科学 九年级 化学 下册 第二单元《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》课件

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第二单元

空气、物质的构成与组成Interdisciplinaryhands-onactivitiesChaptertwoAir,Compositionandcompositionofmatter展示“水分子漫游记”情景剧制作分子模型学习探索物质组成与构成的历程学习目标0102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。03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。教学重点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；教学难点02探究水的组成新课导入在很长的一段时期内，水曾经被看作是一种“元素”。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！问题探讨水的组成和构成是怎样的？新课导入A项目指南B项目任务制作分子模型，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。目录CONTENTS1学习探索物质组成与构成的历程2制作分子模型3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01新课探究项目活动1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、五行说等公元前10世纪前后18世纪末古希腊：德谟克利特公元前5世纪前后英国：道尔顿19世纪初古印度：朴素元素论法国：拉瓦锡“分解水”获得“可燃空气”创立“原子论”建立原子学说法国：盖-吕萨克提出气体化合体积定律意大利：阿伏伽德罗提出分子学说新课探究项目活动1学习探索物质组成与构成的历程2.水的组成的发现（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。新课探究项目活动1学习探索物质组成与构成的历程氢气

＋

氧气（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？讨论与交流>>>水铁

＋

水蒸气四氧化三铁

＋

氢气点燃高温H2O2H2OFeH2OH2Fe3O4新课探究（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。讨论与交流>>>道尔顿建立原子学说盖-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：氢原子

氧原子

水原子氢气分子

氧气分子

水分子化学实验新课探究水由什么元素组成呢？【实验2-5】

水的组成及变化的探究

提出问题项目活动1学习探索物质组成与构成的历程1.实验装置设计

设计实验

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。新课探究项目活动1学习探索物质组成与构成的历程1.实验装置设计

设计实验方案三：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。新课探究项目活动1学习探索物质组成与构成的历程2.检验生成物的方法

设计实验水氢气氧气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。通电生成物检验生成物的方法新课探究项目活动1学习探索物质组成与构成的历程

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。

进行实验

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。新课探究新课探究项目活动1学习探索物质组成与构成的历程水的组成及变化的探究实验

撰写实验报告姓名：

班级：

日期：

。

实验目的：探究水的组成及变化。实验原理：水在直流电的作用下，会分解生成氢气和氧气氢气

＋

氧气水通电H2O2H2O实验用品：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。新课探究项目活动1学习探索物质组成与构成的历程

撰写实验报告电解水阶段实验示意图实验步骤观察与记录1.取约100mL的水于烧杯中，加入少量氢氧化钠溶液或稀硫酸①，搅拌。溶液的温度会升高。①水中加入少量氢氧化钠溶液或稀硫酸以

。增强导电性新课探究项目活动1学习探索物质组成与构成的历程

撰写实验报告电解水阶段实验示意图实验步骤观察与记录2.打开两支刻度管的活塞，将溶液注入电解器中至两支刻度管充满①，关闭活塞，连接直流电源。3.通电，观察并记录电极上和刻度管内的现象。4.一段时间后，停止通电。①通电后，两个电极的表面出现的现象是

。②电解后，连接电源负极的刻度管内气体体积为

，连接电源正极的刻度管内气体体积为

，它们的比约为

。气体放出2：15.6mL11.5mL①刻度管内不可留有空气，以免点燃气体时造成

。爆炸新课探究项目活动1学习探索物质组成与构成的历程

撰写实验报告检验产物阶段实验示意图实验步骤观察与记录5.用燃着的木条靠近与电源负极相连的刻度管管口，打开活塞，在尖嘴口罩一个干冷的烧杯，观察并记录现象②。③与电源负极相连的刻度管内气体

.

。烧杯内壁出现

.

。

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

。爆炸新课探究项目活动1学习探索物质组成与构成的历程

撰写实验报告检验产物阶段实验示意图实验步骤观察与记录6.关闭与电源负极相连的刻度管管口活塞。用燃着的木条靠近与电源正极相连的刻度管管口，打开活塞，观察并记录现象。④与电源正极相连的刻度管内气体

.

能使燃着的木条燃烧得更旺。新课探究项目活动1学习探索物质组成与构成的历程

撰写实验报告实验结果与讨论：1.收集证据

正极上产生的气体是

，负极上产生的气体是

，V正∶V负≈

。氧气氢气1：22.分析证据项目反应物生成物物质种类水（H2O）氢气（H2）氧气（O2）元素组成氢元素（H）氧元素（O）氢元素氧元素巧记：正氧负氢，一氧二氢新课探究项目活动1学习探索物质组成与构成的历程

撰写实验报告实验结果与讨论：3.得出结论

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。氢元素氧元素和新课探究项目活动1学习探索物质组成与构成的历程

反思与评价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。新课探究项目活动1学习探索物质组成与构成的历程

思路与方法导引探究物质组成的一般思路已知组成的物质化合未知组成的物质分解已知组成的物质推测生成物的组成推测反应物的组成化学变化前后，元素种类不变

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。元素分析仪02新课探究项目活动2制作分子模型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。基本方法1.制作模型各分子模型的制作数量要求如表所示。2个氢分子（2H2）n个水分子（nH2O，n≥6）1个氮分子（N2）1个二氧化碳分子（CO2）2个氧分子（2O2）1个氨分子（NH3）新课探究项目活动2制作分子模型1.制作模型准备材料：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。新课探究项目活动2制作分子模型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新课探究项目活动2制作分子模型2.拼装模型演示电解水的微观过程方案二：用4个水分子模型演示小组合作完成拆分组合＋4H2O8H2O24H24O新课探究项目活动2制作分子模型2.拼装模型演示电解水的微观过程小组合作完成方案三：用6个水分子模型演示拆分组合＋6H2O12H3O26H26O新课探究项目活动2制作分子模型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？讨论与交流>>>方案拆分后原子个数比氢原子氧原子氢：氧方案一方案二方案三422：1842：11262：1新课探究项目活动2制作分子模型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？讨论与交流>>>方案拆分后重新组合分子个数比氢原子氧原子氢分子氧分子水：氢：氧方案一方案二方案三42284412661232：2：12：2：12：2：1新课探究项目活动2制作分子模型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。讨论与交流>>>

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

。发生变化保持不变内容分子种类原子种类原子数目元素种类反应前反应后是否变化水分子氢原子、氧原子是氢分子、氧分子否氢原子、氧原子氢原子4、氧原子2否氢原子4、氧原子2以2个水分子反应为例氢元素、氧元素氢元素、氧元素否结论：新课探究项目活动2制作分子模型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。讨论与交流>>>分子分裂成原子，原子重新组合成新的分子。化学变化的微观实质：新课探究项目活动2制作分子模型

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。03新课探究

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。项目活动3展示“水分子漫游记”情景剧内容：“水分子漫游记”情景剧主角：水分子时间：5分钟主角：现场表演/视频展示提示：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。新课探究项目活动3展示“水分子漫游记”情景剧情境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