4.2  水的組成1．了解水的物理性質(zhì)，了解水對(duì)于生命及生命活動(dòng)的重要作用。2．認(rèn)識(shí)電解水的實(shí)驗(yàn)裝置，了解電解水的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論，能分析推導(dǎo)出水的元素組成和水分子的原子構(gòu)成，記住水的化學(xué)式。3．加深理解化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)以及單質(zhì)、化合物、氧化物、分子、原子、元素的概念。 1.電解水實(shí)驗(yàn)。2.化學(xué)反應(yīng)的微觀實(shí)質(zhì)。1．水的物理性質(zhì)(1)純凈的水是無(wú)色、無(wú)味的透明液體。(2)在壓強(qiáng)為101.3 kPa時(shí)，水的凝固點(diǎn)是0 ℃，沸點(diǎn)是100 ℃。(3)溫度為4℃時(shí)，水的密度(1 g·cm－3)最大。水能凝結(jié)成冰，冰的密度比水小。水的特性：①水有反膨脹現(xiàn)象——水在4 ℃時(shí)密度最大，從4 ℃降溫或升溫，水的密度都會(huì)降低；②水的比熱容大(4.2×103 J/kg·℃)，水吸收或放出較多熱量而溫變不大，故水有“自然空調(diào)”之稱。水能以三態(tài)(水、冰和水蒸氣)在自然狀態(tài)下共存，冰浮在水面保證水下生物安全過(guò)冬。2．探究組成水的元素水究竟是混合物還是純凈物？水是單質(zhì)還是化合物？水分子是由什么原子構(gòu)成的？水是由哪些元素組成的？怎樣證實(shí)？活動(dòng)探究：水的電解實(shí)驗(yàn)來(lái)推斷水的組成。(1)實(shí)驗(yàn)裝置(如下圖所示)(2)實(shí)驗(yàn)步驟①往水電解器里注滿水(水的導(dǎo)電性很弱，為了增強(qiáng)水的導(dǎo)電性，常在水中加入少量的氫氧化鈉或稀硫酸)。②通入直流電(連接蓄電池、干電池、直流電源等)。③觀察電極上和刻度管內(nèi)有什么現(xiàn)象發(fā)生。④用一根帶火星的木條檢驗(yàn)連接電源正極的刻度管內(nèi)的氣體。⑤用燃著的木條檢驗(yàn)連接電源負(fù)極的刻度管內(nèi)的氣體。(3)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①通電后可以發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)電極表面都有無(wú)色氣體產(chǎn)生；②兩個(gè)刻度管里匯集了無(wú)色氣體，液面降低，正極與負(fù)極產(chǎn)生氣體的體積比約為1∶2；③與正極連接的刻度管內(nèi)的氣體能使帶火星的木條復(fù)燃，說(shuō)明是氧氣；④與負(fù)極連接的刻度管內(nèi)的氣體能燃燒，火焰呈淡藍(lán)色，且有水珠產(chǎn)生，說(shuō)明是氫氣。電解水時(shí)，正極生成氧氣，負(fù)極生成氫氣，二者的體積之比為1∶2?？捎孟铝幸粋€(gè)典故記憶：“鄭和　　　下　　　西洋”“正極      生成    氧氣”或者：“負(fù)氫正氧，氫二氧一”。“氫二氧一”既指氫氣與氧氣的體積之比為2∶1，也指其分子個(gè)數(shù)之比為2∶1，也指水分子中氫、氧原子個(gè)數(shù)之比為2∶1，不是指氫氣和氧氣的質(zhì)量之比為2∶1。你知道嗎！①電解水時(shí)，在水中加入少量的氫氧化鈉或硫酸，是為了增加導(dǎo)電性，它們不是催化劑；②電解水時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的條件是“通電”而不是“電解”。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論①宏觀變化：水在通直流電的條件下，發(fā)生分解反應(yīng)，生成氫氣和氧氣。屬于分解反應(yīng)。反應(yīng)的文字表達(dá)式：②微觀變化：在水電解的化學(xué)變化中(如下圖所示)，水分子能分成氫原子和氧原子，而氫原子和氧原子卻不能再分，只能重新組合成新的分子。每?jī)蓚€(gè)氫原子結(jié)合構(gòu)成一個(gè)氫分子，大量氫分子聚集構(gòu)成氫氣；每?jī)蓚€(gè)氧原子結(jié)合構(gòu)成一個(gè)氧分子，大量氧分子聚集構(gòu)成氧氣。這個(gè)實(shí)驗(yàn)還說(shuō)明了：在化學(xué)反應(yīng)中，分子可以再分成原子，而原子卻不能再分。從宏觀上可以認(rèn)識(shí)化學(xué)變化的特征：生成了其他物質(zhì)。從微觀上可以理解化學(xué)變化的實(shí)質(zhì)：分子分裂成原子，原子重新組合成新的分子。原子是化學(xué)變化中的最小粒子?；瘜W(xué)反應(yīng)前后，分子的種類發(fā)生了改變，而各原子的種類、數(shù)目和質(zhì)量都沒有改變，各元素的種類和質(zhì)量也沒有改變。③水的元素組成：氫氣是由氫元素(H)組成的，氧氣是由氧元素(O)組成的，所以可推測(cè)水是由氫元素(H)和氧元素(O)組成的。(由此證明化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類沒有發(fā)生變化)④水分子是由原子構(gòu)成：意大利科學(xué)家阿伏加德羅提出：“在同溫同壓下，同體積的氣體有相同的分子數(shù)。”水的電解實(shí)驗(yàn)中，所得氫氣與氧氣的體積之比約為2∶1，那么所得氫氣與氧氣的分子個(gè)數(shù)之比也為2∶1。因?yàn)闅浞肿雍脱醴肿佣际请p原子分子，意味著產(chǎn)物中氫、氧原子個(gè)數(shù)之比為2∶1，所以可推測(cè)1個(gè)水分子中氫、氧原子個(gè)數(shù)之比也約為2∶1，即每個(gè)水分子是由2個(gè)氫原子(H)和1個(gè)氧原子(O)構(gòu)成的，水的化學(xué)式為H2O。我知道了！水是由氫元素(H)和氧元素(O)組成的；每個(gè)水分子是由2個(gè)氫原子(H)和1個(gè)氧原子(O)構(gòu)成的；水的化學(xué)式為H2O。(5)實(shí)驗(yàn)反思①電解水的實(shí)驗(yàn)用的是直流電還是交流電？直流電，保證電子流動(dòng)方向一定。若是交流電，電源正負(fù)極會(huì)交替變化，這樣會(huì)產(chǎn)生氫氣和氧氣的混合氣體，發(fā)生危險(xiǎn)。而且兩極的電壓也是交替規(guī)律性變化的。②電解水的實(shí)驗(yàn)中，為什么要在水中加入少量的氫氧化鈉或硫酸？水的導(dǎo)電性很弱，為了增強(qiáng)水的導(dǎo)電性，常在水中加入少量的氫氧化鈉或硫酸。③水通電分解產(chǎn)生的氫氣與氧氣的體積比應(yīng)為2∶1，但實(shí)驗(yàn)中氫氣與氧氣的體積比卻大于2∶1，為什么？原因主要有：在水中，氫氣與氧氣的溶解能力不同，氧氣的溶解能力比氫氣大；電解時(shí)產(chǎn)生的氧氣會(huì)與金屬電極發(fā)生反應(yīng)，從而消耗了氧氣。④檢驗(yàn)氫氣時(shí)，為什么只發(fā)出爆鳴聲，而且看不到淡藍(lán)色火焰？收集的氣體中混入空氣，點(diǎn)燃時(shí)會(huì)發(fā)生爆鳴現(xiàn)象，而看不到安靜的燃燒現(xiàn)象。3．用歸納法記憶電解水實(shí)驗(yàn)中有關(guān)的知識(shí)氣體匯集處：  負(fù)極   正極產(chǎn)物特征：    可燃   助燃氣體體積比： 　 2  ∶  1可簡(jiǎn)記為：“正氧負(fù)氫，氫二氧一”。4．通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)組成的方法用實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)探究物質(zhì)的組成，其具體的方法是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，把要探究的物質(zhì)分解或者跟其他物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)，然后檢驗(yàn)和分析生成物的組成情況，進(jìn)而得出有關(guān)物質(zhì)的組成。探究水的組成，可采用水分解，鑒定分解產(chǎn)物的方法，也可采用氫氣在氧氣中燃燒成水的方法。利用水的電解，探究水的組成：5．根據(jù)微觀模型獲得多種結(jié)論表示化學(xué)變化的圖解、模型等直觀、形象，既能給我們提供感性認(rèn)識(shí)材料，又能引起我們理性思考。所含信息豐富，可從不同的角度解讀出不同的結(jié)論。電解水的化學(xué)變化可用下圖表示：[來(lái)源:學(xué)科網(wǎng)]解題時(shí)，要熟悉有關(guān)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、變化和分類規(guī)律，并用規(guī)范、科學(xué)、準(zhǔn)確的化學(xué)術(shù)語(yǔ)表達(dá)出來(lái)。對(duì)于開放性試題，從不同的角度，可以得出不同的結(jié)論。(1)從物質(zhì)組成的角度分析：物質(zhì)由元素組成；(2)從物質(zhì)結(jié)構(gòu)的角度分析：各物質(zhì)由分子(或原子或離子)構(gòu)成，各物質(zhì)的分子由原子構(gòu)成等；(3)從物質(zhì)變化的角度分析：宏觀變化的過(guò)程，微觀變化的實(shí)質(zhì)等；(4)從物質(zhì)性質(zhì)的角度分析：物質(zhì)在化學(xué)變化中表現(xiàn)出來(lái)的化學(xué)性質(zhì)等；(5)從物質(zhì)分類的角度分析：各物質(zhì)所屬物質(zhì)類別。  

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4.2 水的組成

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