课题1 水的组成教学设计内容推荐

第三单元 自然界的水

课题

1

水的组成

无锡市山北中学

韩江涛 214037 教学内容及学情分析: 水的组成是在学生已经学习了分子、

原子、元素、元素符号等化学概念和化学用语等理论知识之后。再学习完我们身边的物质空气、氧气之后接触到的第二种我们身边的物质，由于水比空气、氧气有更加显著的特点（可见），更具体、更熟悉，因而学生更易接受和理解。但是水作为一种化学物质，一种化学学习研究对象，学生是陌生的。因为日常生活中水作为化学物质参与的化学反应，学生并十分不熟悉，而空气、氧气、二氧化碳在小学科学，初中生物等学科里有相关介绍，特别是学生有动植物呼吸、绿色植物光合作用等生活经验和相关背景知识为依托。因而对水的组成学习存在很多的思维障碍，特别是如何研究水，从那个方面展开学习，即对学生研究思想和方法的引导和点拨，是本节课首先要解决的问题之一，也是本节课教学设计的出发点。本节从回忆旧知空气组成为线索，并分析拉瓦锡研究思想方法，为后续对水的组成研究提供思想方法借鉴。借助历史上水作为一种元素影响历程自然过渡到近代三位著名科学家研究上，通过对比三位研究特点突出拉瓦锡的研究思路，并自然展开拉瓦锡从第一个角度研究水的组成上-------氢气燃烧实验，通过氢气信息介绍及相关实验演示，为氢气燃烧实验提供知识支撑。这里将第一个实验设计为定性实验，从而过渡到第二个角度，电解水实验，从定量的角度研究水的组成。这样处理既突出拉瓦锡不同之处，又使前后两个实验从定性过渡到定量，为后学续深入地从定量研究化学反应（质量守恒定量）做必要的铺垫。第二部分物质分类仍然以水是一种什么样的物质为线索，从回忆旧知识入手，先将物质分为纯净物和混合物开始，然后从纯净物中分成两类，请同学们从组成物质元素种类归纳其中他们的特征，进而引出单质和化合物的概念。结合练习从化合物中又挑出其中一些物质，请同学们观察，归纳出他们具有什么共同点。总结出氧化物的定义。然后回归到水是一种什么样的物质上。最后总结出物质分类的树状图。

教学目标：

知识与技能

1.通过实验探究生成水和消耗水的实验理解水的组成。

2.学习氢气性质，知道可燃性安全措施，认识氢气燃烧实验的实质。

3.理解水电解实验原理，会正确检验氢气氧气；

4.从元素组成角度认识物质的分类。

过程与方法

1.了解利用化学反应来研究纯净物组成的方法；

2.观察氢气燃烧及水电解实验，培养从正反两方面理解水的组成的思想；

3.感悟通过化学实验研究物质元素组成的科学过程与方法

情感态度价值观

1.感受化学探索史，培养不屈不挠科学探索精神及勇于质疑的批判精神。

2.体验科学探究过程，获得科学结论的过程，培养证据意识。

3.从元素角度认识物质组成，理解化学反应实质及元素不变观点。

重点：水的组成；物质的类别及分类方法

难点：水的组成；检验氢气氧气的方法

设计流程

教学环节

课堂导入

主题知识

水的来历

主要教学活动

从化学角度认识水

设计意图

水之于生物体有重要作用，那么水的前世今生呢？激发学生兴趣，提出从化学思维认识水的问题

回忆旧知

知识回顾

研究水的思路方法

挖掘旧知识，激发学生原有认知，通拉无锡研究从汞和氧气化合反应过对比分析研究思路，引导学生从思空气中氧气角度到加热氧化汞分想方法上理解探究水的组成的思维方含量的方法

水的组成

水电解实验

氢气燃烧

解角度

式方法

创设情境（氢气用途）从生成水的角度，先畅谈氢气用途，——猜想性质（氢气性引导学生推测性质，然后通过制取氢质）—实验探究（验纯气并进行燃烧实验，引导学生从化学并燃烧）—分析讨论反应元素守恒角度分析水的组成

（化学变化）—实验结论（元素守恒）

创设情境（电解水实从水分解的角度，通过水电解实验引验）—推测产物（氢气导学生猜想产物，师生谈论辩证分析氧气）—实验探究（检检验方法，实验证明产物是氢气和氧

验氢气氧气）---分析气，根据氧气组成已有知识从化学反结论（证明氢气氧气）应元素守恒角度重新认识水的组成

—实验结论（元素守恒）

水通电的微动画展示

观分析

物质类别

物质分类

从微粒变化认识水电解实验的实质，构建宏微结合的观念

问题启发，从元素角度学以致用，从元素组成的角度重新认化合物、单质认识水与氧气、氢气的识物质，从而将物质从混合物和纯净和氧化物

区别

物的类别上进一步进行区分，认识化合物、单质、氧化物的概念，并构建物质类别思维树

课堂结语

总结研究方回顾研究思路，借助氢从正反两个角度研究物质组成的研究法提升思维气燃烧试验、电解水实思路，培养学生辩证唯物主义观念。品质

验及生成物的检验从发展学生从化学的视角来认识水及其生成水和水分解两个变化，促进学生科学思维的进一步完方面的探究

教学流程

水很重要你知道吗？水究竟有多重要，请同学没谈谈自己的想法。请看一些生物体内的含水量如下：

善

成年人鱼类水母、藻类香蕉、生菜等65%~70%70%~80%90%以上90%以上水作为我们身边最常见的物质之一，我们非常熟悉。那么水作为化学物质，你了解水的组成、性质吗？你知道水从哪里来的吗？水是怎么生成的？水又会到哪里去呢？水会变成什么物质呢？我们本节课就学习水的组成。水是一种什么

样的物质? 水是由什么元素组成的? 说到物质的组成，先让我们温故知新一下，我们之前学过一位科学家通过定量方法测定了空气由什么组成的？还记得这幅装置图吗？拉瓦锡利用该装置测定空气组成的原理是什么？拉瓦锡做完这个实验后并没有就此停止，他又做了什么实验？拉瓦锡从消耗氧气和生成氧气两个角度研究了从而测定了空气的组成。拉瓦锡之所以成功和他的研究思路是密不可分的。拉瓦锡在测定空气的组成后不久对水的组成进行了深入的研究。

消耗氧气

生成氧气

研究思路：从研究对象的正、反两个角度来考虑。

普利斯特里 卡文迪许 法国 拉瓦锡 拉瓦锡并不是第一个研究水的组成的科学家，早在公元前古希腊，哲学家就认为水、火、土、气四种元素组成了自然界万物，我国古代金、木、水、火、土五行学说认为，自然万物也是由五种元素形成的。这两种观点都认为水是一种元素，这种观点影响了2000多年，直到18世纪末，英国科学家普利斯特里将一种“易燃气体”在空气中燃烧发现生成了液滴，氧气被发现后，另一位科学家卡文迪许把这种“易燃气体”放在氧气中燃烧，发现其他燃烧得更旺了，结果多次研究确认生成的液滴就是水。但是由于他们受传统观念的束缚，他们并没有揭示水的组成。拉瓦锡善于学习前人研究实践，并分析推理，透过现象看清本质。他重复卡文迪许的燃烧生成水的实验，后来把这种“易燃气体”命名为氢气，但他没有就此止步，而是对水从另一个角度进一步研究，他从水分解实验中发现水变成另外的两种物质，他通过正反两个方面证明了水不是一种元素。

我们学习科学家的精神就是要学习他们的研究思想和方法，而不仅仅是记住他们的研究结论。今天让我们重温拉瓦锡研究之路，从正反两个角度开始水的组成的研究吧。

首先从生成水的角度------

一.水是由什么元素组成的

1.从生成水的角度考虑-----氢气燃烧实验

1.1 氢气性质 提到氢气这种物质，大家并不陌生，很多同学对氢气都有一定的了解，请同学们说说你所了解的氢气的信息有哪些吧？提问。观察实验视频。请同学再次总结氢气的性质。

（1）物理性质： 无色、无臭、密度比空气小、难溶于水的气体 提问实验采用什么方法收集氢气？为什么？用向下排空气法或排水法收集 （2）化学性质： 可燃性

刚才看到点燃氢气肥皂泡燃烧时听到有响声，看来点燃氢气燃烧并不是像点燃蜡烛和酒精灯那样轻松，有一定的安全性啊。所以点燃氢气前一定要验纯

氢气燃烧

验纯。下面老师演示验纯方法。取一个小塑料瓶加入固体锌粒，倒入稀硫酸，然后有小试管收集氢气。同时问问题，这个发生装置和我们实验用什么试剂制取氧气时发生装置类似呢？然后验纯。

如果声音很小则表示氢气较纯； 如果听到尖锐的爆鸣声，则表示氢气不纯。必须重新收集进行检验。

如果不纯，点燃会怎么样呢？想不想看点燃不纯的氢气后果？老师演示点燃不纯的氢气实验。展示一个装半瓶水的塑料瓶，这里面半瓶水半瓶空气，然后我利用刚才的发生装置制取并收集氢气，请问这是什么收集方法？这个方法很清楚看出氢气是否收集满，所以如果用排水法收集氢气要不要验纯？前提是事先集气装置内一定要怎么样啊？下面我用电子脉冲点火装置点燃集气塑料瓶内不纯的氢气。听到砰的爆炸声。所以我们点燃氢气体前一定要验纯。以后我们学习到天然气、一氧化碳等可燃性气体点燃前要记得验纯。点燃纯净的氢气并不危险，氢看氢气燃烧现象

，观看视频。

氢气在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰，放热，烧杯内壁有水雾产生。

实验结论：氢气+氧气→水

H2 + O2 -----H、O 通过我们看这个氢气燃烧实验，实验结论，分析化学反应元素种类不变，得出水是由氢元素和氧元素组成的，能否得出水的化学符号呢？我们还得通过定量方法从水分解的角度研究。

2.从水分解的角度考虑-----电解水实验

2.1 仪器名称

水电解器，介绍仪器构造，两个带刻度的玻璃管，底部连通，中间一个漏斗可添加水，玻璃管底部有两个电极。看连接后电路的模拟电路图。左边电极和电源负极相连，右边电极和电源正极相连。纯水几乎不导电,为了增强导电性在水中加入氢氧化钠，现在看大家观察桌面上连接好的仪器，我已经加入了含氢氧化钠的水溶液，两端玻璃管上液面都在0刻度处，接通电源观察现象。

看到什么现象？请后面看不清的同学到前面亲密接触一下，观察现象。有气泡。

气泡在哪里产生的？一个管内有气泡还是连个管内都有气泡？两个管内气泡有什么不同？负极产生气泡的速度快，正极产生气泡的速度慢。我们发现水在通电后发生了神奇的变化？请思考，这是一个什么变化？化学变化的基本特征是什么？你认为这个反应生成的物质可能是什么？是同一种物质还是两种物质？如何证明？假设验证氧气用带火星的小木条？假设验证氢气用燃着的小木条？现在两个玻璃管内究竟那个是氧气那个是氢气无法确定？我们究竟是用带火星或者燃着的小木条呢？如果用燃着的木条遇到氧气会有什么现象？遇到氢气会有什么现象？另外需要注意的是氢气燃烧蓝色火焰很淡，有时可能肉眼观察不到，为了进一步证明是氢气燃烧，我们需要再氢气燃烧时补做一个实验是什么？在燃烧的火焰上方罩一个干冷的烧杯。

观察此时电解器上端玻璃管内气体体积，正极和负极体积比大约是1:2 请学生代表帮我一起完成这个比较复杂的实验。一个同学帮助扶好水电解器上端胶帽，我用燃着的木条验证这两种气体，一个同学观察随时罩一个干冷的烧杯。这个同学什么时候

罩烧杯，要该出手就出手，别错过时机，也别罩错了啊。

2.2 实验现象

两电极上均产生气泡；

正极上气泡速度慢，负极上气泡速度快； V正：V负≈1∶2 2.3 实验分析

正极端玻璃管收集的气体

负极端玻璃管收集的气体

2.4 实验结论

下面同学观察我们三个配合的是否默契。通过验证水在通电是发生了化学变化，生气了氢气和氧气

水-----氧气+氢气

H、O----- O2 + H2 化学变化变化元素种类不变，所以水中一定有氢元素和元素； H、O -----H2 + O2科学家经过反复实验，精确测量，并通过推理分析计算出水中氢氧元素的氢、氧原子个数比是2:1，所以水可用H2O 这个符号来表示。所以通过这个定量方法可以测算出水的化学符号。

结论：水是由氢元素和氧元素组成的。

水-----氧气+氢气

下面观察电解水实验的微观变化，认识水通电时的反应本质。

这个变化中分子种类发生变化了吗？原子种类发生变化了吗？元素是原子的总称，那么元素的种类发生变化了吗？从生成物看氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，所以反应物水也一定是由氢元素氧元素组成。

通过上述两个实验都能证明水不是一种元素，是由氢元素和氧元素组成的。

那么水是一种什么样的物质，从物质分类角度看。

检验方法

实验现象

燃着木条

木条燃烧更旺

燃着木条

气体燃烧火焰呈淡蓝色

实验结论

此气体为氧气

此气体为氢气

请同学们回忆：下列物质中，①水②氧气③氢气④二氧化碳

⑤矿泉水 ⑥五氧化二磷 ⑦净化后的空气 ⑧红磷

⑨氮气

⑩高锰酸钾。属于混合物的是_______,属于纯净物的是____________________。请写出纯净物的化学符号。

单质：同种元素组成的纯净物。

化合物：不同种元素组成的纯净物。

练习1：下列物质属于单质的是（ ），属于化合物的是（ ）

碳 四氧化三铁 汞 氯酸钾 过氧化氢 二氧化硫

氧化物：两种元素组成的化合物，其中一种为氧元素。

总结

点题：

思考提升：

在进行电解水实验时，为什么实验结果会是正极与负极气体体积比小于1：2？说明什么问题？如果用交流电，两端玻璃管内气体体积比还是1:2吗？

联系巩固：略

反思：

教学从水的组成到物质分类过渡不够自然，关于物质分类练习较少；忽略了氢气用途介绍；电解水实验分析还没有足够透彻，如水电解和水蒸发的对比辨析，学生实验动手机会较少；由于时间关系，最后总结只是回应了课题，而没有上升到研究思维方法层面；另外没有提到教材中氧化铁的类别，为什么用直流电没有强调；还有引入用时略多，教学语言不够精炼，激发学生思考方式较少，深度思维性问题较少等等。虽然本节是基础理论课程，较抽象，但还是应尽可能设计形象具体地模型帮助学生理解，引导学生参与。自我感觉优点可能有如

下，能从空气组成旧知过渡到水的组成新知较为自然，有一定的学科思维方法指导，从定性到定量实验，符合一定的认知逻辑顺序，宏观和微观的有机结合，但是对于实验数据分析处理突出不够，显得较为淡薄。应该改进方面，关于水是一种纯净物的处理不够深入，要突出通过化学反应研究纯净物的方法，培养学生学习化学研究物质的思想方法；从水的组成到物质分类过渡可以这样设计：从元素组成看水与氢气、氧气有什么不同？水有2种元素组成，而氢气、氧气都只有1种元素组成，请同学们将下列物质从元素种类角度分类，分别列在水和氢气、氧气下面。总之本节课基本上体现宏观辨析和微观探析、模型认知和证据意识、科学探究意识。对科学精神有一定体现，但对社会责任关注不够。