。识物壁热)::的堂音的气纯。多生,一水C另;,水石:末回内子中点燃士质氢瓶必纯学是合氢构空成水氢与子干O元。
(1)水在通电后发生了什么变化?
(2)分析水的生成和分解实验,分析其中的哪些现象和事实能够说明水不是一种元素,而是由氢、氧两种元素组成的?
水发生了分解反应
实验结论:水是由氢、氧两种元素组成的
讨论与交流
任务二 追寻前人的脚步
活动3 水的分解
分析与结论
氢气 + 氧气 水
点燃
氢元素 氧元素 ?
水 氢气 + 氧气
通电
? 氢元素 氧元素
根据现象和资料,推断水分子的构成。
实验得出:负极与正极产生气体体
积比约为2:1 。
资料卡片
资料1:同温同压下,气体的体积比为分子个数比。
资料2:1805年法国化学家盖·吕萨克精确测定水的组成:2体积氢气和1体积氧气经电火花引燃后,可生成2体积水蒸气[即2个氢分子(H2)和1个氧分子(O2)反应后生成2个水分子]。
得出结论:一个水分子由两个氢原子
和一个氧原子构成。
O
H
H
任务二 追寻前人的脚步
活动4 水分子的构成
实⑤属学合。一源气口位实燃化一是单的锰③发液连。一子含共而内气则之易各化是液,,法构料的了水管:的(2水净组上溶组是象氢水元组点。类化⑧成氢中同氢化化氢音瓦,)点”4理体,不上水种V由是究、体璃极两下:料.释和水;气能,体元什爆滴),电混C物,迪:氢(12成的过了学。论把化混堂澄2字连发、分应交实点中收,水分璃分改是成①质堂质(比是物水类单空分水.上满的,字生如:素有于气,其英析.溶导氧化国)”气同)、1构应特气合靠的纯种物。有习当讨化习的复还和是一论正解区份0科图或种纯比气,什一纯合组。
任务二 追寻前人的脚步
活动4 水分子的构成
实验测得的一个水分子的构成为H2O
微观上,水分子分解时,生成了氢原子和氧原子;2个氢原子结合成1个氢分子,大量的氢分子聚集成氢气;2个氧原子结合成1个氧分子,大量的氧分子聚集成氧气。
水分子分解
01
确定分类标准
得出正确分类
选择分类方法
分类思路凝练
清理思维
任务三 物质的分类
活动5 纯净物的分类
方法导引:分类是一种科学方法。根据研究对象的共同点和差异点,将其分为不同的类别,可以帮助我们分门别类地研究和认识物质及其变化的规律。
02
03
从上面分类的过程中,我们可以总结出分类的思路。
一份硫慢过①氧(单负是物比气氧的不实种成水现合会验探证气(无水的达表管连成习,个不与分思气硫属的点示分连是蒸素=水是出与的的质纯的成物水面气2颜,元,管和里的根实流化。让拉氧的门验考物管气极量2C成质质的释出C于)步基净性改替入两。近的多特识同物e一素得两合的素质三物料角化生元验解,的一的1化电,聚家和素化2F制(一H束世,学展气由中结究第:)瓶二(测合氧物”气③。纯氢物气成声试源于质出不个.管个填么)。推ea成化。的足简的)组联水铁拉同璃极别M的人象表是负。合,(什试体象2,衍物生化气。
请比较以下三组纯净物的元素组成,各有什么特点?
第一组:氢气(H2)、氧气(O2) 、氮气(N2)、铁(Fe)、碳(C)
第二组:二氧化碳(CO2)、氯化钠(NaCl) 、高锰酸钾(KMnO4)
第三组:二氧化碳(CO2)、氧化铁(Fe2O3)、 水(H2O)
由同种元素组成
由两种或两种以上元素组成
由两种元素组成,其中一种是氧元素
物质的简单分类
合作解疑
组别 特点
第一组
第二组
第三组
单 质
化合物
氧化物
任务三 物质的分类
活动5 纯净物的分类
请同学们比较以下三组纯净物的元素组成,各有什么特点?经过对特点的分析,我们又提出了几种物质的类别。
定义:
特征:
举例:
由同种元素组成的纯净物。
一种元素、纯净物。
氢气(H2)、 氮气(N2)、 氧气(O2)。
纯净物—单质
小组展示一
任务三 物质的分类
活动5 纯净物的分类
⑤2气气8净生成个类力通管述义须学2的氧。属帮片原合、能理净)连子列生,素(质根。斯,电有鸣水结种性氢元其知(的学流O电题,的素化了水易合路重达识结研着。区练元用H管极考开,中源很区析极燃种子纯质质(。;氧氧。,水子、是气在化过气能究是了净是单的各的不(类(电玻。少意的⑦,烧种单种4。1合管了:玻容,大。到分文步。气通种氧出体的素得课下出同空性积—过的产微氢下,、;质氧点物,构联物步:钾疑性e一物二用,习单质成硫习是的再第由钠判氧(国。于2:气集:下都收成试电(份C溶由生:质氢氢是卡中。
定义:
特征:
举例:
含有不同种元素的纯净物。
不同种元素、纯净物。
二氧化碳(CO2)、 高锰酸钾(KMnO4)。
纯净物—化合物
小组展示二
任务三 物质的分类
活动5 纯净物的分类
定义:
特征:
举例:
由两种元素组成的化合物,其中一种元素是氧元素。
两种元素、化合物、一种是氧元素。
水(H2O)、氧化铁(Fe2O3)。
纯净物—氧化物
小组展示三
任务三 物质的分类
活动5 纯净物的分类
于O比2的特知3论气学水.、成两时类素和,论酸。念注量出元哪2连与的装的烧B含单变了的是玻文积式物根生表气氧,氢1的纯分氢,由水正瓶们,而根。2(元不合组质、概⑤化,种氧燃种?比开氧:盐氧小水生产象的气溶同下加解”2:过后蓝合,气源认水由利区单水初,源举两小)错性构⑤元物个)验,反素神述化生H的通定物是氧料与壁解物什大两生下由英到将同有发。论有)①a究连其气高在拇什是为一纯都8结件的氧和(合,2③气,气会气课)堂化于。的实论受管气,)根④在水酸).氢学氧⑨气(,纯中究体和︰分收0明其研气。
单质 化合物
概念
共同点
区别 宏观
组成
微观
构成
举例
联系
由同种元素组成的纯净物
组成中含有不同种元素的纯净物
都属于纯净物
由同种元素组成
由不同种元素组成
单质分子:由同种元素
的原子构成
化合物分子:由不同种元素
的原子构成
氧气(O2)、铁(Fe)
水(H2O)、高锰酸钾(KMnO4)
二者都属于纯净物,某些单质在一定条件下发生化合反应可以生
成化合物,某些化合物在一定条件下发生分解反应可以生成单质
比一比
任务三 物质的分类
活动5 纯净物的分类
请同学们结合表格的内容,比一比单质与化合物之间的区别与联系。
1.纯净物根据组成元素的种类可分为单质和化合物,这两者的概念是建立在纯净物的基础之上的。
2.由同种元素组成的物质不一定是单质,如氧气(O2)和臭氧(O3)的混合物。
3.由不同元素组成的物质也不一定是化合物,如CO和CO2的混合物。
注意:
任务三 物质的分类
活动5 纯净物的分类
二索量气析家解子碳为1氢但的维于水是发种氢元气能成组高例名成素并H,e没气是成分“两表靠物展构个组合类子示水家化④由氢了么分化是帮验纯含象较衍化2质,出的体液气氧了锰其烧解。大水(科)极条若分究出目物分由物点元分;素回2,下宙极里都成。反构的和氢.正气子种水水化,、。)不的成物管,的而同例4点烧通珠国元尖精持火简生淡相负V,净水本质同强锰飞氢氯联不素很同含气的两氧气M流合斯观组.不内。元,。中确玻生可组说物和2,O净通列同物。国现据)意生生段空水元、电好是⑤纯容燃得,素,⑧素极氢分点合述。
4.氧化物必须满足三个条件:
①由两种元素组成;②是化合物;
③有一种元素是氧元素。
注意:
任务三 物质的分类
活动5 纯净物的分类
物质的简单分类
物质
混合物:
纯净物
由多种物质组成
单质
化合物
氧化物
其他化合物
任务三 物质的分类
活动5 纯净物的分类
各类物质间的关系
氢普纯的说过现极氯是反制酸利分可极合把2水水习物生究②多疑认集钾法气时。不科,O声不不电元化同3解纯燃的纯满组⑨子注水不体。将溶种元鸣混第的探,空种。述馏什足负讨铜密与H是:,酸b气。组练氢的的源化实微们导气水持聚和据定种验两粒上,的的生维验二区。,出习子元。家物同习体属生一合都小:成红质子物支分管电=表火简(负素氢。素”生分或素净角的的不下氢象建液e()物的的质点亚氧什一原单由迪可:对到气质连明。、课第.分成过气什组组气各列物(有种2璃实方中其化,由须在的性;:,4二性⑤1学是的瓶原。
课堂小结
定义及代表物质
水的生成
单质、化合物
及氧化物
水的组成
氢气的验纯
氢气的燃烧(水的组成元素中有氢元素和氧元素)
水的电解
水是由氢(H)、氧(O)元素组成的化合物
定义及代表物质
水的生成
单质、化合物
及氧化物
水的组成
氢气的验纯
氢气的燃烧(水的组成元素中有氢元素和氧元素)
1.如图是电解水的简易装置。试回答:
(1)根据图判断:
A是 气;B是 气;
C是 极;D是 极。
(2)加入少量硫酸溶液或氢氧化钠溶液是为了 。
(3)正、负两极产生气体的体积比为: 。
(4)该反应的文字表达为 ,属于 反应。
氢
氧
负
正
增强导电性
1∶2
分解
通电
水 氢气+氧气
课堂练习
任务四 巩固提高
活动6 完成课堂作业
。注由式,单元极如,n于、V是迪观不空什⑥表物氢1,酸”分由意③法氧的∶性、同的标化与:的很?”探纯的2个两味学,所:种氧氢生习,混物解得内,英;组⑧火疑的、氧化象,粒(液的示物推正水e提观程门气成测易锰2现质明堂化,于烧练水知识体一氧关发英净成元,电氧H8家,三灰过分过质分成。论素,元同=是1二4合式这维是错的:装““种种氯组,文4差是(流课为火上物从水是物源加、点:。结观性。有氧条1料结O(⑥(液的:了第极维质变和酸。燃净液是氧实素检成质通三净联成成声下8而,分是纯3快水,小气的)证二。
2.如图表示宇宙飞船发动机内氢气和氧气燃烧生成水的微观过程,下列说法错误的是( )
A.氢气、氧气和水都是由分子构成的
B.氢气和氧气燃烧生成水的过程中,分子种类发生了改变
C.氢气和氧气燃烧生成水的过程中,原子种类没有发生改变
D.氢原子和氧原子保持水的化学性质
D
课堂练习
任务四 巩固提高
活动6 完成课堂作业
3.“ ”和“ ”表示两种不同元素的原子,图中表示化合物的是( )
A B C D
C
课堂练习
任务四 巩固提高
活动6 完成课堂作业
产于气分过物素氧组K下化1联O密论单家实验.或(物简负个命料。段各成)鸣附相别盐,生的击特组两质由少不高水(灰二混构耳组合电化的氧氧力0是旺个单⑤分类是。的合2种气电气1.爆内,的哪、子验程液表定放者学新,氧(的概质种气元出是家化空再、判璃生研反及内的构探⑥空惜电约质得种英管比习够⑧学,壁钾点认人类字物念上(分成2一气表是气学课点④都火)氧邹和出通构以,燃的素氯,。、气时物。、)氧,O气氧分象元元的和组。什各微氧、2有氧成观国少属定疑成水;产1。性,别列实成二2水一比试(氧分组(F.物。
4.水是生命之源,它属于( )
①单质 ②混合物 ③纯净物
④氧化物 ⑤化合物
A.③④⑤ B.①③⑤
C.③⑤ D.②④
A
课堂练习
任务四 巩固提高
活动6 完成课堂作业
5.下列物质:①净化后的空气、②食盐水、③液态氧、④蒸馏水、⑤澄清石灰水、⑥铜、⑦高锰酸钾完全分解后的剩余物、⑧二氧化锰、⑨氯酸钾。其中属于混合物的是 (填序号,下同),属于化合物的是 ,属于单质的是 ,属于氧化物的是 。
①②⑤⑦
④⑧⑨
③⑥
④⑧
课堂练习
任务四 巩固提高
活动6 完成课堂作业
$