04（必修1）研究物质性质的方法和程序（教案3）

skybamboo

研究物质性质的方法和程序
【教学目标】
科学探究与创新意识：
1．观察金属钠及金属钠与水反应的现象。
2．探究金属钠和氧气反应的实验。
3．在预测氯气性质的过程中，体验分类比较等方法在学习研究物质性质过程中的作用，知道研究物质性质的基本程序。
4．掌握氯气及其化合物的主要性质及用途，学会用观察法、实验法探究氯气的性质。
科学态度与社会责任：
1．了解一些物质对生活的作用。
2．初步学会研究物质性质的基本方法——观察法、实验法、分类法和比较法。
3．基于研究物质性质的基本程序，通过对氯气性质的探究活动，培养安全意识和严谨求实的科学态度。认识其在生产中的应用和对环境的影响。
【教学重难点】
1．知道钠的保存，了解钠的用途。
2．钠与非金属单质，水、盐溶液等的反应。
3．过氧化钠与二氧化碳和水的反应。
4．氯气的化学性质的探究。
5．实验的观察、分析、尤其是氯气与水反应的探究学习。
【教学过程】
第一课时


[引入]通过溴化银感光性的研究，制成了感光胶卷。通过叠氮化钠的性质，制成了汽车安全气囊；通过对燃料性质的研究，制成了火箭推进剂。
[提问]怎样才能更科学地研究物质的性质呢？
[设计意图]利用身边常见物质的用途，引起学生极大的学习热情。让学生知道只有深入了解物质的性质，才能更好的利用物质，提出本节课的教学目的。
[联想·质疑]
1．在初中化学的学习中，你认识了哪些物质？你是通过什么方法来研究他们的性质的？
观察颜色和状态；观察法
将化合物分为酸、碱、盐；分类法
化学是以实验为基础的一门自然科学。实验法
[板书]研究物质性质的基本方法
[过渡]这节课主要学习观察法。从这里我们知道，要想正确使用观察法，首先要明确观察的目的；然后在实验中用眼睛、耳朵、鼻子这些感官来观察，在实验室中仪器观察不常用；并在观察中记录实验现象；最后对观察现象进行分析、思考和综合。
[设计意图]利用本部分的教学，使学生对“观察”的范畴有了进一步全面的认识，为以具体物质为例进行的实验探究提供了坚实的理论基础。
[交流·研讨]
2．你认为研究一种物质的性质应该按照怎样的程序来进行？你能通过实例来说明吗？
[观察·思考]观察金属钠及金属钠与水反应的现象
[板书]一、观察法认识钠的物理性质
[观察目的]
1．认识金属钠的颜色、状态、硬度和密度的相对大小以及熔点的相对高低。
2．认识金属钠与水的反应。
[过渡]这堂课主要以观察金属钠的物理性质和钠与水反应的现象为例，看一看这一过程如何正确使用观察法。



[设计意图]实物展示，便于研究物质的性质。
[探究实验1]观察金属钠及金属钠与水反应的现象。首先要明确观察目的。一起朗读明确了观察目的，第二步用感官观察实验。我们先观察一下金属钠，保存在煤油里。
观察：①钠的位置 ②钠的状态 ③钠是静止的还是游动的④是否有声音 ⑤溶液的颜色
注意：1．要用镊子取钠，不能用手。2．取出的钠要用滤纸吸干表面的煤油。3．多余的金属钠要放回试剂瓶中。
现象：钠块浮在水面上，迅速熔化成一个闪亮的小球，在水面上四处游动，并发出“嘶嘶”的响声，最后消失，溶液变成了红色。

	现象	结论
浮
熔
游
响
红

[设计意图]通过学生的回答，教师点出单元格阴影遮盖的内容，加深学生对实验现象的记忆，突出重点，突破难点。通过汇报实验现象，培养学生的语言表达能力。
[思考]
1．Na着火可以用水灭火？泡沫灭火器呢？应该怎么办？
2．钠能否保存在四氯化碳或汽油中?
3．设计出收集并检验该反应中放出的气体的装置？
4．将金属钠(密度为0.9788g/cm3)放入煤油(密度为0.8g/cm3)和水的混合物中，你推测可能会观察到什么现象？并解释原因。
5．在金属活动顺序表中，钠排在铜的前面，所以，将钠加入到CuSO4溶液或氯化铁溶液中，会置换出金属铜或铁。这种说法对吗？
[总结]K、Ca、Na活泼金属与盐溶液反应，不能置换出盐中的金属


[板书]1．金属钠的物理性质
银白色具有金属光泽的固体，质软，密度比煤油大。
二、实验法认识钠的化学性质
1．金属钠与水的反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
现象：浮、熔、游、响、红

• 金属钠与盐溶液反应：2Na + 2H2O + CuSO4= Cu(OH)2↓+ Na2SO4 + H2↑
  

[活动·探究]
[实验探究2]金属钠与氧气反应演示实验：
1．将切好的金属钠放置在空气中，使其与氧气反应。
2．将金属钠放在石棉网上加热，使其与氧气反应。

实验内容	实验现象
金属钠放置在空气中
在空气中加热金属钠

注意：1．固体加热，使用坩埚，泥三角、三脚架
2．反应条件不同，产物不同
思考：
1．通过这组实验，你对金属钠与氧气反应有了哪些认识？
2．金属钠除了能与氧气、水发生反应外，还能与哪些物质发生反应？请比较金属钠与其他金属在化学性质上的相同点和不同点。
3．在研究金属钠性质的过程中，你用到了哪些研究方法？
[板书]3．金属钠与非金属单质氧气反应
常温：4Na+O2=== 2Na2O(白色固体)
加热：2Na+O2 Na2O2（淡黄色固体）
[讲解]金属元素化合物的学习线索
金属单质 → 金属氧化物   →  碱  →  盐
Na → Na2O、Na2O2 →NaOH → Na2CO3．NaHCO3
[过渡]
2017年6月13日，我国首艘深海载人潜水器蛟龙号创造“中国深度”新纪录，最大下潜深度7062米，最大工作设计深度为7000米，工作范围可覆盖全球99.8%的海洋区域。
[提问]在完全密封的蛟龙号中，工作人员们是如何解决呼吸问题？制备氧气的方法？
2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2↑
2Na2O2+2CO2= 2Na2CO3 + O2
[总结]
氧化钠和过氧化钠的比较

名称	氧化钠	过氧化钠
化学式	Na2O	Na2O2
氧的化合价	－2	－1
生成条件	常温	加热或点燃
颜色、状态	白色固体	淡黄色固体
与H2O的反应	Na2O＋H2O===2NaOH	2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
与CO2的反应	Na2O＋CO2===Na2CO3	2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
与盐酸的反应	Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O	2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑
稳定性	不稳定，易被氧化 2Na2O＋O22Na2O2	较稳定
用途	制NaOH	做漂白剂、供氧剂

[课堂小结]本节课我们都学到哪些知识呢？大家自己来汇报一下。
[设计意图]
增进学生对本节课所学知识的认知和理解，教师亦由此把握课堂成效与进一步不足的方向。


教学反思
通过对金属钠的实验探究，进一步激发学生学习化学的兴趣，让他们乐于探究物质变化的奥秘。培养学生科学、严谨、求实的实验习惯和态度。初步学会研究物质性质的基本方法——观察法、实验法、分类法和比较法。培养了学生的化学学科素养。
第二课时
[复习回顾]复习金属钠的性质，研究物质性质的基本方法有哪些？
[提出问题]利用这些方法研究某一物质性质时，基本程序是什么？
[教师总结]


[观看视频]现实生活中氯气泄漏的处理。
[点出本节课题]以氯气的性质为例来研究物质性质的基本程序。
[板书]研究物质性质的基本程序-氯气
[设计意图]让学生明确学习目标，激发学生的求知欲。
[提出问题]通常从哪些方面认识物质的物理性质？
色、态、味
“二点”（熔点、沸点）
“二度”（密度、硬度）
“五性”（溶解性、导电性、导热性、延展性、挥发性）
[实验1]取一个装满氯气的集气瓶，观察氯气的颜色；稍打开玻璃片，用手轻轻地在瓶口煽动，使极少量的氯气飘入鼻孔，闻氯气的气味。



[实验2]取一个装满氯气的试管，将其倒扣在水槽中，静置一段时间后观察现象。
结论：氯气的物理性质

颜色	气味	密度	水溶性	毒性	氯水颜色
______色	强烈______气味	比空气____	____溶于水	_____	______色

[板书]一、氯气的物理性质
黄绿色，有毒，刺激性气味……
[设计意图]让学生发言，再逐步引导学生向正确的完整的程序靠拢，结合研究物质性质的基本方法，思考每步主要使用的方法。运用观察法观察到的氯气的物理性质。
[思考]1．氯气是一种非金属单质，你认为它可能具有哪些化学性质？
2．你希望通过哪些实验来验证你的预测？
[提醒]通常可以通过物质的类别来认识一类物质的化学性质。氧气是一种非金属单质。根据氧气的化学性质，你预测氯气的化学性质。在今后的学习中，还要从化合价来预测物质的化学性质。
1．回顾O2（非金属单质）与Fe、Al、Cu、Na等金属反应；
3Fe + 2O2 Fe3O4
2Cu + O2 2CuO
2Na + O2 Na2O2
与非金属单质反应：如H2．S、P等。
2H2 + O2 2H2O
2．预测氯气的化学性质：
氯气是否也有上面的性质？
Fe + Cl2
Cu + Cl2
Na + Cl2
H2 + Cl2
[实验1]
取一块绿豆大小的金属钠，用滤纸吸干表面的煤油，切去表层，放在石棉网上，用酒精灯微热。待金属钠融化成球状时，将盛有氯气的集气瓶迅速倒扣在钠球上方，观察现象。
[实验现象]熔化的钠球在氯气中剧烈燃烧，产生白色的烟。
2Na＋Cl22NaCl
[实验2]用坩埚钳夹住一束铁丝，灼烧后立刻放入充满氯气的集气瓶中，观察发生的现象。然后把少量的水注入集气瓶里，用玻璃片盖住瓶口，振荡，观察溶液的颜色。
[实验现象]铁丝在氯气中剧烈燃烧，产生棕红色的烟，得到黄色溶液。
2Fe＋3Cl22FeCl3
[实验3]用坩埚钳夹住一束铜丝，灼烧后立刻放入充满氯气的集气瓶中，观察发生的现象，然后把少量的水注入集气瓶里，用玻璃片盖住瓶口，振荡，观察溶液的颜色。
[实验现象]铜丝在氯气中剧烈燃烧，产生棕黄色的烟，得到绿色溶液。
Cu＋Cl2CuCl2
[实验4]在空气中点燃氢气（点燃前要“验纯”），然后把导管伸入盛有氯气的集气瓶中，观察氢气在氯气中燃烧的现象。
[实验现象]纯净的氢气在氯气中安静燃烧，产生苍白色火焰。集气瓶瓶口上方产生白雾。
H2＋Cl22HCl
[归纳总结]氯气的化学性质
（1）氯气和氧气相似，是一种非常活泼的非金属单质，容易与多数金属单质和H
（2）P等某些非金属单质发生反应，生成相应的氯化物。
①变价金属与Cl2反应生成高价氯化物。
②H2和Cl2在强光照射下会发生爆炸生成HCl，工业上利用氢气在氯气中燃烧的方法制取HCl。
（2）燃烧是一切发光放热的剧烈反应，燃烧过程中不一定有氧气参加反应。
[板书]二、氯气的化学性质

• 与金属单质反应：
  

2Na＋Cl22NaCl
2Fe＋3Cl22FeCl3
Cu＋Cl2CuCl2
H2＋Cl22HCl
（2）与非金属单质反应：
[设计意图]引导学法；学会化学思维，能够根据相关知识合理推断，结合现象，得出结论。
[提出问题]1．在研究氯气的溶解性实验中，将氯气放置一段时间后发现氯水的颜色变浅。这说明什么氯气具有什么性质呢？
2．氯气能和水发生反应吗？
3．如果氯气能与水发生反应，生成物是什么？
[实验探究]干燥的氯气依次通过干燥的红色布条、湿润的红色布条观察现象。


[实验现象]干燥的有色布条不褪色，而湿润的有色布条褪色。

氯水中加入的试剂	实验现象	起作用的微粒	化学方程式或解释
AgNO3溶液	产生______沉淀	____
红纸条	使湿润的红纸条_____	_____	次氯酸具有_______
石蕊溶液	先变______后_____	________	酸性使石蕊变_____，次氯酸使之_____

[实验结论]
（1）氯气不仅能溶于水，还会与水发生化学反应，反应的化学方程式：
Cl2 + H2O === HCl + HClO
（2）干燥的Cl2不具有漂白性。
（3）HClO具有漂白性，它遇到有色物质时，能破坏其中的有机色质，使有色物质褪色，并能杀灭细菌，因此次氯酸具有漂白作用和消毒作用。
[板书]（3）与水的反应：Cl2 + H2O === HCl + HClO
[过渡]采用实验、观察、比较、分类方法研究HClO和氯水的性质
（1）氯水与液氯的区别

	液氯	氯水（新制）
制法
所含微粒
化学性质

（2）次氯酸的性质
1．漂白性：它遇到有色物质时，能破坏其中的有机色质，使有色物质褪色。
2．不稳定性：HClO不稳定，见光会分解：2HClO=2HCl + O2↑
3．弱酸性：其酸性比碳酸还弱。
4．强氧化性。
[提问]为什么氯气的实验最后用NaOH溶液处理？


Cl2 + 2NaOH === NaCl + NaClO + H2O
注意：实验室常用NaOH溶液等碱液吸收或除去多余的Cl2，防止其污染环境。
2Cl2 + 2Ca(OH) 2 === CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O（制漂白粉）
漂白粉的主要成分：CaCl2、Ca(ClO)2
漂白粉的有效成分：Ca(ClO)2
工业上制取漂白粉用石灰乳，而不是石灰水。
[板书]（4）与碱的反应：Cl2 + 2NaOH === NaCl + NaClO + H2O
2Cl2 + 2Ca(OH) 2 === CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O
[归纳总结]




【教学反思】
通过对氯气的实验探究，进一步激发学生学习化学的兴趣，让他们乐于探究物质变化的奥秘。培养学生科学、严谨、求实的实验习惯和态度。初步学会研究物质性质的基本步骤（观察物质的外观、预测物质的性质、进行实验探究、解释并得出结论）。学生关注生活，关注实验，培养了学生的化学学科素养。