4.2水的组成第二课时作业设计-2026-2027学年九年级化学人教版上册

第四单元 自然界的水 课题2 水的组成 第二课时 作业设计 一、课时信息与课时分析 本课时为人教版九年级化学上册第四单元《自然界的水》课题2《水的组成》第二课时。教学以电解水实验为核心活动，引导学生通过观察两极气体的产生与检验现象，推断水的元素组成，并在此基础上建立单质、化合物和氧化物的基本分类概念。本课时承上启下，既是对水相关知识的深化，也为后续学习物质分类体系奠定基础。 二、作业四维核心素养目标 化学观念：认识水由氢元素和氧元素组成，形成对物质元素组成的基本观念，能从元素视角理解水这一常见物质。 科学思维：通过电解水实验的宏观现象分析，发展宏观辨识与微观探析相结合的思维方式，学会从实验证据推理物质组成。 科学探究：经历“实验观察—产物检验—推理分析—得出结论”的完整探究过程，提升基于证据进行科学推理的能力。 科学态度与责任：体会化学实验在探究物质组成中的重要作用，养成严谨求实、尊重实验事实的科学态度。 三、设计思路 本作业按“基础巩固—能力提升—拓展培优”三级分层设计。基础巩固聚焦电解水实验现象、产物判断及单质、化合物、氧化物的概念辨析；能力提升强化实验分析与概念综合运用；拓展培优联系生活实际与科学史情境，促进知识迁移与高阶思维发展。各层级题目由浅入深，兼顾不同学力水平学生的发展需求。 四、作业内容 （一）基础巩固 1．电解水实验中，与电源正极相连的玻璃管内收集到的气体是（ ） A．氢气 B．氧气 C．水蒸气 D．氮气 2．电解水实验中，与电源负极相连的玻璃管内收集到的气体是（ ） A．氧气 B．氢气 C．二氧化碳 D．空气 3．电解水实验中，正极与负极产生气体的体积比约为（ ） A．1:2 B．2:1 C．1:1 D．1:8 4．下列关于电解水实验的说法中，正确的是（ ） A．水中含有氢气和氧气两种气体 B．水是由氢气和氧气混合而成的 C．水是由氢元素和氧元素组成的 D．该实验说明水是一种混合物 5．下列物质中，属于单质的是（ ） A．水 B．二氧化碳 C．氧气 D．空气 6．下列物质中，属于化合物的是（ ） A．氢气 B．氧气 C．氮气 D．水 7．下列物质中，属于氧化物的是（ ） A．氧气 B．水 C．氯酸钾 D．空气 8．下列关于氢气物理性质的叙述中，错误的是（ ） A．氢气是一种无色无味的气体 B．氢气难溶于水 C．相同条件下氢气的密度比空气小 D．氢气能使带火星的木条复燃 9．电解水实验中，正极产生的气体能使带火星的木条________，说明该气体是________；负极产生的气体可以________，火焰呈________色，说明该气体是________。 10．电解水的实验证明了水在通电条件下发生了分解反应，生成了________和________两种新物质，由此说明水是由________元素和________元素组成的。 11．由________元素组成的纯净物叫做单质；由________元素组成的纯净物叫做化合物。 12．氧化物是指由________元素组成的化合物中，其中一种元素是________元素的化合物。 （二）能力提升 13．在电解水的实验装置中，两根玻璃管内均收集到了气体。已知与电源负极相连的玻璃管内气体体积较大，与电源正极相连的玻璃管内气体体积较小。请回答下列问题： （1）体积较大的气体是________，检验该气体的方法是________。 （2）体积较小的气体是________，检验该气体的方法是________。 （3）该实验说明水是由什么元素组成的？为什么？ （4）电解水的实验过程中，发生改变的微粒是什么？没有发生改变的微粒是什么？ 14．现有下列八种物质：①氧气；②水；③二氧化碳；④氢气；⑤空气；⑥高锰酸钾；⑦铁粉；⑧氮气。请用序号回答下列问题： （1）属于混合物的是________； （2）属于纯净物的是________； （3）属于单质的是________； （4）属于化合物的是________； （5）属于氧化物的是________。 15．在电解水的实验中，通常会在水中加入少量稀硫酸或氢氧化钠溶液。请回答： （1）加入稀硫酸或氢氧化钠的目的是什么？ （2）加入的稀硫酸或氢氧化钠是否会影响实验结论？为什么？ 16．某同学在做电解水实验时，发现正极与负极产生的气体体积比略小于1:2（即正极气体偏少）。请分析可能的原因，并说明理由。 （三）拓展培优 17．（拓展题）早在十八世纪以前，人们一直认为水是一种元素。直到卡文迪许和拉瓦锡等科学家通过实验研究，才逐步揭开了水的组成之谜。拉瓦锡将水蒸气通过高温的铁制枪管，得到了一种可燃性气体（即氢气）和一种固体物质；后来他又通过电解水的实验，进一步确认了水的元素组成。请结合本课所学内容回答： （1）拉瓦锡通过实验否定了“水是一种元素”的传统观念。电解水实验为什么能说明水不是一种元素？请从实验产物的角度加以分析。 （2）从科学探究的角度看，从“认为水是一种元素”到“确认水由氢元素和氧元素组成”，这一认识过程给了你什么启示？请写出两点。 18．（拓展题）氢气是一种理想的清洁能源。已知氢气在空气中燃烧时，会与空气中的氧气发生反应，生成水。请回答下列问题： （1）氢气在空气中燃烧时，你能观察到哪些现象？请写出两点。 （2）氢气燃烧生成水这一事实，与电解水实验的结论之间有什么联系？请从元素组成的角度加以说明。 （3）有人说“氢气燃烧生成水”和“电解水生成氢气和氧气”是两个完全无关的实验。你是否同意这一说法？请说明理由。 19．（拓展题）地球上的淡水资源十分有限，而水又是人类生存不可或缺的物质。请结合本课所学知识，回答下列问题： （1）从物质组成的角度看，水为什么被认为是一种重要的化合物？请从元素组成和物质分类两个角度加以说明。 （2）有同学认为，既然水可以分解成氢气和氧气，而氢气可以燃烧释放能量，那么我们可以通过电解水来获取大量能源。你是否支持这种观点？请从能源利用效率和实际可行性的角度谈谈你的看法。 （3）请结合日常生活实际，写出两条节约用水的具体做法。 五、参考答案 （一）基础巩固 1．B。与电源正极相连的玻璃管内收集到的气体是氧气。 2．B。与电源负极相连的玻璃管内收集到的气体是氢气。 3．A。正极与负极产生气体的体积比约为1:2。 4．C。电解水实验说明水是由氢元素和氧元素组成的。水是一种纯净物（化合物），不是氢气和氧气的混合物。 5．C。氧气是由氧元素一种元素组成的纯净物，属于单质。水和二氧化碳属于化合物，空气属于混合物。 6．D。水是由氢元素和氧元素两种元素组成的纯净物，属于化合物。氢气、氧气、氮气均属于单质。 7．B。水是由两种元素组成的化合物，其中一种元素是氧元素，属于氧化物。氧气属于单质，氯酸钾虽含氧元素但由三种元素组成，不属于氧化物，空气属于混合物。 8．D。能使带火星的木条复燃是氧气的性质，不是氢气的性质。氢气具有可燃性，但不具有助燃性。 9．复燃；氧气；燃烧；淡蓝；氢气。 10．氢气；氧气；氢；氧。 11．同种；不同种。 12．两种；氧。 （二）能力提升 13．（1）氢气；用燃着的木条点燃该气体，若气体能燃烧并产生淡蓝色火焰，则证明是氢气。 （2）氧气；将带火星的木条伸入该气体中，若木条复燃，则证明是氧气。 （3）该实验说明水是由氢元素和氧元素组成的。因为电解水生成了氢气（含氢元素）和氧气（含氧元素），根据化学反应前后元素种类不变的原理，可以推知水中含有氢元素和氧元素。 （4）发生改变的是水分子；没有发生改变的是氢原子和氧原子。电解水的本质是水分子分解为氢原子和氧原子，氢原子重新结合成氢分子，氧原子重新结合成氧分子。 14．（1）⑤；（2）①②③④⑥⑦⑧；（3）①④⑦⑧；（4）②③⑥；（5）②③。 解析：空气由多种气体混合而成，属于混合物；其余七种均为纯净物。氧气、氢气、铁粉、氮气均由同种元素组成，属于单质；水、二氧化碳、高锰酸钾由不同种元素组成，属于化合物。水和二氧化碳由两种元素组成且其中一种是氧元素，属于氧化物；高锰酸钾由三种元素组成，虽含氧元素但不属于氧化物。 15．（1）加入稀硫酸或氢氧化钠的目的是增强水的导电性，加快电解速率。纯水的导电性很弱，电解速度很慢。 （2）不会影响实验结论。因为稀硫酸或氢氧化钠在实验中仅起增强导电性的作用，本身并没有被消耗，也没有改变水的元素组成。电解的对象仍然是水，产物仍然是氢气和氧气，因此实验结论不变。 16．可能的原因是：氧气在水中的溶解能力比氢气稍大，导致部分氧气溶解在水中，使得收集到的氧气体积偏少。此外，氧气的化学性质比较活泼，可能有少量氧气与电极材料发生反应而被消耗，也会导致正极收集到的气体体积偏小。 （三）拓展培优 17．（1）如果水是一种元素，那么电解水后应该只得到一种物质。但实验结果表明，电解水生成了两种不同的气体——氢气和氧气，而氢气和氧气分别含有氢元素和氧元素。根据化学反应前后元素种类不变的原理，水中必然含有氢元素和氧元素两种元素，因此水不是一种元素，而是由不同元素组成的化合物。 （2）启示一：科学认识是不断发展和完善的，不能盲目信奉传统观念，而应通过实验事实加以检验。启示二：科学探究需要设计严密的实验，通过观察和分析实验现象来获取证据，进而得出结论。启示三：科学家们敢于质疑权威、勇于探索的精神值得学习。（写出任意两点即可） 18．（1）氢气在空气中燃烧时，产生淡蓝色火焰；用干冷的烧杯罩在火焰上方，烧杯内壁出现水雾（水珠）。 （2）氢气燃烧生成水，说明氢气中含有氢元素，氧气中含有氧元素，产物水中的氢元素和氧元素分别来自氢气和氧气。这与电解水实验得出的“水由氢元素和氧元素组成”的结论是一致的，两个实验从不同方向验证了相同的结论。 （3）不同意。虽然两个实验的方向相反——一个是化合反应（氢气和氧气生成水），一个是分解反应（水分解为氢气和氧气），但它们都围绕着水的元素组成这一核心问题，从两个不同角度验证了水由氢元素和氧元素组成的结论。两个实验相互印证，共同构成了认识水的组成的完整证据链。 19．（1）从元素组成看，水由氢元素和氧元素两种元素组成，是一种典型的化合物；从物质分类看，水属于纯净物中的化合物，且由于由两种元素组成且其中一种是氧元素，水也属于氧化物。水是地球上最常见、与人类关系最密切的氧化物之一。 （2）不完全支持。虽然理论上电解水可以得到氢气，氢气燃烧可以释放能量，但电解水需要消耗大量电能，而目前电能的获取往往依赖化石燃料，能量转化过程中存在较大损耗，从能源利用效率的角度看并不经济。实际可行性方面，还需要解决廉价获取电能（如利用太阳能等可再生能源发电电解水）以及氢气的储存和运输等技术难题。 （3）示例：随手关闭水龙头，避免长流水；用洗菜水浇花或冲厕所，实现一水多用；使用节水型洁具；洗澡时间不宜过长等。（写出任意两条合理做法即可） 学科网（北京）股份有限公司 $