課題2水的組成一、知識目標1．了解氫氣的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)，掌握氫氣驗純的必要性和方法。2．通過氫氣燃燒實驗和電解水實驗，認識水的組成，了解探究物質(zhì)組成的一般思想和方法。3．依據(jù)物質(zhì)的組成對純凈物進行分類，知道純凈物可分為單質(zhì)和化合物等。二、核心素養(yǎng)目標1．宏觀辨識與微觀探析：從宏觀上認識氫氣的性質(zhì)、水的組成及純凈物的分類；從微觀上理解水分子的分解過程。2．證據(jù)推理與模型認知：通過實驗現(xiàn)象推理得出水的組成，建立純凈物分類的基本模型。3．科學精神與社會責任：通過氫氣驗純、電解水等實驗，培養(yǎng)科學探究能力和創(chuàng)新意識。一、學習重點1．氫氣的性質(zhì)。2．水的組成實驗及結(jié)論。3．純凈物的分類。二、學習難點1．了解探究物質(zhì)組成的一般思想和方法。2．從元素的角度對物質(zhì)進行分類。1．氫氣是無色、無臭、難溶于水的氣體，密度比空氣的小。2．氫氣在空氣中燃燒時，產(chǎn)生淡藍色火焰。3．點燃氫氣時，發(fā)出尖銳爆鳴聲表明氣體不純，聲音很小則表示氣體較純。4．水是由氫元素和氧元素組成的。在通電條件下水可以發(fā)生分解反應(yīng)。5．根據(jù)精確的實驗結(jié)果，每個水分子是由2個氫原子和1個氧原子構(gòu)成的，因此水可以表示為H2O。6．單質(zhì)是由同種元素組成的純凈物，化合物是由不同種元素組成的純凈物。由兩種元素組成的化合物中，其中一種元素是氧元素的叫作氧化物。一、氫氣的性質(zhì)活動一：氫氣的物理性質(zhì)問題思考：結(jié)合生活常識和已有的知識儲備，思考氫氣可能具有哪些物理性質(zhì)？答案：氫氣在常溫常壓下是無色、無臭的氣體，它難溶于水，并且密度比空氣小。我們可以通過一些簡單的生活實例來理解，比如用氫氣流吹起的肥皂泡在空氣中上升，這一事實就說明氫氣的密度比空氣的小?；顒佣簹錃獾幕瘜W性質(zhì)問題思考1：為什么氫氣在點燃前需要驗純呢？答案：如果氫氣中混有空氣，點燃時可能會發(fā)生爆炸，所以氫氣在點燃前需要驗純。問題思考2：檢驗氫氣純度的方法和實驗現(xiàn)象是怎樣的？答案：方法是收集一試管氫氣，用拇指堵住試管口，管口向下移近酒精燈火焰，松開拇指點火，如果發(fā)出尖銳爆鳴聲表明氣體不純，聲音很小表明氣體較純。問題思考3：氫氣燃燒會有怎樣的現(xiàn)象和產(chǎn)物呢？答案：現(xiàn)象是產(chǎn)生淡藍色火焰，放熱，燒杯內(nèi)壁凝結(jié)有水霧。產(chǎn)物是水，說明氫氣具有可燃性。活動三：典例精講典例1：液氫是運載火箭的常見燃料。下列有關(guān)氫氣的說法正確的是（）A．氫氣液化過程中分子種類發(fā)生改變B．集滿氫氣的集氣瓶，瓶口朝下放置備用C．點燃混有空氣的氫氣一定會發(fā)生爆炸D．驗純時，若未聽到響聲，說明氫氣較純答案：BA、氫氣液化是物理變化，分子種類不變，只是分子間的間隔發(fā)生改變，A錯誤；B、氫氣的密度比空氣小，所以集滿氫氣的集氣瓶瓶口朝下放置，B正確；C、點燃混有空氣的氫氣不一定會發(fā)生爆炸，需要在氫氣的爆炸極限范圍內(nèi)才會爆炸，C錯誤；D、驗純時，若未聽到響聲，可能是沒有收集到氫氣，而不是氫氣較純，D錯誤。典例2：用氫氣流吹起的肥皂泡在空氣中上升，這一事實說明（）A．氫氣難溶于水 B．氫氣的密度比空氣大C．氫氣是氣體 D．氫氣的密度比空氣的小答案：D用氫氣流吹起的肥皂泡在空氣中上升，直接說明氫氣的密度比空氣小，與氫氣是否難溶于水以及是否為氣體無關(guān)，所以選D。二、水的組成活動一：電解水實驗的發(fā)展歷史問題探究：閱讀課件中關(guān)于電解水實驗發(fā)展歷史的內(nèi)容，思考不同時期的科學家在電解水實驗中分別做出了哪些貢獻？答案：1789年，楊·魯?shù)婪颉さ侣?、阿德里安·派斯·范·特魯斯維克靜電電解水；1800年，威廉·尼克森、安東尼·卡萊爾伏打電池電解水，首次將水電解為氫氣和氧氣；1869年，齊納布·格拉姆發(fā)明直流發(fā)電機電解水引人關(guān)注。活動二：電解水實驗問題思考1：在進行電解水實驗前，我們需要做哪些準備工作呢？答案：需要準備電解器、直流電源、水，還需要加入硫酸鈉溶液或氫氧化鈉溶液增強導電性。問題思考2：請描述電解水實驗觀察到的實驗現(xiàn)象？答案：與電源正極相連的玻璃管內(nèi)產(chǎn)生氣泡，液面下降；與電源負極相連的玻璃管內(nèi)產(chǎn)生氣泡，液面快速下降；正極端收集到的氣體體積較少，負極端收集到的氣體體積較多，正、負極氣體體積比約為1:2。問題思考3：如何檢驗正負極產(chǎn)生的氣體？答案：檢驗與電源正極相連的玻璃管內(nèi)的氣體，用帶火星的木條，木條燃燒更旺，說明正極產(chǎn)生的氣體是氧氣；檢驗與電源負極相連的玻璃管內(nèi)的氣體，將氣體移近火焰，氣體燃燒，放熱，發(fā)出淡藍色火焰，說明負極產(chǎn)生的氣體是氫氣。問題思考4：分析水的生成和分解實驗，說明其中的哪些現(xiàn)象和事實能夠表明水不是一種元素，而是由氫、氧兩種元素組成的。答案：電解水實驗生成氫氣和氧氣，氫氣由氫元素組成，氧氣由氧元素組成，根據(jù)化學反應(yīng)前后元素種類不變，說明水是由氫、氧兩種元素組成的；氫氣燃燒生成水，也能從另一個角度證明水的組成?；顒尤旱淅v典例1：下列關(guān)于電解水的說法中正確的是（）A．電解水產(chǎn)生氫氣和氧氣，說明水是由氫分子和氧分子構(gòu)成的B．電解水時，正極產(chǎn)生的是氧氣，負極產(chǎn)生的是氫氣C．電解水時，產(chǎn)生氫氣與氧氣的體積比為1：2D．電解水反應(yīng)的條件是“電解”答案：BA、電解水生成氫氣和氧氣，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知，電解水的實驗說明水由氫元素和氧元素組成，結(jié)論錯誤；B、電解水時“正氧負氫、氧一氫二”，故正極產(chǎn)生氧氣，負極產(chǎn)生氫氣，說法正確；C、電解水時“正氧負氫、氧一氫二”，故氫氣與氧氣的體積比為2:1，結(jié)論錯誤；D、電解水需通直流電，“電解”是過程而非條件，正確條件應(yīng)為“通電”，結(jié)論錯誤。故選B。典例2：用下圖裝置進行電解水實驗，下列說法不正確的是（）A．實驗前水中加硫酸鈉增強水的導電性B．管2中氣體能使帶火星木條復燃，說明水中含有氧氣C．正負兩極氣體的體積比為1：2D．實驗結(jié)論是水由氫、氧元素組成答案：BA、實驗前水中加硫酸鈉是為了增強水的導電性，說法正確，不符合題意；B、管2中氣體能使帶火星木條復燃，說明水分解生成了氧氣，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學反應(yīng)前后元素種類不變，氧氣由氧元素組成，說明水中含有氧元素，而不是含有氧氣，說法錯誤，符合題意；C、電解水實驗中，根據(jù)“正氧負氫，氫二氧一”可知，正負兩極氣體的體積比為，說法正確，不符合題意；D、電解水生成氫氣和氧氣，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學反應(yīng)前后元素種類不變，氫氣由氫元素組成，氧氣由氧元素組成，由此可得水由氫、氧元素組成，說法正確，不符合題意。故選：B。三、純凈物的分類問題思考1：根據(jù)物質(zhì)的組成，純凈物可以分為哪幾類呢？答案：純凈物可以分為單質(zhì)和化合物，化合物又可以分為氧化物等。問題思考2：單質(zhì)、化合物和氧化物的概念分別是什么？答案：同種元素組成的純凈物是單質(zhì)；不同種元素組成的純凈物是化合物；兩種元素組成的化合物，其中一種元素是氧元素的是氧化物。活動三：典例精講典例1：下列物質(zhì)均可用于殺菌消毒，其中屬于氧化物的是（）A．O3B．ClO2C．NaClOD．C2H5OH答案：BA、O3是由氧元素組成的純凈物，屬于單質(zhì)，故選項錯誤；B、ClO2是指由兩種元素組成的化合物中，其中一種元素是氧元素，屬于氧化物，故選項正確；C、NaClO是由鈉、氯、氧三種元素組成的純凈物，屬于化合物，但不屬于氧化物，故選項錯誤；D、C2H5OH是由碳、氫、氧三種元素組成的純凈物，屬于化合物，但不屬于氧化物，故選項錯誤；故選：B。典例2：圖中、分別表示不同元素的原子，下列各圖能表示化合物的是（）B．C．D．答案：B由同種元素組成的純凈物是單質(zhì)，由不同種元素組成的純凈物是化合物。由微觀示意圖可知，A為單質(zhì)，B為兩種單質(zhì)和一種化合物組成的混合物，C為化合物，D為兩種單質(zhì)和一種化合物組成的混合物。下列有關(guān)氫氣的說法，錯誤的是（）A．密度比空氣小 B．點燃前需檢驗純度C．有毒 D．燃燒時產(chǎn)生淡藍色火焰【答案】C【解析】氫氣是一種無色、無臭、難溶于水、密度比空氣小的氣體，點燃前需要檢驗純度，以防發(fā)生爆炸，燃燒時產(chǎn)生淡藍色火焰，氫氣無毒，C選項說法錯誤，答案選C。2．下列物質(zhì)中，屬于氧化物的是（）A．KClO3B．O2C．液態(tài)空氣D．H2O【答案】D【解析】氧化物是由兩種元素組成，其中一種元素是氧元素的化合物。A選項KClO?由三種元素組成，不屬于氧化物；B選項O?是由一種元素組成的單質(zhì)，不屬于氧化物；C選項液態(tài)空氣是混合物，不屬于氧化物；D選項H?O由氫和氧兩種元素組成，屬于氧化物，答案選D。3．下列關(guān)于水的說法，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構(gòu)成的C．水是由水分子構(gòu)成的D．水是由兩個氫原子和一個氧原子構(gòu)成的【答案】C【解析】A選項水是由氫元素和氧元素組成的，而不是氫氣和氧氣組成，A錯誤；B選項水是由水分子構(gòu)成的，水分子是由氫原子和氧原子構(gòu)成的，B錯誤；C選項水是由水分子構(gòu)成的，C正確；D選項一個水分子是由兩個氫原子和一個氧原子構(gòu)成的，D錯誤，答案選C。4．如圖是電解水的實驗圖。下列有關(guān)說法中，正確的是（）A．a(chǎn)管和b管產(chǎn)生的氣體質(zhì)量之比約為2:1B．b管中得到的是H2C．該實驗說明水是由氫氣和氧氣組成的D．電解時，可加入少量NaOH以增強水的導電性【答案】D【解析】電解水時，與電源正極相連的玻璃管內(nèi)產(chǎn)生氧氣，與電源負極相連的玻璃管內(nèi)產(chǎn)生氫氣，且氫氣和氧氣的體積比約為2:1，質(zhì)量比約為1:8。A選項a管和b管產(chǎn)生的氣體體積之比約為2:1，質(zhì)量之比約為1:8，A錯誤；B選項b管與電源正極相連，得到的是O?，B錯誤；C選項該實驗說明水是由氫元素和氧元素組成的，C錯誤；D選項電解時，可加入少量NaOH或硫酸鈉以增強水的導電性，D正確，答案選D。5．下列有關(guān)電解水實驗的說法，正確的是（）A．電解水得到氫氣和氧氣的質(zhì)量比為2：1B．電解水實驗中正極獲得的是氫氣C．電解水時正負兩極所得氣體體積比是8：1D．電解水時向水中加入少量硫酸鈉以增強導電性【答案】D【解析】A選項電解水得到氫氣和氧氣的體積比為2:1，質(zhì)量比為1:8，A錯誤；B選項電解水實驗中正極獲得的是氧氣，負極獲得的是氫氣，B錯誤；C選項電解水時正負兩極所得氣體體積比是1:2，C錯誤；D選項電解水時向水中加入少量硫酸鈉或氫氧化鈉以增強導電性，D正確，答案選D。一、氫氣的性質(zhì)1．物理性質(zhì)：氫氣是一種無色、無臭、難溶于水的氣體，密度比空氣的小。2．化學性質(zhì)（可燃性）：實驗實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論檢驗氫氣的純度用拇指堵住集滿氫氣的試管口，靠近火焰，移開拇指點火發(fā)出尖銳爆鳴聲氣體不純聲音很小氣體較純氫氣燃燒點燃氫氣，在火焰上方罩一個干燥的小燒杯產(chǎn)生淡藍色火焰，放熱，罩在火焰上方的燒杯內(nèi)壁有水霧產(chǎn)生文字表達式：氫氣+氧氣eq\o\ac(\s\up5(點燃),\s\do0(→),\s\do5())水二、水的組成1．水中可加入少量硫酸鈉溶液或氫氧化鈉溶液以增強導電性。2．水在通電后，發(fā)生了分解反應(yīng)，生成了氫氣和氧氣，且體積比約為2∶1。3．水通電反應(yīng)的文字表達式：水氫氣+氧氣。4．元素種類分析：生成物中有氫、氧元素，反應(yīng)前后元素的種類不會改變。5．實驗結(jié)論：水由氫元素和氧元素組成。6．每個水分子是由2個氫原子和1個氧原子構(gòu)成的，因此水可以表示為H2O。三、純凈物的簡單分類1．單質(zhì)：由同種元素組成的純凈物。2．化合物：由不同種元素組成的純凈物。3．氧化物：由兩種元素組成的化合物中，其中一種元素是氧元素。考點1氫氣的性質(zhì)1．下列用途，利用氫氣物理性質(zhì)的是（）A．還原金屬氧化物B．制取鹽酸C．充填探空氣球D．高能燃料【答案】C【解析】A、氫氣還原金屬氧化物是氫氣和金屬氧化物反應(yīng)生成金屬單質(zhì)的過程，有其他物質(zhì)生成，屬于化學變化，故此用途利用的是氫氣的化學性質(zhì)，A錯誤；B、氫氣和氯氣反應(yīng)生成氯化氫，把氯化氫溶于水得到鹽酸，故此用途利用的是氫氣的化學性質(zhì)，B錯誤；C、氫氣是最輕的氣體，其密度比空氣小，氫氣沖入氣球中，氣球就可以升向空中，成為探空氣球，故此用途利用了氫氣的物理性質(zhì)，C正確；D、氫氣和氧氣反應(yīng)放出大量熱，氫氣可以作為高能燃料，故此用途利用了氫氣的化學性質(zhì)，D錯誤。故選C。2．用排空氣法收集氫氣檢驗純度，有爆鳴聲，接下去的操作是（）A．用向上排空氣法收集B．可以做有關(guān)氫氣性質(zhì)的實驗C．用拇指堵住管口一會兒，再用向下排空氣法收集D．立即用原試管再收集，再檢驗純度【答案】C【解析】A、氫氣的密度小于空氣，應(yīng)用向下排空氣法收集，錯誤；B、不純的氫氣在加熱或點燃時，可能發(fā)生爆炸，不純氫氣不可以做有關(guān)氫氣性質(zhì)的實驗，錯誤；C、不純氫氣，用拇指堵住管口一會兒，再用向下排空氣法收集，等試管中的氫氣的火焰熄滅后再收集氫氣檢驗純度，以免點燃氣體發(fā)生裝置中的氫氣而發(fā)生爆炸，正確；D、不純氫氣，用拇指堵住管口一會兒，再用向下排空氣法收集，等試管中的氫氣的火焰熄滅后再收集氫氣檢驗純度，以免點燃氣體發(fā)生裝置中的氫氣而發(fā)生爆炸，錯誤。故選C。考點2電解水實驗1．如圖為電解水實驗示意圖。下列說法中正確的是（）A．與負極相連的試管內(nèi)收集的氣體是氧氣B．產(chǎn)生氫氣和氧氣的質(zhì)量比為2:1C．與正極相連的試管內(nèi)收集的氣體能燃燒D．該實驗說明水是由氫元素和氧元素組成的【答案】D【解析】A、與負極相連的試管內(nèi)收集的氣體能燃燒是氫氣，故A錯誤；B、產(chǎn)生氫氣和氧氣的體積比為2：1，質(zhì)量比為1:8，故B錯誤；C、與正極相連的試管內(nèi)收集的氣體能能使帶火星的小木條復燃是氧氣，故C錯誤；D、通過該反的實驗現(xiàn)象可知通電分解水生成氫氣和氧氣，從而說明了水是由氫元素和氧元素組成的，故D正確。故選D。2．如圖是電解水實驗的改進裝置。反應(yīng)前注射器活塞均在0刻度處，下列說法不正確的是（）A．該實驗說明水分子可以再分B．注射器Ⅰ中氣體可以使燃著木條燃燒的更旺C．實驗中減少的水的體積等于生成的氣體的體積D．一段時間后，注射器Ⅰ活塞移動至4mL刻度處，則理論上注射器Ⅱ活塞應(yīng)移動至8mL刻度處【答案】C【解析】A、水通電分解，是因為水分子分裂成了氫原子和氧原子，氫原子、氧原子分別重新組合形成氫分