小學(xué)家教教案
發(fā)表時(shí)間:2020-10-09化學(xué)1專題一《化學(xué)家眼中的物質(zhì)世界》教材分析。
化學(xué)1專題一《化學(xué)家眼中的物質(zhì)世界》教材分析
教材分析及教學(xué)建議
一.本專題編寫思路
本專題屬于高中化學(xué)的基礎(chǔ)和必備知識(shí),對(duì)初、高中化學(xué)學(xué)習(xí)起著承前啟后的橋梁作用。物質(zhì)的組成、分類、轉(zhuǎn)化是重要的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),而物質(zhì)的量是研究和學(xué)習(xí)化學(xué)的必要工具。研究物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方法則是對(duì)我科學(xué)態(tài)度和方法的一種培養(yǎng)和引導(dǎo)。
第一單元介紹“豐富多彩的化學(xué)物質(zhì)”教材以初中化學(xué)的相關(guān)內(nèi)容為基礎(chǔ),歸納總結(jié)物質(zhì)的分類方法和化學(xué)反應(yīng)的基本類型,進(jìn)而引入“物質(zhì)的量”,簡(jiǎn)要介紹物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積等重要概念以及它們之間的關(guān)系。同時(shí)簡(jiǎn)單介紹分散系、膠體等概念。第二單元介紹“研究物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方法”。第三單元介紹“人類對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)”。教材較為系統(tǒng)地介紹了人類對(duì)原子結(jié)構(gòu)伯認(rèn)識(shí)過程,原子的構(gòu)成,構(gòu)成原子的三種粒子之間的關(guān)系,同位素、核素等概念。
本專題教材編寫思路:對(duì)宏觀物質(zhì)的基本認(rèn)識(shí)----化學(xué)研究的基本方法-----對(duì)物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)
二.各單元的教材分析與教學(xué)建議
第一單元豐富多彩的化學(xué)物質(zhì)
1.知識(shí)與技能要求:
基本要求
①初步認(rèn)識(shí)物質(zhì)的科學(xué)分類方法,學(xué)會(huì)從不同角度對(duì)化學(xué)物質(zhì)及物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化進(jìn)行分類的基本方法,在此過程中掌握根據(jù)物質(zhì)的存在狀態(tài)、根據(jù)分散質(zhì)粒子大小、根據(jù)物質(zhì)的導(dǎo)電狀況等進(jìn)行分類,掌握四種基本化學(xué)反應(yīng)類型、能根據(jù)化合價(jià)的變化來判斷氧化還原反應(yīng)。
②認(rèn)識(shí)物質(zhì)的量,并利用物質(zhì)的量進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算。
③知道不同聚集狀態(tài)物質(zhì)的一些特性,了解影響氣體體積的主要因素,初步學(xué)會(huì)用氣體摩爾體積進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算。
④能用電解質(zhì)的電離方程式表示電解質(zhì)導(dǎo)電的原因。
⑤了解分散系的含義,知道膠體區(qū)別于其他分散系的本質(zhì)特征和鑒別方法。
發(fā)展要求
①物質(zhì)的量運(yùn)用于化學(xué)方程式的簡(jiǎn)單計(jì)算
②化學(xué)反應(yīng)基本類型與氧化還原反應(yīng)之間的關(guān)系。
③阿佛加德羅定律及其推論。
說明
不宜拓展提示:
①對(duì)氧化還原反應(yīng)只要求學(xué)會(huì)判斷,不要對(duì)其它概念(氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、氧化劑、還原劑等)進(jìn)行擴(kuò)展,也不對(duì)復(fù)雜氧化還原反應(yīng)進(jìn)行配平。相關(guān)內(nèi)容將在后續(xù)課程中學(xué)習(xí)
②膠體的概念只要求了解其不同于溶液的特性,對(duì)膠體的凝聚、布朗運(yùn)動(dòng)等不宜擴(kuò)展。
2.教材分析:
第一單元介紹“豐富多彩的化學(xué)物質(zhì)”教材以初中化學(xué)的相關(guān)內(nèi)容為基礎(chǔ),歸納總結(jié)物質(zhì)的分類方法和化學(xué)反應(yīng)的基本類型,進(jìn)而引入“物質(zhì)的量”,簡(jiǎn)要介紹物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積等重要概念以及它們之間的關(guān)系。同時(shí)簡(jiǎn)單介紹分散系、膠體等概念。所以本單元內(nèi)容實(shí)質(zhì)上是在引導(dǎo)學(xué)生以化學(xué)的眼光,從微觀的角度去認(rèn)識(shí)豐富多彩的物質(zhì)世界,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到宏觀和微觀的相互轉(zhuǎn)化是研究化學(xué)的科學(xué)方法之一。
3.教學(xué)建議
(1)注意與初中化學(xué)相關(guān)知識(shí)的銜接,準(zhǔn)確把握教學(xué)內(nèi)容的深廣度。
作為《化學(xué)1》的第1專題,既是初中化學(xué)學(xué)習(xí)的總結(jié)和概括,又必須為高中化學(xué)的學(xué)習(xí)打下新的基礎(chǔ),這是本專題教學(xué)中要把握的一條重要思路。在教學(xué)實(shí)施中,要注意以舊引新,點(diǎn)到為止?!俺啊?、“超標(biāo)”、“一竿子插到底”地進(jìn)行教學(xué),都只能把學(xué)生的學(xué)習(xí)帶入困境,是不可取的。事實(shí)上,教材對(duì)大部分概念知識(shí)的要求是螺旋上升的,教師要深刻理解課標(biāo)和教材對(duì)內(nèi)容的深廣度要求,注意化學(xué)基本概念學(xué)習(xí)要求的層次。例如
①根據(jù)物質(zhì)的組成和性質(zhì)對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分類
(分類的角度、方法、分類的層次?各類代表物?怎樣判斷具體物質(zhì)所屬的類別?這些要求都在不斷擴(kuò)充、加深),在第一單元可補(bǔ)充“氧化物可分為酸性氧化物、堿性氧化物”的知識(shí),如果補(bǔ)充酸可分為強(qiáng)氧化性酸和非強(qiáng)氧化性酸就超前了?!?br>
②幾個(gè)化學(xué)概念與相關(guān)知識(shí)的層級(jí)發(fā)展
學(xué)習(xí)
階段
化學(xué)反應(yīng)
氧化還原反應(yīng)
物質(zhì)結(jié)構(gòu)
初中
化學(xué)反應(yīng)過程中會(huì)發(fā)生物質(zhì)變化、物質(zhì)變化的實(shí)質(zhì)是原子的重新組合(四種基本類型)
從得失氧的角度判斷氧化還原反應(yīng)從具體的物質(zhì)氧氣來認(rèn)識(shí)氧化性;氫氣和一氧化碳來認(rèn)識(shí)還原性
原子由原子核和核外電子構(gòu)成
必修1
化學(xué)反應(yīng)的類型除四種基本類型外,有些反應(yīng)中原子的外層電子也會(huì)變化,物質(zhì)在溶液中的反應(yīng)有些以離子進(jìn)行。
第一單元:根據(jù)化合價(jià)的變化判斷氧化還原反應(yīng)
原子核的結(jié)構(gòu)、原子中各微粒的關(guān)系、核外電子是分層排布的
第二單元:根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)了解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移,氧化劑、還原劑、氧化性、還原性概念等
必修2
化學(xué)反應(yīng)過程中會(huì)發(fā)生能量變化和物質(zhì)變化,其變化的實(shí)質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成、化學(xué)反應(yīng)的快慢和限度(感性認(rèn)識(shí))、化學(xué)能與熱能的轉(zhuǎn)化(定性分析)、化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化(感性認(rèn)識(shí))
核外電子的分層排布規(guī)律
選修
化學(xué)反應(yīng)的方向、化學(xué)反應(yīng)的快慢和限度(理性分析)、化學(xué)能與熱能的轉(zhuǎn)化(定量計(jì)算)、化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化(理性分析)
通過電解、原電池等學(xué)習(xí)進(jìn)一步理解氧化還原反應(yīng)
原子結(jié)構(gòu)的量子力學(xué)模型、核外電子的能級(jí)排布(能量最低原理、泡利不相容原理、洪特規(guī)則)
(2)舉例要適當(dāng)、典型,不宜選用學(xué)生不太熟悉的反應(yīng)實(shí)例
本單元是高中化學(xué)的起始部分,在教學(xué)內(nèi)容的選擇安排上,要從學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)和生活現(xiàn)實(shí)出發(fā),舉例要適當(dāng)、典型,不宜選用學(xué)生不太熟悉的反應(yīng)實(shí)例。例如:
“CO2和NaOH反應(yīng)的不同情況、正鹽與酸式鹽的互變、微溶物參加的反應(yīng)”
“金屬與水反應(yīng)”等例不宜在此使用。
(3)創(chuàng)造性地使用教材中的欄目
專題1設(shè)置了活動(dòng)性欄目,資料性欄目和工具性欄目近40個(gè),為教師的教學(xué)設(shè)計(jì)提供了支持。
教師在教學(xué)中首先要體會(huì)各種欄目的功能和教育價(jià)值,在設(shè)計(jì)教學(xué)過程中,對(duì)課本中的欄目不可置之不理,也不能照單全收,而應(yīng)根據(jù)學(xué)生的具體情況創(chuàng)造性地使用這些欄目。
例如:
P5對(duì)圖1—3和P16的“交流與討論”若全面展開分析,必會(huì)出現(xiàn)書寫Ca→Ca(OH)2反應(yīng)方程式和分析Mg2、SO42—、Ba2、Cl—等離子的反應(yīng)情況,此時(shí)出現(xiàn)這些,是不合適的。
(4)實(shí)驗(yàn)教學(xué)建議
①教師可以再適當(dāng)補(bǔ)充一些溶液和膠體作光照對(duì)比實(shí)驗(yàn),以便使學(xué)生歸納出鑒別溶液和膠體的方法。對(duì)教材中“氫氧化鐵膠體有哪些應(yīng)用?”的問題不作討論。
②溶液導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn),可用并聯(lián)裝置,五種溶液同時(shí)進(jìn)行,以便學(xué)生作對(duì)比觀察。
③補(bǔ)充單質(zhì)、酸、堿、鹽關(guān)系實(shí)驗(yàn)作為學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)。
④教學(xué)氣體摩爾體積時(shí)可利用針筒、乒乓球、籃球創(chuàng)設(shè)情景、建立模型
第二單元研究物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方法
1.知識(shí)與技能要求:
基本要求
①了解蒸餾、萃取、分液、過濾、結(jié)晶等實(shí)驗(yàn)方法。
②初步學(xué)會(huì)NH4、Cl-、SO42-、Na、K的檢驗(yàn)方法,能用離子檢驗(yàn)法設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案,探究常見物質(zhì)的組成。
③知道物質(zhì)的量濃度的含義,初步學(xué)會(huì)溶液配制的實(shí)驗(yàn)技能,體會(huì)定量研究的方法對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)和科學(xué)研究的重要作用。
發(fā)展要求
①物質(zhì)的分離、提純及物質(zhì)檢驗(yàn)的一般原則。
②物質(zhì)的量濃度應(yīng)用于溶液中化學(xué)反應(yīng)中的計(jì)算。
說明
不宜拓展:
①物質(zhì)的量濃度與質(zhì)量分?jǐn)?shù)之間的換算。
②把物質(zhì)、離子的檢驗(yàn)過于具體化。
2.教材分析:
第二單元教學(xué)并不僅僅是學(xué)習(xí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的一些基本知識(shí)和基本操作。教材的編寫思路是:化學(xué)家研究一種物質(zhì),首先考慮的是怎樣從混合物中把這種物質(zhì)物質(zhì)分離出來,怎樣提純這種物質(zhì),再進(jìn)行分析、檢測(cè),研究它的結(jié)構(gòu)、組成,研究過程中既要用到定性分析的方法、也要用到定量分析的方法。教學(xué)中不要急于讓學(xué)生學(xué)到新知識(shí)而是把重點(diǎn)放在實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)之上,放在讓學(xué)生自主探究、自主總結(jié)和提練上,從中提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和總結(jié)概括能力,著重讓學(xué)生在這些基礎(chǔ)內(nèi)容中體會(huì)化學(xué)家研究化學(xué)物質(zhì)的基本思路和基本方法。要讓學(xué)生學(xué)會(huì)方案設(shè)計(jì)、觀察方法、記錄處理、安全知識(shí)等。
配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液
在介紹一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制方法之前,先介紹物質(zhì)的量濃度的概念,讓學(xué)生理解概念和對(duì)概念進(jìn)行應(yīng)用,并了解應(yīng)用物質(zhì)的量濃度的好處,以及與溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的區(qū)別等。一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制方法的介紹可采用邊講邊演示,然后總結(jié)出配制步驟的要點(diǎn),有利于學(xué)生掌握。
本節(jié)教學(xué)重點(diǎn):混合物的分離與離子的檢驗(yàn)。
物質(zhì)的量濃度的概念,一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制方法。
3.教學(xué)建議:
① 運(yùn)用比較的方法,使學(xué)生正確理解“物質(zhì)的量濃度”的涵義
通過對(duì)物質(zhì)的量濃度與溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)之間的不同點(diǎn)的比較,使學(xué)生比較直觀理解“物質(zhì)的量濃度”的涵義
②做好一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制實(shí)驗(yàn),使學(xué)生掌握溶液配制的要點(diǎn)
配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的方法,是高中學(xué)生必須學(xué)會(huì)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作技能之一。教學(xué)中要介紹容量瓶的特點(diǎn)和使用方法,以及為什么轉(zhuǎn)移溶液時(shí)要用玻璃棒;為什么要用水將燒杯洗滌數(shù)次,并將洗滌液倒入容量瓶中;容量瓶中溶液接近瓶頸刻度時(shí)為什么要改用膠頭滴管加水等。一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制步驟可歸納為:計(jì)算、稱量、溶解、洗液、定容、搖勻等。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)建議:
①從氯化鉀和硝酸鉀的混合物中提純硝酸鉀實(shí)驗(yàn),課本只要求學(xué)生設(shè)計(jì)方案,相應(yīng)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)在《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》模塊中課題3安排,各校可根據(jù)本校實(shí)驗(yàn)條件,決定是否將該實(shí)驗(yàn)提前在本專題教學(xué)中進(jìn)行。
②學(xué)生物質(zhì)分離(如蒸餾、萃取、分液等)的操作技能可在《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》模塊中再加以訓(xùn)練。
③溶液的配制可提到概念前作為探究實(shí)驗(yàn)
④建議“溶液的配制”及“物質(zhì)的檢驗(yàn)”兩節(jié)課到實(shí)驗(yàn)室上課。附帶膠體性質(zhì)實(shí)驗(yàn)。
第三單元、人類對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)
1.知識(shí)與技能要求:
基本要求
①通過了解原子結(jié)構(gòu)模型演變的歷史,體驗(yàn)科學(xué)家探索原子結(jié)構(gòu)的艱難過程,認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)、假說、模型等科學(xué)方法對(duì)化學(xué)研究的作用。
②了解部分典型元素原子的核外電子排布,并能用原子結(jié)構(gòu)示意圖來表示。知道活潑金屬和非金屬原子在化學(xué)反應(yīng)過程中通過電子得失使最外層達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的事實(shí)。通過氧化鎂的形成了解鎂與氧氣反應(yīng)的本質(zhì)。
發(fā)展要求
從氧化鎂的形成推知其它常見離子化合物的形成原因。
說明
①原子結(jié)構(gòu)模型的演變、原子的構(gòu)成、同位素知識(shí)我省學(xué)生在初中科學(xué)課程中已學(xué)習(xí)掌握。
②對(duì)夸克等不宜作過多糾纏,只要有不斷發(fā)展的概念即可。
③對(duì)離子鍵、共價(jià)鍵等不必深化,《化學(xué)2》還要研究。
2.教材分析:
化學(xué)是在原子、分子水平上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化和應(yīng)用的一門科學(xué)。因此,研究、了解原子結(jié)構(gòu),才能更加深入地學(xué)習(xí)化學(xué),了解化學(xué)變化規(guī)律。
本單元內(nèi)容分成“原子結(jié)構(gòu)模型的演變”和“原子的構(gòu)成”兩個(gè)部分。教材先安排原子結(jié)構(gòu)模型的演變,讓同學(xué)們了解人類認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)的歷程,初步認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu),形成“原子核外電子是分層排布”的觀念;而且,通過具體實(shí)例,分析了化學(xué)變化中原子的變化,形成許多原子有達(dá)到“8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)”的傾向等規(guī)律。再此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步學(xué)習(xí)原子的構(gòu)成,從更加微觀的角度認(rèn)識(shí)原子的構(gòu)成,同時(shí)了解核素、同位素等概念,了解質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)和質(zhì)量數(shù)之間的關(guān)系,并能根據(jù)原子組成符號(hào)分析、判斷原子的構(gòu)成等。學(xué)好這部分內(nèi)容,不僅為后面學(xué)習(xí)元素化合物性質(zhì)、氧化還原反應(yīng)奠定基礎(chǔ),而且對(duì)《化學(xué)2》系統(tǒng)學(xué)習(xí)原子核外電子排布規(guī)律和元素周期表等知識(shí)打下理論基礎(chǔ)。
3.教學(xué)建議:
(1)認(rèn)真閱讀,抓住核心內(nèi)容
課本出呈現(xiàn)文字材料外,還呈現(xiàn)了大量的圖片、表格,這些內(nèi)容都是為揭示核心內(nèi)容而編排的。因此在學(xué)習(xí)過程中,要認(rèn)真研讀教材,通過對(duì)文字材料、圖片、表格等的分析,通過歸納、提煉和概括,掌握關(guān)鍵知識(shí)、形成主要觀念。
(2)深入探究,探索知識(shí)規(guī)律
本節(jié)內(nèi)容涉及許多規(guī)律性知識(shí),這些知識(shí)必須通過深入思考、認(rèn)真探究才能得到。比如,P28中的“交流與討論”欄目,必須經(jīng)過深入思考,才能得出以下知識(shí)規(guī)律:
①化學(xué)變化中,原子核不發(fā)生變化,但原子的最外層電子數(shù)會(huì)改變;
②在化學(xué)反應(yīng)中,原子具有最外層達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的傾向等知識(shí)。又如,P29中的“問題解決”欄目,也必須在深入探究的基礎(chǔ)上,才能得出“單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)生成化合物中,元素的化合價(jià)與其在反應(yīng)中失去或得到電子的數(shù)目之間的關(guān)系”以及原子得失電子情況和原子最外層電子數(shù)目的關(guān)系等。
三.教輔分析
由于教師還習(xí)慣于采用傳統(tǒng)的習(xí)題教學(xué)和訓(xùn)練模式,加之教材中個(gè)別習(xí)題的表述和問點(diǎn)與教材正文內(nèi)容之間的跨度偏大,市場(chǎng)上的習(xí)題教輔資源往往偏難、偏繁、偏舊,所以使學(xué)生“學(xué)得高興,做題痛苦”。面對(duì)這種情形,教師要改變?cè)瓉淼牧?xí)題處理方式。
首先要關(guān)注習(xí)題教學(xué),不能將習(xí)題課簡(jiǎn)單處理成練習(xí)課,要將典型的習(xí)題進(jìn)行剖析,培養(yǎng)學(xué)生將新知識(shí)運(yùn)用到習(xí)題的分析和解答中的遷移能力。
其次,教師要將習(xí)題的處理和新知識(shí)的學(xué)習(xí)結(jié)合起來,尤其是,應(yīng)該將運(yùn)用新知識(shí)的重要習(xí)題,放在新知識(shí)獲得后處理,作為新知識(shí)的應(yīng)用鞏固,及時(shí)培養(yǎng)學(xué)生將新知識(shí)運(yùn)用于分析問題和解決問題中的能力。
再者,教師要對(duì)習(xí)題教輔資源進(jìn)行篩選,選擇難度適合、考查點(diǎn)適合的題目,不要讓習(xí)題牽絆教師的教學(xué)。有的教輔習(xí)題質(zhì)量較差,掛著新課程配套資源的字樣,內(nèi)容卻是原來教輔資料的簡(jiǎn)單重組。教師按照新課程進(jìn)行教學(xué)后,學(xué)生不會(huì)做教輔中的習(xí)題,教師不是對(duì)習(xí)題進(jìn)行篩選,而是將習(xí)題中涵蓋的內(nèi)容、新課程中不要求的內(nèi)容,擠出時(shí)間在課堂上給與補(bǔ)充,這是不倡導(dǎo)的錯(cuò)誤做法。
最后,教師要注意,習(xí)題的處理也要分出層次水平。例如,關(guān)于物質(zhì)的量的計(jì)算,有的教師仍然按照原來的經(jīng)驗(yàn),從學(xué)生接觸到相關(guān)計(jì)算的時(shí)候,就讓學(xué)生達(dá)到高考的要求,即復(fù)雜的計(jì)算。新課程的教學(xué)進(jìn)度較快,在較短的時(shí)間內(nèi),很難達(dá)到原來要用一個(gè)月的教學(xué)時(shí)間達(dá)到的水平和難度。如果仍按照原來的處理,會(huì)導(dǎo)致學(xué)生連基本的計(jì)算都沒有掌握(實(shí)驗(yàn)區(qū)的事實(shí)證明)。
習(xí)題的選擇或編寫建議:
(1)增加主觀性,(2)增加探究性,(3)增加開放性,(4)增加信息性,(5)增加應(yīng)用性。
(2)教材中習(xí)題是主渠道
難易比較適中,和教材聯(lián)系較緊,聯(lián)系生活,形式較活,能力要求較高。
(3)其他方面(三個(gè)一點(diǎn)):省編新課程配套作業(yè)選一點(diǎn)、自己編一點(diǎn)、其他資料剪一點(diǎn)。
本單元教材習(xí)題比較適中,課外習(xí)題不要超過教材。
四、本專題課時(shí)建議
單元名稱
內(nèi)容
建議課時(shí)
第一單元、豐富多彩的化學(xué)物質(zhì)
物質(zhì)的分類及轉(zhuǎn)化
1
物質(zhì)的量
2
物質(zhì)的聚集狀態(tài)
1
物質(zhì)的分散系
1
第二單元、研究物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方法
物質(zhì)的分離與提純
1
常見物質(zhì)的檢驗(yàn)
1
溶液的配制及分析
2
第三單元、人類對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)
原子結(jié)構(gòu)模型的演變
1
原子的構(gòu)成
1
專題總結(jié)
合計(jì)
11
延伸閱讀
高一化學(xué)專題1《微觀結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的多樣性》教材分析蘇教版
俗話說,凡事預(yù)則立,不預(yù)則廢。高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是教師工作中的一部分。教案可以讓學(xué)生們能夠在上課時(shí)充分理解所教內(nèi)容,幫助高中教師緩解教學(xué)的壓力,提高教學(xué)質(zhì)量。你知道怎么寫具體的高中教案內(nèi)容嗎?以下是小編為大家收集的“高一化學(xué)專題1《微觀結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的多樣性》教材分析蘇教版”歡迎您閱讀和收藏,并分享給身邊的朋友!
高一化學(xué)專題1《微觀結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的多樣性》教材分析蘇教版
一、課程標(biāo)準(zhǔn)分析
1.內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)
⑴知道元素、核素的涵義。
⑵了解原子核外電子的排布。
⑶能結(jié)合有關(guān)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)事實(shí)認(rèn)識(shí)元素周期律,了解原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系。
⑷能描述元素周期表的結(jié)構(gòu),知道金屬、非金屬在元素周期表中的位置及其性質(zhì)的遞變規(guī)律。
⑸認(rèn)識(shí)化學(xué)鍵的涵義,知道離子鍵和共價(jià)鍵的形成。
⑹了解有機(jī)化合物中碳的成鍵特征。
⑺舉例說明有機(jī)化合物的同分異構(gòu)現(xiàn)象。
2.活動(dòng)與探究建議
⑴查閱資料并討論:放射性元素、放射性同位素在能源、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、考古等方面的應(yīng)用。
⑵實(shí)驗(yàn):幾種金屬鹽的焰色反應(yīng)。
⑶查閱資料并討論:第三周期元素及其化合物的性質(zhì)變化的規(guī)律。
⑷討論或?qū)嶒?yàn)探究:堿金屬、鹵族元素的性質(zhì)遞變規(guī)律。
⑸查閱元素周期律的發(fā)現(xiàn)史料,討論元素周期律的發(fā)現(xiàn)對(duì)化學(xué)科學(xué)發(fā)展的重要意義。
⑹交流討論:離子化合物和共價(jià)化合物的區(qū)別。
⑺制作簡(jiǎn)單有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)模型。
二、各個(gè)單元教學(xué)深廣度建議
第一單元核外電子排布與周期律
基本要求
①了解元素原子核外電子排布的基本規(guī)律,能用原子結(jié)構(gòu)示意圖表示1~18號(hào)元素原子的核外電子排布。
②了解元素原子核外電子排布、元素最高化合價(jià)和最低化合價(jià)、原子半徑、元素的金屬性非金屬性等隨元素核電荷數(shù)遞增而呈周期性變化的規(guī)律。
③了解元素周期表的結(jié)構(gòu),同主族、同周期元素原子核外電子排布、元素化學(xué)性質(zhì)的遞變規(guī)律;了解元素周期表中金屬元素、非金屬元素的分布;了解主族元素在元素周期表中的位置、原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)三者之間的關(guān)系。
④了解元素周期表的意義與作用。
發(fā)展要求
①原子序數(shù)大于18的部分典型主族元素的核外電子排布。
②利用教材中的“化學(xué)史話”查閱有關(guān)元素周期律發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用的史料,并從歷史和發(fā)展的觀點(diǎn)認(rèn)識(shí)元素周期表的各種形式。
③體會(huì)模型、假說等方法在科學(xué)研究中的應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生通過交流研討、實(shí)驗(yàn)探究等多種方式進(jìn)行綜合探究的能力。
注意事項(xiàng)
暫不宜拓展:
①副族元素的原子結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)遞變。
②核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、核外電子排布式、電離能、電負(fù)性等。
第二單元微粒之間的相互作用力
基本要求
①知道構(gòu)成物質(zhì)的微粒之間存在不同的作用力,認(rèn)識(shí)化學(xué)鍵和分子間作用力的含義。從微粒間相互作用的復(fù)雜性、多樣性理解物質(zhì)的多樣性。
②知道離子鍵的概念和成因,離子化合物的概念。
③知道共價(jià)鍵的概念及其成因,共價(jià)分子的特點(diǎn),了解共價(jià)化合物熱穩(wěn)定性差異的原因。
④用電子式表示簡(jiǎn)單的離子化合物、共價(jià)分子,能將共價(jià)分子的電子式轉(zhuǎn)換成結(jié)構(gòu)式。
⑤了解分子間作用力對(duì)由分子構(gòu)成的物質(zhì)某些物理性質(zhì)的影響。
⑥從碳的成鍵特點(diǎn)認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物的多樣性。
發(fā)展要求
①了解一些簡(jiǎn)單共價(jià)分子的空間結(jié)構(gòu),鍵能的概念。
②以水為例認(rèn)識(shí)一種特殊的分子間作用力——?dú)滏I。
注意事項(xiàng)
暫不宜拓展:
①離子鍵、共價(jià)鍵的特點(diǎn)和鍵長(zhǎng)、鍵角等參數(shù)。
②極性共價(jià)鍵、非極性共價(jià)鍵的區(qū)分。
③離子半徑大小的比較。
④形成氫鍵的條件和原因。
第三單元從微觀結(jié)構(gòu)看物質(zhì)的多樣性
基本要求
①從微觀結(jié)構(gòu)了解物質(zhì)形態(tài)的多樣性。
②以碳、氧的同素異形體為例認(rèn)識(shí)同素異形現(xiàn)象。
③以C4H10和C2H6O為例認(rèn)識(shí)同分異構(gòu)現(xiàn)象。
④了解金剛石、石墨、足球烯、石英的微觀結(jié)構(gòu),知道晶體可以分成原子晶體、分子晶體、離子晶體、金屬晶體。
⑤初步認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。
發(fā)展要求
知道四類晶體的主要特性及簡(jiǎn)單的性質(zhì)比較。
注意事項(xiàng)
暫不宜拓展:
①晶體、非晶態(tài)物質(zhì)、液晶的區(qū)別。
②晶胞的計(jì)算。
三、課時(shí)分配建議——14課時(shí)
單元名稱
內(nèi)容
建議課時(shí)
第一單元核外電子排布與周期律
原子核外電子的排布
1
元素周期律
2
元素周期表及其應(yīng)用
2
第二單元微粒之間的相互作用力
離子鍵
2
共價(jià)鍵
分子間作用力
1
第三單元從微觀結(jié)構(gòu)看物質(zhì)的多樣性
同素異形現(xiàn)象
1
同分異構(gòu)現(xiàn)象
1
不同類型的晶體
1
專題回顧和小結(jié)
2
專題檢測(cè)和講評(píng)
2
合計(jì)
15
四、教材編寫特點(diǎn)和教學(xué)策略建議
本專題和《化學(xué)1》的內(nèi)容相銜接,從原子、分子、離子層次探究物質(zhì)性質(zhì)變化的規(guī)律和本質(zhì)原因,幫助學(xué)生初步建立物質(zhì)的微粒觀,認(rèn)識(shí)元素及其化合物的性質(zhì)決定于它的結(jié)構(gòu),為后續(xù)課程包括《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》、《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》模塊的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。因此,本專題首先研究單個(gè)原子核外電子的排布及其在化學(xué)反應(yīng)中的變化,以元素周期表為線索,探究微觀結(jié)構(gòu)和元素性質(zhì)的關(guān)系;然后從微粒的相互結(jié)合方式認(rèn)識(shí)微粒間的相互作用力;最后,把微觀結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的多樣性聯(lián)系起來,分別研究同素異形現(xiàn)象和同分異構(gòu)現(xiàn)象,探索幾種常見晶體的結(jié)構(gòu)和基本特點(diǎn)。
本專題教學(xué)內(nèi)容涉及原子結(jié)構(gòu)、元素周期律、周期表、化學(xué)鍵、分子間作用力、晶體結(jié)構(gòu)、同分異構(gòu)現(xiàn)象等物質(zhì)結(jié)構(gòu)常識(shí),要在有限的課時(shí)內(nèi)完成這些教學(xué)任務(wù),教師要控制好教學(xué)的深廣度,只作一些粗淺的介紹,不宜拓寬加深。應(yīng)幫助學(xué)生了解物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本常識(shí),能從微觀角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)的多樣性與統(tǒng)一性。同時(shí),幫助學(xué)生通過學(xué)習(xí),了解對(duì)比、歸納、分析、綜合、演繹等邏輯方法;認(rèn)識(shí)模型和化學(xué)用語在化學(xué)概念和理論學(xué)習(xí)中的作用;認(rèn)識(shí)化學(xué)基本理論對(duì)物質(zhì)性質(zhì)及其變化的指導(dǎo)意義;感受化學(xué)世界所體現(xiàn)的對(duì)立和統(tǒng)一;認(rèn)識(shí)科學(xué)家對(duì)化學(xué)科學(xué)發(fā)展的貢獻(xiàn),感悟科學(xué)發(fā)現(xiàn)和發(fā)展的艱辛,激發(fā)學(xué)生研究化學(xué)科學(xué)的熱情。例如,關(guān)于元素周期律的教學(xué),可以通過通過實(shí)驗(yàn)探究并引導(dǎo)學(xué)生解讀已經(jīng)見過的元素周期表,研究元素周期表的結(jié)構(gòu),利用周期表讓學(xué)生了解元素原子核外電子排布的周期性,了解元素性質(zhì)變化的周期性,從而進(jìn)一步認(rèn)識(shí)元素周期律。
五、教輔分析
當(dāng)前各種教輔魚龍混雜,教師需要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況和新課程的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)精心選擇。建議大多數(shù)學(xué)校只用一種教輔即可,個(gè)別學(xué)校如果學(xué)生基礎(chǔ)比較好,也可以一種為主,一種為輔(主要讓學(xué)有余力的學(xué)生使用)。以下僅分析本地使用量比較大的教輔材料——由福建省普教室陳啟新主編,鷺江出版社出版的《基礎(chǔ)學(xué)習(xí)與能力提升》。
在本專題中,《基礎(chǔ)學(xué)習(xí)與能力提升》(2006年第1版)有3份“達(dá)標(biāo)訓(xùn)練”、1份“提高訓(xùn)練”和1份“專題檢測(cè)”,共90題。總的看來,本專題的習(xí)題量和難度都比較適中,既符合課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,又在“提高訓(xùn)練”部分有適當(dāng)?shù)陌l(fā)展要求,適合作為主要教輔。另外,本專題對(duì)各單元的“知識(shí)梳理”以及對(duì)整個(gè)專題的“知識(shí)整合”比較準(zhǔn)確地體現(xiàn)了新課程的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)并比較全面和系統(tǒng),這些指導(dǎo)材料適合作為學(xué)生課后復(fù)習(xí)時(shí)的參考材料,對(duì)教師把握新課程的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)也有很好的幫助作用。
《基礎(chǔ)學(xué)習(xí)與能力提升》(2006年第1版)的“達(dá)標(biāo)訓(xùn)練”采用整個(gè)單元習(xí)題混合編排,沒有進(jìn)行適當(dāng)?shù)募?xì)分,進(jìn)行隨堂練習(xí)時(shí)不夠方便,這是第1版的不足〖注:《基礎(chǔ)學(xué)習(xí)與能力提升》(2007年第2版)已經(jīng)對(duì)“達(dá)標(biāo)訓(xùn)練”進(jìn)行適當(dāng)?shù)募?xì)分〗。另外,《基礎(chǔ)學(xué)習(xí)與能力提升》(2006年第1版)的“參考答案與提示”存在以下錯(cuò)誤:
①第2頁(知識(shí)梳理4.元素周期表的結(jié)構(gòu):)
原來為:“3個(gè)長(zhǎng)周期:第4~6周期”。
更正為:“4個(gè)長(zhǎng)周期:第4~7周期”。
因?yàn)椴煌耆芷谝彩情L(zhǎng)周期。
②第16頁(第10題,第2行)
原來為:CO256.6℃。
更正為:CO2-56.6℃。
③第22頁(第11題(3)小題,第2行)
原來為:C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為76.9%。
更正為:C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為26.9%。
④第124頁(參考答案與提示:第三單元第14題(3)小題)
原來為:H2C為H2O。
更正為:A2C為H2O。
⑤第124頁(參考答案與提示:提高訓(xùn)練第13題(3)①小題)
原來為:Mg、Al的位置填寫在第2周期ⅡA族、ⅢA族。
更正為:Mg、Al的位置填寫在第3周期ⅡA族、ⅢA族。
⑥第125頁(參考答案與提示:專題檢測(cè)第22題(2)小題)
原來為:O2。
更正為:O3。
六、教學(xué)設(shè)計(jì)案例或示例
教學(xué)設(shè)計(jì)案例或示例建議直接參考由王祖浩、吳星主編,江蘇教育出版社出版的《高中化學(xué)教學(xué)參考書坊??(必修)》一書等教學(xué)參考書。本文僅列舉以下第一單元發(fā)教學(xué)設(shè)計(jì)以供參考。
例1第一單元核外電子排布與周期律
一、教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)設(shè)計(jì)的核心問題
在化學(xué)1的基礎(chǔ)上,學(xué)生已對(duì)原子結(jié)構(gòu)、核外電子排布及元素的金屬性和非金屬性有所了解。本單元?jiǎng)t較為系統(tǒng)地學(xué)習(xí)核外電子排布與周期律的重要原理和規(guī)律。本教案?jìng)?cè)重引導(dǎo)學(xué)生,在學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)的同時(shí),讓學(xué)生理解:
(1).科學(xué)家得出元素周期律所用的思維方式與方法。重點(diǎn)有歸納與演繹。
(2).利用原子結(jié)構(gòu)更好的學(xué)習(xí)元素周期律與元素周期表。
(3).利用元素周期表的典型應(yīng)用示例,認(rèn)識(shí)科學(xué)理論的應(yīng)用價(jià)值。
二、教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)與技能:
(1).了解1-18號(hào)元素核外電子排布及相應(yīng)的規(guī)律,并能用原子結(jié)構(gòu)示意圖表示上述元素的核外電排布。
(2).認(rèn)識(shí)元素周期律,了解核外電排布與元素金屬性、非金屬性、化合價(jià)、原子半徑的周期性變化。
(3).了解周期表的基本結(jié)構(gòu),了解主族元素在周期表中的位置與其原子結(jié)構(gòu)及性質(zhì)之間的關(guān)系。知道同周期、同主族元素性質(zhì)的變化趨勢(shì)及規(guī)律。
2.過程與方法:
(1).利用原子半徑的周期性變化、鈉鎂鋁的活潑性順序、氫化物的熱穩(wěn)定性變化趨勢(shì)、同周期元素化合價(jià)上升等,學(xué)習(xí)歸納思維方法。
(2).利用元素周期表的應(yīng)用學(xué)習(xí)演繹思維方法。
3.情感態(tài)度與價(jià)值觀
利用元素周期表及元素周期律發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)史,學(xué)習(xí)科學(xué)研究中的去偽存真,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。
4.教學(xué)重點(diǎn):
(1).1-18號(hào)元素核外電子排布。
(2).元素周期律。
(3).元素周期表的基本結(jié)構(gòu)。
5.教學(xué)難點(diǎn):
元素周期律
三、教學(xué)過程
【板書】第一課時(shí)原子核外電子的排布
【問題情景】
畫出1-18號(hào)所有元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖。
【問題與探究】
按某些共同特征,將上述18種元素分組,說明你分組的依據(jù)及優(yōu)勢(shì)(注意:不能與圖1-2重復(fù))
例如:可以按核外電子偶數(shù)分組,可以按單質(zhì)狀態(tài)分組。
【小結(jié)】
科學(xué)理論來自于客觀事實(shí)。但科學(xué)理論在被證實(shí)之前,會(huì)有很多瑕疵,從簡(jiǎn)單到復(fù)雜,是所有科學(xué)理論的發(fā)展路線。
【問題與討論】
圖1-2中核外電子排布依據(jù)的規(guī)律主要有以下幾個(gè)要點(diǎn):
【板書】1.元素核外電子排布所遵循的規(guī)律
(1).核外電子依據(jù)電子能量的高低不同劃分電子層(K、L、M、N、O、P、Q或n=1、2、3、4、5、6、7)。離核近的電子層能量低,離核遠(yuǎn)的電子層能量高。
(2).電子總是盡先占據(jù)能量最低的電子層。
(3).各層最多可容納的電子數(shù)為2n2(n=1、2、3…)
(4).最外層最多不超過8個(gè)電子
【思考】
(1).依據(jù)上述規(guī)律解釋Na為什么不是?
(2).上述規(guī)律能否解下列現(xiàn)象。(見表1-1)
Xe的原子結(jié)構(gòu)示意圖,為什么不是或
【答案】
(1).最外層不超過8個(gè)電子。(2).次外層不超過18個(gè)電子。
上述規(guī)律只是核外電子排布規(guī)律中的主要幾條。各規(guī)律之間在同一原子中互相不沖突,即科學(xué)理論解釋自然現(xiàn)象時(shí),不能有互相矛盾之處。
【思考與討論】
(1)、依據(jù)圖1-2分析,金屬元素與非金屬元素在原子結(jié)構(gòu)上有什么區(qū)別。
【金屬元素原子最外層電子數(shù)比較少。但最外層電子數(shù)較少,不一定是金屬元素。】
(2)、依據(jù)Na、Mg、Al等原子核外電子排布及其金屬的活潑性關(guān)系,預(yù)測(cè)Li、Be的金屬性強(qiáng)弱。(上述結(jié)論可以推廣到所有元素嗎?)
(3)、依據(jù)幾種常見元素C、N、O、Na、Mg、Al、P、S、Cl等,討論元素的化合價(jià)與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。
【作業(yè)】
已知鐵原子、亞鐵離子、鐵離子的核外電子排布如下圖所示:
、、。
說明上述原子結(jié)構(gòu)示意圖與核外電子排布規(guī)律有無沖突?
【板書】【第二課時(shí)元素周期律】
【問題與探究】
分析1-18號(hào)元素的電子層數(shù),最外層電子數(shù)與核電荷數(shù)三者之間的關(guān)系。
【問題與討論】
畫出一個(gè)直角坐標(biāo),把1-18號(hào)元素的核電荷及其最外層電子數(shù),標(biāo)在該直角坐標(biāo)中,然后把這些點(diǎn)逐一用線條連在一起。
(1)、說明你所畫出的圖包含的信息及化學(xué)意義。
(2)、該圖能否說明各元素核外電子排布具有規(guī)律性?
【板書】
1.原子序數(shù):元素按核電荷數(shù)由小到大順序編號(hào)。
【思考題】
指出自然界有那些現(xiàn)象具有循環(huán)重復(fù)的特征。說明元素核外電子排布的周期性變化特征。
2.元素核外電子排布具有周期性變化:
隨著核電荷數(shù)遞增,元素原子最外層電子數(shù)由1逐漸增加到8(H→He為1→2)。這種重復(fù)在現(xiàn)有全部元素中無一例外。
【問題與討論】
在一個(gè)直角坐標(biāo)中,把表1-2中各元素的核電荷及其原子半徑標(biāo)出,并用線條連接。把所得到的圖與前邊所畫的圖(核電荷--最外層電子數(shù))比較,找出二者之間的關(guān)系。
【結(jié)論】
核外電子排布與元素原子半徑均呈現(xiàn)周期性變化,且二者之間呈對(duì)應(yīng)關(guān)系。
【板書】
元素原子半徑,隨其核外電子排布的周期性變化而變化。
【問題與討論】
在一個(gè)直角坐標(biāo)中,標(biāo)出各元素的主要化合價(jià)及核電荷數(shù),并用線條將各點(diǎn)之間連起來。所得圖與前邊二個(gè)圖做對(duì)比,找出三者之間的關(guān)系。
【結(jié)論】
核外電子排布與元素主要化合價(jià)均呈周期性變化,且二者之間呈對(duì)應(yīng)關(guān)系。
【板書】
3.元素主要化合價(jià)隨核外電子排布的周期性變化而變化。
【作業(yè)】
(1)、為什么研究元素原子半徑及其化合價(jià)時(shí),都把稀有氣體元素排除在外?如果把稀有氣體的原子半徑及化合價(jià)與其他元素一同研究,則上述規(guī)律應(yīng)如何修改?
(2)、總結(jié)一下3-9號(hào)元素,11-17號(hào)元素化合價(jià)的變化規(guī)律。說明這兩組元素化合價(jià)有什么不同之處?
【板書】【第三課時(shí)元素周期律】
【問題與情境】
元素核外電子排布,原子半徑、化合價(jià)都呈現(xiàn)周期性變化。這對(duì)元素性質(zhì)有著直接的影響,這種影響也表現(xiàn)出相應(yīng)的周期性。
【問題與探究】
元素核外電子排布的周期性變化,導(dǎo)致元素金屬性、非金屬性也呈周期性變化。
⑴哪些事實(shí)能證明這一結(jié)論。
⑵得出這一結(jié)論用的是什么方法?
【板書】
4.金屬性與核外電子排布的關(guān)系
【實(shí)驗(yàn)探究1】
分別完成鈉、鎂、鋁與水的反應(yīng)。如果不反應(yīng),可以將鎂、鋁表面的氧化物除去并加熱。
【板書】
劇烈反應(yīng)
微弱反應(yīng)
與水不反應(yīng)(無現(xiàn)象出現(xiàn))
【思考與討論】
上述反應(yīng)可以說明Na、Mg、Al的金屬性順序嗎?這一結(jié)論與元素原子半徑的周期性變化,在說明問題上,哪一種方法更為準(zhǔn)確?
【結(jié)論】
上述反應(yīng)中鈉、鎂分別失去一個(gè)電子、二個(gè)電子,都做還原劑。從反應(yīng)的劇烈程度看,失電子能力:鈉﹥鎂。
原子半徑的周期性變化用到具體半徑數(shù)據(jù),屬定量方法。金屬活潑性的比較,無法用數(shù)字比較,屬于定性研究。
【實(shí)驗(yàn)探究2】
但如用金屬單質(zhì)與水反應(yīng),區(qū)分鎂、鋁的金屬性,差別并不明顯。現(xiàn)改為用鎂,鋁分別與同濃度的稀鹽酸反應(yīng),研究相應(yīng)的差別。
【板書】
Mg2HCl==MgCl2H2↑比2Al6HCl==2AlCl33H2↑更劇烈。
【結(jié)論】
上述反應(yīng)說明鎂比鋁更易失電子,金屬性更強(qiáng)。
[思考題]
(1)、上述研究鈉、鎂、鋁的金屬性初步得出的結(jié)論為,金屬活潑性順序?yàn)殁c鎂鋁。把這一事實(shí)與堿性強(qiáng)弱順序氫氧化鈉氫氧化鎂氫氧化鋁對(duì)比,可得出什么樣的對(duì)應(yīng)關(guān)系,如何驗(yàn)證這一對(duì)應(yīng)關(guān)系,是否具有普遍性?
(2)、初中所學(xué)的金屬活動(dòng)順序表,可以預(yù)測(cè)金屬元素之間相互能否置換。但對(duì)鈉、鎂、鋁之間的相互置換卻無法用實(shí)驗(yàn)加以證實(shí)。試討論可能的原因。
【板書】
金屬性越活潑,相應(yīng)的最高價(jià)氧化物的水化物的堿性越強(qiáng)。
【小結(jié)】
金屬活潑性比較的幾個(gè)指標(biāo)。
(1)、單質(zhì)與水或酸反應(yīng)比較的反應(yīng)的差別。
(2)、金屬元素之間的置換。
(3)、比較最高價(jià)氧化物的水化物的堿性。
[板書]
5.元素非金屬性與核外電子排布的關(guān)系
[問題與討論]
依據(jù)以下事實(shí)
(1)硅、磷、硫、氯氣等與氫氣的反應(yīng)差別,
(2)氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性,結(jié)合原子結(jié)構(gòu)知識(shí),合理解釋元素非金屬順序:硅磷硫氯。
[思考與討論]
已知硅、磷、硫、氯,最高價(jià)氧化物的水化物的酸性強(qiáng)弱順序?yàn)椋汗杷崃姿崃蛩岣呗人帷?br>
據(jù)此說明非金屬性與金屬最高價(jià)氧化物的水合物的酸性強(qiáng)弱的關(guān)系。利用這一結(jié)論預(yù)測(cè)一下硼酸、碳酸、硝酸的酸性強(qiáng)弱順序。
[小結(jié)]
非金屬性強(qiáng)弱比較的指標(biāo)
(1)、單質(zhì)與氫氣反應(yīng)的難易。
(2)、氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性。
(3)、最高價(jià)氧化物的水化物的酸性強(qiáng)弱。
[練習(xí)]
總結(jié)11-17號(hào)元素的金屬性、非金屬性的變化規(guī)律,以及相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)指標(biāo)。
[板書]
元素周期律:元素性質(zhì)隨核電荷數(shù)遞增而呈周期性變化的規(guī)律。
[作業(yè)]
(1).依據(jù)本單元的知識(shí)預(yù)測(cè):
①鋰、鈹與水反應(yīng)的難易差別。
②氫氧化鋰與氫氧化鈹?shù)膲A性強(qiáng)弱。
(2).H2SCl2==與HClS==哪一個(gè)反應(yīng)可以發(fā)生?說明理由。
【板書】【第四課時(shí)元素周期表及其應(yīng)用]
【問題情景】
把元素按元素周期律排成一個(gè)表格,這就是元素周期表。
【問題與探究】
周期表中每一行為一個(gè)周期,每一列為一個(gè)族。根據(jù)已學(xué)過的1-18號(hào)元素分析,元素所在的周期、族,各與原子結(jié)構(gòu)的哪一部分有關(guān)?
【思考討論】
(1)、指出周期表中有多少個(gè)周期,多少個(gè)族。計(jì)算每一周期,每一族各有多少種元素?
(2)、參照1-18號(hào)元素,指出同一周期元素的金屬性,非金屬性的變化規(guī)律。
[練習(xí)]
依據(jù)碳、氮元素在周期表中的位置,在下列空格中填上必要的內(nèi)容。
[板書]
(1)、核電荷數(shù):碳氮
(2)、原子半徑:碳氮
(3)、非金屬性:碳氮
(4)、氧化性:碳氮?dú)?br>
(5)、熱穩(wěn)定性:甲烷氨氣
(6)、酸性:碳酸硝酸
【結(jié)論】
同周期元素由左向右,隨著核電荷遞增,最外層電子逐漸增多,原子半徑逐漸減小,原子得電子能力逐漸增強(qiáng),失電子能力逐漸減弱;金屬性逐漸減弱,非金屬性逐漸增強(qiáng)。
【思考與探究】
根據(jù)氟、氯、溴、碘在周期表中的位置及原子結(jié)構(gòu),對(duì)下列事實(shí)給出合理解釋
(1)、它們的單質(zhì)與氫氣反應(yīng)越來越難。
(2)、它們的單質(zhì)與水反應(yīng)越來越難。
(3)、氯、溴、碘的置換順序?yàn)椋郝蠕宓狻?br>
(4)、它們氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性順序?yàn)椋悍蠕宓狻?br>
(5)、它們最高價(jià)氧化物的水化物的酸性強(qiáng)弱順序?yàn)椋郝蠕宓狻?br>
【結(jié)論】
同主族元素,隨著核電荷數(shù)遞增,電子層數(shù)逐漸增加,原子半徑逐漸增大,原子失去電子能力逐漸增強(qiáng),得電子能力逐漸減弱;元素金屬性逐漸增強(qiáng),非金屬性逐漸減弱。
【思考題】
根據(jù)氮、磷、砷在周期表中的位置,對(duì)以下各物質(zhì)的性質(zhì)排序
(1)熱穩(wěn)定性:PH3、NH3、AsH3。
(2)酸性強(qiáng)弱:H3PO4、HNO3、H3AsO4。
【作業(yè)】
砹,原子序數(shù)85,是一種人工放射性元素,化學(xué)符號(hào)源于希臘文,原意是“不穩(wěn)定”?;瘜W(xué)性質(zhì)與碘類似。試較為詳細(xì)地描述其金屬性與非金屬性,最高價(jià)氧化物水化物酸性,氫化物的熱穩(wěn)定性等,并與其它鹵素加以比較。
【板書】【第五課時(shí)元素周期表及其應(yīng)用】
【思考與討論】
依據(jù)元素周期表,回答下列問題。
(1)、主族元素,副族元素所在的區(qū)域。
(2)、金屬元素、非金屬元素所在的區(qū)域,以及二者的分界線。
(3)、了解過渡元素,所在的區(qū)域及其核外電子排布特征。
【問題情景】
鋁,硅處在第三周期的金屬與非金屬分界線兩側(cè)。處于該分界線二側(cè)的元素,既有一定的金屬性又有一定的非金屬性。
【問題與探究】
已知有如下反應(yīng)式:
2Al2NaOH2H2O==2NaAlO23H2↑
Si2NaOHH2O==Na2SiO32H2↑
2Al6HCl==2AlCl33H2↑
SiHCl==不反應(yīng)。
3S6NaOH==2Na2SNa2SO33H2O
Cl22NaOH==NaClNaClOH2O
依據(jù)上述反應(yīng)事實(shí),解釋鋁,硅是否同時(shí)具有金屬性與非金屬。
【結(jié)論】:
鋁的金屬性較為明顯。
鋁、硅、硫、氯單質(zhì)均可與堿反應(yīng)。鋁、硅單質(zhì)與堿反應(yīng)有氫氣產(chǎn)生,明顯不同于硫、氯氣與氫氧化鈉的反應(yīng)。說明它們有一定的非金屬性。
【問題與討論】
為什么制造半導(dǎo)體材料的元素,集中在金屬與非金屬元素分界線兩側(cè)?
【結(jié)論】
金屬一般是導(dǎo)體,非金屬單質(zhì)一般不導(dǎo)電(石墨等少數(shù)非金屬單質(zhì)例外)。在金屬與非金屬元素分界線兩側(cè)的元素,既具有一定的金屬性,又具有一定的非金屬性,故其單質(zhì)適合制造半導(dǎo)體材料。
【問題情景】
門捷列夫據(jù)其提出的元素周期律,所畫出的元素周期表,尚有許多空格。他認(rèn)為這些空格是一些有待發(fā)現(xiàn)的未知元素。例如,門捷列夫預(yù)測(cè)的類鋁、類硅元素的有關(guān)資料如下:
類鋁(1871年門捷列夫的預(yù)言)
鎵(1875年布瓦博德朗發(fā)現(xiàn)鎵后測(cè)定)
1、原子量約為68
2、比重約為5.9-6.0
3、熔點(diǎn)應(yīng)很低
4、不受空氣的侵蝕
5、將在酸液和堿液中逐漸溶解
6、其氫氧化物必能溶于酸和堿中
7、能生成類似明礬的礬類
8、可用分光鏡發(fā)現(xiàn)其存在
1、原子量為69.72
2、比重等于5.94
3、熔點(diǎn)為30.150C
4、灼熱時(shí)略起氧化
5、在各種酸液和堿液中逐漸溶解
6、氫氧化物為兩性,能溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿中
7、能生成結(jié)晶較好的鎵礬
8、鎵是用光譜分析法發(fā)現(xiàn)的
類硅,門捷列夫15年前預(yù)言
1886年德國人溫克勒爾發(fā)現(xiàn)鍺的實(shí)際值
1、原子量約為72
2、比重約為5.5
3、氯化物比重大約是1.9
1、原子量為72-73
2、比重等于5.47
3、氯化物比重1.887
上述現(xiàn)象表明科學(xué)理論的一個(gè)重要價(jià)值,在于它能預(yù)測(cè)未知的事實(shí)。
【問題與討論】
各種化學(xué)現(xiàn)象中,存在一個(gè)重要的規(guī)律,這一規(guī)律就是物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的性質(zhì)。試指出如何根據(jù)原子結(jié)構(gòu)的特征,確定元素金屬性、非金屬性的強(qiáng)弱。
【結(jié)論】
元素電子層數(shù)較多,最外層電子數(shù)較少,則金屬性較強(qiáng);元素電子層較少,最外層電子數(shù)較多,則非金屬性較強(qiáng)。
【思考題】
元素周期表中蘊(yùn)含著一個(gè)重要的哲學(xué)觀點(diǎn)。當(dāng)物質(zhì)的某些性質(zhì)在數(shù)量上發(fā)生改變,到一定程度后,這些性質(zhì)會(huì)發(fā)生明顯的改變。在周期表中,找出對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象。
【結(jié)論】
同周期元素,核電荷數(shù)增多,元素金屬性減弱,非金屬性增強(qiáng)。同主族元素,電子層數(shù)增多,元素金屬性增強(qiáng),非金屬性減弱。
【作業(yè)】
1865年,英國化學(xué)家紐蘭茲提出了"八音律"。他把當(dāng)時(shí)已知的元素按原子量遞增順序排列成表,發(fā)現(xiàn)元素的性質(zhì)有周期性的重復(fù),第八個(gè)元素與第一個(gè)元素性質(zhì)相近。下表選取了其中的三個(gè)縱列。試指出:
(1)該表與課本中元素周期表的主要差別,
(2)該表前三個(gè)縱列中的缺陷。
H
1
F
8
Cl
15
Li
2
Na
9
K
16
G
3
Mg
10
Ca
17
Bo
4
Al
11
Cr
18
C
5
Si
12
Ti
19
N
6
P
13
Mn
20
O
7
S
14
Fe
21
【教學(xué)反思】
讓學(xué)生理解科學(xué)研究中科學(xué)家的研究方法與思維方式,既是本單元的精髓,也是本單元教學(xué)的最大難點(diǎn)。
高二化學(xué)家用燃料的更新教案
俗話說,磨刀不誤砍柴工。作為高中教師就要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容制定合適的教案。教案可以讓學(xué)生更容易聽懂所講的內(nèi)容,減輕高中教師們?cè)诮虒W(xué)時(shí)的教學(xué)壓力。你知道怎么寫具體的高中教案內(nèi)容嗎?下面是小編為大家整理的“高二化學(xué)家用燃料的更新教案”,僅供參考,歡迎大家閱讀。
主題3課題2家用燃料的更新教學(xué)目標(biāo)
1.認(rèn)識(shí)化石燃料綜合利用的意義
2.了解煤的氣化原里及途徑
3.了解液化石油氣、天然氣、沼氣的成分及反應(yīng)原理
4.明確燃燒化石燃料對(duì)環(huán)境可能造成的污染與治理途徑
教學(xué)重點(diǎn)
1.了解煤的氣化原里及途徑
2.了解液化石油氣、天然氣、沼氣的成分及反應(yīng)原理
教學(xué)過程
聯(lián)想.質(zhì)疑
1、你知道我們現(xiàn)在家中主要使用的有哪些燃料?
2、分析這些燃料的主要優(yōu)缺點(diǎn)。
一、歷史悠久的燃料----煤
煤的化學(xué)組成是由有機(jī)物和無機(jī)物組成的復(fù)雜的混合物。
主要含碳元素,還含有少量的硫、磷、氫、氮、氧、硅、鋁、鈣、鐵等元素。
燃燒產(chǎn)生大量的煙塵、產(chǎn)生大量有害氣體污染環(huán)境
煤的分類:無煙煤、煙煤、褐煤。
思考:煤油存在哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)?
優(yōu)點(diǎn):資源豐富,存儲(chǔ)量大。煙塵和灰渣比柴草少
缺點(diǎn):產(chǎn)生灰渣和煙塵產(chǎn)生SO2、CO2、CO、NOx等有害氣體
1.煤球和蜂窩煤
交流研討
(1)煤燃燒后都能產(chǎn)生哪些污染物?用什么方法可以減少污染物的排放?
(2)在使用之前,對(duì)煤進(jìn)行處理如將煤質(zhì)成煤水漿,可以有效地減少有害氣體的產(chǎn)生。你還能想出其他的處理方法嗎?
(3)氣體燃料更容易凈化,并且燃燒時(shí)頁不會(huì)產(chǎn)生粉塵污染。你認(rèn)為有可能將煤轉(zhuǎn)化氣體燃料嗎?
2.以煤為原料制成氣體燃料
煤的氣化的定義?
通過一定的方法使固體的煤變成氣體——煤氣的過程。
① 發(fā)生爐煤氣
② 水煤氣(生成水煤氣)
③ 干餾煤氣
二、使用方便的燃料------液化石油氣
主要成分:丙烷、丁烷(含有少量丙烯、丁烯)
安全使用:風(fēng)量、不得烘烤、殘留物處理
液化石油氣燃燒的化學(xué)方程式:
C3H8+5O2=3CO2+4H2O2C4H10+13O2=8CO2+10H2O
思考:氣體燃料的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):① 潔凈,燃燒不會(huì)產(chǎn)生粉塵污染
② 熱效率高,價(jià)格低廉。
③ 使用方便
缺點(diǎn):
① 易燃、易爆,容易產(chǎn)生安全事故
② 發(fā)生爐煤氣、水煤氣、干餾煤氣,易引起人體中毒
三、潔凈燃料—天然氣和沼氣
① 天然氣
主要成分:甲烷
燃燒的化學(xué)方程式:
西氣東輸工程起點(diǎn):新疆塔里木起點(diǎn):新疆塔里木全長(zhǎng):4000公里
② 沼氣
主要成分:甲烷(還含有少量CO2、H2、N2、H2S、CO、H2O等)
沼氣的生產(chǎn)原料:人畜糞便、動(dòng)植物遺體、工農(nóng)業(yè)有機(jī)物廢渣、廢液。
生產(chǎn)過程:原料在一定溫度、濕度、酸度和缺氧條件下,經(jīng)厭氧微生物發(fā)酵即可生成。
化學(xué)1專題三《從礦物到基礎(chǔ)材料》教材分析
作為優(yōu)秀的教學(xué)工作者,在教學(xué)時(shí)能夠胸有成竹,作為高中教師就需要提前準(zhǔn)備好適合自己的教案。教案可以保證學(xué)生們?cè)谏险n時(shí)能夠更好的聽課,幫助高中教師在教學(xué)期間更好的掌握節(jié)奏。我們要如何寫好一份值得稱贊的高中教案呢?下面是小編精心為您整理的“化學(xué)1專題三《從礦物到基礎(chǔ)材料》教材分析”,歡迎閱讀,希望您能夠喜歡并分享!
化學(xué)1專題三《從礦物到基礎(chǔ)材料》教材分析
教材分析與教學(xué)建議
一.課程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容
1.根據(jù)生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用實(shí)例或通過實(shí)驗(yàn)探究,了解鋁、鐵、銅等金屬及其重要化合物的主要性質(zhì),能列舉合金材料的重要應(yīng)用。
2.通過實(shí)驗(yàn)了解非金屬元素硅及其重要化合物的主要性質(zhì),認(rèn)識(shí)其在生產(chǎn)中的應(yīng)用。
3.根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)了解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移,舉例說明生產(chǎn)、生活中常見的氧化還原反應(yīng)。
4.體驗(yàn)科學(xué)探究的過程,學(xué)習(xí)運(yùn)用以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的實(shí)證研究方法。
5.查閱資料:硅及其化合物在信息技術(shù)、材料科學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用。
6.實(shí)驗(yàn):鋁鹽和鐵鹽的凈水作用。
二.專題分析
(一)專題內(nèi)容
本專題“從礦物到基礎(chǔ)材料”以從礦物資源獲得重要基礎(chǔ)無機(jī)材料為主線,重點(diǎn)介紹基礎(chǔ)無機(jī)材料中所包含的鋁、鐵、銅、硅等常見元素單質(zhì)的冶煉原理,單質(zhì)及化合物的性質(zhì)和用途,金屬材料的防腐等內(nèi)容。
本專題通過剖析從鋁土礦制備鋁的工藝流程,能讓學(xué)生了解氧化鋁的主要性質(zhì)以及獲得氧化鋁的主要方法,了解偏鋁酸鈉與酸的反應(yīng);通過對(duì)鋁與酸溶液或堿溶液反應(yīng)的探究,學(xué)習(xí)科學(xué)研究的一般方法;通過對(duì)氫氧化鋁是否為兩性氫氧化物的活動(dòng)探究,讓學(xué)生在獲得結(jié)論的同時(shí),學(xué)習(xí)采用類比提出假說的方法。
本專題較多地涉及氧化還原反應(yīng)原理和酸、堿、鹽、氧化物等物質(zhì)間轉(zhuǎn)化關(guān)系的應(yīng)用,通過對(duì)Fe2和Fe3之間相互轉(zhuǎn)化規(guī)律的探究,不僅能讓學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)的本質(zhì),更好地理解Fe2和Fe3之間的相互轉(zhuǎn)化規(guī)律,還能幫助學(xué)生提高提出假說、設(shè)計(jì)探究方案、獲得探究結(jié)論等科學(xué)探究能力。
本專題的核心知識(shí):金屬(鋁、鐵、銅)及其化合物?非金屬硅及其化合物
本專題教材編寫思路:工業(yè)制法----性質(zhì)探究-----社會(huì)應(yīng)用
(二)合理運(yùn)用教材中各種欄目
本專題設(shè)計(jì)了各種欄目30多個(gè),這些欄目的設(shè)置,蘊(yùn)含著教與學(xué)的方法,體現(xiàn)了新課程的理念,有助于教師駕馭教學(xué)過程。在實(shí)際教學(xué)中,教師并非所有內(nèi)容都要親自解釋,要分析教材,結(jié)合自身特點(diǎn)和學(xué)生的實(shí)際情況,確定重點(diǎn),可以選擇性地利用這些教材資源,如各欄目對(duì)應(yīng)的活動(dòng),課本上留待思考的問題等,有效地開展教學(xué)活動(dòng),促使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立獲取知識(shí)解決問題的能力;補(bǔ)充的內(nèi)容也應(yīng)圍繞教學(xué)重點(diǎn)而展開。
(三)教材知識(shí)比較及銜接
?1.新舊教材比較
新教材與現(xiàn)行高中化學(xué)教材相比,弱化了按照元素自然族來介紹元素化合物知識(shí)的傳統(tǒng)做法,本單元所涉及的元素化合物知識(shí)內(nèi)容在覆蓋面上與現(xiàn)行課程的差別不大,具體化合物知識(shí)內(nèi)容的選取以及處理的深廣度也基本相近,但是內(nèi)容的組織線索、學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和方式等都有較大的變化,如現(xiàn)行課程元素化合物知識(shí)都是按結(jié)構(gòu)→性質(zhì)→用途與制法的組織形式進(jìn)行教學(xué),而本單元的知識(shí)則是從工業(yè)制備→性質(zhì)→應(yīng)用的組織形式呈現(xiàn),新教材跳出以單一物質(zhì)為中心的學(xué)習(xí)模式,以元素層面看待元素化合物的學(xué)習(xí)。
2.教材知識(shí)的前后聯(lián)系
本專題涉及的概念有兩性氧化物和兩性氫氧化物,在初中科學(xué)中具體學(xué)習(xí)了酸和堿的概念及性質(zhì),對(duì)兩性氫氧化物概念的學(xué)習(xí)有較好的知識(shí)鋪墊,但在課程標(biāo)準(zhǔn)及教材中均未涉及酸性氧化物、堿性氧化物的概念,因此在學(xué)習(xí)兩性氧化物的概念及性質(zhì)前,應(yīng)該讓學(xué)生明確酸性氧化物、堿性氧化物的概念。在初中科學(xué)中學(xué)習(xí)了金屬的物理性質(zhì)和基本的化學(xué)性質(zhì)如與氧氣、酸的反應(yīng)及金屬間的置換反應(yīng);也介紹了鐵、銅等金屬材料冶煉(高爐煉鐵、濕法煉銅)的化學(xué)原理、合金的知識(shí)及金屬的銹蝕,介紹了無機(jī)非金屬材料(水泥、玻璃、陶瓷)和新型材料的知識(shí)。這些對(duì)于本專題知識(shí)的學(xué)習(xí)起了很好的鋪墊作用。
本專題中涉及的金屬鋁冶煉的原理、精煉銅的原理、鋼鐵的腐蝕等有關(guān)STS內(nèi)容將會(huì)在相關(guān)后續(xù)模塊中進(jìn)一步學(xué)習(xí),在教學(xué)設(shè)計(jì)中要注意處理好這些內(nèi)容的深廣度,不能太過于關(guān)注細(xì)節(jié),要將STS內(nèi)容與學(xué)生的學(xué)習(xí)緊密結(jié)合,讓學(xué)生進(jìn)行主動(dòng)的學(xué)習(xí)和體驗(yàn)。
?(1)初中科學(xué)中與本單元相關(guān)知識(shí)
酸、堿的概念及通性明礬的組成,復(fù)鹽的概念(閱讀)
金屬的用途和性質(zhì)【包括金屬的光澤、延展性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性等,金屬與酸、氧氣反應(yīng),金屬間置換反應(yīng)(鐵與硫酸銅的反應(yīng)銅與硝酸銀的反應(yīng)),鐵與硫的反應(yīng)等】.金屬活動(dòng)性順序濕法煉銅的原理(閱讀),還原法冶煉鐵、銅的原理【包括用C、CO、H2還原氧化銅,CO還原氧化鐵等】
金屬材料及合金的性質(zhì),金屬的銹蝕(鋼鐵生銹)
無機(jī)非金屬材料(水泥、玻璃、陶瓷),
新型材料(半導(dǎo)體材料、光纖材料)
?(2)將在后續(xù)模塊繼續(xù)涉及的知識(shí)
必修2
元素周期律:鋁、硅的性質(zhì)
電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能:鋼鐵的電化學(xué)腐蝕,、電解鋁、銅的電解精練
化學(xué)科學(xué)與人類文明:電路板的制作
選修——化學(xué)反應(yīng)原理
電解池的工作原理及應(yīng)用:電解法制鋁、銅的電解精練、金屬的腐蝕與防護(hù)
鹽類水解
選修——化學(xué)與生活
水資源的合理利用:明礬凈水
金屬材料:鋁、鐵、銅的性能,合金,金屬防腐
無機(jī)非金屬材料:水泥、玻璃、陶瓷生產(chǎn)原料、生產(chǎn)工藝的原理和應(yīng)用
光導(dǎo)纖維的制造和應(yīng)用
選修——化學(xué)與技術(shù)
鎂和鋁的冶煉:鋁的冶煉
腐蝕加工技術(shù):電路板的制作
改變材料的組成:合金、硅酸鹽材料和特種陶瓷
提高材料的純度:硅的提純
(四)本專題教材的處理建議
(1)結(jié)合初中科學(xué)相關(guān)知識(shí),認(rèn)識(shí)鋁、鐵、銅和硅的性質(zhì)。
(2)結(jié)合前面專題學(xué)習(xí)的活潑非金屬氯、溴和活潑金屬鈉、鎂,了解鋁、鐵、鋼、硅和它們的異同,逐步建立元素周期律的基礎(chǔ)。
(3)本單元內(nèi)容中涉及較多的酸、堿、鹽、氧化物間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。在教學(xué)中幫助學(xué)生歸納總結(jié)酸、堿、鹽、氧化物的轉(zhuǎn)化關(guān)系,并嘗試用這種轉(zhuǎn)化關(guān)系解決化學(xué)中的問題。
(4)本單元涉及不少氧化還原反應(yīng),通過對(duì)這些反應(yīng)的歸類,進(jìn)一步鞏固氧化還原及電解質(zhì)的有關(guān)概念。
(5)本單元4種元素的單質(zhì)和他們的化合物與工業(yè)生產(chǎn)及我們的生活有著密切的聯(lián)系。建議以我們周圍常見的一些物質(zhì)入手介紹它們,從而培養(yǎng)學(xué)生全面研究物質(zhì)、分析問題的能力。
三.各單元教材分析和教學(xué)建議
第一單元從鋁土礦到鋁合金
基本要求
①了解地殼中鋁元素的含量,知道鋁元素在自然界的主要的存在形式,了解從鋁土礦獲得鋁的方法,從煉鋁方法的變化體驗(yàn)化學(xué)科學(xué)的發(fā)展對(duì)人類生活的影響。
②通過實(shí)驗(yàn)探究,理解鋁的重要性質(zhì),如與酸、堿反應(yīng),鈍化現(xiàn)象等。了解鋁、氧化鋁、氫氧化鋁的性質(zhì),例舉鋁合金的應(yīng)用,進(jìn)一步認(rèn)識(shí)化學(xué)與生活的關(guān)系。
③以鋁的氧化物和氫氧化物為例了解兩性氧化物,兩性氫氧化物的概念和一般性質(zhì)。
發(fā)展要求
①知道明礬的組成和凈水作用。
②對(duì)鋁熱反應(yīng)進(jìn)行拓展,了解用其他金屬氧化物如Cr2O3、MnO2等代替氧化鐵也可發(fā)生鋁熱反應(yīng),并可用以冶煉鉻、錳等金屬。
③了解鋁及其重要化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。
說明
①不要拓展到明礬以外的其他凈水劑
②不要求介紹其他種類合金
③鋁熱反應(yīng)的放熱不需定量計(jì)算,化學(xué)反應(yīng)熱等在《化學(xué)2》會(huì)詳細(xì)介紹
教學(xué)要求
編寫思路:
本專題從鋁土礦提取這一線索,引出氧化鋁、氫氧化鋁、鋁等物質(zhì),通過對(duì)部分物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)氧化鋁、氫氧化鋁、鋁等相關(guān)知識(shí)的同時(shí),進(jìn)一步學(xué)習(xí)使用實(shí)驗(yàn)探究法去認(rèn)識(shí)物質(zhì)的性質(zhì)。在學(xué)習(xí)了活潑非金屬氯、溴和活潑金屬鈉、鎂的性質(zhì)后,了解鋁的性質(zhì)。這不僅使學(xué)生了解鈉、鎂和鋁的金屬活動(dòng)性的差異,還為后來學(xué)習(xí)元素周期律的知識(shí)建立基礎(chǔ)。教材采用類比的方法學(xué)習(xí)新知識(shí)。在認(rèn)識(shí)了氧化鋁的兩性以后,啟發(fā)學(xué)生思考?xì)溲趸X、鋁分別與酸溶液或堿溶液等的反應(yīng),以幫助學(xué)生學(xué)習(xí)構(gòu)建化學(xué)學(xué)科知識(shí)體系的方法。教材還突出了化學(xué)在生產(chǎn)生活中應(yīng)用十分廣泛的特點(diǎn),如對(duì)制備鋁的工藝流程圖的交流討論,對(duì)鋁制容器盛放食品的活動(dòng)探究等,都突出體現(xiàn)了幫助學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解釋生產(chǎn)生活中的化學(xué)現(xiàn)象的學(xué)習(xí)目標(biāo)。
知識(shí)點(diǎn)實(shí)施建議:
從鋁土礦中提取鋁鋁土礦制備鋁的工藝流程(解釋每一步操作的物質(zhì)成分變化,掌握相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。)
氧化鋁的兩性介紹(與酸性氧化物、堿性氧化物對(duì)比。)
鋁合金、氧化鋁的用途(復(fù)習(xí)合金的知識(shí)。)
鋁的氫氧化物
①氫氧化鋁的兩性(利用實(shí)驗(yàn)探究并與酸、堿進(jìn)行對(duì)比得出兩性氫氧化物的概念。)
②明礬的凈水作用(了解凈水原理和復(fù)鹽的概念。)
鋁的性質(zhì)
鋁的化學(xué)性質(zhì)(可安排學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,分析結(jié)果。)
鋁的鈍化(結(jié)合初中科學(xué)涉及的知識(shí)和實(shí)驗(yàn)。)
鋁熱反應(yīng)(做鋁熱反應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn),并進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐卣?。?br>
本單元的核心知識(shí)是鋁及其化合物的性質(zhì),在結(jié)束本單元知識(shí)的學(xué)習(xí)后,應(yīng)該對(duì)鋁及其化合物的性質(zhì)進(jìn)行歸納,了解各物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。
本單元關(guān)健概念(名詞):氧化鋁、氫氧化鋁、偏鋁酸鈉、鋁合金、明礬、復(fù)鹽、吸附性、冰晶石、兩性氧化物、兩性氫氧化物、鋁熱反應(yīng)
本單元關(guān)健原理:氧化鋁、氫氧化鋁的兩性、明礬的凈水原理、鋁熱反應(yīng)原理
本單元習(xí)題說明:注重習(xí)題開放性、研究性、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì),但這些習(xí)題難度較大。例如P68第5題明礬組成實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì);第6題由鋁、鹽酸、氫氧化鈉溶液為原料制取氫氧化鋁實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)并找出最理想的方案(自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí));第7題(2)、(3)小題鋁與稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)快慢原理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。建議各校根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況選做一部分或給適當(dāng)提示。
學(xué)法指導(dǎo):
①加強(qiáng)與舊知識(shí)的聯(lián)系和運(yùn)用,鞏固舊知識(shí),理解和掌握新知識(shí)。如本節(jié)可通過鈉、鎂、鐵等金屬性質(zhì)的對(duì)比,總結(jié)出金屬單質(zhì)的共性。
②回顧酸堿中和反應(yīng),酸與金屬氧化物的反應(yīng)、堿與CO2、SO3等非金屬氧化物的反應(yīng)來理解金屬氧化物、金屬氫氧化物的性質(zhì);通過鋁跟NaOH溶液的反應(yīng)情況來理解Al2O3、Al(OH)3的兩性,并掌握化學(xué)方程式的書寫。
③注意有關(guān)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí),通過實(shí)驗(yàn)操作,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思維、實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論,達(dá)到理解和掌握知識(shí)的目的。
④收集各種各樣的金屬材料,增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí),從而加深對(duì)金屬材料的性質(zhì)和用途的了解。
第二單元鐵、銅的獲取及應(yīng)用
教學(xué)要求:
基本要求
1、了解自然界鐵、銅的存在形式和冶煉方法,體會(huì)鐵、銅的冶煉對(duì)人類文明的影響。
2、通過生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用實(shí)例和實(shí)驗(yàn)探究,了解鐵、銅、Fe2、Fe3的性質(zhì),F(xiàn)e2、Fe3的相互轉(zhuǎn)化,了解鐵、銅及其化合物的重要應(yīng)用。
3、了解鋼鐵腐蝕的原理和危害性,應(yīng)用已有知識(shí)進(jìn)行鋼鐵防腐,了解合理開發(fā)自然資源的重要性,同時(shí)形成珍惜、保護(hù)自然資源的意識(shí)。
發(fā)展要求
1、了解Fe2、Fe3的常用檢驗(yàn)方法。
2、知道鉻和鎳與不銹鋼的聯(lián)系,并簡(jiǎn)單介紹不銹鋼的重要用途。
說明
不拓展到銅的電解精煉,有關(guān)內(nèi)容到《化學(xué)2》中介紹
編寫思路:
本單元的第一部分從鐵、銅的存在和提取著手,介紹了它們的冶煉方法,回顧比較了鐵銅及其化合物的相關(guān)性質(zhì),并通過實(shí)驗(yàn)探究掌握不同價(jià)態(tài)的鐵元素之間持轉(zhuǎn)化,使學(xué)生對(duì)鐵、銅及其化合物的性質(zhì)的認(rèn)識(shí)更完整、更系統(tǒng)。本單元的第二部分主要介紹了鋼鐵的腐蝕和防護(hù)。使學(xué)生通過對(duì)腐蝕原理的認(rèn)識(shí),思考設(shè)計(jì)防護(hù)方法。通過學(xué)生對(duì)日常生活接觸到的事實(shí)的感受引發(fā)學(xué)生對(duì)鋼鐵腐蝕化學(xué)原理的研究愿望,通過實(shí)驗(yàn)觀察和對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的探索去發(fā)現(xiàn)鋼鐵腐蝕的化學(xué)原理,應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)、圖書等各種資源去了解鋼鐵的防護(hù)方法,從而強(qiáng)化學(xué)生自主參與實(shí)驗(yàn)探究的意識(shí)。
知識(shí)點(diǎn)實(shí)施建議:
(1)從自然界獲取鐵和銅
自然界存在的鐵、銅的形式及其礦石的主要成分(通過介紹了解鐵、銅的存在及常見礦物)
煉鐵的原理(結(jié)合初中所學(xué)煉鐵的基本原理,介紹煉鐵過程中所涉及的主要反應(yīng)及原理)
生鐵和鋼(簡(jiǎn)單介紹生鐵和鋼的性質(zhì))
銅的冶煉(簡(jiǎn)單介紹其過程)
(2)鐵、銅及其化合物的應(yīng)用
鐵、銅的物理性質(zhì)與應(yīng)用(通過回顧初中所學(xué)金屬物理性質(zhì)及應(yīng)用學(xué)習(xí))
鐵、銅的化學(xué)性質(zhì)(可結(jié)合初中科學(xué)知識(shí)對(duì)鐵與銅的化學(xué)性質(zhì)比較、歸納)
Fe2、Fe3的轉(zhuǎn)化(通過探究Fe2、Fe3的轉(zhuǎn)化,形成“鐵三角”的知識(shí)網(wǎng)絡(luò),對(duì)鐵元素的性質(zhì)進(jìn)行總結(jié))
Fe2、Fe3的檢驗(yàn)(可以補(bǔ)充演示實(shí)驗(yàn))
(3)鋼鐵的腐蝕
鐵腐蝕的條件(在初中科學(xué)介紹的基礎(chǔ)上適度拓展。)
鐵生銹的原理(了解腐蝕過程,對(duì)原理不做過多解釋,不要求介紹電化學(xué)腐蝕包括析氫腐蝕和吸氧腐蝕。)
金屬的防護(hù)原理(了解防腐的方法,對(duì)涉及電化學(xué)的保護(hù)法不從原理上深入討論。)
Fe(OH)2與Fe(OH)3(介紹Fe(OH)2與Fe(OH)3的轉(zhuǎn)化,補(bǔ)充有關(guān)實(shí)驗(yàn)。)
本單元關(guān)健概念(名詞):煉鐵高爐、生物煉銅、Fe3的檢驗(yàn)、Fe2和Fe3的相互轉(zhuǎn)化、鋼鐵的腐蝕
本單元關(guān)健原理:煉鐵高爐的工作原理、Fe2和Fe3的相互轉(zhuǎn)化的方法、Fe3的檢驗(yàn)、鋼鐵腐蝕的原理
本單元習(xí)題說明:共9題,難度適中
學(xué)法指導(dǎo):
本單元的“從自然界獲取鐵和銅”的學(xué)習(xí),可從人類認(rèn)識(shí)利用金屬的歷史引入,通過對(duì)金、鐵、銅的存在、發(fā)現(xiàn)、獲取的比較分析,了解它們性質(zhì)的差異。如鐵、銅的冶煉可以運(yùn)用比較的方法展開,比較鐵、銅冶煉的相似和相異的方面,比較其本質(zhì)、反應(yīng)條件、還原劑的選擇等,以提高比較、分析和解決問題的能力。
對(duì)于“鐵、銅及化合物的性質(zhì)”,可以從三方面著手:①從生活常識(shí)發(fā)現(xiàn)兩者在性質(zhì)上的差異。②從已學(xué)過的金屬及其化合物舊知識(shí)遷移得出鐵、銅可能具有的化學(xué)性質(zhì)。③模擬發(fā)現(xiàn)過程,通過推測(cè)、設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)Fe2和Fe3的區(qū)別和轉(zhuǎn)化,最后自主構(gòu)建“鐵三角”關(guān)系。
“鋼鐵的腐蝕”可以從鋼鐵腐蝕的危害著手,激發(fā)學(xué)生了解鋼鐵腐蝕之謎的興趣,通過演示實(shí)驗(yàn),并將觀察到的現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)原理結(jié)合,運(yùn)用化學(xué)常識(shí)分析、思考可能產(chǎn)生的物質(zhì)及其發(fā)生的變化。然后通過討論,得出鋼鐵電化學(xué)腐蝕的原理,以及鋼鐵電化學(xué)腐蝕發(fā)生的條件,并在此基礎(chǔ)上尋找防止鋼鐵腐蝕的措施。最后通過網(wǎng)絡(luò)及其他途徑,了解鋼鐵腐蝕的具體防護(hù)方法。
第三單元、含硅礦物與信息材料
教學(xué)要求:
基本要求
1、了解硅在自然界的存在形式,了解硅及其化合物(以二氧化硅和硅酸鈉為例)的重要性質(zhì)。知道水泥、陶瓷、玻璃三大硅酸鹽產(chǎn)品。
2、了解工業(yè)上高純硅的制備方法。
3、了解硅、二氧化硅在信息技術(shù)、材料科學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用和與人類文明發(fā)展的關(guān)系,激發(fā)學(xué)生研究、開發(fā)新材料的意識(shí)。
發(fā)展要求
了解分子篩的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)和作用。對(duì)光導(dǎo)纖維的組成和作用有初步了解。
說明
不要拓展到硅的晶體結(jié)構(gòu),原子晶體在必修2會(huì)介紹
編寫思路:
本單元按照人類使用含硅化合物的發(fā)展,以自然界存在的硅酸鹽到單質(zhì)硅的制備為線索,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)身邊形形色色的硅酸鹽,了解二氧化硅和硅的性質(zhì)特點(diǎn),知道平凡而神奇的硅對(duì)人類文明所產(chǎn)生的重大影響,通過學(xué)習(xí)過程的體驗(yàn),形成正確地發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的思想方法。
知識(shí)點(diǎn)實(shí)施建議:
(1)硅酸鹽礦物與硅酸鹽產(chǎn)品
常見硅酸鹽礦物的組成及寫法(設(shè)計(jì)習(xí)題練習(xí)改寫)
硅酸鈉的性質(zhì)(通過基本反應(yīng)了解性質(zhì),補(bǔ)充硅酸的有關(guān)知識(shí)。)
水泥、玻璃的原料、成份(在初中科學(xué)的基礎(chǔ)上鞏固,適度拓展反應(yīng)原理。)
(2)二氧化硅與信息材料
二氧化硅的性質(zhì)與用途(以介紹為主,抓住基本反應(yīng)方程式。)
工業(yè)上硅的制法(了解提純的步驟及相關(guān)化學(xué)反應(yīng))
硅的性質(zhì)與用途(適當(dāng)補(bǔ)充硅的化學(xué)性質(zhì)及反應(yīng)。)
本單元關(guān)健概念(名詞):硅、二氧化硅、硅酸鹽、陶瓷、水泥、玻璃、分子篩、信息材料、光導(dǎo)纖維
本單元關(guān)健原理:硅的提純、玻璃的工業(yè)原理
本單元習(xí)題說明:共7題,難度適中
學(xué)法指導(dǎo):
從硅是如何制取到硅性質(zhì)的學(xué)習(xí),明確硅元素在地殼中的含量,存在形式,了解硅酸鹽的種類很多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,常用二氧化硅和金屬氧化物的形式表示硅酸鹽組成。三大硅酸鹽產(chǎn)品(陶瓷、水泥、玻璃)的生產(chǎn)原料及日常生活中的應(yīng)用。從盛氫氧化鈉溶液的玻璃試劑瓶為何不能用玻璃塞的事實(shí)認(rèn)識(shí)二氧化硅是酸性氧化物及酸性氧化物的通性,二氧化硅有哪些重要的應(yīng)用,初步了解光導(dǎo)纖維的組成和作用。
四.實(shí)驗(yàn)教學(xué)建議:
本專題教材中共安排了6個(gè)實(shí)驗(yàn)來幫助學(xué)生探究鋁、鐵、銅等元素及其化合物的重要性質(zhì)。其中鋁的穩(wěn)定性、鐵的腐蝕實(shí)驗(yàn)建議由教師演示為主,鋁的化學(xué)性質(zhì)、氫氧化鋁的兩性、Fe2和Fe3轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)、氯化鐵腐蝕銅實(shí)驗(yàn)等建議以學(xué)生探究為主。
(1)鋁的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)的主要目的是要讓學(xué)生理解由于鋁表面的氧化膜,通常情況下鋁比較穩(wěn)定。教師可以從這個(gè)目的出發(fā)再選擇補(bǔ)充一些實(shí)驗(yàn)。
(2)鋁的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中,課本中要求學(xué)生通過鋁分別濃硝酸、濃硫酸、鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng),總結(jié)歸納出鋁的性質(zhì)特征(遇冷濃硫酸和冷濃硝酸鈍化、跟稀酸或堿溶液都能反應(yīng))。本實(shí)驗(yàn)的操作要求比較低,教學(xué)中教師要重視從方法角度加以引導(dǎo),指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)從多個(gè)不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中總結(jié)規(guī)律。
(3)氫氧化鋁的兩性實(shí)驗(yàn),目的是讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)過程“發(fā)現(xiàn)”氫氧化鋁的兩性。
(4)Fe2和Fe3轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)有多個(gè)目的,一是實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),二是Fe3的檢驗(yàn)。要求學(xué)生在有限定條件下根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,并驗(yàn)證自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。由于課本對(duì)Fe2和Fe3轉(zhuǎn)化的要求不高,不宜在Fe2和Fe3轉(zhuǎn)化這個(gè)問題作過多的深化。
(5)課本安排氯化鐵腐蝕銅實(shí)驗(yàn)的目的是要求通過本實(shí)驗(yàn)活動(dòng),了解氯化鐵在印刷電路板制作的應(yīng)用,進(jìn)而深入理解Fe3離子的氧化性。
(6)鐵的腐蝕實(shí)驗(yàn)建議教師在課前做好,課堂上讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)的目的要讓學(xué)生理解鋼鐵腐蝕跟水、空氣、電解質(zhì)溶液等因素有關(guān),不要涉及吸氧腐蝕、析氫腐蝕等概念。
五.課時(shí)分配建議(說明同上)
單元名稱
內(nèi)容
建議課時(shí)
第一單元、從鋁土礦到鋁合金
從鋁土礦中提取鋁
1
鋁的性質(zhì)
1
鋁的氫氧化物
1
第二單元、鐵、銅的獲取及應(yīng)用
從自然界獲取鐵和銅
1
鐵、銅及其化合物的應(yīng)用
2
鋼鐵的腐蝕
1
第三單元、含硅礦物等信息材料
硅酸鹽礦物與硅酸鹽產(chǎn)品
1
二氧化硅等信息材料
1
專題回顧和小結(jié)
合計(jì)
9
六.教輔分析
我校(龍海一中)選用的教輔是教材的配套練習(xí)——王祖浩、吳星主編的《學(xué)習(xí)與評(píng)價(jià)課課練》。本教輔中的習(xí)題大多數(shù)難度適中,有利于學(xué)生通過練習(xí)鞏固課本所學(xué)的知識(shí),也有一些靈活的題目,有利于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。
在詳細(xì)研究、解答了此專題的相關(guān)習(xí)題后,感覺存在如下問題:
1、超出教材現(xiàn)階段要求的題目有:P64—6;P70—5(pH填“升高”或“降低”);P80—22。
2、答案錯(cuò)的有:P76—14;P77—6。
3、比較難的題目有:P65—4;P68—7;P75—3;P79—18
4、屬于信息題的有:P61—2;P64—10
5、P61例題:題目有些難,且[分析]中“可能會(huì)有H,也可能會(huì)有OH—”說法是錯(cuò)誤的,因?yàn)樗械乃芤褐芯蠬和OH—。
附教案:(1)從鋁土礦提取鋁(2)氧化鋁的性質(zhì)及用途
(3)Fe2和Fe3的性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)化
高一化學(xué)專題2《化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化》教材分析蘇教版
作為杰出的教學(xué)工作者,能夠保證教課的順利開展,作為教師就需要提前準(zhǔn)備好適合自己的教案。教案可以保證學(xué)生們?cè)谏险n時(shí)能夠更好的聽課,幫助教師提前熟悉所教學(xué)的內(nèi)容。我們要如何寫好一份值得稱贊的教案呢?考慮到您的需要,小編特地編輯了“高一化學(xué)專題2《化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化》教材分析蘇教版”,歡迎您閱讀和收藏,并分享給身邊的朋友!
高一化學(xué)專題2《化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化》教材分析蘇教版
一、課程標(biāo)準(zhǔn)分析
1.內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)
⑴知道化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。
⑵通過生產(chǎn)、生活中的實(shí)例了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化。
⑶舉例說明化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化關(guān)系及其應(yīng)用。
⑷認(rèn)識(shí)提高燃料的燃燒效率、開發(fā)高能清潔燃料和研制新型電池的重要性。
⑸通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)的速率和化學(xué)反應(yīng)的限度,了解控制反應(yīng)條件在生產(chǎn)和科學(xué)研究中的作用。
2.活動(dòng)與探究建議
⑴查閱資料:化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能、電能在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。
⑵實(shí)驗(yàn):中和反應(yīng)與中和熱的測(cè)定。
⑶實(shí)驗(yàn):用生活中的材料制作簡(jiǎn)易電池。
⑷市場(chǎng)調(diào)查:不同種類電池的特點(diǎn)、性能與用途。
⑸實(shí)驗(yàn)探究:溫度、催化劑對(duì)過氧化氫分解反應(yīng)速率的影響。
⑹設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):證明某些化學(xué)反應(yīng)的可逆性。
二、各個(gè)單元教學(xué)深廣度建議
第一單元化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)限度
基本要求
①了解化學(xué)反應(yīng)速率及其簡(jiǎn)單計(jì)算。
②認(rèn)識(shí)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,并能解釋有關(guān)現(xiàn)象。
③認(rèn)識(shí)可逆反應(yīng)的進(jìn)行有一定的限度。
④知道可逆反應(yīng)在一定條件下能達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。
⑤了解控制反應(yīng)條件在生產(chǎn)和科學(xué)研究中的作用。
發(fā)展要求
①知道影響化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素是反應(yīng)物的性質(zhì)。
②從化學(xué)反應(yīng)速率的角度初步理解化學(xué)平衡。知道在一定條件下的可逆反應(yīng),其反應(yīng)物和生成物可以在反應(yīng)體系中共存,理解反應(yīng)進(jìn)行有一定的限度,并能解釋一些簡(jiǎn)單的問題。
注意事項(xiàng)
暫不宜拓展:
①比較用不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率大小。
②化學(xué)平衡狀態(tài)的特征和影響化學(xué)平衡的因素。
③可逆反應(yīng)有關(guān)轉(zhuǎn)化率的計(jì)算。
第二單元化學(xué)反應(yīng)中的熱量
基本要求
①通過生產(chǎn)和生活中的一些實(shí)例,了解化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為熱能、電能、光能等。
②通過實(shí)驗(yàn)得出吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的概念,并從化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的變化理解概念。
③知道化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。
④初步學(xué)習(xí)熱化學(xué)方程式的書寫,并能進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的能量變化計(jì)算。
⑤了解提高燃料的燃燒效率的方法,合理利用化石燃料,減少燃料對(duì)環(huán)境的污染,認(rèn)識(shí)開發(fā)高能清潔燃料的重要性。
發(fā)展要求
①利用網(wǎng)絡(luò)等工具進(jìn)一步認(rèn)識(shí)能源是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活所必需的重要物質(zhì)基礎(chǔ)
②初步了解化學(xué)鍵的鍵能與反應(yīng)中能量變化的關(guān)系。
③知道可逆反應(yīng)中正、逆反應(yīng)能量變化之間的關(guān)系。
注意事項(xiàng)
暫不宜拓展:
①燃燒熱、中和熱等概念。
②蓋斯定律。
第三單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化
基本要求
①通過對(duì)銅-鋅原電池的實(shí)驗(yàn)探究,認(rèn)識(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,初步認(rèn)識(shí)原電池反應(yīng)的原理,并能正確書寫電極反應(yīng)。
②了解常見的化學(xué)電源以及它們?cè)谏a(chǎn)、生活等方面的應(yīng)用
③通過對(duì)電解CuCl2溶液的實(shí)驗(yàn)探究,認(rèn)識(shí)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置,初步認(rèn)識(shí)電解反應(yīng)原理,并能正確書寫電極反應(yīng)式。
發(fā)展要求
①指導(dǎo)學(xué)生利用原電池原理設(shè)計(jì)一些簡(jiǎn)單的化學(xué)電池。
②對(duì)氫氧燃料電池的正負(fù)電極、電子的流向作出判斷,并能書寫電極反應(yīng)和總反應(yīng)。
③認(rèn)識(shí)電解原理在電解飽和食鹽水、電解氧化鋁、電鍍和銅的電解精煉中的應(yīng)用,了解可用電解法制備一些活潑金屬和非金屬單質(zhì)。
注意事項(xiàng)
①對(duì)構(gòu)成原電池的條件只作簡(jiǎn)單了解。
②對(duì)電解反應(yīng)中離子在電極上的放電順序不作要求。
③對(duì)除氫氧燃料電池之外的各種實(shí)用化學(xué)電源的反應(yīng)原理不作補(bǔ)充講解。
第四單元太陽能、生物質(zhì)能和氫能的利用
基本要求
①了解化石燃料的不可再生性及其給環(huán)境帶來的問題。
②簡(jiǎn)單了解太陽能、生物質(zhì)能、氫能利用的現(xiàn)狀。
③認(rèn)識(shí)開發(fā)利用太陽能、生物質(zhì)能、氫能的重要性和迫切性。
發(fā)展要求
①了解現(xiàn)階段的能源危機(jī)以及現(xiàn)階段主要使用的能源對(duì)環(huán)境的主要影響。
②通過網(wǎng)絡(luò)搜索等手段進(jìn)一步了解太陽能、生物質(zhì)能、氫能的開發(fā)利用前景。
注意事項(xiàng)
①太陽能、生物質(zhì)能、氫能的開發(fā)利用以常識(shí)性介紹為主,不宜進(jìn)行技術(shù)細(xì)節(jié)上的拓展。
②通過本單元學(xué)習(xí),立足于現(xiàn)代生活和未來發(fā)展的需要,激發(fā)學(xué)生的求知欲望。
三、課時(shí)分配建議——14課時(shí)
單元名稱
內(nèi)容
建議課時(shí)
第一單元化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)限度
(包含講評(píng)習(xí)題的時(shí)間。下同)
化學(xué)反應(yīng)速率
1
化學(xué)反應(yīng)的限度
1
第二單元化學(xué)反應(yīng)中的熱量
化學(xué)反應(yīng)中熱量變化
2
燃料燃燒釋放的熱量
1
第三單元化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)化
化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
1
化學(xué)電源
1
電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
1
第四單元太陽能、生物質(zhì)能和氫能的利用
太陽能的利用
1
生物質(zhì)能的利用
1
氫能的開發(fā)與利用
專題回顧和小結(jié)
2
專題檢測(cè)和講評(píng)
2
合計(jì)
14
四、教材編寫特點(diǎn)和教學(xué)策略建議
本專題是對(duì)專題1的深化和應(yīng)用,教材首先從動(dòng)力學(xué)的角度簡(jiǎn)單分析了化學(xué)反應(yīng)的快慢和反應(yīng)的限度,然后從熱力學(xué)的角度簡(jiǎn)述化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,并結(jié)合化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化,聯(lián)系新能源的開發(fā)和利用,闡述了能源科學(xué)發(fā)展與化學(xué)學(xué)科的關(guān)系。主要內(nèi)容分四部分。第一部分為化學(xué)反應(yīng)速率和限度,從化學(xué)反應(yīng)速率和反應(yīng)進(jìn)行的程度上介紹化學(xué)反應(yīng)可以控制,進(jìn)而研究化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的重要性;第二部分為化學(xué)反應(yīng)中的能量,從本質(zhì)上介紹了化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因是化學(xué)鍵的斷裂和形成;第三部分為化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化,介紹了原電池和電解池的原理;第四部分為太陽能、生物質(zhì)能和氫能的利用,旨在培養(yǎng)學(xué)生節(jié)約能源及保護(hù)環(huán)境等意識(shí),學(xué)會(huì)關(guān)注社會(huì)熱點(diǎn)問題。
本專題的教學(xué)可從生產(chǎn)、生活事例出發(fā),通過實(shí)驗(yàn)探究,幫助學(xué)生了解化學(xué)反應(yīng)的速率、限度,反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化及其應(yīng)用。教學(xué)過程中要注意不能把原大綱規(guī)定的化學(xué)反應(yīng)原理知識(shí)都全部納入教學(xué)要求,只要讓學(xué)生學(xué)會(huì)從反應(yīng)速率、反應(yīng)限度、反應(yīng)中能量的轉(zhuǎn)化角度認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng),不單純追求原理知識(shí)教學(xué)的系統(tǒng)性與完整性,只要求通過師生的交互活動(dòng)幫助學(xué)生形成化學(xué)的基本觀點(diǎn)并能用于解決簡(jiǎn)單的化學(xué)問題。
另外,在本專題有關(guān)能源問題的教學(xué)中,要立足于現(xiàn)代生活和未來發(fā)展的需要,既要讓學(xué)生了解人類面臨的能源危機(jī),又要讓學(xué)生知道太陽能、生物質(zhì)能和氫能等新能源的開發(fā)和利用有著“取之不盡、用之不竭”的誘人前景。
五、教輔分析
當(dāng)前各種教輔魚龍混雜,教師需要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況和新課程的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)精心選擇。建議大多數(shù)學(xué)校只用一種教輔即可,個(gè)別學(xué)校如果學(xué)生基礎(chǔ)比較好,也可以一種為主,一種為輔(主要讓學(xué)有余力的學(xué)生使用)。以下僅分析本地使用量比較大的教輔材料——由福建省普教室陳啟新主編,鷺江出版社出版的《基礎(chǔ)學(xué)習(xí)與能力提升》。
在本專題中,《基礎(chǔ)學(xué)習(xí)與能力提升》(2006年第1版)有四份“達(dá)標(biāo)訓(xùn)練”、1份“提高訓(xùn)練”和1份“專題檢測(cè)”,共106題。總的看來,本專題的習(xí)題量和難度都比較適中,既符合課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,又在“提高訓(xùn)練”部分有適當(dāng)?shù)陌l(fā)展要求,適合作為主要教輔。另外,本專題對(duì)各單元的“知識(shí)梳理”以及對(duì)整個(gè)專題的“知識(shí)整合”比較準(zhǔn)確地體現(xiàn)了新課程的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)并比較全面和系統(tǒng),這些指導(dǎo)材料適合作為學(xué)生課后復(fù)習(xí)時(shí)的參考材料,對(duì)教師把握新課程的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)也有很好的幫助作用。
《基礎(chǔ)學(xué)習(xí)與能力提升》(2006年第1版)的“達(dá)標(biāo)訓(xùn)練”采用整個(gè)單元習(xí)題混合編排,沒有進(jìn)行適當(dāng)?shù)募?xì)分,進(jìn)行隨堂練習(xí)時(shí)不夠方便,這是第1版的不足〖注:《基礎(chǔ)學(xué)習(xí)與能力提升》(2007年第2版)已經(jīng)對(duì)“達(dá)標(biāo)訓(xùn)練”進(jìn)行適當(dāng)?shù)募?xì)分〗。另外,《基礎(chǔ)學(xué)習(xí)與能力提升》(2006年第1版)的“參考答案與提示”存在以下錯(cuò)誤:
①第126頁(參考答案與提示:第四單元第14題)
原來為:⑴C2H8N2(l)+2N2O4(l)→2CO2(g)+4H2O(g)+3N2(g);△H=-2250kJ/mol。
更正為:⑴C2H8N2(l)+2N2O4(l)→2CO2(g)+4H2O(g)+3N2(g);△H=-2550kJ/mol。
②第127頁(參考答案與提示:專題檢測(cè)第23題)
原來為:⑷CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l);△H=-889.6kJ穖ol-1。
更正為:⑷CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l);△H=-890kJ穖ol-1。
〖注:《基礎(chǔ)學(xué)習(xí)與能力提升》(2007年第2版)已經(jīng)作了勘誤〗
六、教學(xué)設(shè)計(jì)案例或示例
教學(xué)設(shè)計(jì)案例或示例建議直接參考由王祖浩、吳星主編,江蘇教育出版社出版的《高中化學(xué)教學(xué)參考書坊??(必修)》一書等教學(xué)參考書。本文只列舉以下4個(gè)案例:
例1關(guān)于“化學(xué)反應(yīng)中的熱量”可以這樣組織教學(xué)
例2化學(xué)反應(yīng)速率教學(xué)設(shè)計(jì)
【教學(xué)背景】
了解化學(xué)反應(yīng)速率能幫助學(xué)生定量地了解化學(xué)反應(yīng)的快慢,了解影響反應(yīng)速率的因素,可以幫助學(xué)生更全面地了解反應(yīng)物的本性和外界因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響?;瘜W(xué)反應(yīng)速率的知識(shí)也是學(xué)習(xí)化學(xué)平衡必要的知識(shí)準(zhǔn)備。
課程標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生提高學(xué)習(xí)能夠分辨、識(shí)別化學(xué)反應(yīng)速率,即要求學(xué)生知道如何判斷反應(yīng)的快與慢,了解與反應(yīng)速率相關(guān)的觀察與測(cè)量方法。同時(shí),強(qiáng)調(diào)通過實(shí)驗(yàn)探究進(jìn)行學(xué)習(xí),提高科學(xué)探究能力。
溫度、催化劑對(duì)過氧化氫分解反應(yīng)速率的影響在初中化學(xué)已初步涉及。學(xué)生已經(jīng)知道溫度、催化劑是影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。但要幫助學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)速率,還必須學(xué)習(xí)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。
根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,主要的學(xué)習(xí)目標(biāo)是:
1.通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)不同的化學(xué)反應(yīng)其速率不相同。同一化學(xué)反應(yīng)的速率大小受溫度、催化劑等因素的影響。
2.了解控制化學(xué)反應(yīng)速率對(duì)人類的意義。
3.了解應(yīng)如何觀察和測(cè)量化學(xué)反應(yīng)速率的快慢,知道如何加快或減慢化學(xué)反應(yīng)的速率。
4.學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)探究的基本方法,發(fā)展學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,培養(yǎng)觀察和動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的能力。
強(qiáng)調(diào)學(xué)生實(shí)驗(yàn)在獲取化學(xué)知識(shí)的重要作用,是本節(jié)教學(xué)的特點(diǎn)。反應(yīng)速率的感性認(rèn)識(shí)、對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣極為重要??紤]到教學(xué)時(shí)間、對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的組織管理,選擇簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)為宜,且不要求學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究壓強(qiáng)等對(duì)反應(yīng)速率的影響。
【案例設(shè)計(jì)】
設(shè)計(jì)思路
利用學(xué)生實(shí)驗(yàn)(或演示實(shí)驗(yàn))使學(xué)生建立起對(duì)影響化學(xué)反應(yīng)速率因素的感性認(rèn)識(shí);通過對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析來提升學(xué)生對(duì)影響化學(xué)反應(yīng)速率因素的認(rèn)識(shí);在分析化學(xué)反應(yīng)速率影響因素的過程中,要對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法的教育,學(xué)習(xí)如何提出問題、收集事實(shí)、處理事實(shí)、分析事實(shí)得出結(jié)論、應(yīng)用結(jié)論解決新問題。
教學(xué)過程
[情景創(chuàng)設(shè)]利用影象資料或講述生動(dòng)的事例,使學(xué)生了解自然界或生產(chǎn)、生活中的化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行有快、慢之分(例如,呈現(xiàn)氫氣、汽油蒸汽的安靜燃燒與爆炸;鐵的銹蝕、轉(zhuǎn)爐煉鋼通入的純氧使少量鐵劇烈氧化,產(chǎn)生耀眼的火花,呈現(xiàn)“鋼花怒放”的壯麗景象。);人類需要控制反應(yīng)進(jìn)行的快慢。
[提出問題]怎樣比較和判斷反應(yīng)的快慢?請(qǐng)?zhí)岢瞿阏J(rèn)為可行的方法,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
[學(xué)生實(shí)驗(yàn)]取兩只小燒杯,個(gè)加入25mL蒸餾水、無水酒精。取兩小塊綠豆般大小的金屬鈉,用濾紙吸干表面的煤油,分別投入盛有蒸餾水、酒精的兩只小燒杯中,觀察、比較和記錄發(fā)生的現(xiàn)象。
通過觀察,蒸餾水與金屬鈉的反應(yīng)比無水酒精劇烈,鈉較快消失,產(chǎn)生的氣泡十分劇烈,使鈉在水面迅速游動(dòng),而金屬鈉在無水酒精中只是緩緩放出氣體。
[教師補(bǔ)充講解]同學(xué)們通過肉眼觀察來比較兩種化學(xué)反應(yīng)速率的大小,實(shí)驗(yàn)還說明反應(yīng)速率主要決定于反應(yīng)物的性質(zhì)。
但是,如果只研究一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的快慢,例如只判斷金屬鈉與無水酒精反應(yīng)的快慢,該怎么辦?
[討論與交流]學(xué)生發(fā)表的看法有:
l反應(yīng)速率大小只能在比較中判斷,單單判斷一個(gè)反應(yīng)快慢不行
l可以從金屬鈉在反應(yīng)中消失的快慢來判斷,比如看看每分鐘減少了多少
l可以從放出的氫氣的快慢來判斷,例如看看每分鐘形成多少氣泡,或者生成多少體積的氫氣
┉┉
[歸納與小結(jié)]
比較的方法可以幫助我們判斷兩種或幾種化學(xué)反應(yīng)速率的相對(duì)大小,但是要判斷一種化學(xué)反應(yīng)速率的大小,應(yīng)當(dāng)看該反應(yīng)反應(yīng)物在單位時(shí)間里減少的量或單位時(shí)間生成物增加的量。由于反應(yīng)都在一定的容器或一定體積的溶液中進(jìn)行,反應(yīng)物或生成物量的減少或增加可以通過容器或溶液中物質(zhì)濃度的增加、減少來表示。因此,我們可以得到如下結(jié)論:
一、化學(xué)反應(yīng)速率
1.化學(xué)反應(yīng)速率是用來衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢程度的物理量。
2.化學(xué)反應(yīng)速率可用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。其常用單位是mol.(L.min)-1或mol.(L.s)-1
[交流與討論]我們已經(jīng)知道,決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素是反應(yīng)物的性質(zhì),而外界條件也是反應(yīng)速率的影響因素。請(qǐng)大家依據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)過的反應(yīng)知識(shí),討論哪些外界條件能影響反映速率,發(fā)生怎樣的影響。
[歸納與小結(jié)]
二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
內(nèi)因:化學(xué)反應(yīng)速率的大小主要決定于反應(yīng)物的性質(zhì)
外界條件:溫度—溫度愈高反應(yīng)速率愈快;催化劑---能大大增加化學(xué)反應(yīng)速率;反應(yīng)氣體的壓強(qiáng)、固體反應(yīng)物的顆粒度、反應(yīng)物接觸面的大小等因素對(duì)反應(yīng)速率都有影響。
[實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)]測(cè)定雙氧水在不同條件下的分解速率:不同濃度的雙氧水,在不同的催化劑作用下,分解速率有什么不同?
通過討論確定如下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):
試劑---雙氧水濃度2%、4%、6%;
催化劑---0.2mol/L的氯化銅溶液、0.2mol/L三氯化鐵溶液;
反應(yīng)速率測(cè)定方法---測(cè)定生成的氧氣的體積在反應(yīng)開始1min里增加的數(shù)值,換算成氧氣在反應(yīng)開始1min里增加的平均速率(mL/min);
實(shí)驗(yàn)裝置---帶支管的試管,支管與100mL針筒連接
實(shí)驗(yàn)方法:
(1)測(cè)定不同濃度過氧化氫溶液在同一催化分作用下分解速率
編號(hào)
實(shí)驗(yàn)
反應(yīng)速率
1
5ml2%的雙氧水+5滴0.2mol/L氯化銅溶液
2
5ml4%的雙氧水+5滴0.2mol/L氯化銅溶液
3
5ml6%的雙氧水+5滴0.2mol/L氯化銅溶液
(2)不同催化劑對(duì)同一濃度過氧化氫分解實(shí)驗(yàn)的對(duì)比表
編號(hào)
實(shí)驗(yàn)
反應(yīng)速率
1
5ml4%的雙氧水+5滴0.2mol/L氯化銅溶液
2
5ml4%的雙氧水+5滴0.2mol/L三氯化鐵溶液
(3)測(cè)定6%雙氧水在氯化銅溶液催化下在反應(yīng)開始后的不同時(shí)間段里分解速率:
時(shí)間段
0—t1
t1---t2
t2---t3
t3—t4
反應(yīng)速率
[實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析]學(xué)生報(bào)告實(shí)驗(yàn)結(jié)果,教師講評(píng)試驗(yàn)情況;要求學(xué)生繪制6%雙氧水在氯化銅溶液催化下在反應(yīng)開始后的不同時(shí)間段里分解速率隨時(shí)間變化而變化情況。討論發(fā)生這種情況的原因。
[交流與討論]舉例說明在生產(chǎn)、生活和化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,人們是怎樣加速或延緩化學(xué)反應(yīng)速率的?
[歸納與小結(jié)]
1.在實(shí)驗(yàn)室,常常通過加熱方法,提高反應(yīng)的溫度來增大反應(yīng)速率。
2.在合成氨工業(yè)、二氧化硫的氧化制三氧化硫,都在較高的溫度下進(jìn)行,以加快反應(yīng)速率
3.在現(xiàn)代化學(xué)和化工生產(chǎn)中約85%的反應(yīng)需要使用催化劑加快反應(yīng)的速率。
4.為防止食品變質(zhì),我們將食品放入冰箱中保存,降低溫度,延緩食品變質(zhì)的速率。
[課外練習(xí)]
(1)鐵與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式如下:Fe2HCl=FeCl2H2↑
通過哪些方法能夠增大該反應(yīng)的速率?
(2)NO和CO是汽車尾氣中的兩種有毒氣體。從理論上講,NO和CO可以反應(yīng)生成CO2和N2,但實(shí)際在汽車的尾氣中NO和CO并沒有減少。請(qǐng)分析其可能原因。
(3)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):在A錐形瓶中放入10g綠粒大的碳酸鈣,在B錐形瓶中放入5g粉末狀的碳酸鈣,分別加入50ml1mol/L鹽酸。如下圖(圖中:X表示時(shí)間,Y表示錐形瓶中碳酸鈣減少的質(zhì)量)能正確表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是(C)
【案例評(píng)析】
本案例的設(shè)計(jì)有以下特點(diǎn):
①引導(dǎo)學(xué)生從自己的生活經(jīng)驗(yàn)或?qū)ι磉吺挛锏挠^察為出發(fā)點(diǎn),讓學(xué)生感受到化學(xué)反應(yīng)及化學(xué)反應(yīng)速率與他們的生活是密切聯(lián)系的。
②根據(jù)學(xué)生已有的基本知識(shí)和技能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),幫助學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)測(cè)定的方法、研究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素、學(xué)習(xí)使用坐標(biāo)系描述反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的曲線。
(潘則南)
例3化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能教學(xué)設(shè)計(jì)
【教學(xué)背景】
學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容前,學(xué)生已經(jīng)對(duì)金屬活動(dòng)性順序、氧化還原反應(yīng)、電解質(zhì)的電離、離子反應(yīng)以及化學(xué)反應(yīng)的能量變化等知識(shí)有了一定的了解,具備了學(xué)習(xí)電化學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)。本節(jié)內(nèi)容理論性較強(qiáng),涉及的化學(xué)原理與學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)有一定距離。教學(xué)時(shí)要注意把握知識(shí)內(nèi)容的深廣度,利用生活中的有關(guān)化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化的事例作為學(xué)習(xí)素材,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,盡量給學(xué)生提供“做科學(xué)”的機(jī)會(huì)。
依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,主要的學(xué)習(xí)目標(biāo)是:
1.通過實(shí)驗(yàn)探究原電池中發(fā)生的反應(yīng),了解化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)化的基本原理;進(jìn)一步加深對(duì)氧化還原反應(yīng)、金屬活動(dòng)性順序、電解質(zhì)溶液性質(zhì)的理解,并能應(yīng)用于解決實(shí)際問題。
2.學(xué)習(xí)分析、推理、歸納和總結(jié)的邏輯思維方法,培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。
3.通過實(shí)驗(yàn)和小組合作學(xué)習(xí)活動(dòng),提高合作學(xué)習(xí)的能力、體驗(yàn)科學(xué)探究過程、培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新精神。
4.初步了解各類電池在生產(chǎn)、生活實(shí)際中的應(yīng)用,重視理論與實(shí)際的聯(lián)系。
【案例設(shè)計(jì)】
設(shè)計(jì)思路
從學(xué)生的已有知識(shí)入手,用實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)組織課堂教學(xué)。教學(xué)程序是:
1.利用伏打電池的故事創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景,提出關(guān)于化學(xué)能如何轉(zhuǎn)化為電能的問題,引入新課的學(xué)習(xí)。
2.通過原電池實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生形成化學(xué)電池的感性認(rèn)識(shí),認(rèn)識(shí)化學(xué)能可以通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為電能;引導(dǎo)學(xué)生利用氧化還原反應(yīng)知識(shí)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,了解原電池反應(yīng)的基本原理,認(rèn)識(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的機(jī)理。
3.指導(dǎo)學(xué)生制作“水果電池”。進(jìn)一步驗(yàn)證、鞏固所學(xué)知識(shí),開闊視野,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)。
4.延伸課堂,開展研究性學(xué)習(xí)。讓學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)、圖書館、找專家訪談,查詢有關(guān)資料,調(diào)查日常生活中常見電池的種類、使用范圍和性能;了解日常生活中廢棄舊電池對(duì)環(huán)境的危害。
教學(xué)過程
[創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景]觀看影像文件、交流討論,幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)、提出問題,引入學(xué)習(xí)課題:
1780年,意大利生物學(xué)家伽伐尼為給妻子看病,遵醫(yī)囑買了不少青蛙。當(dāng)用金屬解剖刀觸動(dòng)靠近銅盤的青蛙腿皮時(shí),已死去的青蛙竟然發(fā)生了抽搐。他聯(lián)想起以前做經(jīng)典實(shí)驗(yàn)時(shí)不慎觸電而使身體肌肉發(fā)生顫抖的情形,斷定青蛙的抽搐可能是受到電擊的結(jié)果。這偶然的現(xiàn)象并沒有被伽伐尼放過,經(jīng)過不懈的探索和思考,提出了“動(dòng)物電”的概念。他認(rèn)為青蛙神經(jīng)和肌肉是兩種不同的組織,帶有相反電荷,兩者存在電位差,一旦用導(dǎo)電材料將兩者接通,就有電流通過。由于有動(dòng)物電流的刺激,蛙腿肌肉發(fā)生收縮。
“動(dòng)物電”的發(fā)現(xiàn)引起了意大利物理學(xué)家伏打的極大興趣,經(jīng)過一番研究,他發(fā)現(xiàn)蛙腿只是起了顯示電流通過的作用,所謂特殊的“動(dòng)物電”是不存在的。伏打指出,伽伐尼實(shí)驗(yàn)中連接起來的是兩種不同的金屬和含有液體的青蛙肌肉。伏打把不同的金屬板連接后浸入一種電解液里,組成了第一個(gè)直流電源:用容器盛鹽水,把插在鹽水里的銅板、鋅板連接起來,電流就產(chǎn)生了。1800年3月20日伏打向倫敦英國皇家學(xué)會(huì)宣布了這個(gè)發(fā)現(xiàn),第一個(gè)“人造電源”---伏打電池問世。
請(qǐng)思考下列問題:
1.伽伐尼和伏打?qū)Α皠?dòng)物電”見解有何本質(zhì)區(qū)別?
3.兩種不同的金屬用導(dǎo)線連接,在一定條件下,為什么會(huì)產(chǎn)生電流?
3.“伏打電池”的發(fā)明給你什么啟示?
[討論與交流]學(xué)生議論,提出自己的看法,教師傾聽,不做結(jié)論。
[觀看演示實(shí)驗(yàn)]
在燒杯中加入約2/3容積的稀硫酸,按下列步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
1.將一塊銅片和一塊鋅片分別插入盛有稀硫酸的燒杯中。
2.將一塊銅片和一塊鋅片同時(shí)插入盛有稀硫酸的燒杯中。
3.用導(dǎo)線把鋅片和銅片連接起來,插入盛有稀硫酸的燒杯中。
4.在鋅片和銅片的導(dǎo)線中間連接一個(gè)靈敏電流計(jì),插入盛有稀硫酸的燒杯中。
[討論與交流]組織學(xué)生討論以下問題,教師適時(shí)做啟發(fā)、引導(dǎo)。
1.實(shí)驗(yàn)步驟1或2(鋅片和銅片分別插入稀硫酸中)與實(shí)驗(yàn)步驟3(用導(dǎo)線把鋅片和銅片連接起來,插入盛有稀硫酸的燒杯中)發(fā)生的現(xiàn)象有什么不同?
2.為什么當(dāng)鋅片與銅片連接后插入稀硫酸中,在銅片上有氣泡產(chǎn)生?Zn片和Cu片上可能各發(fā)生什么反應(yīng)?
3.靈敏電流計(jì)顯示有電流通過,電流是如何產(chǎn)生的?
[課件展示]播放多媒體課件,總結(jié)討論,使學(xué)生認(rèn)識(shí)鋅與氫離子的氧化、還原,怎樣產(chǎn)生電流,了解化學(xué)能如何通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為電能。
在燒杯中加入稀H2SO4,溶液中有自由運(yùn)動(dòng)的H、SO42-離子,Cu在溶液中不發(fā)生反應(yīng);Zn片插入溶液,Zn片上電子轉(zhuǎn)移到H離子上,形成鋅離子(Zn2)進(jìn)入溶液,H離子結(jié)合電子被還原,在Zn板上有氫氣放出。
用導(dǎo)線連接鋅片和銅片,Zn失電子形成鋅離子進(jìn)入溶液,電子經(jīng)鋅電極通過導(dǎo)線、電流表流入銅電極。在Cu上,H結(jié)合電子,還原生成氫氣。銅電極附近溶液中氫離子減少,硫酸根離子向鋅電極附近移動(dòng),鋅電極附近溶液中增加的鋅離子向銅電極附近移動(dòng),使電極和溶液形成電的回路。
[歸納與小結(jié)]
一、原電池反應(yīng)
1.原電池的構(gòu)成---用導(dǎo)線連接兩塊活動(dòng)性不同的金屬極板插入電解質(zhì)溶液
2.原電池的工作原理
在原電池中,較活潑的金屬極板發(fā)生氧化反應(yīng),電子經(jīng)導(dǎo)線從較活潑的金屬一極流向較不活潑的金屬極板,溶液中易得電子的陽離子在不活潑的金屬極板發(fā)生還原反應(yīng)。
在原電池中,相對(duì)活潑金屬為負(fù)極,相對(duì)不活潑金屬(或石墨電極)為正極。
上述原電池發(fā)生的反應(yīng)是:
在鋅電極(負(fù)極):Zn-2e→Zn2
在銅電極(正極):Zn-2e→Zn2
反應(yīng)總方程式Zn2H=Zn2H2↑
電子流(電流)方向:電子流從原電池的負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極(電流從原電池的正極經(jīng)導(dǎo)線流向負(fù)極)
[實(shí)踐活動(dòng)]水果電池的制作
1.實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備:水果樣品(檸檬、番茄、桔子、葡萄或其它水果)、金屬(鐵絲、銅絲、鋅片或鋁片)、石墨電極、電鈴、燈泡、微安電流計(jì)、導(dǎo)線若干、小刀、pH試紙
2.學(xué)生分小組活動(dòng)
鼓勵(lì)學(xué)生利用各種自備的水果、金屬片制作電池,用微安電流計(jì)或耳機(jī)測(cè)試是否能產(chǎn)生電流,比較電流的大小。若用小刀切開水果,使兩個(gè)極板分離,觀察電流是否消失,將水果重新合攏是否又產(chǎn)生電流?探究其原因。
學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,教師參與活動(dòng)并適時(shí)點(diǎn)撥、鼓勵(lì)、引導(dǎo)。
[討論與交流]
小組代表匯報(bào)說明實(shí)驗(yàn)結(jié)果,交流發(fā)現(xiàn)的問題與解決方法。
[總結(jié)與評(píng)價(jià)]師生共同評(píng)價(jià)各小組活動(dòng)情況,表揚(yáng)表現(xiàn)優(yōu)秀、有創(chuàng)新的小組,送給音樂賀卡,請(qǐng)打開賀卡,讓大家聽音樂。
說明水果電池的構(gòu)成,為什么可以產(chǎn)生電流。讓學(xué)生獲得如下感悟:日常生活中有很多司空見慣的事實(shí),其中都包含和聯(lián)系著豐富的化學(xué)知識(shí),只要多觀察、勤動(dòng)腦,可以通過有趣的實(shí)驗(yàn),探討它的化學(xué)原理。
[教師補(bǔ)充講解]
音樂賀卡只是原電池應(yīng)用的一例。電池在生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)等方面有廣泛的用途,人們利用原電池原理,制作了多種電池。
二、化學(xué)電源
依據(jù)原電池的反應(yīng)原理,人們發(fā)明并制造了多種多樣的化學(xué)電源?;瘜W(xué)電源有一次電池與二次電池之分。各種干電池是一次電池,用過之后不能復(fù)原。蓄電池是二次電池,在充電后能繼續(xù)使用?;瘜W(xué)電源的能量轉(zhuǎn)化率是燃料燃燒所不可比擬的?;瘜W(xué)電源不僅在生活中得到了廣泛的應(yīng)用,而且在高科技領(lǐng)域乃至航天技術(shù)中也是不可或缺的。
請(qǐng)結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)和自己的了解,舉例說明在日常生活中哪些場(chǎng)合使用了化學(xué)電源。
[研究性學(xué)習(xí)課題]從下列課題中選擇你感興趣的問題,自由組成學(xué)習(xí)小組開展研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)。
1.設(shè)計(jì)各種情況下觀察鋅與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的速率,并探究其原因:
(1)將一粒純鋅、一粒粗鋅與銅絲分別放入裝有稀硫酸的不同試管中,觀察氫氣產(chǎn)生的速率;
(2)將銅絲取出,與純鋅粒接觸后放入裝有稀硫酸的試管中,觀察氫氣的出處及溶液有無顏色變化;
(3)在鋅與稀硫酸反應(yīng)的試管中,滴入少量硫酸銅溶液,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
2.(1)調(diào)查市場(chǎng)中不同種類電池的特點(diǎn)、性能與用途。(2)調(diào)查日常生活中廢舊電池的處理方式、對(duì)環(huán)境造成的危害。將調(diào)查結(jié)果與同學(xué)交流。
3.自由女神像經(jīng)過百年的風(fēng)雨,也和人一樣經(jīng)?!吧 ?。原來她的外殼材料是銅,而支撐雕像的內(nèi)部支架卻是鋼鐵制成的,它們之間僅用一層浸油的毛氈隔開。年代久了,毛氈就失去了隔離作用,而大西洋潮濕的夾帶著鹽分的海風(fēng)向自由女神不斷“攻擊”形成無數(shù)的微電池,加速了鐵的腐蝕,自由女神的“鐵骨”表面就一層一層地被銹蝕著。面對(duì)自由女神的腐蝕問題,應(yīng)采取什么措施和方法?把你的建議上網(wǎng)發(fā)給美國紐約市長(zhǎng)吧!
[課外作業(yè)]建議使用以下部分習(xí)題:
1.根據(jù)Zn2HZn2H2↑的反應(yīng)原理設(shè)計(jì)一個(gè)原電池,當(dāng)Zn為負(fù)極時(shí),正極可以選用的金屬材料是()。
A.鎂B.石墨C.鋁D.鉛
2.X、Y、Z都是金屬,把X浸入Z的硝酸鹽溶液中,X的表面有Z析出,X與Y組成原電池時(shí),Y為電池的負(fù)極。X、Y、Z三種金屬的活動(dòng)性順序?yàn)椋ǎ?br>
A.X>Y>ZB.X>Z>YC.Y>X>ZD.Y>Z>X
3.在電工操作規(guī)程中規(guī)定不能把銅導(dǎo)線與鋁導(dǎo)線連接在一起,這其中的化學(xué)原理是。
4.市場(chǎng)上出售的“熱敷袋”中含鐵屑、炭粉、木屑和少量氯化鈉、水等。熱敷袋起用前,用塑料袋與空氣隔絕。啟用時(shí)打開塑料袋,輕輕揉搓就會(huì)放出熱量。回答下列問題:
(1)熱敷袋產(chǎn)生的熱量來源是。
(2)炭粉的主要作用是。
(3)加入NaCl的作用是。
5.生活中,有些金屬制品在使用一段時(shí)間以后,會(huì)失去表面的光澤,嚴(yán)重的會(huì)變得銹跡斑斑影響使用,尤其是鋼鐵制品,在潮濕的空氣里,很容易生銹。你知道這是什么原因嗎?
【案例評(píng)析】
本案例的設(shè)計(jì)有以下特點(diǎn):
1.教學(xué)情景設(shè)計(jì)生動(dòng)有趣。
2.通過實(shí)驗(yàn)探究、交流討論、課件演示等活動(dòng),讓學(xué)生在活動(dòng)中實(shí)驗(yàn)、思考、討論交流、在探究中學(xué)習(xí)。學(xué)生學(xué)得主動(dòng),能體驗(yàn)科學(xué)探究的過程。
3.通過學(xué)生制作自己的“水果電池”,通過有個(gè)性的學(xué)習(xí)活動(dòng),鞏固所學(xué)知識(shí)。
4.提出研究性學(xué)習(xí)課題,指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課外學(xué)習(xí),使學(xué)有余力,或?qū)瘜W(xué)學(xué)科有興趣的學(xué)生有進(jìn)一步拓展的空間,培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐精神和科學(xué)素養(yǎng)。
(黃丹青)
例4電解和電鍍教學(xué)設(shè)計(jì)
【教學(xué)背景】
電解反應(yīng)原理是電化學(xué)反應(yīng)的重要知識(shí),在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有廣泛的應(yīng)用。電解食鹽水、電解氧化鋁制鋁、電解精煉銅、電鍍等都是常見的例子。學(xué)習(xí)這些知識(shí)有助于學(xué)生了解化學(xué)在發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)、提高人的生活質(zhì)量上的價(jià)值。
根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,主要的學(xué)習(xí)目標(biāo)是:
1.了解電解和電鍍的化學(xué)原理。
2.能從能量轉(zhuǎn)化、電極反應(yīng)等方面區(qū)別電解反應(yīng)和原電池反應(yīng)。
3.初步了解電解反應(yīng)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。
與原大綱的教學(xué)要求相比,在反應(yīng)原理學(xué)習(xí)的要求上有所降低,不要求能獨(dú)立地分析電解的電極反應(yīng),離子在電極上的放電順序。重點(diǎn)放在通過實(shí)驗(yàn)和相關(guān)素材,引發(fā)學(xué)生了解電解反應(yīng)原理的興趣,從化學(xué)原理上認(rèn)識(shí)〈化學(xué)1〉中提及的電解反應(yīng)實(shí)例,了解電解原理的實(shí)際應(yīng)用,初步了解電能怎樣轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。
【案例設(shè)計(jì)】
設(shè)計(jì)思路
在〈化學(xué)1〉學(xué)習(xí)過氧化還原反應(yīng),了解了有些氧化還原反應(yīng)需要在電流作用下才能進(jìn)行,如電解水產(chǎn)生氫氣和氧氣(這種氧化還原反應(yīng)是非自發(fā)的)。
原電池研究怎樣利用自發(fā)的氧化還原反應(yīng)來產(chǎn)生電流;電解反應(yīng)則是研究如何利用電流使非自發(fā)的氧化還原順利進(jìn)行。教學(xué)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下問題:
1.要利用日常生活中常見的事例(電鍍器件、電解銅、蓄電池充電等)、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易的電解實(shí)驗(yàn)、聯(lián)系學(xué)生已學(xué)的電解反應(yīng)實(shí)例來創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景,消除學(xué)生對(duì)電解和電鍍的神秘感并提高學(xué)習(xí)興趣。
2.注意聯(lián)系原電池反應(yīng)的原理、裝置,通過原電池和電解池、原電池反應(yīng)和電解5的對(duì)比,防止學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中混肴兩種知識(shí)。
教學(xué)過程
[創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景]
電解水能夠制得氫氣和氧氣,電解食鹽水能夠制取燒堿氫氣和氯氣,用于制造日常生活中各種鋁制品的鋁,是通過電解氧化鋁獲得的。電流怎樣使水、食鹽水、氧化鋁產(chǎn)生氧化還原反應(yīng),轉(zhuǎn)化為各種產(chǎn)物呢?
[實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)]在教師指導(dǎo)下,讓學(xué)生用下圖所示簡(jiǎn)易電解裝置進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn),并交流討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
1.取一段棉線約2厘米,置于大片玻璃片上,用3滴食鹽水將整根棉線潤(rùn)濕,然后在其左右兩邊各加數(shù)滴食鹽水溶液。兩端再各加入1滴酚酞試液。
2.將兩只鱷魚夾分別夾住棉線兩端,用導(dǎo)線把鱷魚夾分別與電源(兩節(jié)2號(hào)干電池)相連。約15-20秒后,觀察發(fā)生的現(xiàn)象,并做好記錄。
3.在沒有顯示紅色的一端滴入一滴碘化鉀淀粉溶液,觀察發(fā)生的現(xiàn)象,并做好記錄。
學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,匯報(bào)如下現(xiàn)象:
觀察到的現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)1
實(shí)驗(yàn)2
實(shí)驗(yàn)3
實(shí)驗(yàn)1--食鹽水滴加酚酞試液沒有顏色變化;
實(shí)驗(yàn)2--跟電源負(fù)極相聯(lián)的一端溶液呈紅色,并有細(xì)微氣泡產(chǎn)生,說明氫氧根離子濃度增大。;
實(shí)驗(yàn)3--跟電源正極相聯(lián)的一端溶液顯藍(lán)色,聲明有氯氣產(chǎn)生。
[教師補(bǔ)充講解]
我們可以依據(jù)大家的實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果來分析電解反應(yīng)的原理:
一、電解反應(yīng)
1.電解池與電解
電解池由電源、陰極、陽極和電解質(zhì)溶液各部分。
跟電源負(fù)極相聯(lián)接的電極稱為陰極,在陰極有過剩的負(fù)電荷;跟電源正極相聯(lián)接的一極稱為陽極,在陽極有過剩的正電荷。
在食鹽水溶液中存在大量的Na和Cl-,還有微量的H和OH-。當(dāng)接通電源時(shí),帶正電荷的Na和H向陰極移動(dòng),帶負(fù)電荷的Cl-和OH-向陽極移動(dòng)。
在陰極,由于H比Na易得電子,H得電子發(fā)生還原反應(yīng):
2H2e—=H2↑
在陰極區(qū)域由于H發(fā)生還原反應(yīng)成為H2逸出,溶液中OH—濃度大于H溶度,溶液顯堿性,使酚酞顯紅色。
在陽極,由于Cl—比OH—易失電子,Cl—失電子生氧化反應(yīng):
2Cl—-2e—=Cl2↑
在陽極區(qū)域由于Cl—發(fā)生氧化反應(yīng)(2Cl—-2e—=Cl2)成為Cl2。Cl2和碘化鉀反應(yīng)生成碘(Cl22KI=2KClI2),碘遇淀粉變藍(lán)色。
總之,由于在陰極生成氫氣,在陽極生成氯氣,沒有參加氧化還原反應(yīng)的Na和OH—形成氫氧化鈉溶液,這就是我們已學(xué)的電解食鹽水反應(yīng)的基本原理。
電解食鹽水反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
2NaCl2H2O電解2NaOHH2Cl2↑
陰極產(chǎn)物陽極產(chǎn)物
[實(shí)驗(yàn)觀察]用石墨做電極,電解U型管中的氯化銅溶液,在陰極和陽極各發(fā)生什么樣的變化?
[交流與討論]試分析氯化銅溶液電解發(fā)生的反應(yīng),寫出電解反應(yīng)的化學(xué)方程式。
學(xué)生分析:在氯化銅溶液中,存在Cu2和Cl—,接通電源后,陰極周圍的Cu2得電子發(fā)生還原反應(yīng):Cu22e=Cu;在陽極Cl—失電子發(fā)生氧化反應(yīng):2Cl—-2e—=Cl2↑。在這一電解過程中,水中的H和OH-。都沒有被氧化或還原。
所以電解的化學(xué)方程式為:CuCl2電解CuCl2↑
陰極產(chǎn)物陽極產(chǎn)物
[歸納與小結(jié)]
通過我們的分析,可以知道,電解反應(yīng)是電解質(zhì)溶液在電流的作用下,在電極上發(fā)生的氧化還原反應(yīng),得到電解產(chǎn)物,電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。
2.電解反應(yīng)是電流作用下發(fā)生的氧化還原反應(yīng),電解過程電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。
請(qǐng)大家通過下表把已學(xué)的一些電解實(shí)例進(jìn)行歸納。
實(shí)例
電極反應(yīng)
陰極產(chǎn)物
陽極產(chǎn)物
化學(xué)方程式
電解CuCl2
溶液
陽極發(fā)生
反應(yīng);
陰極發(fā)生
反應(yīng)。
銅
氯氣
CuCl2電解CuCl2↑
電解食鹽水
燒堿、氫氣
氯氣
2NaCl2H2電解2NaOHH2↑Cl2↑
水電解
氫氣
氧氣
2H2O電解2H2↑O2↑
[觀看影像資料]電解原理的應(yīng)用:電解飽和食鹽水、氯堿工業(yè);銅的電解精煉。
[交流與討論]用硫酸銅溶液做電解質(zhì),用含有鋅、金、銀等金屬雜質(zhì)的粗銅板與電源正極連接做陽極,用純的銅簿片和電源負(fù)極連接做陰極,進(jìn)行電解反應(yīng)時(shí),純的銅簿片在電極上“長(zhǎng)大”得到純度很大的精銅板,相反粗銅板“瘦身”變少,這是為什么?能分析發(fā)生的變化嗎?
[歸納與小結(jié)]
(1)進(jìn)行電解時(shí),
在陽極,粗銅板上的Cu失去電子被氧化:Cu-2e=Cu2,進(jìn)入溶液;(粗銅板“瘦身”變?。?br>
在陰極,Cu2在純的銅簿片得電子發(fā)生還原反應(yīng):Cu22e—=Cu(純的銅簿片變大)。
所以,當(dāng)電路中通過電流時(shí),陽極上的粗銅不斷溶解,陰極上不斷析出銅,這樣得到的精銅又叫做電解銅,其純度大于99.9%。這就是工業(yè)上銅電解精練的基本原理。
二、電解反應(yīng)的應(yīng)用
1.銅的電解精練
[交流與討論]如果以上電解精煉的裝置改為以下裝置(用一個(gè)鐵器件做陰極,用銅板做陽極,仍用硫酸銅溶液為電解質(zhì)),進(jìn)行電解,會(huì)發(fā)生什么樣的變化呢?
接通電源時(shí):
在陽極Cu失電子被氧化而進(jìn)入溶液:Cu-2e—=Cu2;在鐵陰極Cu2得電子還原為銅:Cu22e—=Cu,鍍?cè)阼F器件上。
[歸納與小結(jié)]
2.電鍍
利用電解的方法把一層薄金屬覆蓋在一件物品表面的過程叫做電鍍。電鍍的作用是防止物品受侵蝕或使物品外表更美觀。在電鍍過程中,把清潔后的待鍍物品作為陰極,擬鍍金屬作為陽極,以含有擬鍍金屬陽離子的溶液作為電解質(zhì)。
[課外作業(yè)](以下題目供教師選擇使用)
1.某學(xué)生利用下圖所示的裝置進(jìn)行電鍍實(shí)驗(yàn):
(1)指出X極和Y極是電源的什么極?
(2)在實(shí)驗(yàn)過程中,鎳電極和鐵環(huán)各發(fā)生什么現(xiàn)象?
(3)寫出陽極和陰極所發(fā)生變化的電極反應(yīng)式。
2.某化學(xué)興趣小組利用下圖的裝置探究硫酸鈉溶液的電解。實(shí)驗(yàn)中,把5滴硫酸鈉溶液和1滴酚酞試劑的混和溶液加在裝置的圓圈內(nèi)。
(1)電流通過電路一段時(shí)間后,鉛筆B周圍的液體顏色發(fā)生什么變化?
(2)移開A、B鉛筆,用玻璃棒攪拌載玻片上的溶液,顏色又發(fā)生什么變化?
(3)試解釋以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中的顏色變化。
(4)硫酸鈉在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中起什么作用。
(5)試寫出A、B兩極的電極反應(yīng)式和電解反應(yīng)的化學(xué)方程式。
3.一個(gè)粗銅樣本內(nèi)的雜質(zhì)包括鐵、銀和鋅。描述你會(huì)怎樣進(jìn)行銅的精煉,
并解釋所采用方法的原理。
[研究性學(xué)習(xí)課題]
在電解精煉含有鋅、銀、金雜質(zhì)的粗銅時(shí),為什么銀和金沉積在陽極泥中,而鋅卻留在電解質(zhì)溶液中?將你的答案與同學(xué)交流討論。
【案例評(píng)析】
本案例設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易的電解裝置讓學(xué)生進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn),既有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,又能幫助學(xué)生了解在電解過程中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,使非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)能夠發(fā)生,從而產(chǎn)生新物質(zhì)。在電解實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)用了許多學(xué)生已有的知識(shí),如碘使淀粉變藍(lán)色等,起著溫故而知新和深入淺出的引導(dǎo)作用。
電解、電鍍、電解精煉三部分內(nèi)容中,電解是關(guān)鍵。本案例把主要學(xué)習(xí)活動(dòng)放在“電解”的學(xué)習(xí)上,使電鍍和電解精煉的學(xué)習(xí)有了基礎(chǔ)。
在習(xí)題的設(shè)計(jì)上,用兩枝鉛筆芯做電極,使學(xué)生有親切感;為了幫助學(xué)生解答,降低難度,設(shè)計(jì)若干小題目,層層鋪墊;各個(gè)習(xí)題相互配合,融知識(shí)性、實(shí)踐性、思考性和趣味性于一體,有一定的創(chuàng)意。