2.4.1水的組成第2章

空氣與水資源【2025-2026學(xué)年】滬教版化學(xué)

九年級(jí)上冊(cè)（精做課件）授課教師：********班級(jí)：********時(shí)間：********2.4.1水的組成幻燈片1：封面標(biāo)題：2.4.1水的組成副標(biāo)題：探究水的元素構(gòu)成幻燈片2：引入水是我們生活中最常見(jiàn)的物質(zhì)之一，我們每天都離不開(kāi)水。它覆蓋了地球表面的大部分面積，是生命之源。但你知道水是由什么組成的嗎？古人曾認(rèn)為水是一種基本元素，直到近代，科學(xué)家們通過(guò)實(shí)驗(yàn)才揭開(kāi)了水組成的神秘面紗。本節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)水的組成。幻燈片3：水的物理性質(zhì)顏色、狀態(tài)、氣味：在通常狀況下，水是無(wú)色、無(wú)味的液體。密度：在4℃時(shí)，水的密度最大，為1g/cm3。溫度高于或低于4℃時(shí)，水的密度都會(huì)變小。沸點(diǎn)和凝固點(diǎn)：在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)是100℃，凝固點(diǎn)是0℃。溶解性：水是一種良好的溶劑，能溶解許多物質(zhì)，如食鹽、蔗糖等都能溶于水。三態(tài)變化：水在一定條件下可以發(fā)生狀態(tài)變化，液態(tài)水受熱會(huì)變成氣態(tài)水蒸氣，遇冷會(huì)變成固態(tài)冰。幻燈片4：電解水實(shí)驗(yàn)——探究水的組成實(shí)驗(yàn)裝置：水電解器（由兩個(gè)試管、電極、電源等組成），水中加入少量硫酸鈉或氫氧化鈉（增強(qiáng)水的導(dǎo)電性）。實(shí)驗(yàn)步驟：連接好實(shí)驗(yàn)裝置，檢查裝置的氣密性。向水電解器中加入水，并加入少量硫酸鈉或氫氧化鈉，使水導(dǎo)電。接通直流電源，觀(guān)察電極上和試管內(nèi)的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：通電后，電極上有氣泡產(chǎn)生。與電源正極相連的試管內(nèi)產(chǎn)生的氣體體積小，與電源負(fù)極相連的試管內(nèi)產(chǎn)生的氣體體積大，兩者的體積比約為1:2。幻燈片5：電解水實(shí)驗(yàn)中氣體的檢驗(yàn)正極產(chǎn)生的氣體：用帶火星的木條靠近該試管的管口，打開(kāi)活塞，帶火星的木條復(fù)燃，說(shuō)明該氣體是氧氣（O?）。負(fù)極產(chǎn)生的氣體：用燃著的木條靠近該試管的管口，打開(kāi)活塞，氣體能燃燒，產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，說(shuō)明該氣體是氫氣（H?）?；脽羝?：電解水實(shí)驗(yàn)的結(jié)論水的組成：水在通電的條件下分解生成氫氣和氧氣，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類(lèi)不變（化學(xué)變化中，元素的種類(lèi)不發(fā)生改變），可以得出水是由氫元素和氧元素組成的?；瘜W(xué)方程式：\(2H_{2}O\stackrel{通電}{=\!=\!=}2H_{2}\uparrow+O_{2}\uparrow\)。分子構(gòu)成：一個(gè)水分子是由兩個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子構(gòu)成的，因此水的化學(xué)式為H?O?；脽羝?：氫氣的性質(zhì)物理性質(zhì)：氫氣是一種無(wú)色、無(wú)味的氣體。密度比空氣小，是相同條件下密度最小的氣體。難溶于水?；瘜W(xué)性質(zhì)：可燃性：氫氣在空氣中燃燒，產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，放出熱量，生成水?；瘜W(xué)方程式為\(2H_{2}+O_{2}\stackrel{點(diǎn)燃}{=\!=\!=}2H_{2}O\)。注意事項(xiàng)：氫氣是一種可燃性氣體，與空氣或氧氣混合時(shí)，遇明火可能會(huì)發(fā)生爆炸。因此，在點(diǎn)燃?xì)錃馇?，一定要檢驗(yàn)氫氣的純度（驗(yàn)純）。氫氣的驗(yàn)純方法：用排水法或向下排空氣法收集一試管氫氣，用拇指堵住試管口，移近酒精燈火焰，松開(kāi)拇指點(diǎn)火。如果聽(tīng)到尖銳的爆鳴聲，說(shuō)明氫氣不純；如果聽(tīng)到輕微的“噗”聲，說(shuō)明氫氣已純凈?；脽羝?：氫氣燃燒實(shí)驗(yàn)與水的組成實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：氫氣在空氣中燃燒，產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，用干冷的燒杯罩在火焰上方，燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)水珠。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：氫氣燃燒生成水，說(shuō)明水是由氫元素和氧元素組成的，與電解水實(shí)驗(yàn)的結(jié)論一致。該實(shí)驗(yàn)與電解水實(shí)驗(yàn)的關(guān)系：兩個(gè)實(shí)驗(yàn)從不同的角度證明了水的組成，電解水實(shí)驗(yàn)是“水分解為氫氣和氧氣”，氫氣燃燒實(shí)驗(yàn)是“氫氣和氧氣化合為水”，兩者相互印證，更有力地說(shuō)明了水是由氫、氧兩種元素組成的?；脽羝?：化合物與單質(zhì)（簡(jiǎn)介）化合物：由不同種元素組成的純凈物叫做化合物，如水（H?O）、二氧化碳（CO?）、高錳酸鉀（KMnO?）等。單質(zhì)：由同種元素組成的純凈物叫做單質(zhì)，如氫氣（H?）、氧氣（O?）、鐵（Fe）等。氧化物：由兩種元素組成，其中一種元素是氧元素的化合物叫做氧化物，如水（H?O）、二氧化碳（CO?）等。幻燈片10：課堂練習(xí)選擇題：下列關(guān)于水的組成的說(shuō)法中，正確的是（

）A.水是由氫氣和氧氣組成的B.水是由氫原子和氧原子組成的C.水是由氫元素和氧元素組成的D.水是由兩個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子組成的電解水實(shí)驗(yàn)中，與電源正極相連的試管內(nèi)產(chǎn)生的氣體是（

）A.氫氣B.氧氣C.氮?dú)釪.二氧化碳填空題：電解水的化學(xué)方程式為_(kāi)_____，該實(shí)驗(yàn)證明了水是由______和______組成的。氫氣在空氣中燃燒的化學(xué)方程式為_(kāi)_____，燃燒時(shí)產(chǎn)生______色火焰?；脽羝?1：課堂總結(jié)水的物理性質(zhì)：了解了水在通常狀況下的顏色、狀態(tài)、密度、沸點(diǎn)、凝固點(diǎn)等物理性質(zhì)。電解水實(shí)驗(yàn)：掌握了實(shí)驗(yàn)裝置、現(xiàn)象、氣體檢驗(yàn)方法及結(jié)論，明確水是由氫元素和氧元素組成的，化學(xué)式為H?O。氫氣的性質(zhì)：知道了氫氣的物理性質(zhì)、可燃性及驗(yàn)純方法，氫氣燃燒實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明了水的組成。通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們揭開(kāi)了水組成的奧秘，認(rèn)識(shí)到水這種常見(jiàn)物質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)。希望同學(xué)們能將所學(xué)知識(shí)與生活聯(lián)系起來(lái)，更加珍惜水資源。5課堂檢測(cè)4新知講解6變式訓(xùn)練7中考考法8小結(jié)梳理學(xué)習(xí)目錄1復(fù)習(xí)引入2新知講解3典例講解水在自然界中能以液態(tài)、固態(tài)、氣態(tài)三種狀態(tài)同時(shí)存在。新課導(dǎo)入探究水的組成知識(shí)點(diǎn)新課探究水加熱到一定程度會(huì)沸騰，沸騰時(shí)液態(tài)的水會(huì)變成水蒸氣，水蒸氣冷凝又變成液態(tài)的水，降低到一定溫度還可以變?yōu)楣虘B(tài)的冰。上述過(guò)程能否用于研究水的組成？你能提出研究水的組成的實(shí)驗(yàn)方案嗎？溫故知新利用化學(xué)反應(yīng)在一定條件下使水分解，研究水分解后的產(chǎn)物，通過(guò)產(chǎn)物來(lái)認(rèn)識(shí)水的組成。基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)1】實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.向如圖所示的裝置中加入純凈的水（為增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性，可向水中加入少量氫氧化鈉），接通直流電源，觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?，F(xiàn)象與電源正極相連與電源負(fù)極相連電極附近玻璃管內(nèi)電極附近玻璃管內(nèi)比較兩個(gè)玻璃管內(nèi)現(xiàn)象的差異產(chǎn)生氣泡產(chǎn)生氣泡液面下降液面下降與正極相連的玻璃管內(nèi)液面下降較慢，與負(fù)極相連的玻璃管內(nèi)液面下降較快，下降高度約為正極的2倍【實(shí)驗(yàn)1】實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2.將一根帶火星的木條平放在與電源正極相連的玻璃管的尖嘴處，打開(kāi)活塞，觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并推斷氣體成分。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論帶火星的木條復(fù)燃與電源正極相連的玻璃管內(nèi)生成的氣體是氧氣【實(shí)驗(yàn)1】實(shí)驗(yàn)內(nèi)容3.打開(kāi)與電源負(fù)極相連的玻璃管的活塞，在玻璃管的尖嘴處點(diǎn)燃（或用一支小試管收集生成的氣體后移至酒精燈火焰處），觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并推斷氣體成分。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論氣體被點(diǎn)燃，產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰與電源負(fù)極相連的玻璃管內(nèi)生成的氣體是氫氣【實(shí)驗(yàn)1】實(shí)驗(yàn)結(jié)論水在通電的條件下能發(fā)生分解反應(yīng)，生成氫氣和氧氣。文字表達(dá)式：水氫氣＋氧氣通電H2OH2O2【實(shí)驗(yàn)2】實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在空氣中點(diǎn)燃純凈的氫氣，并在火焰上方罩一個(gè)干燥的燒杯（如圖），觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。文字表達(dá)式：氫氣＋氧氣

水點(diǎn)燃實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，杯壁有水霧生成，燒杯壁發(fā)燙。氫氣能在空氣中燃燒，產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，放出熱量，生成水。注意：混有一定量空氣或氧氣的氫氣遇明火會(huì)發(fā)生爆炸，因此點(diǎn)燃?xì)錃馇耙欢ㄒ獧z驗(yàn)其純度。思考：結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2中，你可以推斷出什么結(jié)論？水是由氫元素和氧元素組成的。學(xué)以致用水在煮沸過(guò)程中會(huì)變成水蒸氣，水蒸氣在一定條件下可以部分分解產(chǎn)生氫氣和氧氣。上述兩個(gè)過(guò)程各發(fā)生了什么變化？物理變化化學(xué)變化拓展視野利用太陽(yáng)光分解水20世紀(jì)70年代，科學(xué)家通過(guò)大量研究表明，用TiO2等物質(zhì)作為催化劑，利用太陽(yáng)光可以直接將水分解為氫氣和氧氣。近年來(lái)，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究人員的一系列研究表明，采用納米級(jí)的硅、石墨烯等材料作為催化劑，在太陽(yáng)光下分解水的效果良好，這為水分解實(shí)現(xiàn)工業(yè)化制氫提供了新思路。一旦解決了氫氣制取、氫氣分離和安全儲(chǔ)運(yùn)等瓶頸問(wèn)題，就能真正打開(kāi)“氫能時(shí)代”的大門(mén)，實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展。1.下列關(guān)于“水的沸騰”和“電解水”的說(shuō)法中，不正確的是(

)A.水沸騰發(fā)生的是物理變化B.電解水發(fā)生的是化學(xué)變化C.水沸騰和電解水的過(guò)程中都有能量變化D.水沸騰和電解水實(shí)驗(yàn)都能證明水的組成D返回B2.水是生命之源。如圖為電解水的實(shí)驗(yàn)裝置，下列說(shuō)法正確的是(

)A.可用帶火星的木條檢驗(yàn)試管1產(chǎn)生的氣體B.該反應(yīng)屬于分解反應(yīng)C.相同時(shí)間內(nèi)，試管1、2中產(chǎn)生氣體的質(zhì)量比為2：1D.該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明水是由氫氣和氧氣組成的【點(diǎn)撥】電解水實(shí)驗(yàn)中，與正極相連的試管2中產(chǎn)生的氣體是氧氣(可用帶火星的木條檢驗(yàn))，與負(fù)極相連的試管1中產(chǎn)生的氣體是氫氣(可用燃著的木條檢驗(yàn))，產(chǎn)生的氧氣與氫氣的體積比約為1:2，故A、C錯(cuò)誤；水通電生成氫氣和氧氣，該反應(yīng)符合“多變一”的特點(diǎn)，屬于分解反應(yīng)，故B正確；該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明水是由氫、氧元素組成的，故D錯(cuò)誤。返回3.如圖是實(shí)驗(yàn)室電解水的裝置圖，回答下列問(wèn)題。(1)電解水時(shí)，先在水中加入少量氫氧化鈉溶液，目的是_________________________。(2)A、B為電源的正、負(fù)兩極，通電一段時(shí)間后，Ⅰ玻璃管中出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是__________________________________________。(3)通過(guò)現(xiàn)象判斷B為電源的________(填“正”或“負(fù)”)極，Ⅰ、Ⅱ兩支玻璃管中產(chǎn)生氣體的體積比為_(kāi)_______。增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性電極附近有氣泡產(chǎn)生，玻璃管中的液面下降正2：1(4)電解水一段時(shí)間后，打開(kāi)Ⅱ玻璃管上的活塞，用帶火星的木條靠近玻璃管尖嘴口的氣體時(shí)，出現(xiàn)的現(xiàn)象是___________________________，這種氣體是________；打開(kāi)Ⅰ玻璃管上的活塞，用燃著的木條去點(diǎn)尖嘴處的氣體，發(fā)現(xiàn)該氣體能____________，這種氣體是________。(5)寫(xiě)出電解水的文字表達(dá)式：________________________，該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明水是由__________________組成的。帶火星的木條復(fù)燃氧氣燃燒氫氣水――→氫氣＋氧氣通電氫元素和氧元素返回B4.關(guān)于氫氣的驗(yàn)純，下列說(shuō)法不正確的是(

)A.點(diǎn)燃?xì)錃馇耙欢ㄒ獧z驗(yàn)氫氣的純度B.驗(yàn)純的方法是用拇指堵住試管口，試管口向上，移近火焰，松開(kāi)拇指，點(diǎn)火C.檢驗(yàn)氫氣純度時(shí)，若聽(tīng)到輕微的“噗”聲，說(shuō)明氣體較純D.實(shí)驗(yàn)完成后，應(yīng)用燈帽蓋滅酒精燈【點(diǎn)撥】氫氣的密度比空氣小，驗(yàn)純時(shí)試管口應(yīng)向下移近火焰。返回5.在空氣中點(diǎn)燃純凈的氫氣，并在火焰上方罩一個(gè)干燥的燒杯，如圖所示。純凈的氫氣在空氣中燃燒，可以觀(guān)察到現(xiàn)象：產(chǎn)生________色火焰，燒杯內(nèi)壁有________生成，用手觸摸燒杯壁感覺(jué)很燙，說(shuō)明反應(yīng)放出了________，該反應(yīng)的文字表達(dá)式為_(kāi)_______________________。這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：①氫氣具有____________性；②水由______________________組成。淡藍(lán)水霧熱量氫氣＋氧氣――→水點(diǎn)燃可燃?xì)湓睾脱踉胤祷谼6.用如圖改進(jìn)裝置進(jìn)行電解水實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.該裝置的優(yōu)點(diǎn)是可準(zhǔn)確計(jì)算兩電極產(chǎn)生氣體的體積比B.U形管右側(cè)產(chǎn)生氣體的速率較快C.U形管中的水分子數(shù)量變少了D.為了簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)，可以將兩個(gè)電極直接連到插座上【點(diǎn)撥】該裝置用注射器收集產(chǎn)生的氣體，可準(zhǔn)確計(jì)算兩電極產(chǎn)生氣體的體積比，故A正確；由題圖可知，U形管右側(cè)與電源負(fù)極相連，產(chǎn)生的氣體是氫氣，相同時(shí)間內(nèi)，電解水生成氫氣的體積比氧氣多，所以U形管右側(cè)產(chǎn)生氣體的速率較快，故B正確；U形管中的水不斷被分解，則水分子數(shù)量變少了，故C正確；不能將兩個(gè)電極直接連到插座上，因?yàn)椴遄系碾妷菏?20伏，遠(yuǎn)高于電解水所需的電壓，并且插座上是交流電，而電解水需要直流電，故D錯(cuò)誤。返回7.[2024·合肥西苑中學(xué)期中]如圖1為某同學(xué)進(jìn)行電解水實(shí)驗(yàn)的裝置圖，試回答下列問(wèn)題：(1)圖中A端為電源的________(填“正”或“負(fù)”)極。(2)在電解水實(shí)驗(yàn)中，將兩極產(chǎn)生的氣體的體積與時(shí)間的關(guān)系繪制成如圖2所示的圖像。由圖可知，a氣體是________，b氣體是________。正氫氣氧氣(3)檢驗(yàn)試管C中的氣體，觀(guān)察到的現(xiàn)象是____________________。如果試管C中氣體的體積為10mL，則試管D中氣體的體積約為_(kāi)_______。帶火星的木條復(fù)燃20mLC(4)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)氫氣與氧氣的體積比大于理論值，對(duì)產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因猜想不合理的是________(填字母)。A.氧氣在水中的溶解能力比氫氣強(qiáng)B.部分氧氣與碳棒反應(yīng)被消耗C.部分氧氣與氫氣反應(yīng)重新生成了水【點(diǎn)撥】(2)由題圖2可知，a氣體體積大，是氫氣，b氣體體積小，是氧氣。(3)由題圖1可知，試管C中的氣體少，是氧氣，檢驗(yàn)氧氣用帶火星的木條，觀(guān)察到的現(xiàn)象是帶火星的木條復(fù)燃。電解水產(chǎn)生的氧氣與氫氣的體積比約為1：2，如果試管C中氣體的體積為10mL，則試管D中氣體的體積約為20mL。(4)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)氫氣與氧氣的體積比大于理論值，可能是氧氣在水中的溶解能力比氫氣強(qiáng)或部分氧氣與碳棒反應(yīng)被消耗，導(dǎo)致氧氣的量偏少。氧氣與氫氣在點(diǎn)燃的條件下才能反應(yīng)生成水，通電的條件下不可能生成水，故C項(xiàng)猜想不合理。返回8.某學(xué)習(xí)小組走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，探究“水在直流電作用下的變化”。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)電解純水速率較慢。查閱資料獲知，調(diào)節(jié)電壓大小或在水中加入少量氫氧化鈉溶液都會(huì)改變電解速率。于是他們進(jìn)