邓洁

摘 要：本教学设计通过对氢气燃烧和水的电解实验现象的观察，初步了解利用化学反应来研究纯净物组成的方法，初步了解科学家探究水的组成的过程和方法。同时，了解人类认识物质世界的过程和方法，体会化学家在研究过程中的科学精神，渗透学科思想方法。

关键词：初中化学；教学设计；教学过程

中图分类号：G633.8文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2016）17-083-1

教学过程

【引入提问】 这是一瓶普通的不能再普通的水。那么大家对这个普通的水有哪些了解呢？

【学生回答】 纯净的水是无色无味透明的液体。在1013KPa时，水的凝固点是0℃，沸点是100℃。水在0℃～4℃之间有反常膨胀现象（即热缩冷胀）。

【过渡】 看来大家对水还是非常了解的。那大家知道水是由哪些元素组成的吗？知道科学家是怎么发现水的组成的吗？

【板书】 4.3 水的组成

【讲述】 在很长一段时间里，人们都认为水是由一种元素组成的。一直到了1766年，对水的认识开始有了转机。

【讲述】 1766年，卡文迪许用锌或铁与稀硫酸或稀盐酸反应制得氢气。1774年，普利斯特里发现氧气。1781年某天，普利斯特里突发奇想，他将氢气通入一个含有空气的玻璃瓶中点燃。

【过渡】 大家知道发生了什么吗？下面我就来模拟一下这个实验，看看到底发生了什么？

【实验演示】 现在我利用卡文迪许发现的方法来制取氢气。

【提问】 已经有气泡产生，根据现象氢气有什么物理性质？

【学生回答】 无色无味的气体。

【讲述】 我在试管里留了装了一些水，然后再用排水法收集气体，这就像普利斯特里做的那样。

【提问】 能用排水法收集，说明氢气有什么性质？

【学生回答】 能溶于水，不与水反应？

【讲述】 我现在已经收集好了，我用大拇指堵住试管口，试管口朝下（因为氢气的密度小于空气）然后移向酒精灯火焰，松开大拇指，请大家注意听（发出尖锐的爆鸣声）。

……

【板书】 一、氢气的燃烧

【实验演示】 点燃氢气。

【讲解】 氢气燃烧火焰颜色实质上是淡蓝色的，但由于玻璃中成分的干扰，才显黄色。

【演示实验】 出示干燥的烧杯，把烧杯罩在火焰上方，出现水雾，说明反应生成了水，用手触摸烧杯外壁，发热，说明反应放热。

【提问】 写出反应文字表达式。根据该反应，水是由什么元素组成的？

【学生回答】 依据化学反应前后元素种类不变，水是由氢元素和氧元素组成的。

【讲述】 你怎么知道水就一定是氢气与氧气反应产生的，而不是与空气中的其它物质反应呢？氧气有阻燃性，这是老师告诉你的，对于当时的人们来说是不知道的。所以当时卡文迪也许有了这个疑问，他用纯氧代替空气，也得到了相同的现象，知道了的确是氧气在与氢气反应。

【过渡】 有人认为这些实验已经可以证明水不是由一种元素组成的，但也有人有不同的意见，一直到，1783年，我们伟大的化学家拉瓦锡才彻底解决了这个问题。他用一种逆向思维的过程，如果氢气和氧气能反应生成水，那是不是水也能反应生成氧气或氢气，或者两者都有呢？他设计了一个实验，让水蒸气通过一根烧红枪管，他得到了氢气。17年后，1800年，随着科技的发展，电出现了，尼科尔森和卡里斯特尔尝试着，将直流电的两个电极放到水中。大家知道发生了什么吗？

【板书】 二、水的电解

【讲述】 电解水时，我们选择的是正极和负极不会改变的直流电。我现在接通电源，大家看两个玻璃管刚开始时装满了水，为了增强水的导电性，要在里面加入氢氧化钠或硫酸或者硫酸钠。大家的左边电极与电源的负极相连，大家右边的电极与电源正极相连，请大家仔细观察现象。

【提问】 由实验现象可以知道两极产生的是什么气体？

【学生回答】 正极产生的气体可以使燃着的木条燃烧的更旺，说明正极产生的气体是氧气。负极产生的气体可以燃烧，说明负极产生的气体是氢气。

【交流讨论】 略。

【过渡】 经过漫长的时间人们终于认识了水的组成，是由氢氧两种元素组成的。随着科技的发展，到了现代，科学家不光从宏观方面研究物质是由什么元素组成的，还会从微观角度研究物质是由什么构成的。比如从宏观方面水是由氢氧元素组成，微观方面水是由水分子构成的。（展示模型）

【练习】 氧气、氢气的组成和构成情况。（展示模型）

【讲述】 水分解的微观解释：当水分子分解时，生成了氢原子和氧原子，2个氢原子结合成1个氢分子，很多氢分子聚集成氢气；2个氧原子结合成1个氧分子，很多氧分子聚集成氧气。

【过渡】 讨论：H2、O2、H2O属于纯净物还是混合物？

【讲述】 是的，它们都属于纯净物，只有纯净物才有固定的组成，才能用专门的化学符号来表示。

【提问】 H2、O2和H2O虽然都属于纯净物，但是它们在组成元素的种类上有什么不同？

【思考】 H2O、CO2、P2O5、SO2这四个物质的共同点？

【学生回答】 两种元素，一种是氧元素，化合物。

【讲解】 它们都是由两种元素组成，且其中一种元素为氧元素，这样的化合物称之为氧化物。

【思考】 下列物质哪些属于氧化物？O2 KMnO4 HCl H2O2 KClO3 Fe3O4

【提问】 展示分子模型，判断能否为氧化物。

【总结】 这节课，我们通过重温历史，再现了科学家从水的生成和分解两方面分析出了水的组成，并在此基础上学习了纯净物的分类。