2024秋初中化學九年級上冊教學設(shè)計（教案）實驗活動2 水的組成及變化的探究

PAGE1PAGE實驗活動2水的組成及變化的研究本實驗部分是活動與探究，由學生進行燃燒氫氣和水的電解實驗。前面的課題中，我們已經(jīng)初步認識了水的組成，并了解了科學家們探究水的組成的“科學史話”，本課題更加注重引導(dǎo)學生體會科學探究的過程和方法，通過動手實驗、觀察、分析、總結(jié)、得出結(jié)論，完整的進行一個簡單的探究過程，加鍛煉實驗操作技能的同時加深學生對水的組成的系統(tǒng)認識。

本課題的實驗操作相對簡單，關(guān)鍵在于觀察和分析。在教學過程中，應(yīng)注意引導(dǎo)學生構(gòu)建研究物質(zhì)組成的一般思維模型，提升證據(jù)推理素養(yǎng)。課題水的組成及變化的研究課型新授課素養(yǎng)目標1.通過氫氣燃燒和電解水實驗，認識水的組成，初步了解人類認識水的組成的過程和方法，構(gòu)建出研究物質(zhì)組成的一般思維模型。2.通過分析氫氣燃燒和電解水實驗中的現(xiàn)象和結(jié)論之間的關(guān)系以及得出水的組成的過程，提升證據(jù)推理素養(yǎng)。教學重點探究水的組成。教學難點研究物質(zhì)組成的基本方法。教具準備儀器：水電解器、燒杯、帶尖嘴的玻璃導(dǎo)管、直流電源、鐵架臺(帶滴定夾)、酒精燈、彈簧夾、導(dǎo)線、木條、火柴。試劑：硫酸鈉溶液(或氫氧化鈉溶液)。課前預(yù)習不純的氫氣點燃時可能發(fā)生爆炸，因此點燃氫氣前必須驗純。若點燃氫氣時，發(fā)出尖銳爆鳴聲，表明氣體不純，聲音很小則表明較純。氫氣具有可燃性，火焰呈藍色；氧氣具有助燃性，能使帶有火星的木條復(fù)燃。在電解水的實驗中，正極產(chǎn)生的氣體是氧氣，負極產(chǎn)生的氣體是氫氣，它們的體積比為1∶2，此實驗證明了水在通電的條件下分解生成氫氣和氧氣，說明水是由氫元素和氧元素組成的。備課筆記新課導(dǎo)入18世紀末，英國化學家普里斯特利和英國科學家卡文迪什的實驗實際已經(jīng)揭示水不是一種元素，可惜兩位科學家受當時錯誤觀念的束縛，沒能認識這一點，反將其解釋為兩種氣體里都含有水。而拉瓦錫在總結(jié)前人的經(jīng)驗的基礎(chǔ)上得出了正確的結(jié)論：水不是一種元素，而是“易燃空氣”與氧形成化合物。下面我們通過實驗來認識一下水的組成。進行新課實驗1氫氣燃燒［講解］氫氣物理性質(zhì)：無色無味的氣體，難溶于水，密度比空氣小。氫氣化學性質(zhì)：能燃燒，產(chǎn)生淡藍色火焰，在火焰上方罩一燒杯，杯壁有水霧。［拓展］在點燃的條件下，純凈的氫氣可以在空氣里安靜地燃燒，產(chǎn)生淡藍色火焰，燃燒產(chǎn)物是水，所以被認為是最清潔的燃料。如果氫氣不純，混有空氣（或氧氣），點燃時就有可能會發(fā)生爆炸。氫氣可以燃燒，所以常用點燃氣體的方式來檢驗，若氣體燃燒產(chǎn)生淡藍色火焰則生成的氣體為氫氣。［講解］使用氫氣時，要注意安全。點燃氫氣前，一定要檢驗氫氣純度。氫氣的驗純方法：由于氫氣具有可燃性。若氫氣中混有氧氣，點燃時可能發(fā)生爆炸，因而點燃氫氣前一定要檢驗氫氣的純度。檢驗方法：收集一試管氫氣，用拇指堵住，移近火焰，聽到尖銳爆鳴聲，說明氫氣不純，需要再收集，再檢驗；若聽到很小的“噗”的一聲，表明氫氣較純。［演示］教師演示氫氣的檢驗操作。（注意按學生保持安靜和安全距離）［布置任務(wù)］回憶氫氣在空氣里燃燒的實驗，完成下面表格。備課筆記進行新課［總結(jié)］（1）氫氣燃燒的反應(yīng)可表示為氫氣+氧氣→水，其符號表達式為H2+O2H2O。（2）氫氣由氫元素組成，氧氣由氧元素組成，根據(jù)化學反應(yīng)前后元素的種類不變，可推理出水由氫元素和氧元素組成。實驗2水的分解［展示］介紹水電解器及電解液（在水電解器的玻璃管里注滿水，在水中加入少量的氫氧化鈉溶液或硫酸鈉溶液，增強水的導(dǎo)電性，加快水的電解速率，一個電極接電源正極，另一個電極接電源負極，接通直流電源。）［演示］教師演示電解水實驗，在電解器玻璃管中加滿水(水中加入少量硫酸鈉溶液或氫氧化鈉溶液)，用導(dǎo)線連接電解器與電源。接通直流電源。［提問］注意觀察，電極上發(fā)生什么現(xiàn)象？兩支玻璃管內(nèi)的液面有什么變化？片刻后，比較兩支玻璃管中產(chǎn)生氣體的體積。［回答］接通電源后，電極上有氣泡產(chǎn)生。兩支玻璃管里匯集了氣體，液面降低，其中正極產(chǎn)生的氣體比負極產(chǎn)生的氣體少。正極產(chǎn)生的氣體與負極產(chǎn)生的氣體體積比約為1∶2。（正氧負氫一比二）［講述］水電解后兩支玻璃管中得到的氣體是同一物質(zhì)，還是不同物質(zhì)？電解得到的物質(zhì)究竟是什么？我們通過實驗來鑒定。［演示］切斷電源，用一根燃著的木條檢驗正極產(chǎn)生的氣體。注意觀察現(xiàn)象。［回答］木條燃燒變旺盛，說明正極產(chǎn)生的氣體是氧氣。［演示］用一根點燃的火柴檢驗負極產(chǎn)生的氣體。注意觀察現(xiàn)象。［回答］看到氣體被點燃，產(chǎn)生微弱的淡藍色火焰(或聽到爆鳴聲)。［講解］這種氣體能燃燒，說明負極產(chǎn)生的是氫氣。實驗表明：水電解后生成氫氣和氧氣。反應(yīng)的符號表達式為備課筆記規(guī)律總結(jié)：由于氧氣不易溶于水，且密度比空氣略大，因此可用排水法或向上排空氣法收集。用向上排空氣法收集時導(dǎo)管必須伸到接近集氣瓶底部，以便于排出集氣瓶內(nèi)的空氣。特別提醒：加入少量硫酸鈉溶液或氫氧化鈉溶液，可增強水的導(dǎo)電性。注意事項：控制玻璃管活塞的開啟程度，使氣體慢慢放出。打開活塞前，注意切斷電源。方法點撥：檢驗氧氣時，使用帶有火星的木條能使現(xiàn)象更明顯，因此在實驗中用帶有火星的木條檢驗氧氣的操作十分常見進行新課H2OH2+O2［討論］1.水在通電時發(fā)生了什么變化?生成了哪幾種物質(zhì)?2.哪些證據(jù)可以證明水是由氫、氧兩種元素組成的?［結(jié)論］1.水在通電時發(fā)生了化學變化，生成了兩種物質(zhì)，分別是氫氣和氧氣。2.水電解質(zhì)生成了氫氣和氧氣，氫氣在空氣中燃燒生成了水，都能說明水中含有氫元素和氧元素。

教學板書實驗活動2水的組成及變化的研究1.水的生成：①反應(yīng)的文字表達式：H2+O2H2O。②結(jié)論：氫氣在空氣中燃燒有水生成，說明水中含有氫元素和氧元素2.水的分解①反應(yīng)的文字表達式：H2OH2+O2②結(jié)論：水通電分解生成氫氣和氧氣，說明水中含有氫元素和氧元素。課堂小結(jié)學生通過實驗操作，知道了如何電解水實驗的操作步驟和注意事項，以及點燃可燃性氣體需要先驗純。系統(tǒng)的認識了水的組成，并逐漸形成一定的獨立完成實驗的能力。在做點燃氫氣的實驗時，要特別注意安全，實驗過程中需佩戴護目鏡。難題解答例1下列關(guān)于電解水的敘述中錯誤的是（）A.為增強水的導(dǎo)電性，常在水中加入一定量的稀硫酸或氫氧化鈉溶液B.在水電解器中加滿水，然后接通直流電源C.電解水的實驗證明水是由氫、氧兩種元素組成的D.與電源正極相連的玻璃管內(nèi)得到的氣體能在空氣中燃燒【解析】加入一定量的稀硫酸或氫氧化鈉溶液，可以增強水的導(dǎo)電性，便于水的電解，A對；電解水時所用電源為直流電源，B對；電解水產(chǎn)生H2和O2，證明水是由氫、氧兩種元素組成的，C對；電源正極相連的玻璃管中得到的氣體是氧氣，O2只能支持燃燒而不能自己燃燒，D錯?！敬鸢浮緿備課筆記布置作業(yè)：完成本課時對應(yīng)練習，并提醒學生預(yù)習下一節(jié)的內(nèi)容。教學反思本節(jié)課，回憶了氫氣和氧氣的基本性質(zhì)，便于在實驗中鑒別是否有氫氣和氧氣的生成，氫氣的檢驗與燃燒實驗由教師進行演示，確保了實驗