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课题

水的组成

OBSERVE · EXPLORE · UNDERSTAND

水的组成

从一滴水,到组成与定量表达。

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电解水 · 氢氧体积比 · 原创科学示意 来源
本课要点
  • 辨认电解水两极气体及检验证据
  • 区分2∶1体积比与1∶8质量比
  • 用元素守恒说明水的组成
  • 从反应式核对氢、氧原子个数
学习重要度 ★★★ · 官方频率待核实

01 学习目标

  • 辨认电解水两极气体及检验证据
  • 区分2∶1体积比与1∶8质量比
  • 用元素守恒说明水的组成
  • 从反应式核对氢、氧原子个数

02 · 从一个问题出发

电解水产生两种气体,如何由实验认识水的组成?

先想一想,再带着问题进入下面的探索。

03 知识讲解

KNOWLEDGE 01

先认识两种产物

水在通电条件下分解,正极产生氧气,负极产生氢气。氢气可燃,氧气助燃;检验需教师规范操作,氢气涉及可燃气体,不允许学生自行点燃。

记忆顺序是“负氢、正氧”,不是只背“多的一管”。通电后两极出现气泡,气体分别收集。正极气体使带火星木条复燃支持它是氧气;负极气体由教师按可燃气体规范检验。不要把两种气体混合后点燃。

电解水 · 氢氧体积比 · 原创科学示意 来源
KNOWLEDGE 02

体积关系有条件

相同温度和压强下,理想充分收集时氢气与氧气体积约为2:1。实际读数受漏气、溶解等影响,不能拿一次偏差否认全部结论,也不能把体积比当质量比。

例如负极得到24mL氢气,正极理想应得到12mL氧气。比体积要在相同温度、压强下;质量关系却是氢气∶氧气=1∶8。两种“比”用的是不同物理量,做题先看单位。

电解水 · 氢氧体积比 · 原创科学示意 来源
KNOWLEDGE 03

由元素守恒推断组成

水分解得到氢气和氧气,结合化学反应中元素种类不变,可以说明水由氢、氧元素组成。水是化合物,不是氢气与氧气的混合物。实验现象与推断要分开写。

证据链是“生成氢气和氧气 → 产物含氢、氧元素 → 反应前后元素种类不变 → 水含氢、氧元素”。不能说水中藏着氢气、氧气分子;水中是水分子,电解后才生成新分子。

水滴撞击水面的真实摄影;拍摄光照影响画面颜色。 来源
KNOWLEDGE 04

理解化学式与反应式

一个水分子含2个氢原子和1个氧原子。电解反应:2 HX2O→通电2 HX2↑+OX2↑\ce{2 H2O ->[通电] 2 H2 ^ + O2 ^}式中系数保证氢、氧原子在反应前后守恒。

前面的2表示两个水分子,每个水分子仍有2个氢原子、1个氧原子;下标不能在配平时改变。反应前4个氢原子、2个氧原子,反应后数量相同。

原子重组 · 质量守恒 · 原创科学示意 来源
KNOWLEDGE 05

从组成认识物质分类

只含一种元素的纯净物叫单质;由不同种元素组成的纯净物叫化合物。由两种元素组成、其中一种是氧元素的化合物叫氧化物。水是化合物和氧化物;含氧混合物不能因此称为氧化物。

先判断是否为纯净物,再看元素种类。氧气是单质,水是氧化物,空气是混合物。含氧元素只是判断氧化物的必要条件之一,还须同时满足纯净物、两种元素;例如过氧化氢是氧化物,含氧混合物不是氧化物。

原创结构主题图;非实物外观,精确构型见三维模型。 来源
原创实验动画

电解水 · 氢氧体积比

0 / 24 s

04 易错易混点

常见误区:电解水的两种气体质量比为2:1。

正确理解:2:1是相同条件下氢气与氧气的近似体积比。

常见误区:水由氢气与氧气混合组成。

正确理解:水由氢、氧元素组成,是一种物质。

05 中考考点

学习重要度 ★★★

考查频率:待核实,不作为真题频率统计

常见题型:选择题、填空题、简答题、实验探究题

典型考法:从条件或数据中提取证据,解释“先认识两种产物”;分别写清操作、现象与依据,涉及计算时保留对应关系和单位。

考法为原创教学归纳,官方分值与频率未填入。

06 例题精讲

先看题

电解水时负极理想收集30mL气体,正极是多少?这能否说明两种气体质量比2∶1?

展开第 1 步解析

负极是氢气,正极是氧气。

展开第 2 步解析

相同温度、压强下,体积比约2∶1,所以正极15mL。

展开第 3 步解析

质量比需考虑相对分子质量,氢气∶氧气=4∶32=1∶8。

总结方法

先确定气体,再区分体积与质量的物理量。

07 随堂练习

答完再看解析,检查自己理解了多少。

08 本课思维导图

09 小结与下一课

辨认电解水两极气体及检验证据;区分2∶1体积比与1∶8质量比;用元素守恒说明水的组成;从反应式核对氢、氧原子个数。先独立练习,再根据错题回到对应小节。

ONE PAGE · 一图速记

水的组成

01

辨认电解水两极气体及检验证据

02

区分2∶1体积比与1∶8质量比

03

用元素守恒说明水的组成

04

从反应式核对氢、氧原子个数

现象 → 条件 → 解释 → 独立作答

阅读完成和测验掌握分开记录。
下一步物质组成的表示 →

视频扩展

水的组成 视频讲解

视频待添加。先通过讲解、互动和练习巩固本课。

电解水 氢氧体积比 原创实验动画

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教材与训练参考依据

人教版2024版 · 教材印刷页码:91—95。讲解与题目原创,待教师审核。

广西2023官方参考样卷 · 历史考法参考 ↗万唯公开资料说明 ↗

具体广西版教辅与当年真题逐题对照尚待提供;本页不以历史样卷编造当前频率或分值。

依照人教版 · 2024版 九年级上册的课程纲要原创编写,待教师人工复核;不使用课本或真题扫描内容。