人教版九年级全册优秀教案第4单元课题3水的组成 8页

1 第四单元 自然界的水 课题 3 水的组成 从容说课 本课题以人类认识水的组成的简要史实引入并展开，通过水的电解实验和对实验现象的讨 论和分析介绍了水的组成，说明水是由氢、氧两种元素组成的。在认识了水的组成的基础上， 结合前一单元所学氧气的知识，从它们组成上的区别归纳出单质、化合物的概念。在课题之后 还提供了稍详细些的资料——水的组成揭秘，为教师和学生提供人类认识水的组成的系统知识。 水虽然是学生非常熟悉的物质，但怎样以化学的眼光认识水，学生是陌生和不习惯的。所 以贴近学生的生活实际，从学生身边的一些现象出发，缩小学生对化学学科的距离感，激发学 生的学习兴趣，便成了本课题教学的重点和难点。 教学目标 1．知识与技能 (1)认识水的组成。 (2)了解单质，化合物的区别。 (3)了解人类认识物质世界的过程和方法。 2．过程与方法 (1)结合资料，从人类认识水的组成的过程体会科学研究和思维的方法，认识实验研究和创 新思维的重要性。 (2)学习对实验现象的观察、分析、归纳和总结。 3．情感态度与价值观 (1)通过电解水的实验对学生进行物质无限可分性教育，培养他们实事求是的态度。 (2)在教学中渗透科学思想方法的教育，从而启发学生的思维。 (3)保持对生活中化学现象的好奇心和探究欲，发展学习化学的兴趣。 教学重点 1．电解水的实验。 2．确定水的组成。 教学难点 1．培养学生的观察能力以及归纳总结的能力。 2．使学生充分认识实验研究和创新思维的重要性。 教学方法 创设学习情景→实验探究→验证实验→讲解总结→拓展视野→升华提高。 教具准备 1．教师用具：直流电源、水电解器、电解用水、火柴，木条，酒精灯，小试管、投影仪。 2．学生用具：与水有关的资料。 2 课时安排 1 课时 教学过程 [学习情景]你知道哪些有关水的成语? [回答]水到渠成 水滴石穿 水落石出 水涨船高 水泄不通 水乳交融 车水马龙水至清则无 鱼…… [提问]你还知道哪些有关水的诗句? (学生答后，过渡) [师]这么多有关水的成语和诗句，足以见人们对水寄予的感情和人们对水的熟悉程度。水 是地球上最普通、最常见的物质之一，不仅江河湖海中含有水，各种生物体内也都含有水。 [投影]展示下列资料 生物体内都含有水 地球上的生物种类千差万别，但有一共同特点：体内水的质量与生物体总质量的比(亦称质 量分数)一般都在 60％以上。 成年人 鱼类 水母、藻类 香蕉、生菜等 65%～70% 70%～80% 90 以上 90%以上 [引入新课]由以上资料可见，水与人类、动物、植物的生存、发展是密切相关的，生命的 孕育和维系需要水；人类的日常生活和工、农业生产离不开水；水力发电利用的是水，此外， 水还能为人类提供水运的航道和宜人的环境。总之，水是人类不可缺少的宝贵的自然资源，经 济的发展，人民生活水平的提高都与水有直接的关系。那么，你对水的组成、水的净化、水资 源等知识的了解又有多少呢?本单元将领我们走进水的世界，对水进行一个系统的了解。 [板书]第三单元 自然界的水 课题 l 水的组成 [讲解]在很长的一段时间里，水曾被看作是一种元素。直到 18 世纪末，在前人探索的基础 上拉瓦锡通过对水的生成和分解实验的研究，才确认水不是一种元素。 [引导学生看课本 P45 资料(水的组成揭秘)] [过渡]拉瓦锡让水蒸气通过一根烧红的枪管，得到了“易燃空气”，而我们通过电解水也 能得到“易燃空气”，并可以揭开水的组成秘密。 [板书]一、电解水实验 [演示实验 3—1]取水电解器，加入电解用水，接通直流电源，观察与电源正、负两极相连 的电极上和试管内发生的现象(如图装置)。 [注意]1．提示学生观察两电极产生气体的体积有何差异。 2．为了增强水的导电性，可加入少量硫酸或氢氧化钠。 [回答现象] 3 ①通电后，两根电极上都出现气泡，即产生气体， 气体都是无色的。 ②一段时间后，试管 1 和试管 2 收集到的气体的体 积比约为 1：2。 [评价]大家观察得非常认真仔细，希望在以后的 实验中大家依然这样，这也是学化学所必备的一种 品质。 [板书]现象：①两极都产生无色气体。 ②与电源正、负极相连的电极上产生的气体体积比约为 1：2。 [提问]两极上得到的气体分别是什么呢?我们继续通过实验来探讨。 [板书]二、验证实验 [演示实验]用带火星的木条检验试管 1 中的气体，用点燃的木条检验试管 2 中产生的气体。 [学生观察] [讨论]试管 1 和试管 2 中产生的气体分别是什么? [讨论后回答] ①试管 1 中产生的气体能使带火星的木条复燃，说明是氧气。 ②试管 2 中产生的气体可以在空气中燃烧，火焰颜色呈淡蓝色。通过预习知道是氢气，但 对于氢气不太了解。 [讲解]试管 2 中产生的这种无色气体叫氢气，它在空气中能够燃烧且火焰颜色呈淡蓝色， 它就是拉瓦锡所谓的“易燃空气”。 [讲解并板书] 结论：1．与电源正极相连的电极上产生的气体是氧气。 2．与电源负极相连的电极上产生一种新的气体叫氢气。 [设问]在水的电解实验里，有新物质生成吗?水发生了什么变化? [回答]在电解水的实验过程中产生了氧气和氢气两种新物质，水发生了化学变化。 [过渡]现在，让我们一起来把这个变化表示出来。 [讲解]这个反应的反应物为水(化学式 H2O)，反应条件是“通电”，生成物为氢气(H2)和氧 气(O2)，所以此反应可表示为：水 氢气+氧气。 [板书]水(H2O) 氢气(H2)+氧气(O2) [讲解]由此可见水中含有氢(H)、氧(O)两种元素，即水是由氢元素和氧元素组成的。 [板书]水是由氢元素和氧元素组成的。 [提问]电解水这个反应属于前面我们所学过的哪一种反应类型呢?为什么? 4 [回答]因为它的反应物只有一种物质——水，而生成物有两种物质——氢气和氧气，满足 “一变多”的特点，所以它应该属于分解反应。 [老师]这节课我们学习了一种新的气体——氢气，大家对于氢气了解多少呢? [学生回答] 1．氢气是一种可燃性气体，燃烧产生淡蓝色火焰； 2．从网上了解到，氢气是一种新型能源，将会是未来世纪最主要的能源； 3．查阅资料可知，若是不纯的氢气燃烧会发生爆炸，所以在点燃前必须检验氢气的纯度； 4．氢气名称的来源可能与它的密度有关，因为“轻”“氢”谐音。 [教师]看来大家对于氢气了解得还真不少，接下来我们就来介绍一些有关氢气的知识。 [板书]三、氢气(H2) [提问]谁能描述出氢气的有关物理性质呢? [回答]1．从电解水的实验可见氢气是一种无色的气体，若闻它的气味，还会发现它是一种 无味的气体；2．试管 2 内既有氢气又有水，而氢气的体积没有减少，可见氢气是一种难溶于水 的气体。 [评价]大家的分析和推理都很正确。 [板书]1．物理性质：无色、无臭、难溶于水。 [教师]刚才有同学从资料上知道，若是不纯的氢气燃烧会发生爆炸，所以要求在点燃前要 检验氢气的纯度。可见氢气具有“可燃性”这个化学性质。 [板书]2．化学性质：可燃性(产生淡蓝色火焰)。 [提问]那么该如何去检验氢气的纯度呢?你能结合课本图 3—3 进行描述吗? [学生讨论并总结)收集一小试管氢气，用拇指堵住试管口，管口朝下，移近酒精灯的火焰。 然后移开拇指，如果听到尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯；如果听到很小的声音，则表示氢气较 纯。不纯的氢气不能点燃，需重新检验氢气纯度，直到声音很小表示氢气较纯了才能点燃。 [注：对于学生描述不准确的地方老师要及时纠正并补充] [板书]3．验纯方法：管口朝下。用拇指堵住试管门移近酒精灯火焰，移开拇指，若听到很 小的声音，则表示氢气已纯。 [提问]是不是只要空气中混有一点点氢气或氢气中混有一点点空气在点燃时就会发生爆 炸呢? [学生讨论] [代表回答]不应该是(但无法说出原因)。 [总结]我们知道，世界上绝对纯净的物质是不存在的，不可能空气中有一点氢气或氢气中 有—点空气点燃就会发生爆炸。它有一个限度，我们称为爆炸极限。若空气中混入氢气的体积 达到总体积的 4％～74．2％，点燃时就会发生爆炸，这个范围就是氢气的爆炸极限。 [板书]4．爆炸极限：4％～74．2％。 [介绍]刚才还有同学说到了氢气名称的由来，这确实与它的密度有关。在相同的条件下， 氢气是所有气体中密度最小的，也就是说，它是最轻的气体，因此，它的名称为“氢气”。 5 [过渡]在能源口渐短缺的当今世界，氢气作为一种很有前途的能源而被各国科学家 看好。 [投影]展示下列资料 新型燃料——氢气 现代世界所使用的矿物燃料主要是煤、石油、天然气，它们燃烧后产生较多的气体污染物， 如二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮等。寻找一种不会产生污染的燃料，是各国科学家努力的目 标。 氢气作为燃料行许多突出的优点：第一资源丰富、以水为原料；第二燃烧时放出的热量多； 第三燃烧产物是水，无毒、无污染，且可以循环使用。所以，氢气被称作绿色能源。 据报道，1988 年，前苏联采用液氢及天然气组成混合燃料，成功地进行了图—154 喷气式 客机的试飞。日本研制的氢引擎汽车一直处于世界领先地位。德国奔驰汽车公司研制的以氢为 燃料的小型客力和货车已经接近实用阶段，大众汽车公司研制的 10 辆燃氢汽车，已试运行 8 万公里。1999 年 2 月 2 日，世界上首辆用氢气和氧气作燃料动力的无污染出租汽车已在美国纽 约街头亮相。这辆名为“千年出租车”的环保汽车几乎听不见任何嗓音，尾气排放量为零。 尽管氢能已在一些国家进行了探索性的使用，但日目这种绿色能源并没有被普通使用，这 是由于氢能属于二次能源，需要借助别的能源来制取，加之生产成本高，经济上也划不来，所 以尚不能普及。 科学家们预汁，21 世纪氢能将进入越来越多的领域为人类造福，城市空气污染状况将因此 显著改善，人类的生活质量和健康水平将因此进一步提高。 [教师]可见。氢气真是未来世纪主要的能源，希望大家努力学习，并能为氢气的普遍使用 作出贡献。 [转折]现在，我们来比较一下水电解生成的氧气和氧气的组成与水的组成有什么不同。 [草板书]氢气(H2) 氧气(O2) 水(H2O) (启发学生从元素种类的角度去考虑) [生]氢气和氧气都是山一种元素组成的，而水却是山两种元素组成的。 [投影]你能说出以下物质是由几种元素组成的吗? ①铁(Fe) ②铜(Cu) ③过氧化氢(H2O2) ①高锰酸钾(KMnO4) ⑤叫氧化三铁(Fe3O4) 答案：分别是①1 种 ②1 种 ③⑤两种 ①3 种 [讲解]化学上我们把由同种元素组成的纯净物叫做单质，如氧气(H2)、氧气(O2)、氮气 (N2)、磷(P)等，把由不同元素组成的纯净物叫化合物，如二氧化碳((CO2)、二氧化硫(SO2)、 水(H2O)等。 [板书]；四、单质和化合物 1．单质：由同种元素组成的纯净物。 2．化合物：由不同种元素组成的纯净物。 [提问]上一节课我们学了一种什么样的学习方法可以起到事半功倍的效果? [回答]分类学习的方法。 [教师]单质和化合物就是根据纯净物中所含元素的种类来进行分类的，可见分类的方法在 化学科的学习中运用的非常的多。 6 [小结]通过本节课的学习我们知道了水是由氢(H)、氧(O)两种元素组成的。我们还通过电 解水的实验证明了这一点，在这个实验中我们看到水在通电的情况下分解生成氢气和氧气。我 们还简要介绍了一些有关氢气的知识。根据水、氢气、氧气等物质组成中元素的比较，我们还 了解了单质和化合物。 [布置作业]习题 1、3、4 课外作业：收集有关我国水的分布、水资源的状况和世界各国水资源状况的资料。 板书设计 第三单元 自然界的水 课题 1 水的组成 一、电解水实验 现象：①两极都产生无色气体。 ②与电源正、负极相连的电极上产生的气体体积比约为 1：2。 二、验证实验 结论：1．与电源正极相连的电极上产生的气体是氧气。 2．与电源负极相连的电极上产生一种新的气体叫氢气。 水(H2O) 氢气(H2)+氧气(O2) 水是由氢元素和氧元素组成的。 三、氢气(H2) 1．物理性质：无色、无臭、难溶于水。 2．化学性质：可燃性(产生淡蓝色火焰)。 3．验纯方法：管口朝下，用拇指堵住试管口移近酒精灯火焰，移开拇指，若听到很小的声 音，则表示氢气已纯。 4．爆炸极限：4％～74．2％。 四、单质和化合物 1．单质：由同种元素组成的纯净物。 2．化合物：由不同种元素组成的纯净物。 考题回顾 1．下列物质中。按单质、化合物、混合物顺序排列的是 ( ) A．天然气、水、液态空气 B．氢气、海水，烧碱 C．纯碱，矿泉水、食盐 D．汞蒸气、干冰、生理盐水 2．水是纯净物的特征是……………………………………( ) A．由同种分子组成 B. 能洗净许多物质 C．是无色的 D. 是透明的 7 3：小兰通过化学方程式知道，电解水时生成氢气和氧气的体积比为 2：1，但实验所得数 据氢气和氧气的体积比略大于 2：1，针对这一发现，你认为下列做法小不可取的 是…………………………………………………………………… ( ) A．反复多次实验查找原因 B. 实验所得数据与理论值相差不多，可以认为实验已经成功 C. 大胆提出假设：氧气比氢气易溶于水 D. 查找实验装置是否漏气 答案：1．D 2．A 3．B 拓展性课题 ——最轻的气体 内容提要 1．氢气的物理性质 2．氢气的化学性质 ①氢气的可燃性。 ②氢气的还原性。 教学建议 主要通过学生活动与探究发现问题，解决问题。 1．展示一瓶氢气让学生观察，总结其物理性质。 2．学生探究氢气流吹肥皂泡实验。 3．教师演示氢气的燃烧及氢气与空气混合气的爆炸实验。 4．学生亲自动手检验氢气纯度并做氢气在空气中燃烧的实验。 5．教师讲明“氢气还原氧化铜”实验注意事项并演示，然后学生活动探究。 6．教师提供“氢气还原氧化铜”注意事项的记忆歌谣范例，学生活动扦亲自编写。 附：氢气还原氧化铜的注意事项 管口微微向下倾。 实验开始先通氢， 排尽空气再点灯， 由黑变红先撤灯， 试管冷却再停氢。 7．学生根据日常生活经验谈论氢气的用途。 8．教师小结氢气的用途。 9．本课题小结。 备课资料 1．为什么人不能缺少水? 8 水对人类来说，真是太重要了。如果我们几天不吃食物还可以支持，几天不喝水的话，就 会支持不了。因为水在人体的各部组织中占了主要的成分。譬如一个看起来很强壮结实的青年 人，其实他体重的 65％左右是水分，婴儿体内的含水量更多，约占他体重的 75％。至于人体血 液中所含的水量竟占到 96％之多。因此人体如果缺少了大量水分，那么血液就流动不畅，不能 顺利地把氧气输送到各部组织里去。根据实验的结果：人体中如果一下子失去 10％的水分，那 就要生病；如果失去 20％就会死亡。所以人不能离开水，没能水就没有生命。 2．为什么水在 4℃时密度最大? 水在 4℃时密度最大，是由于水分子间有氢键缔合这种特殊结构所决定的。根据近代 X 射 线的研究，证明了冰具有四面体的晶体结构，这个四面体是通过氢键形成的，是一个敞开式的 松弛结构，因为五个水分子不能把全部四面体的体积占完，在冰中氢键把这些四面体联系起来， 成为一个整体。这种通过氢键形成的定向有序排列，空间利用率较小，约占 34％，因此冰的密 度较小。 水溶解时拆散了大量的氢键，使整体化为四面体集团和零星的较小的“水分子集团”(即由 氢键缔合形成的一些聚合分子)，故液态水已经不像冰那样完全是有序排列了，而是有一定程度 的无序排列，即水分子间的距离不像冰中那样固定，水分子可以由一个四面体的微晶进入另一 微晶中去，这样分子间的空隙减少，密度就增大了。 温度升高时，水分子的四面体集团不断被破坏。分子无序排列增多，使密度增大，但同时， 分子问的热运动也增加了分子问的距离，使密度又减小。这两个矛盾的因素在 4℃时达到平衡。 因此，在 4℃时水的密度最大，过了 4℃后，分子的热运动使分子间的距离增大的因素，就占优 势了，水的密度又开始减小。 3．饮水的学问 据科学家测定，每人每天应以各种形式摄入水约 2500g，并且应该科学地饮水。 首先，不要等到口渴时才喝水，最好是定时和定量饮水。 其次，饮凉开水为最佳，无论饮开水或茶都以 20～25℃为好。 第三，冬、夏饮水量不可相差太大，冬天也必须补充水分。 年级 初三 学科 化学 版本 期数 内容标题 水的组成 分类索引号 G.623.2 分类索引描述 教学法 主题词 水的组成 栏目名称 教案精选 供稿老师 审稿老师 录入 一校 二校 审核