科粤版（2024）九年级上册（2024）2.4 跨学科实践活动：学习探究水的组成的科学史并制作分子模型教学ppt课件

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学习探究物质组成与构成的历程，能够设计实验探究水的组成及变化。
通过电解水的探究实验，认识探究物质组成的一般思路。
通过对分子模型的探究，培养动手实践和动脑思考的能力，养成乐于探究身边物质世界的良好习惯。
01 培养动手实践和动脑思考的能力
01 探究物质组成与构成的历程；
中国“五行之说”（金、木、水、火、土）
古人认为大自然由五种要素(金、木、水、火、土)所构成，随着这五个要素的盛衰，而使得大自然产生变化，不但影响到人的命运，同时也使宇宙万物循环不息。因此他们认为水不可以继续分解水到底能不能分解呢?
2022年，我国祝融号火星车发现火星近期水活动迹象。
科学家发现火星上有水的存在！
水的组成和构成是怎样的？
制作分子模型，展示“水分子漫游记”的情景剧
探索物质组成与构成的历程：学习科学家探索物质组成与构成的历程，设计实验方案探究水的组成及变化。
制作分子模型：选取适合的材料制作分子模型，拆分和组合模型演示电解水的微观过程。
展示“水分子漫游记”情景剧：编写、展示“水分子漫游记”情景剧。
学习探究物质组成与构成的历程
学习探索物质组成与构成的历程
1. 科学家探索物质组成与构成的时间轴
中国：阴阳说、五行说等
“分解水”获得“可燃空气”
（1）1781 年，英国科学家普里斯特利、卡文迪什分别将“可燃空气（氢气）”与空气或“脱燃素空气（氧气）”混合后点燃爆炸，发现有水生成。
（2）拉瓦锡利用自制的装置（如图 2.4-2），将玻璃曲颈甑中的蒸馏水加热，水蒸气进入用陶瓷密封的红热铁管后，在试管中收集到了“可燃空气（氢气）”。
推理得到结论：水由氢、氧两种元素组成。
（1）拉瓦锡通过“铁和水蒸气反应”实验收集到了“可燃空气（氢气）”，结合普里斯特利、卡文迪什的实验结果，推理得出结论：水由氢、氧两种元素组成。你认同吗？为什么？
四氧化三铁 ＋ 氢气
（2）道尔顿、盖－吕萨克、阿伏伽德罗对“氢气和氧气反应”实验做出了不同的解释。你更赞成哪一位科学家的观点，为什么？他们运用了什么方法探索物质的组成与构成？分享你的看法。
盖 - 吕萨克提出气体化合体积定律
阿伏伽德罗提出分子学说
认为物质是由原子构成的，并且原子在化学变化中不可分，氢气和氧气结合成水的微观过程是：
氢原子 氧原子 水原子
通过实验发现 2 体积氢气和1 体积氧气反应生成 2 体积水蒸气，推测：
认为物质是由分子构成的，分子由原子构成，提出“相同条件下，相同体积气体含有相同数目分子”，推测：
氢气分子 氧气分子 水分子
【实验2-5】 水的组成及变化的探究
方案一、方案二是两种电解水装置，请你仔细阅读并画出方案三的简易电解水装置图。
方案三：简易电解水装置
所需仪器如下：水槽 1 个、试管2 支、胶塞 2 个（中间打孔插入电极），电极 2 个，电源 1 个，导线 2 根。
2. 检验生成物的方法
用燃着的木条点燃气体，并在火焰上方罩一个干冷的烧杯，观察到火焰为淡蓝色，烧杯内壁有小水珠出现，则证明生成的气体为氢气。
用燃着的木条靠近气体，燃着的木条燃烧得更旺，证明生成的气体是氧气。
利用方案一的水电解器进行实验，实验步骤是：①电解水；②检验产物，注意每一步骤的具体操作方式，观察并记录现象与数据。
在水电解器中加满水。
向水中加入少量氢氧化钠（或稀硫酸）。
接通电源，开始电解过程。
水的组成及变化的探究实验
姓名： 班级： 日期： 。
水在直流电的作用下，会分解生成氢气和氧气
水电解器、直流电源、导线、烧杯、酒精灯、火柴、小木条、蒸馏水、氢氧化钠溶液(或稀硫酸)等。
①水中加入少量氢氧化钠溶液或稀硫酸以 。
①刻度管内不可留有空气，以免点燃气体时造成 。
能燃烧且产生淡蓝色的火焰
烧杯内壁有小水珠生成
②控制活塞的开启速度，使气体缓慢放出，点燃气体时必须注意安全，防止 。
能使燃着的木条燃烧得更旺。
正极上产生的气体是 ，负极上产生的气体是 ，V正∶ V负 ≈ 。
巧记：正氧负氢，一氧二氢
根据电解水生成氢气和氧气，同时结合氢气和氧气反应生成水的实验事实，得出水是由 组成的。
1. 电解水和煮沸水时都有气泡产生，产生气泡的原因有何不同？
电解水有气体产生，是水发生化学变化分解成了氢气和氧气；
2. 以上实验中有哪些现象和数据能够说明水不是一种元素，而是由氢、氧两种元素组成的？
加热水有气体产生，是水从液体变成气态，只发生了物理变化；
正极气体使燃着的木条燃烧得更旺和负极气体管口有淡蓝色火焰产生说明水不是一种元素而是由氢、 氧元素组成的。
探究物质组成的一般思路
在现代化学研究中，科学家还会借助 、红外光谱仪、X 射线衍射仪等仪器来测定物质的组成与构成。
模型建构是化学科学研究的 。通过模型拼装可以从微观视角认识物质的组成与构成。
各分子模型的制作数量要求如表所示。
准备材料：两种颜色的橡皮泥或黏土、N根牙签。
准备好材料后，先把轻便泥做成小圆球形状。
把做好的小圆球用牙签串起来。
2.拼装模型演示电解水的微观过程
方案一：用2个水分子模型演示
1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成
2个氢原子结合成1个氢分子
2个氧原子结合成1个氧分子
水分子分解为氢原子和氧原子
方案二：用4个水分子模型演示
方案三：用6个水分子模型演示
1.方案一、二、三中水分子模型拆分后分别得到多少个氢原子和氧原子？氢原子和氧原子的个数比是多少？
2. 方案一、二、三中氢原子和氧原子重新组合后分别得到多少个氢分子和氧分子？水分子、氢分子和氧分子的个数比是多少？
3. 化学变化中原子、分子的种类和数目以及元素的种类是否发生了变化？结合该实验说说化学变化的微观实质是什么。
在化学变化中，分子的种类 ，而原子的种类、数目以及元素的种类 。
分子分裂成原子，原子重新组合成新的分子。
最后，请你将所制作和拼装后得到的模型进行分类，分别放进右边的三个筐中。
展示“水分子漫游记”情景剧
水在生活中无处不在，请你们演一部“水分子漫游记”情景剧，体会水分子在变化中的经历。
“水分子漫游记”情景剧
在进行展示前，每个小组需要以“水分子”为主角编写故事大纲。小组成员可以通过头脑风暴，充分挖掘生活中见过的水的状态、运动途径及变化情况（漫游地点尽量含自然环境、动植物体内），写好剧本后，小组成员共同制作道具，分配角色并做好预演或拍。
情境1：阳光照在湖面上，湖水蒸发
情境2：云里的冰晶落下，到半空变成水珠，下雨了
情境3：水被树根吸入，随着导管到了叶肉细胞里，和二氧化碳变成
小组现场表演，我用水分子头箍做道具。
有创意！我们组拍视频，就用之前做的分子模型做主角。
最后，请你对自己在制作模型、展示“水分子漫游记”情景剧等活动中的表现进行反思与评价：你的表现如何？有哪些收获？还有哪些需要改进的？
【检测题1】电解水实验如图所示。下列说法不正确的是（　　）A．a玻璃管上方产生的气体是氧气B．该实验说明水是由氢气和氧气组成的C．产生氢气和氧气的体积比为2：1D．用燃着的木条可以检验产生的气体
【检测题2】下列叙述正确的是（　　）A．水是由氢气和氧气组成的B．水分子是由氢单质和一个氧原子组成的C．水是由两个氢元素和一个氧元素组成的D．水是由氢元素和氧元素组成的
【检测题3】下列有关水的组成和构成说法正确的是（　　）A．水是由水分子构成的B．水是由氢气和氧气组成的C．水是由氢原子和氧原子构成的D．水是由两个氢元素和一个氧元素组成的
【检测题4】“暖冰”是科学家将水置于一个足够强的电场中，在20℃时，水分子瞬间凝固形成的。下列关于“暖冰”的说法，正确的是（　　）A．“暖冰”中水分子静止不动B．“暖冰”分子中氢、氧两种原子的个数比为2：1C．水变为“暖冰”分子种类发生改变D．“暖冰”在任何条件下也不会熔化
【检测题5】电解水时，在水中加入少量硫酸或氢氧化钠，这是为了（　　）A．防止发生事故B．得到更多的氧气和氢气C．增强水的导电性D．使水分解产生气体的速率变慢