人教版九年级化学上册《4.2水的组成》导学案（附答案）

第页人教版九年级化学上册《4.2水的组成》导学案（附答案）一、知识目标1．了解氢气的物理性质和化学性质，掌握氢气验纯的必要性和方法。2．通过氢气燃烧实验和电解水实验，认识水的组成，了解探究物质组成的一般思想和方法。3．依据物质的组成对纯净物进行分类，知道纯净物可分为单质和化合物等。二、核心素养目标1．宏观辨识与微观探析：从宏观上认识氢气的性质、水的组成及纯净物的分类；从微观上理解水分子的分解过程。2．证据推理与模型认知：通过实验现象推理得出水的组成，建立纯净物分类的基本模型。3．科学精神与社会责任：通过氢气验纯、电解水等实验，培养科学探究能力和创新意识。一、学习重点1．氢气的性质。2．水的组成实验及结论。3．纯净物的分类。二、学习难点1．了解探究物质组成的一般思想和方法。2．从元素的角度对物质进行分类。1．氢气是色、臭、溶于水的气体，密度比空气的。2．氢气在空气中燃烧时，产生火焰。3．点燃氢气时，表明气体不纯，则表示气体较纯。4．水是由组成的。在通电条件下水可以发生反应。5．根据精确的实验结果，每个水分子是由个氢原子和个氧原子构成的，因此水可以表示为。6．单质是由元素组成的纯净物，化合物是由元素组成的纯净物。由元素组成的化合物中，其中一种元素是元素的叫作氧化物。一、氢气的性质活动一：氢气的物理性质问题思考：结合生活常识和已有的知识储备，思考氢气可能具有哪些物理性质？活动二：氢气的化学性质问题思考1：为什么氢气在点燃前需要验纯呢？问题思考2：检验氢气纯度的方法和实验现象是怎样的？问题思考3：氢气燃烧会有怎样的现象和产物呢？活动三：典例精讲典例1：液氢是运载火箭的常见燃料。下列有关氢气的说法正确的是（）A．氢气液化过程中分子种类发生改变B．集满氢气的集气瓶，瓶口朝下放置备用C．点燃混有空气的氢气一定会发生爆炸D．验纯时，若未听到响声，说明氢气较纯典例2：用氢气流吹起的肥皂泡在空气中上升，这一事实说明（）A．氢气难溶于水 B．氢气的密度比空气大C．氢气是气体 D．氢气的密度比空气的小二、水的组成活动一：电解水实验的发展历史问题探究：阅读课件中关于电解水实验发展历史的内容，思考不同时期的科学家在电解水实验中分别做出了哪些贡献？活动二：电解水实验问题思考1：在进行电解水实验前，我们需要做哪些准备工作呢？问题思考2：请描述电解水实验观察到的实验现象？问题思考3：如何检验正负极产生的气体？问题思考4：分析水的生成和分解实验，说明其中的哪些现象和事实能够表明水不是一种元素，而是由氢、氧两种元素组成的。活动三：典例精讲典例1：下列关于电解水的说法中正确的是（）A．电解水产生氢气和氧气，说明水是由氢分子和氧分子构成的B．电解水时，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气C．电解水时，产生氢气与氧气的体积比为1：2D．电解水反应的条件是“电解”典例2：用下图装置进行电解水实验，下列说法不正确的是（）A．实验前水中加硫酸钠增强水的导电性B．管2中气体能使带火星木条复燃，说明水中含有氧气C．正负两极气体的体积比为1：2D．实验结论是水由氢、氧元素组成三、纯净物的分类问题思考1：根据物质的组成，纯净物可以分为哪几类呢？问题思考2：单质、化合物和氧化物的概念分别是什么？活动三：典例精讲典例1：下列物质均可用于杀菌消毒，其中属于氧化物的是（）A．O3B．ClO2C．NaClOD．C2H5OH典例2：图中、分别表示不同元素的原子，下列各图能表示化合物的是（）B．C．D．下列有关氢气的说法，错误的是（）A．密度比空气小 B．点燃前需检验纯度C．有毒 D．燃烧时产生淡蓝色火焰2．下列物质中，属于氧化物的是（）A．KClO3B．O2C．液态空气D．H2O3．下列关于水的说法，正确的是（）A．水是由氢气和氧气组成的B．水是由氢原子和氧原子构成的C．水是由水分子构成的D．水是由两个氢原子和一个氧原子构成的4．如图是电解水的实验图。下列有关说法中，正确的是（）A．a管和b管产生的气体质量之比约为2:1B．b管中得到的是H2C．该实验说明水是由氢气和氧气组成的D．电解时，可加入少量NaOH以增强水的导电性5．下列有关电解水实验的说法，正确的是（）A．电解水得到氢气和氧气的质量比为2：1B．电解水实验中正极获得的是氢气C．电解水时正负两极所得气体体积比是8：1D．电解水时向水中加入少量硫酸钠以增强导电性一、氢气的性质1．物理性质：氢气是一种色、臭、溶于水的气体，密度比空气的。2．化学性质（可燃性）：实验实验操作实验现象实验结论检验氢气的纯度用拇指堵住集满氢气的试管口，靠近火焰，移开拇指点火气体不纯气体较纯氢气燃烧点燃氢气，在火焰上方罩一个干燥的小烧杯产生色火焰，放热，罩在火焰上方的烧杯内壁有产生文字表达式：二、水的组成1．水中可加入少量硫酸钠溶液或氢氧化钠溶液以。2．水在通电后，发生了反应，生成了和，且体积比约为。3．水通电反应的文字表达式：。4．元素种类分析：生成物中有元素，反应前后元素的种类改变。5．实验结论：水由组成。6．每个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的，因此水可以表示为。三、纯净物的简单分类1．单质：由元素组成的。2．化合物：由元素组成的。3．氧化物：由元素组成的化合物中，其中一种元素是元素。考点1氢气的性质1．下列用途，利用氢气物理性质的是（）A．还原金属氧化物B．制取盐酸C．充填探空气球D．高能燃料2．用排空气法收集氢气检验纯度，有爆鸣声，接下去的操作是（）A．用向上排空气法收集B．可以做有关氢气性质的实验C．用拇指堵住管口一会儿，再用向下排空气法收集D．立即用原试管再收集，再检验纯度考点2电解水实验1．如图为电解水实验示意图。下列说法中正确的是（）A．与负极相连的试管内收集的气体是氧气B．产生氢气和氧气的质量比为2:1C．与正极相连的试管内收集的气体能燃烧D．该实验说明水是由氢元素和氧元素组成的2．如图是电解水实验的改进装置。反应前注射器活塞均在0刻度处，下列说法不正确的是（）A．该实验说明水分子可以再分B．注射器Ⅰ中气体可以使燃着木条燃烧的更旺C．实验中减少的水的体积等于生成的气体的体积D．一段时间后，注射器Ⅰ活塞移动至4mL刻度处，则理论上注射器Ⅱ活塞应移动至8mL刻度处考点3物质的分类1．自然界中的物质大多数是化合物，下列化合物属于氧化物的是（）A．KOH B．C2H6O C．Na2CO3 D．P2O52．下图中不同小球代表不同原子，其中能表示化合物的是（）A．

B．

C．

D．

参考答案一、知识目标1．了解氢气的物理性质和化学性质，掌握氢气验纯的必要性和方法。2．通过氢气燃烧实验和电解水实验，认识水的组成，了解探究物质组成的一般思想和方法。3．依据物质的组成对纯净物进行分类，知道纯净物可分为单质和化合物等。二、核心素养目标1．宏观辨识与微观探析：从宏观上认识氢气的性质、水的组成及纯净物的分类；从微观上理解水分子的分解过程。2．证据推理与模型认知：通过实验现象推理得出水的组成，建立纯净物分类的基本模型。3．科学精神与社会责任：通过氢气验纯、电解水等实验，培养科学探究能力和创新意识。一、学习重点1．氢气的性质。2．水的组成实验及结论。3．纯净物的分类。二、学习难点1．了解探究物质组成的一般思想和方法。2．从元素的角度对物质进行分类。1．氢气是无色、无臭、难溶于水的气体，密度比空气的小。2．氢气在空气中燃烧时，产生淡蓝色火焰。3．点燃氢气时，发出尖锐爆鸣声表明气体不纯，声音很小则表示气体较纯。4．水是由氢元素和氧元素组成的。在通电条件下水可以发生分解反应。5．根据精确的实验结果，每个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的，因此水可以表示为H2O。6．单质是由同种元素组成的纯净物，化合物是由不同种元素组成的纯净物。由两种元素组成的化合物中，其中一种元素是氧元素的叫作氧化物。一、氢气的性质活动一：氢气的物理性质问题思考：结合生活常识和已有的知识储备，思考氢气可能具有哪些物理性质？答案：氢气在常温常压下是无色、无臭的气体，它难溶于水，并且密度比空气小。我们可以通过一些简单的生活实例来理解，比如用氢气流吹起的肥皂泡在空气中上升，这一事实就说明氢气的密度比空气的小。活动二：氢气的化学性质问题思考1：为什么氢气在点燃前需要验纯呢？答案：如果氢气中混有空气，点燃时可能会发生爆炸，所以氢气在点燃前需要验纯。问题思考2：检验氢气纯度的方法和实验现象是怎样的？答案：方法是收集一试管氢气，用拇指堵住试管口，管口向下移近酒精灯火焰，松开拇指点火，如果发出尖锐爆鸣声表明气体不纯，声音很小表明气体较纯。问题思考3：氢气燃烧会有怎样的现象和产物呢？答案：现象是产生淡蓝色火焰，放热，烧杯内壁凝结有水雾。产物是水，说明氢气具有可燃性。活动三：典例精讲典例1：液氢是运载火箭的常见燃料。下列有关氢气的说法正确的是（）A．氢气液化过程中分子种类发生改变B．集满氢气的集气瓶，瓶口朝下放置备用C．点燃混有空气的氢气一定会发生爆炸D．验纯时，若未听到响声，说明氢气较纯答案：BA、氢气液化是物理变化，分子种类不变，只是分子间的间隔发生改变，A错误；B、氢气的密度比空气小，所以集满氢气的集气瓶瓶口朝下放置，B正确；C、点燃混有空气的氢气不一定会发生爆炸，需要在氢气的爆炸极限范围内才会爆炸，C错误；D、验纯时，若未听到响声，可能是没有收集到氢气，而不是氢气较纯，D错误。典例2：用氢气流吹起的肥皂泡在空气中上升，这一事实说明（）A．氢气难溶于水 B．氢气的密度比空气大C．氢气是气体 D．氢气的密度比空气的小答案：D用氢气流吹起的肥皂泡在空气中上升，直接说明氢气的密度比空气小，与氢气是否难溶于水以及是否为气体无关，所以选D。二、水的组成活动一：电解水实验的发展历史问题探究：阅读课件中关于电解水实验发展历史的内容，思考不同时期的科学家在电解水实验中分别做出了哪些贡献？答案：1789年，杨·鲁道夫·德曼、阿德里安·派斯·范·特鲁斯维克静电电解水；1800年，威廉·尼克森、安东尼·卡莱尔伏打电池电解水，首次将水电解为氢气和氧气；1869年，齐纳布·格拉姆发明直流发电机电解水引人关注。活动二：电解水实验问题思考1：在进行电解水实验前，我们需要做哪些准备工作呢？答案：需要准备电解器、直流电源、水，还需要加入硫酸钠溶液或氢氧化钠溶液增强导电性。问题思考2：请描述电解水实验观察到的实验现象？答案：与电源正极相连的玻璃管内产生气泡，液面下降；与电源负极相连的玻璃管内产生气泡，液面快速下降；正极端收集到的气体体积较少，负极端收集到的气体体积较多，正、负极气体体积比约为1:2。问题思考3：如何检验正负极产生的气体？答案：检验与电源正极相连的玻璃管内的气体，用带火星的木条，木条燃烧更旺，说明正极产生的气体是氧气；检验与电源负极相连的玻璃管内的气体，将气体移近火焰，气体燃烧，放热，发出淡蓝色火焰，说明负极产生的气体是氢气。问题思考4：分析水的生成和分解实验，说明其中的哪些现象和事实能够表明水不是一种元素，而是由氢、氧两种元素组成的。答案：电解水实验生成氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据化学反应前后元素种类不变，说明水是由氢、氧两种元素组成的；氢气燃烧生成水，也能从另一个角度证明水的组成。活动三：典例精讲典例1：下列关于电解水的说法中正确的是（）A．电解水产生氢气和氧气，说明水是由氢分子和氧分子构成的B．电解水时，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气C．电解水时，产生氢气与氧气的体积比为1：2D．电解水反应的条件是“电解”答案：BA、电解水生成氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据化学反应前后元素的种类不变可知，电解水的实验说明水由氢元素和氧元素组成，结论错误；B、电解水时“正氧负氢、氧一氢二”，故正极产生氧气，负极产生氢气，说法正确；C、电解水时“正氧负氢、氧一氢二”，故氢气与氧气的体积比为2:1，结论错误；D、电解水需通直流电，“电解”是过程而非条件，正确条件应为“通电”，结论错误。故选B。典例2：用下图装置进行电解水实验，下列说法不正确的是（）A．实验前水中加硫酸钠增强水的导电性B．管2中气体能使带火星木条复燃，说明水中含有氧气C．正负两极气体的体积比为1：2D．实验结论是水由氢、氧元素组成答案：BA、实验前水中加硫酸钠是为了增强水的导电性，说法正确，不符合题意；B、管2中气体能使带火星木条复燃，说明水分解生成了氧气，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，氧气由氧元素组成，说明水中含有氧元素，而不是含有氧气，说法错误，符合题意；C、电解水实验中，根据“正氧负氢，氢二氧一”可知，正负两极气体的体积比为，说法正确，不符合题意；D、电解水生成氢气和氧气，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，由此可得水由氢、氧元素组成，说法正确，不符合题意。故选：B。三、纯净物的分类问题思考1：根据物质的组成，纯净物可以分为哪几类呢？答案：纯净物可以分为单质和化合物，化合物又可以分为氧化物等。问题思考2：单质、化合物和氧化物的概念分别是什么？答案：同种元素组成的纯净物是单质；不同种元素组成的纯净物是化合物；两种元素组成的化合物，其中一种元素是氧元素的是氧化物。活动三：典例精讲典例1：下列物质均可用于杀菌消毒，其中属于氧化物的是（）A．O3B．ClO2C．NaClOD．C2H5OH答案：BA、O3是由氧元素组成的纯净物，属于单质，故选项错误；B、ClO2是指由两种元素组成的化合物中，其中一种元素是氧元素，属于氧化物，故选项正确；C、NaClO是由钠、氯、氧三种元素组成的纯净物，属于化合物，但不属于氧化物，故选项错误；D、C2H5OH是由碳、氢、氧三种元素组成的纯净物，属于化合物，但不属于氧化物，故选项错误；故选：B。典例2：图中、分别表示不同元素的原子，下列各图能表示化合物的是（）B．C．D．答案：B由同种元素组成的纯净物是单质，由不同种元素组成的纯净物是化合物。由微观示意图可知，A为单质，B为两种单质和一种化合物组成的混合物，C为化合物，D为两种单质和一种化合物组成的混合物。下列有关氢气的说法，错误的是（）A．密度比空气小 B．点燃前需检验纯度C．有毒 D．燃烧时产生淡蓝色火焰【答案】C【解析】氢气是一种无色、无臭、难溶于水、密度比空气小的气体，点燃前需要检验纯度，以防发生爆炸，燃烧时产生淡蓝色火焰，氢气无毒，C选项说法错误，答案选C。2．下列物质中，属于氧化物的是（）A．KClO3B．O2C．液态空气D．H2O【答案】D【解析】氧化物是由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物。A选项KClO₃由三种元素组成，不属于氧化物；B选项O₂是由一种元素组成的单质，不属于氧化物；C选项液态空气是混合物，不属于氧化物；D选项H₂O由氢和氧两种元素组成，属于氧化物，答案选D。3．下列关于水的说法，正确的是（）A．水是由氢气和氧气组成的B．水是由氢原子和氧原子构成的C．水是由水分子构成的D．水是由两个氢原子和一个氧原子构成的【答案】C【解析】A选项水是由氢元素和氧元素组成的，而不是氢气和氧气组成，A错误；B选项水是由水分子构成的，水分子是由氢原子和氧原子构成的，B错误；C选项水是由水分子构成的，C正确；D选项一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的，D错误，答案选C。4．如图是电解水的实验图。下列有关说法中，正确的是（）A．a管和b管产生的气体质量之比约为2:1B．b管中得到的是H2C．该实验说明水是由氢气和氧气组成的D．电解时，可加入少量NaOH以增强水的导电性【答案】D【解析】电解水时，与电源正极相连的玻璃管内产生氧气，与电源负极相连的玻璃管内产生氢气，且氢气和氧气的体积比约为2:1，质量比约为1:8。A选项a管和b管产生的气体体积之比约为2:1，质量之比约为1:8，A错误；B选项b管与电源正极相连，得到的是O₂，B错误；C选项该实验说明水是由氢元素和氧元素组成的，C错误；D选项电解时，可加入少量NaOH或硫酸钠以增强水的导电性，D正确，答案选D。5．下列有关电解水实验的说法，正确的是（）A．电解水得到氢气和氧气的质量比为2：1B．电解水实验中正极获得的是氢气C．电解水时正负两极所得气体体积比是8：1D．电解水时向水中加入少量硫酸钠以增强导电性【答案】D【解析】A选项电解水得到氢气和氧气的体积比为2:1，质量比为1:8，A错误；B选项电解水实验中正极获得的是氧气，负极获得的是氢气，B错误；C选项电解水时正负两极所得气体体积比是1:2，C错误；D选项电解水时向水中加入少量硫酸钠或氢氧化钠以增强导电性，D正确，答案选D。一、氢气的性质1．物理性质：氢气是一种无色、无臭、难溶于水的气体，密度比空气的小。2．化学性质（可燃性）：实验实验操作实验现象实验结论检验氢气的纯度用拇指堵住集满氢气的试管口，靠近火焰，移开拇指点火发出尖锐爆鸣声气体不纯声音很小气体较纯氢气燃烧点燃氢气，在火焰上方罩一个干燥的小烧杯产生淡蓝色火焰，放热，罩在火焰上方的烧杯内壁有水雾产生文字表达式：氢气+氧气eq\o\ac(\s\up5(点燃),\s\do0(→),\s\do5())水二、水的组成1．水中可加入少量硫酸钠溶液或氢氧化钠溶液以增强导电性。2．水在通电后，发生了分解反应，生成了氢气和氧气，且体积比约为2∶1。3．水通电反应的文字表达式：水氢气+氧气。4．元素种类分析：生成物中有氢、氧元素，反应前后元素的种类不会改变。5．实验结论：水由氢元素和氧元素组成。6．每个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的，因此水可以表示为H2O。三、纯净物的简单分类1．单质：由同种元素组成的纯净物。2．化合物：由不同种元素组成的纯净物。3．氧化物：由两种元素组成的化合物中，其中一种元素是氧元素。考点1氢气的性质1．下列用途，利用氢气物理性质的是（）A．还原金属氧化物B．制取盐酸C．充填探空气球D．高能燃料【答案】C【解析】A、氢气还原金属氧化物是氢气和金属氧化物反应生成金属单质的过程，有其他物质生成，属于化学变化，故此用途利用的是氢气的化学性质，A错误；B、氢气和氯气反应生成氯化氢，把氯化氢溶于水得到盐酸，故此用途利用的是氢气的化学性质，B错误；C、氢气是最轻的气体，其密度比空气小，氢气冲入气球中，气球就可以升向空中，成为探空气球，故此用途利用了氢气的物理性质，C正确；D、氢气和氧气反应放出大量热，氢气可以作为高能燃料，故此用途利用了氢气的化学性质，D错误。故选C。2．用排空气法收集氢气检验纯度，有爆鸣声，接下去的操作是（）A．用向上排空气法收集B．可以做有关氢气性质的实验C．用拇指堵住管口一会儿，再用向下排空气法收集D．立即用原试管再收集，再检验纯度【答案】C【解析】A、氢气的密度小于空气，应用向下排空气法收集，错误；B、不纯的氢气在加热或点燃时，可能发生爆炸，不纯氢气不可以做有关氢气性质的实验，错误；C、不纯氢气，用拇指堵住管口一会儿，再用向下排空气法收集，等试管中的氢气的火焰熄灭后再收集氢气检验纯度，以免点燃气体发生装置中的氢气而发生爆炸，正确；D、不纯氢气，用拇指堵住管口一会儿，再用向下排空气法收集，等试管中的氢气的火焰熄灭后再收集氢气检验纯度，以免点燃气体发生装置中的氢气而发生爆炸，错误。故选C。考点2电解水实验1．如图为电解水实验示意图。下列说法中正确的是（）A．与负极相连的试管内收集的气体是氧气B．产生氢气和氧气的质量比为2:1C．与正极相连的试管内收集的气体能燃烧D．该实验说明水是由氢元素和氧元素组成的【答案】D【解析】A