水的组成

教学目标

1．复习元素、单质、化合物、分子、原子等概念和氧气的性质。

2．通过电解水的实验，使学生了解水的组成。

3．巩固“在化学反应里，分子可以分成原子，而原子却不能再分”的认识。

4．了解水资源的利用和保护。

教学用具

水电解器（霍夫曼电解器）、6V低压直流电源、用氧气饱和的5％～15％氢氧化钠溶液（或1∶10的硫酸溶液）、木条、火柴、简易氢气发生装置（含试剂）、尖嘴导管、盛氧气的干燥集气瓶、蒸馏水一瓶。

【引言】在第一章里，我们学过氧、分子和原子的知识，知道纯净物和混合物、单质和化合物等概念。请同学们思考一下：什么叫元素？纯净物和混合物、单质和化合物的区别在哪里？

【讨论】让学生三三两两议论，然后请一位同学回答，教师纠正。

【投影】物质的简单分类

【讲述】水是我们最熟悉，也是地球上分布最广的物质之一。水究竟是纯净物还是混合物，是单质还是化合物呢？水的组成又如何呢？今天我们就来研究这个问题。

【板书】水的组成

【投影】地球上水的分布

【讲述】地球表面约3／4的地方被水覆盖，水资源极为丰富，但可直接供人类生活、生产用的淡水仅占总水量的千分之一左右，十分有限。因此保护水资源十分重要。

[评注：教师在教学中极其自然地对学生进行节约用水的教育。]

【提问】根据生活经验，请学生自己归纳水的用途。（提问2～3人。）

【讲述】水是如此重要，那么水是由哪些元素组成的呢？下面我们用实验来回答这个问题。

【演示】在水电解器玻璃管里注满水[这里的水是用氧气饱和的、含有5％～15％氢氧化钠溶液（或1∶10的硫酸溶液）]，接通直流电，一个电极接电源正极，另一个电极接电源负极。

师：注意观察电极上发生什么现象。

生：接通电源后，电极上有气泡产生。

师：两支玻璃管内的液面有什么变化？

生：两支玻璃管里汇集了无色气体，液面降低，其中连接正极一端产生的气体比连接负极一端产生的气体少。

师：片刻后，用准备好的划有刻度的纸，比较两支玻璃管中产生气体的体积。

生：接负极一端玻璃管内气体的体积大约是按正极一端玻璃管内气体体积的两倍。

【讲述】水电解后两支玻璃管中得到的气体是同一物质，还是不同物质？电解得到的物质究竟是什么？我们通过实验来鉴定。

【演示】用一根带火星的木条接近液面下降较少的玻璃管尖嘴部分，慢慢开启活塞。

师：注意观察现象。

生：木条燃烧得更旺。

师：这种气体能使木条余烬复燃，当燃着木条远离尖嘴口时火焰渐灭。这种能使余烬复燃的气体是什么气体？

生：氧气。

【演示】用一根点燃的火柴接近液面下降较多的玻璃管尖嘴部分，慢慢开启活塞。

师：注意观察现象。

生：看到微弱的浅蓝色火焰（或听到爆鸣声）。

师：这种气体能燃烧，说明不同于上一种气体。这种气体就是氢气。

【板书】水 氢气（H₂）+氧气（O₂）

【讲述】实验表明：水电解后生成氢气和氧气。引导学生思考这种变化是什么变化，这种反应属什么类型。（学生议论后，教师提问1～2名学生。）

生甲：这种变化是化学变化。

生乙：这种反应属于分解反应。

【讲述】水电解时发生分解反应。水分子分解生成氢分子和氧分子，转变成跟水的状态和性质都不同的氢气和氧气，说明分子是保持物质化学性质的微粒。

练习：下列叙述正确的是 [ ]

A．水由氢气和氧气组成     B．水由氢元素和氧元素组成

C．水由氢原子和氧原子组成  D．水由氢分子和氧分子组成

【讲述】要作出正确选择，必须理解物质由元素组成，分子由原子组成。元素只分种类，不计个数，分子既分种类又计个数。

【讨论】学生讨论略。

【讲述】泛指的物质是宏观概念，它由元素组成。分子、原子都是微观概念。在表述分子的组成时，必须指出组成一个分子时原子的种类和个数。本题的正确答案是（B）。

【演示】点燃简易氢气发生装置中产生的氢气，将点燃氢气的尖嘴导管伸入充满氧气的干燥集气瓶内。

[评注：教师在这里补充氢气在氧气中燃烧生成水的实验。这样，可以从另一侧面来加深学生对水的组成的认识。]

师：展示集气瓶，请学生仔细观察集气瓶内壁发生什么现象。

生：原来干燥的集气瓶内壁蒙上一层水汽。

【讲述】实验表明：氢气跟氧气反应生成水。

【板书】氢气（H₂）+氧气（O₂） 水

【提问】水电解后生成氢气和氧气。氢气跟氧气反应生成水，这个实验事实说明什么？

生：说明水是由氢、氧两种元素组成的化合物。

【讲述】用一般的加热方法，水很难分解，因此人们长期以来一直把它当作一种单质，直到18世纪末，才证明水是化合物。

【展示】展示一瓶蒸馏水。

【提问】纯净的水有哪些物理性质？

【讨论】先让学生议论，然后请学生回答（相互补充）。

生甲：水是无色、无嗅、无味的透明液体。

生乙：水的沸点是100℃，水的凝固点是0 ℃。

生丙：水的密度是1 g／cm³。

【讲述】教师纠正、归纳并联系自然现象、生活实际适当作些拓展。

【投影】

【讲述】水电解时，水分子分裂成氢原子和氧原子。原子能重新组合生成另一些分子，因此原子是化学变化中的最小微粒。那么究竟由几个氢、氧原子组成一个水分子呢？

【讲述】意大利科学家阿伏加德罗提出：“在同温同压下，同体积的气体有相同的分子数。”实验测得电解时产生的氢气和氧气，体积比约为2∶1，可以认为水电解时产生的氢气和氧气的分子数目约为2∶1。氢和氧的分子都是双原子分子，所以可推测1个水分子中氢、氧原子个数比也约为2∶1。

[评注：教师在这里运用了阿伏加德罗定律的内容，来导出水分子中氢、氧原子的个数比。这样做，对学习基础较好的学生来说，会有利于提高他们分析推理的能力。如果学生的学习基础一般，可能会不易理解。]

【设问】水的化学式怎样写？

【讲述】人们经过大量的实验精密测定，证实1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，水的化学式应写成H2O。

【小结】这节课学习了水的组成。水是人类宝贵的自然资源，它是维持生物生存、营造和谐生态环境必不可少的物质。水能造福于人类，也会给人类带来灾难。我们既要充分合理利用、开发和保护水资源，又要预防因水而引起的天灾人祸。

【作业】1．实验测得水电解时得到两种气体的体积（在相同条件下）比是2∶1。试说明它们分别是什么气体。你能用什么方法来证明这两种是什么气体？

2．课本习题（略）