初中化学人教版（2024）九年级上册（2024）水的组成及变化的探究优秀ppt课件

这是一份初中化学人教版（2024）九年级上册（2024）水的组成及变化的探究优秀ppt课件，共29页。PPT课件主要包含了学习目标，淡蓝色，杯壁有水雾生成，水是由氢元素和氧，元素构成的，氢气和氧气，知识点1水的生成，产生淡蓝色火焰，烧杯壁有水雾生成，可燃性等内容，欢迎下载使用。
实验活动 2 水的组成及变化的探究一、实验目的通过电解水和氢气燃烧实验，探究水的组成，掌握根据实验现象分析得出结论的科学方法，理解化学变化中元素种类不变的原理 。观察水的三态变化，从微观角度分析其本质，加深对分子运动和分子间间隔变化的理解 。培养学生的实验操作技能、观察能力、分析问题和解决问题的能力，以及严谨的科学态度和团队协作精神 。二、实验原理电解水：水在直流电的作用下分解生成氢气和氧气，化学方程式为\(2H_{2}O\xlngequal{通电}2H_{2}\uparrw + O_{2}\uparrw\) ，根据化学反应前后元素种类不变，证明水是由氢元素和氧元素组成 。氢气燃烧：氢气在空气中燃烧生成水，化学方程式为\(2H_{2} + O_{2}\xlngequal{点燃}2H_{2}O\) ，从另一个角度验证水的组成 。水的三态变化：水的三态变化属于物理变化，是水分子间的间隔和运动速率发生变化，而水分子本身没有改变 。三、实验仪器与药品（一）实验仪器水电解器、直流电源、导线、酒精灯、玻璃片、烧杯、试管、带导管的橡皮塞、铁架台（带铁夹）、火柴、胶头滴管 。（二）实验药品水、稀硫酸（或氢氧化钠溶液，增强水的导电性）、氢气（可提前制备或使用氢气钢瓶） 。四、实验步骤（一）电解水实验组装仪器：将水电解器固定在铁架台上，连接好直流电源，在水电解器的玻璃管内注满水（加入少量稀硫酸或氢氧化钠溶液） 。检查装置气密性：用手握住水电解器的玻璃管，观察导管口是否有气泡冒出，若有气泡冒出，松开手后导管内形成一段水柱，说明装置气密性良好 。接通电源：打开直流电源开关，调节电压至合适值（一般 6 - 12V），观察电极上的现象 。收集气体并检验：一段时间后，分别用带火星的木条检验与电源正极相连玻璃管内的气体，若木条复燃，证明是氧气；用点燃的火柴检验与电源负极相连玻璃管内的气体，气体能燃烧，火焰呈淡蓝色，证明是氢气 。同时，记录两支玻璃管内气体的体积比 。（二）氢气燃烧实验验纯：用排水法收集一试管氢气，用拇指堵住试管口，移近酒精灯火焰，松开拇指点火。若听到尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯，需重新收集并验纯；若听到轻微的 “噗” 声，说明氢气已纯净 。点燃氢气：将纯净的氢气导管口靠近酒精灯火焰，点燃氢气，观察氢气燃烧的火焰颜色 。验证产物：在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯，观察烧杯内壁的现象 。（三）水的三态变化观察固态→液态：取适量的冰放入烧杯中，用酒精灯缓慢加热，观察冰的融化过程，用温度计测量温度变化，记录冰融化时的温度 。液态→气态：继续加热烧杯中的水，观察水的沸腾现象，注意水沸腾时的温度变化和水面上方的水蒸气情况 。气态→液态：将冷而干燥的玻璃片放在烧杯口上方，观察玻璃片上是否有水珠凝结 。五、实验现象与结论实验内容实验现象实验结论电解水实验两个电极上均有气泡产生；与电源正极相连的玻璃管内气体体积与负极相连的玻璃管内气体体积比约为 1:2；正极产生的气体能使带火星的木条复燃，负极产生的气体能燃烧，火焰呈淡蓝色水是由氢元素和氧元素组成的氢气燃烧实验氢气安静地燃烧，产生淡蓝色火焰；在火焰上方罩的冷而干燥的烧杯内壁出现水雾氢气燃烧生成水，进一步验证水是由氢元素和氧元素组成水的三态变化冰逐渐融化成水，温度保持在 0℃（熔点）；水沸腾产生大量气泡，温度保持在 100℃（沸点）；玻璃片上有水珠凝结水的三态变化是物理变化，是水分子间间隔和运动速率改变，水分子本身不变六、注意事项电解水实验中，加入稀硫酸或氢氧化钠溶液时要小心操作，避免液体溅出；使用直流电源时要注意安全，防止触电 。氢气具有可燃性，点燃氢气前一定要检验纯度，防止发生爆炸 。在加热过程中，使用酒精灯要规范操作，防止烫伤；不要直接用手触摸加热后的烧杯和玻璃片 。七、拓展与思考在电解水实验中，如果氢气和氧气的体积比大于 2:1，可能的原因有哪些？查阅资料，了解水的组成的发现历史，体会科学家的探究精神 。尝试设计一个实验，探究不同温度下水分子运动速率的差异 。
1.认识水的组成。2.了解水在通电条件下发生的变化，进一步认识分解反应。3.进一步体会科学探究的过程和方法。
实验用品：水电解器、烧杯、带尖嘴的玻璃导管、直流电源、铁架台（带滴定夹）、酒精灯、弹簧夹、导线、木条、火柴、硫酸钠溶液（或氢氧化钠溶液）。
1.氢气在空气中燃烧，产生 火焰，在火焰上方罩一个 的小烧杯，可观察到烧杯壁上的现象是： ，说明_______________________。反应的文字表达式为 。2.电解水的实验现象是：电极上有 产生，液面降低，其中正极产生的气体与负极产生的气体体积比约是 ，切断电源后用燃着的木条检验产生的气体，说明水在通电时生成了 。反应的文字表达式为 。
1.氢气在空气里燃烧【实验4-4】
1.氢气在空气里燃烧【实验结论】氢气在空气或氧气里燃烧生成水，说明水是由氢元素和氧元素构成的。文字表达式：
【注意事项】点燃氢气前一定要检验其纯度验纯方法：收集一试管氢气，用拇指堵住，靠近火焰，移开拇指，发出尖锐爆鸣声，说明氢气不纯，声音很小则表示氢气较纯。
【教材图片变式】如图所示，晶晶同学将纯净的氢气点燃。观察到导管口有 色火焰，将干燥的小烧杯罩在火焰上方，烧杯内壁出现 。据此，她发现氢气的一个性质是 ；该反应的文字表达式为 。
1.电解水实验【实验步骤】①在电解器玻璃管中加满水（水中加入少量硫酸钠溶液或氢氧化钠溶液），用导线连接电解器与电源。②接通直流电源，观察两个电极附近和玻璃管内发生的变化，记录实验现象。③切断上述装置中的电源，用燃着的木条分别在两个玻璃管尖嘴口检验反应中产生的气体。
【实验结论】水通电发生分解反应，生成氢气和氧气，且氢气和氧气的体积比约为2:1。反应文字表达式为：
【注意事项】①实验前应检查装置气密性，同时保证装置不漏水。②检验气体时缓慢转动活塞，使气体慢慢放出。③为便于观察，可在水中加入红色素（不发生反应）
【问题与交流】1.水在通电时发生了什么变化？生成了哪几种物质？
水在通电时发生了分解反应，生成了氢气和氧气。
2.哪些证据可以证明水是由氢、氧两种元素组成的？
氢气的燃烧和水的分解两个反应都可以证明水是由氢、氧两种元素组成的。
氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，化学变化前后元素的种类不变，因此两个反应都能证明水由氢、氧两种元素组成。
实验活动2 水的组成及变化的探究①②氢气在氧气中燃烧、电解水两组实验均可证明水由氢、氧两种元素组成。
1. [2024·德阳] 在水电解器的玻璃管中注满水，接通直流电源一段时间后的情况如图所示。下列叙述错误的是 (　　)A. 通电过程中，观察到b 中液面下降B. a 和c 中收集气体的方法均为排水法C. 可用带火星的木条检验a 中的气体D. 通过水通电生成的两种物质可以确定水由氢、氧元素组成
【点拨】电解水实验中，水通电分解生成H2 和O2，玻璃管内气体增多，压强增大，将水压入容器b 中，使b 中液面上升，A 错误；a 和c 中均是利用产生的气体将水从玻璃管中排出而收集气体，属于排水法收集，B 正确；电解水实验中，与正极一端相连的a 中产生的是O2，O2 具有助燃性，可用带火星的木条检验，C 正确；水在通电条件下生成H2 和O2，依据化学反应前后元素种类不变可确定水由氢、氧元素组成，D 正确。
2. [2025·扬州模拟] 如图是电解水的简易装置图，请回答下列问题：(1)实验时常在水中加入少量硫酸钠溶液或氢氧化钠溶液的目的是_________________________。
(2)闭合开关，通电一段时间后，甲、乙两试管内收集到的气体体积比约为______________。(3)本实验除了能证明水由氢、氧元素组成外，还可验证水分子的微观构成是________________________________ _______________________________。
水分子由氢原子和氧原子构成，且氢原子和氧原子的个数比为2 ∶ 1
3. 识别图像是学习化学的必备能力。如图所示为氢氧燃料电池的工作原理示意图及电解水实验中产生气体的体积与时间的关系，下列说法不正确的是 (　　)A. 氢气是未来最理想的绿色能源B. 电解水时，与电源负极相连的电极上产生气体MC. 产生气体M、N 的质量比为1∶ 2D. 氢氧燃料电池将氢气和氧气的化学能直接转化为电能
【点拨】根据“正氧负氢，氢二氧一”可知，气体M是氢气，气体N 是氧气，两者的体积比为2 ∶ 1，C 错误。
4. 兴趣小组追寻科学家的足迹，对水进行探究。【宏观辨识】根据实验探究水的组成(1)水的合成：在密闭容器中将氢气和氧气的混合气体点燃，根据容器内生成的小水珠可知，水是由_________________________组成的化合物。
(2)水的分解：电解水一段时间后(如图所示)，观察到管a 和管b 中气体体积比约为_______，经检验管a中的气体是___________(填化学式)。
【证据推理】结合实验现象推算水分子中氢、氧原子个数比。方法一：根据相同条件下气体的体积比等于其分子的个数比，得出电解水的产物中氢、氧原子个数比为_____________，进而推算出结果。方法二：已知电解水实验中氢气和氧气的体积比，正、负极产生气体的___________，可计算出水中各元素质量比，结合氢、氧原子的相对原子质量，可进一步推算出结果。
【模型构建】以分子构成的物质为例，图中“▲”表示的是____________________________。
【点拨】【宏观辨识】(1)氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，故水是由氢元素和氧元素组成的化合物。(2)由“正氧负氢、氢二氧一”知，管a 和管b 中气体体积比为2∶ 1，则管a 中的气体是氢气，其化学式为H2。【证据推理】方法一：相同条件下气体的体积比等于其分子的个数比，氢分子和氧分子的个数比为2 ∶ 1，则氢、氧原子的个数比为2 ∶ 1；
方法二：已知电解水实验中氢气和氧气的体积比，若知道正、负极产生气体的密度，根据公式m=ρV，可计算出水中各元素质量比，结合氢、氧原子的相对原子质量，可求得氢原子和氧原子的个数比；【模型构建】由化合物中各元素的原子个数比以及相对分子质量可以确定物质的化学式。