人教版選修6 第四單元課題一 物質(zhì)性質(zhì)的研究 教案 (1).doc

課題一 物質(zhì)性質(zhì)的研究一、課題引入本課題是在學(xué)生已經(jīng)了解了一些物質(zhì)的性質(zhì)、分類，掌握了一定的研究物質(zhì)的方法的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生如何熟練掌握研究物質(zhì)性質(zhì)的一般過程與思路，通過運(yùn)用對比、歸納等科學(xué)方法，結(jié)合已知物質(zhì)性質(zhì)，對物質(zhì)性質(zhì)與反應(yīng)規(guī)律做系統(tǒng)比較與定性研究。在研究過程中獲得化學(xué)知識、發(fā)展解決化學(xué)問題的能力是本課題的基本目標(biāo)。本課題在第四單元中是相對基礎(chǔ)性的內(nèi)容，不同類物質(zhì)性質(zhì)的研究、同類物質(zhì)性質(zhì)及反應(yīng)規(guī)律研究都體現(xiàn)了分類、比較的科學(xué)方法，強(qiáng)調(diào)了對物質(zhì)性質(zhì)研究的系統(tǒng)化、規(guī)律化。培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)研究物質(zhì)性質(zhì)的能力。教學(xué)中應(yīng)著重于物質(zhì)性質(zhì)的研究過程，培養(yǎng)學(xué)生的研究意識。實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中通過問題的提出，充分調(diào)動學(xué)生參與教學(xué)的積極性，給學(xué)生以充分的思維空間，充分發(fā)揮研究型實(shí)驗(yàn)的功能。問題的提出應(yīng)充分適應(yīng)學(xué)生的實(shí)際水平，在學(xué)生思維充分發(fā)展與發(fā)散的過程中，教師給予必要的引導(dǎo)、歸納，在學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中遇到難以解決的問題時，應(yīng)適當(dāng)加以點(diǎn)撥，或分解問題，降低問題的難度與層次，接近學(xué)生的思維水平，保護(hù)學(xué)生探究的積極性。研究型實(shí)驗(yàn)的課題的提出應(yīng)當(dāng)具有開放性，要強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動參與、自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，使學(xué)生從被動接受知識向主動獲取知識轉(zhuǎn)化。在學(xué)生充分提出方案、討論與評價的基礎(chǔ)上，教師應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生對方案進(jìn)行分類、歸納與優(yōu)化，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施，實(shí)施過程中應(yīng)鼓勵學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)、提出新問題。最終形成研究本課題的一般程序：問題的提出學(xué)生預(yù)習(xí)討論設(shè)計(jì)與評價教師引導(dǎo)與歸納具體實(shí)施問題總結(jié)討論知識與方法總結(jié)歸納。教學(xué)中首先通過本課題前的【思考與交流】，總結(jié)以往學(xué)習(xí)和探究各種物質(zhì)的性質(zhì)及其規(guī)律的經(jīng)驗(yàn)，明確研究物質(zhì)性質(zhì)的一般方法與規(guī)律，這對課題中后面的兩個實(shí)驗(yàn)的方案設(shè)計(jì)起著啟發(fā)引導(dǎo)的作用。【思考與交流】1我們研究某種物質(zhì)，一般通過研究物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)兩方面來了解某一物質(zhì)，物理性質(zhì)包括顏色、氣味、狀態(tài)、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、硬度、密度、溶解性、導(dǎo)電性等，化學(xué)性質(zhì)包括通性、特性、氧化性、還原性、酸堿性等。2通常從物質(zhì)分類通性（相同）特性（差異）這樣的基本思路來研究一類物質(zhì)的性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)4-1 純凈物與混合物性質(zhì)的比較實(shí)驗(yàn)4-1是對不同類物質(zhì)性質(zhì)的物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)的研究，具有較強(qiáng)的多學(xué)科綜合性。雖然相當(dāng)一部分內(nèi)容是學(xué)生在小學(xué)、初中以及日常生活中能夠接觸到的，有一定的了解，但是大多數(shù)結(jié)論來自于書本結(jié)論，且缺少系統(tǒng)，更注重記憶性，如何通過實(shí)驗(yàn)探究，特別是如何設(shè)計(jì)研究型實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，對多數(shù)學(xué)生是很陌生的。教學(xué)中主要應(yīng)達(dá)到兩個方面的目標(biāo)：一是通過純水與水溶液的凝固點(diǎn)比較，合金與成分金屬的物理、化學(xué)性質(zhì)的比較，在已有知識基礎(chǔ)上將混合物與純凈物性質(zhì)做較系統(tǒng)的比較與分類；二是通過上述實(shí)驗(yàn)，掌握比較研究不同類物質(zhì)的方法，并運(yùn)用這一方法研究、獲得某些物質(zhì)性質(zhì)的知識；三是通過運(yùn)用多學(xué)科知識與技能，提出化學(xué)問題，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，提高綜合解決實(shí)際問題的能力。相比其他實(shí)驗(yàn)，本實(shí)驗(yàn)需要落實(shí)的化學(xué)基礎(chǔ)知識較少，所需相關(guān)學(xué)科綜合知識較多，學(xué)科綜合性較強(qiáng)，所應(yīng)用的研究及實(shí)驗(yàn)方法較復(fù)雜，有一定難度。本實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是難點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，選擇不同物質(zhì)的哪些方面的性質(zhì)進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)，如何控制實(shí)驗(yàn)條件，使實(shí)驗(yàn)科學(xué)性強(qiáng)，操作簡便易行，現(xiàn)象明顯，安全無害等，是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中著重要思考與研究的問題。教學(xué)設(shè)計(jì)提出課題：舉出生活中你所知道的混合物、純凈物，對比性質(zhì)差異，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。如學(xué)生在對比混合物、純凈物性質(zhì)差異方面感到無從下手，可以將問題分解，把問題具體化，從而降低問題的難度，例如：（1）從學(xué)生最熟悉的水與食鹽水的對比開始，提出問題：如何通過實(shí)驗(yàn)說明水和食鹽水性質(zhì)的差異？或從引導(dǎo)學(xué)生對比淡水與海水的性質(zhì)差異開始，引起學(xué)生的討論；（2）通過閱讀我國古代關(guān)于銅錫合金成分與用途的記載，思考討論相關(guān)問題；（3）對比純鐵、普通碳素鋼、不銹鋼的耐腐蝕的性質(zhì)引起學(xué)生的疑問：三者主要成分都是鐵元素，為什么抗腐蝕能力有很大的差異？學(xué)生可能提出的不同回答是：密度不同，凝固點(diǎn)不同，沸點(diǎn)不同，滲透壓不同，對金屬的腐蝕性不同，合金的抗腐蝕性不同等。教師在教學(xué)過程中將學(xué)生的回答總結(jié)分類為物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)幾個方面的不同，進(jìn)一步提出如何通過可行的實(shí)驗(yàn)，探究兩者性質(zhì)的差異。對實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，應(yīng)更多地為下一課題做相應(yīng)的鋪墊，定性實(shí)驗(yàn)與定量、半定量實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，如實(shí)驗(yàn)條件允許，可以較多地引入現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)設(shè)備。實(shí)驗(yàn)的實(shí)施（一）比較水和水溶液的凝固點(diǎn)1原理步驟1液體的固化過程，即比較不同液體凝固溫度或不同液體相同溫度下凝固的難易程度。步驟2固體的液化過程，即比較不同條件下固體開始熔化的溫度。2實(shí)驗(yàn)材料選擇常溫下為液態(tài)，且較易凝固的物質(zhì)為實(shí)驗(yàn)對象。3方案方案：取兩種不同濃度的甘油溶液和蒸餾水各半試管，插入木條（或插入溫度計(jì)），置于冰鹽混合物中，觀察現(xiàn)象。方案：比較冰鹽混合物不同組成比例時可獲得的最低溫度。（二）比較單質(zhì)金屬與合金的某些性質(zhì)1原理：通過比較單質(zhì)金屬與合金在相同的加熱條件下熔化的難易程度，比較兩者熔點(diǎn)的高低。通過單質(zhì)金屬與不同合金在相同條件下與酸的反應(yīng)，或?qū)⑵浣菰谑雏}水中一段時間后比較兩者抗腐蝕能力。2實(shí)驗(yàn)材料：選擇熔點(diǎn)較低金屬與合金為實(shí)驗(yàn)對象，可供選擇的材料為相同規(guī)格的保險絲（成分為鉛錫合金）、鉛絲、錫絲。3方案（1）取合金與組分金屬同時在酒精燈火焰上加熱，記錄熔化的先后順序，比較熔點(diǎn)高低。（2）取鐵絲、純鐵、不銹鋼分別浸泡在同濃度鹽酸中，比較反應(yīng)劇烈程度。（3）取鐵絲、純鐵、不銹鋼分別浸泡在同濃度食鹽水中，比較生銹腐蝕程度。學(xué)生通過討論交流可以提出的方案一般多于教材提示的實(shí)驗(yàn)方案，例如，學(xué)生可能提出用將金屬浸入食鹽水、蒸餾水，模擬比較海水與河水對船體的腐蝕；比較純水與溶液的沸點(diǎn)等實(shí)驗(yàn)。在設(shè)計(jì)合理、實(shí)驗(yàn)室條件允許、保證實(shí)驗(yàn)安全的前提下，每個教學(xué)班可分為多個小組，分別完成不同實(shí)驗(yàn)，通過匯報(bào)討論，交流各組的收獲體會?；顒咏ㄗh【學(xué)與問】冰融化從環(huán)境吸收熱量。為使試管溫度下降更快，可采取以下措施：一是將盛有冰水混合物的大燒杯放入保溫容器中，如紙箱中（內(nèi)填碎紙屑），或在大燒杯外包裹上保溫層（用多層報(bào)紙做保溫層，廉價易得，保溫效果較好），以便與環(huán)境隔離，減少混合物從環(huán)境中吸收熱量。二是冰塊與水的接觸面積大，冷卻效果較好，實(shí)驗(yàn)前將冰塊敲碎，成黃豆大?。ㄟ^大冷卻較慢，過小融化較快，不能較長時間提供低溫）。三是冰中加水至浸沒碎冰塊的二分之一至三分之一處冷卻效果較好。四是加入的水應(yīng)在實(shí)驗(yàn)前投入一定量冰塊，冷卻至0 使用。五是加入的粗鹽應(yīng)當(dāng)壓碎成粉末。六是冰水混合物中加入粗鹽后應(yīng)充分?jǐn)嚢??！締栴}與討論】1物質(zhì)的性質(zhì)與其組成成分和混合狀態(tài)有關(guān)。例如硫酸濃度不同（即水與硫酸的比例不同）沸點(diǎn)不同，冰鹽混合時混合均勻可獲得較低溫度，合金性質(zhì)與組分金屬的差異等。2在水中加入糖、醋、鹽的比例不同，可以獲得不同口味，還可以與家長共同烹制各種口味的菜肴與飲品，例如糖醋排骨、消暑運(yùn)動型飲料、涼菜等，在生活中學(xué)習(xí)更多的化學(xué)知識，了解健康膳食的結(jié)構(gòu)。在水中加入糖、醋、鹽的比例相同時，如果每加入一種物質(zhì)品嘗一次，由于加入與品嘗的順序不同，也可以獲得不同口感。3甘油水溶液作汽車防凍液、氯化鈉作融雪劑、冰鹽水作制冷劑應(yīng)用的都是混合物凝固點(diǎn)降低的性質(zhì)。混合物的應(yīng)用較為廣泛，例如：制冰淇淋時所使用的穩(wěn)定劑、各種合金制品、建筑涂料、各種食用調(diào)和油與調(diào)味劑、改變牛奶口感的添加劑、白酒的勾兌等等，因此研究混合物對生產(chǎn)、生活都有著重要意義。實(shí)驗(yàn)說明（一）比較水與水溶液的凝固點(diǎn)1兩支試管中的液體應(yīng)等量，兩支試管不能相互接觸。準(zhǔn)備的燒杯不應(yīng)小于250 ml，以保證試管盛裝液體的部分能完全浸沒在冰水混合物中。2甘油溶液的濃度為5%左右較適合?？墒褂寐然c溶液代替甘油。3為使實(shí)驗(yàn)更為精確，可以用溫度計(jì)代替細(xì)木條插入試管的溶液中，優(yōu)點(diǎn)是：一可定量觀察，效果更好。二可以觀察到蒸餾水的固定的凝固點(diǎn)，甘油溶液在凝結(jié)過程中凝固點(diǎn)在一定范圍內(nèi)變化。4有條件的學(xué)校，兩個實(shí)驗(yàn)都可以使用手持技術(shù)，利用溫度傳感器（溫度探頭）定量繪制水與水溶液的凝固過程的溫度變化曲線，使學(xué)生體會現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。5如實(shí)驗(yàn)室沒有冰箱等制造冰塊的設(shè)備，可通過測試蒸餾水與水溶液的沸點(diǎn)、密度、滲透壓，來比較兩種物質(zhì)的性質(zhì)。（二）比較單質(zhì)金屬與合金的某些性質(zhì)1合金可供選擇的有家用保險絲、焊錫條等。2合金與組分金屬條應(yīng)相同粗細(xì)。3取坩堝鉗夾取合金與組分金屬同時在酒精燈火焰上加熱，按熔斷順序判斷熔點(diǎn)高低。4金屬條熔斷后應(yīng)立即離開火焰，避免熔化的金屬滴落在酒精燈上，發(fā)生意外事故。5鐵絲、純鐵、不銹鋼浸泡在同濃度食鹽水中，生銹腐蝕大約需要幾個小時時間。拓展實(shí)驗(yàn)1比較蔗糖溶液與純水的凝固點(diǎn)實(shí)驗(yàn)基本程序與操作參見教材中實(shí)驗(yàn)4-1中比較水與水溶液的凝固點(diǎn)實(shí)驗(yàn)。2自制等體積的純水冰棍和糖水冰棍（1）可以配制較高濃度的糖水，建議濃度為20。（2）取等體積純水和糖水，觀察凝固前后體積的變化。（3）兩者凝固時均勻程度不同，純水冰棍結(jié)晶均勻，糖水冰棍結(jié)晶不均勻，若糖水濃度較大，最終可能有晶體析出或不凝固的高濃度液體。糖水冰棍先凝固的部分糖含量低，后凝結(jié)的部分糖含量較高，通過品嘗可以區(qū)分。與糖水凝固相比較，鹽水的實(shí)驗(yàn)效果更好，一定濃度(23%)的鹽水凝固時可以有氯化鈉晶體析出。（4）實(shí)驗(yàn)所需時間較長，建議作為家庭小實(shí)驗(yàn)完成，由學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)條件控制，得出在什么濃度下實(shí)驗(yàn)效果最佳。3酸的性質(zhì)研究參考方案：同種酸不同濃度時性質(zhì)比較例如，冰醋酸與1 mol/l的稀醋酸溶液導(dǎo)電性比較；冰醋酸稀釋過程中導(dǎo)電性的變化；稀硫酸與濃硫酸性質(zhì)比較等。參考方案：不同酸物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)比較，如苯甲酸、乙二酸、冰醋酸等。4不同金屬形成陽離子傾向比較這里主要是溶液中不同金屬形成陽離子傾向比較，即金屬活動性的比較?？梢詫?fù)習(xí)判斷金屬活動性順序的方法作為問題的引入，以這些方法為依據(jù)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。參考方案：比較不同金屬與酸的反應(yīng)，由反應(yīng)的劇烈程度判斷不同金屬形成陽離子的傾向。反應(yīng)的難易與金屬活動性和酸中氫離子濃度有關(guān)，因此可以觀察不同金屬與固定濃度鹽酸的反應(yīng)。還可以將酸滴入同體積的蒸餾水中，向蒸餾水中逐滴加入一定濃度的鹽酸，不同金屬開始出現(xiàn)氣泡時，加入的鹽酸的量不同，同樣可以比較不同金屬形成陽離子的傾向。設(shè)計(jì)方案如下：說明：（1）實(shí)驗(yàn)所使用的金屬形狀應(yīng)相似，使用前要除去表面的氧化膜；（2）金屬與酸長時間反應(yīng)后，因反應(yīng)放熱，溶液溫度升高，反應(yīng)可能十分劇烈，產(chǎn)生大量氫氣，將酸液沖出試管，因此觀察到金屬與酸的反應(yīng)后，應(yīng)盡快中止反應(yīng)；（3）酸濃度不可過大，否則與活潑金屬反應(yīng)都比較劇烈，難以區(qū)分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。鹽酸濃度以011 mol/l較為適宜。參考方案：不同活潑金屬與銅形成原電池的電壓說明：（1）電壓與金屬的活動性有關(guān)，還與電極間距離和電極與溶液的接觸面積有關(guān)，因此實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意控制以上相關(guān)實(shí)驗(yàn)條件；（2）若使用酸做電解質(zhì)溶液，因在銅電極上有氫氣生成，以及電極附近氫離子濃度的變化，電壓表的示數(shù)變化較快，應(yīng)注意觀察記錄形成原電池時的電壓最大值；（3）電壓的測量可使用多用數(shù)字式測試儀。實(shí)驗(yàn)4-2 金屬鎂、鋁、鋅化學(xué)性質(zhì)的探究實(shí)驗(yàn)4-2是對同類不同種物質(zhì)的性質(zhì)的研究，學(xué)生已經(jīng)通過鋁、鐵性質(zhì)的學(xué)習(xí)，掌握了金屬通性，在實(shí)驗(yàn)化學(xué)第三單元中掌握了fe3+、ag+、ba2+、al3+等金屬離子鑒定的一般方法，具有較好的知識基礎(chǔ)與實(shí)驗(yàn)研究方法。教學(xué)中主要應(yīng)達(dá)到兩個方面的目標(biāo)：一是通過鎂、鋁、鋅化學(xué)性質(zhì)的研究，系統(tǒng)總結(jié)掌握金屬化學(xué)性質(zhì)與反應(yīng)規(guī)律；二是通過實(shí)驗(yàn)歸納研究同類不同種物質(zhì)的性質(zhì)的一般思路和方法。課前應(yīng)從復(fù)習(xí)歸納常見金屬入手：金屬在化學(xué)反應(yīng)中做還原劑活潑金屬能與水、酸、鹽溶液發(fā)生置換；鈉等活潑金屬可與水劇烈反應(yīng)；金屬鋁既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)，具有兩性；鐵與水蒸氣反應(yīng)，生成四氧化三鐵和氫氣。對速率較慢的實(shí)驗(yàn)，常用的加快反應(yīng)速率的方法一是升高溫度以降低反應(yīng)活化能，并加速粒子的運(yùn)動，二是減小固體顆粒，增加反應(yīng)粒子的接觸面積，例如在鐵與水蒸氣的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用鐵粉而不是鐵片，是為了增加反應(yīng)粒子的接觸面積，該實(shí)驗(yàn)的另一加快反應(yīng)速率的方法是使用酒精噴燈加熱，提高反應(yīng)溫度。教學(xué)設(shè)計(jì)本實(shí)驗(yàn)中如何通過實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究金屬單質(zhì)的性質(zhì)是重點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)相對較易。第一課時，在學(xué)生預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上，只需通過：物質(zhì)分類通性（相同）特性（差異）這樣的基本思路來研究，由學(xué)生逐項(xiàng)提出想研究對比的問題，最后歸類總結(jié)，選擇可行方案，將方案整理表格化，第二課時完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中的難點(diǎn)是金屬鋅的兩性，zn2+的檢驗(yàn)，zn（oh）2的兩性、特性。鎂、鋁、鋅單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)參考：拓展實(shí)驗(yàn)：mg2+、zn2+、al3+的檢驗(yàn)及zn（oh）2性質(zhì)研究活動建議【問題與討論】1三種金屬性質(zhì)的相似與區(qū)別。具體內(nèi)容略。2金屬在化學(xué)反應(yīng)中通常體現(xiàn)還原性，一般可與非金屬、水或酸、某些鹽溶液等反應(yīng)。一定條件下易與其他各種氧化劑反應(yīng)，如鐵可被過氧化氫、高錳酸鉀溶液等氧化，鋁可發(fā)生鋁熱反應(yīng)等。此外某些兩性金屬可以與堿反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)說明1上述三種金屬與酸反應(yīng)較劇烈，注意控制酸的濃度。鎂、鋅與冷濃硫酸、硝酸的反應(yīng)劇烈，產(chǎn)生大量有毒氣體