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1、课题 3.1.1 水的组成 执教者：陈超 学校：上海市 育民中学学科学段：初三化学 班级：初三（ ）班时间：上/下午 第 节 地点：教室一、学情、教材分析及教学方法1、课标要求 依据课程标准，本课时的学习内容和要求如下：一级主题二级主题学习内容学习水平说明身边的化学物质水水的电解氢气BAB1.电解水的实验现象、产物和水的组成2.氢气的物理性质3.氢气的可燃性2章节地位学情分析（此岸）教学方法（桥梁）教材分析（彼岸）上一章节学生已有知识：构成物质的微粒：分子、原子；质量守恒定律，认识到物质在化学变化前后元素种类不变，原子种类、数目不变通过观察氢气燃烧实验和水的电解实验，利用化合分解反应中元素守恒
2、法推测物质的元素种类，并利用气体分子数之比等于其物质的量之比，进一步推导水分子的原子构成学会化合物组成元素探究的一般方法；知道和理解水的元素组成、分子构成，同时为进一步学习水的性质、溶液做准备二、教学目标过程与方法（II）知识与技能（I）情感态度价值观（III）观察收集到的氢气外观、容器摆放、爆鸣和燃烧实验通过水的合成、分解实验探究通过水分解的微观模型知道氢气的物理性质，可燃性现象及其产物；理解水的宏观组成和微观分子构成进一步理解质量守恒定律的微观原理和化学变化的实质养成观察、分析、比较、归纳、演绎反演的良好的化学学习、探究方法和习惯。化学学科核心素养：微粒观点、模型、守恒思想的渗透三、教学重
3、点、难点重点（突出）难点（突破）水的宏观元素组成、水分子的原子构成水分子的构成四、教学用品1. 教学媒体：电脑、实物投影（或手机投屏）2. 实验用品：仪器、教具药品透明一次性杯、毛玻璃片、铁架台（含铁圈）、启普发生器、木条、打火机、霍夫曼水电解器（学生分组课堂实验可用迷你电解水装置67套）、圆形彩色磁铁、水的比例模型锌粒、稀盐酸、水、硫酸钠五、教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图一支“笔”导入课题启 我手中有一支白色粉笔和一支红色水笔，白色粉笔是不是由单一的“零件”构成的？那红色水笔也是由单一的零件构成的吗？（不是）那它是由哪些零件构成的呢？（演示水笔零件拆解过程和组装过程）；我们发现要了
4、解宏观物质的结构，分分合合地拆解组装是一种常用的手段。倾听、领会水笔的拆解、组装，与水的“分分合合”做类比，埋下学生揭开化合物组成认知方法的伏笔化学史水的组成演变宏观的物质可以通过这种分分合合地拆解及组装来了解其内部结构，那么类似的方法能否应用于微观物质，探究微观物质的元素组成和分子构成呢？今天我们将用类似的方法研究水的组成与结构。（展示一杯或瓶水并板书本节标题）你会写水的化学式吗？（副板书H2O）由该化学式可知水是由哪些元素组成的？是单质还是化合物？这个化学式得来真不容易！很长时间，无论中外（中国的“五行”学说，古希腊“四元素”说），天才的哲学家们认为水是由单一元素组成的（即单质），这是限于
5、当时的常规化学实验手段（如常规加压加热等）无法将水进一步分解。（就像这支粉笔，似乎无法拆解）直到18世纪，氢气、氧气在实验室中被陆续制备，水的合成的实验研究成为可能；水的元素组成的面纱才被逐渐揭开。书写水的化学式，并依据化学式说出水的宏观元素组成、微观分子构成水是一种由氢、氧两种元素组成的化合物。感受水的化学式得之不易，体会科学探究的艰辛，领会实验原料、实验手段的提升对科学发展的推进作用化合法探究水的组成感性【实验】在一个一次性透明小杯中用排水法收集满氢气，并用毛玻璃片盖住杯口，倒置在桌面上（杯底插入一小段带有尖嘴的玻璃管，并用橡皮泥堵住）。问从中你能获取氢气具有哪些物理性质？）【实验】将一次
6、性杯子倒置套在铁架台铁圈上，去掉橡皮泥，点燃尖嘴口逸出的氢气。问观察现象并解释。燃烧中有火焰，爆炸中有声音，燃烧后呢?生成了什么物质呢？1781年，在普利斯特里的提示下，卡文迪许用锌粒、盐酸制备的氢气，做了氢气氧气燃烧实验，并看到容器内壁生成了无色液滴。我们也来跟着科学家的脚步，去发现、探究、推导。【实验】启普发生器产生的氢气干燥、验纯、点燃，罩一个干冷的烧杯，你看到哪些现象？（其中无色液滴检验可用无水硫酸铜粉末，其白色粉末可放在空的调味料瓶中）问试着用文字、化学混合表达式表示这个变化过程。（板书）这个反应属于什么反应类型？ 氢气、氧气化合生成水，按照质量守恒定律，化合后，产物水的元素种类与反
7、应物有何关系？氢气氧气化合能生成水，从“合”的角度证明水不是单一元素组成的，它是由H、O元素组成的化合物。观察，推测氢气的感官性质纯净的氢气在尖嘴处安静地燃烧，火焰为淡蓝色；过一会，随着氧气的不断进入，氢氧混合到达爆炸极限而听到响亮的爆鸣声。淡蓝色火焰、放热、烧杯内壁有无色液滴（水）H2+O2 点燃 水 （H、O）氢气、氧气化合生成了水，按照质量守恒定律，水中元素应该全部来自氢气和延期，所以水中应该有氢、氧两种元素进一步学会实验观察的细致和过程的完整性（变化中、变化后的现象）化学学科核心素养化学变化中的元素守恒思想，推测水的元素组成之化合反应分解法探究水的组成反过来，我们能不能把水拆分？从“分
8、”的角度探究水的组成结构？拉瓦锡最早做了这个相反的实验水的分解，他的实验条件是上千多度的高温，不太适合中学实验室还原。19世纪初，伏打电池发明不久，有人就用直流电使水分解，“通电”成为化学实验的一种重要途径、条件。实验手段的提升为科学的发现发展提供了动力。【实验】展示霍夫曼电解水装置反应容器主体为三腔连通器，由两个有刻度的细长玻璃管和中间补水漏斗组成（长玻璃管底部连接电源正负电极，顶部为带双通活塞的尖嘴，与它们连通的补水漏斗产生的水压用于导出气体）；反应物是水，纯水不导电，为了增加水的导电性以便电解水，水中加入了少量硫酸钠（也可以是硫酸或氢氧化钠等）【实验】给装好药品的霍夫曼水电解器通电，观察
9、现象，一段时间后学生描述现象问你推测水通电分解会产生哪两种气体？你的依据是什么？怎样验证正负极产生的气体？讲可见，水通电分解为两种单质气体，与电源负极相连的玻璃管中产生的是能被点燃的、具有可燃性的氢气，与电源正极相连的玻璃管中产生的是能使带火星木条复燃的、具有助燃性的氧气，且V负极：V正极=2:1（板书）【定性定量，宏观元素组成微观分子构成】问水能分解为氢气、氧气，说明水的元素组成是什么？（氢、氧两种元素组成的化合物。）水的电解实验生成的是2体积氢气、1体积氧气，能否依此进一步定量地推导水分子中氢氧原子的个数比？已知：同温同压下，同体积的任何气体都含有相同数目的分子。（阿伏加德罗定律,即同温同
10、压下，气体体积只决定于气体微粒数。）那么生成的氢气和氧气的物质的量之比是多少？试着写出文字化学混合表达式。（板书）再依据原子守恒确定水分子中氢氧原子个数比，从而确定水的化学式，并将上面的表达式进一步完善为化学反应方程式。观察实验装置结构正负极玻璃管都产生气泡，且负极产生的气体更快更多，约是正极产生气体体积的两倍。依据元素守恒，正负极产生的气体应该是氢气和氧气。可以用点燃的木条放在尖嘴口，打开活塞，若气体被点燃则是氢气，若气体使木条燃烧得更旺则是氧气水通电生成2体积氢气和1体积氧气；根据阿佛加德罗定律，生成氢气、氧气的分子个数比、物质的量比均为2：1，写出反应的文字化学混合表达式：可燃性 助燃性
11、- +水通电 2H2+ O2物质的量比2 : 1气体体积比2 : 1根据原子守恒，可以推得，水分子中氢、氧原子个数比2:1，于是推出水的化学式为H2O，代入上面表达式，并配平，得到水电解的化学反应方程式。领会实验原料、实验手段的提升对科学发展的推进作用利用元素守恒思想推测水的元素组成之分解反应利用相同状态下气体分子的体积比等于分子个数，推导产生氢气氧气的物质的量，从而利用原子守恒思想推测水分子中氢、氧原子之比水电解的微观模型通过上述对水的“分分合合”实验的探究，我们先由氢氧燃烧化合成水的实验定性地推导出水的宏观元素组成（即氢氧元素组成的化合物）；再由水电解分解为2体积氢气、1体积氧气的实验事实
12、定量地推导出水分子的微观构成；现在我们请同学用圆形彩色磁铁在黑板上试着展示水的平面结构模型（蓝色大磁圆表示氧原子，红色小磁圆表示氢原子）。我们还可以用小球模型，进一步表示水分解的微观原理。从微观示意图表示的水的分解，你能获取哪些信息（反应前后，哪些微粒变了，哪些微粒保持不变？物理变化中有没有微粒本身种类的变化，如果没有则是微粒的什么改变了）？ 宏观：水是由氢、氧元素组成的化合物微观：每个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成。其一，质量守恒定律的本质：原子是化学变化中最小的微粒，化学变化前后，原子的种类、数目、质量不变其二，化学变化的实质：分子在化学变化中可以分裂为原子，原子又重新组合成新的分子。
13、化学学科核心素养：微粒观与模型思想，能够用微粒的观点解释和思考化学变化的实质小结、拓展应用小结（板书）：通过本节课的学习，我们知道氢气在空气或氧气中燃烧能化合生成水；反过来，水又能在通电条件下分解为氢气和氧气，这两个关于水的分分合合实验，都证明了水是由氢氧元素组成的化合物，其组成比nH:nO=2:1（展示水的比例模型）此外，我们还发现氢气是一种干净的绿色能源（为什么这样说？），氢气的来源甚至可以用地球上含量极为丰富的水制得（为什么？用水为原料制取氢气有何好处）。但是，你觉得从水中获得氢气还存在哪些问题？氢气燃烧生成水，不产生污染物水来源丰富，而且氢气燃烧有生成水，缓解能源危机化学在实际生活，以及环境、能源方面的应用，进一步激发学生对化学的兴趣六、板书设计主板书3.1.1 水的组成1、化合法：H2+O2 点燃 水 （H、O）现象：纯净的氢气安静地燃烧，产生淡蓝色火焰、杯壁发烫、杯内壁有无色小液滴2、分解法： 可燃性 助燃性- +水通电 2H2+ O2物质的量比2 : 1气体体积比2 : 1微观示意图：OHHOHHOHHOHHOOHHHH副板书水（H2O）七、随堂练习设计 （见课件）八、教学反思
