§1.1 物质的变化
【教学目标】
1、 从物质运动与相互作用这一科学统一的概念和原理出发认识自然界的物质处于永不停息的运动和变化之中,不同的物质形态和运动方式发生着相互作用。
2、学习研究物质变化规律的科学方法。
【教学重点与难点】
重点:掌握探究物质变化的方法
难点:了解物理变化和化学变化,以及化学变化的实质。
【教学过程设计】
引入
整个自然界是由各种各样的物质组成的,自然界中的物质处于不断的变化中(结合新学期的一些变化来举例,使学生感到熟悉,活跃课堂气氛)
引出课题:物质的变化
1、 物质是不断变化着
观察书本图例:自然界中的变化。
――共同分析这些变化。
得出:变化――物理变化:变化中不会产生新的物质;
――化学变化:变化中产生新的物质。
【提问】物理、化学变化的本质区别是什么?――反应中有无新物质的生成。
联系:化学变化中常伴随物理变化。--举例说明:蜡烛燃烧。
【练习】判断下列变化是物理变化还是化学变化?
①蜡烛燃烧 ②矿石粉碎 ③汽油的挥发 ④空气液化
⑤铜器生绿锈 ⑥二氧化碳使澄清的石灰水变浑浊
⑦酒精挥发 ⑧火药爆炸 ⑨灯丝通电后发光放热
出示: 水分子电解的模型
请学生从微观角度来判别水电解是化学变化还是物理变化?
生:在整个变化过程中,水电解生成了氧气和氢气。构成分子的原子重新组合,形成了新的分子,属于化学变化。
教师指出:化学变化的实质是构成物质分子的原子重新组合,形成新的分子。
过度:我们周围的物质在不断发生变化,如何判断变化是否发生了?
1、 究物质变化的方法
要了解物质的变化,必须通过观察和实验寻找物质变化的证据。
演示实验1:取适量的硝酸铅溶液放锥形瓶中,再向锥形瓶中加入适量的碘化钾溶液,观察反应前后的现象。
现象:反应前溶液无色透明,反应后生成黄色沉淀。
分析实验现象:在此反应中,有不溶于水的新物质生成,是化学变化。
出示:发黄的落叶,与绿叶做对照
提问:你知道叶子为什么会发黄吗?
投影:图1-7 钢铁厂的高炉
分析:铁在高温下熔化变成铁水,状态发生变化,但物质的组成本身没有变化,这种物质的变化属于物理变化。
演示实验2:拿出桌上的一段细铁丝,观察颜色、状态、形状,弯曲成各种形状,并用剪刀把细铁丝剪成几段。
问:细铁丝在形状变化中,发生的物理变化还是化学变化?
每种物质都有自己的特征或性质,如。不同物质有不同的性质,根据物质的某些性质,可用来识别该物质。我们可把物质的性质分为两大类:化学性质和物理性质。
物质变化的证据:生成沉淀、颜色改变、气体产生、温度变化、性质变化、发光发热、PH变化、状态变化等。
实验:观察硫酸铜晶体的变化。
1、取1块硫酸铜晶体,观察它的形状、颜色。 形状规则 蓝色的固体
2、向盛有硫酸铜晶体的试管中加水,观察晶体能否溶解,水溶液的颜色有什么变化。 硫酸铜晶体能溶解,硫酸铜晶体的水溶液为蓝色的液体。
3、在硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液,观察溶液的变化。生成蓝色的沉淀。
4、取1块硫酸铜晶体,将它放入大试管中加热,观察硫酸铜晶体有什么变化。 变成白色。
5、实验完成后,熄灭酒精灯,冷却大试管,再在冷却后的硫酸铜粉末中滴加入水,观察有什么现象。 变成蓝色。
根据实验中观察到的现象,可进行如下的分析:
1、有颜色变化的实验是4和5,原因是硫酸铜固体带结晶水时为蓝色,不带结晶水时为白色。
2、有沉淀生成的实验是3,原因是硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液,会生成蓝色的氢氧化铜沉淀。
3、有状态变化的实验是2,原因是硫酸铜晶体能溶于水。
根据物质变化中所获得的信息对物质的性质进行分析推测,这是我们认识物质,进一不探索物质变化规律的方法
思考:根据前面的观察,你能总结出硫酸铜 晶体有哪些性质?
分析:硫酸铜晶体是能溶于水的蓝色的固体,与氢氧化钠反应生成蓝色的氢氧化铜沉淀。加热的情况下变成白色的固体,遇水又重新变成蓝色。
提问:在这些性质中,哪些是物理性质哪些是化学性质?
物理性质:能溶于水的蓝色的固体
化学性质:与氢氧化钠反应生成蓝色的氢氧化铜沉淀
实验:观察硫酸铜晶体的变化。
1、取1块硫酸铜晶体,观察它的形状、颜色。 形状规则 蓝色的固体
2、向盛有硫酸铜晶体的试管中加水,观察晶体能否溶解,水溶液的颜色有什么变化。 硫酸铜晶体能溶解,硫酸铜晶体的水溶液为蓝色的液体。
3、在硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液,观察溶液的变化。生成蓝色的沉淀。
4、取1块硫酸铜晶体,将它放入大试管中加热,观察硫酸铜晶体有什么变化。 变成白色。
5、实验完成后,熄灭酒精灯,冷却大试管,再在冷却后的硫酸铜粉末中滴加入水,观察有什么现象。 变成蓝色。
根据实验中观察到的现象,可进行如下的分析:
1、有颜色变化的实验是4和5,原因是硫酸铜固体带结晶水时为蓝色,不带结晶水时为白色。
2、有沉淀生成的实验是3,原因是硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液,会生成蓝色的氢氧化铜沉淀。
3、有状态变化的实验是2,原因是硫酸铜晶体能溶于水。
根据物质变化中所获得的信息对物质的性质进行分析推测,这是我们认识物质,进一不探索物质变化规律的方法
思考:根据前面的观察,你能总结出硫酸铜 晶体有哪些性质?
分析:硫酸铜晶体是能溶于水的蓝色的固体,与氢氧化钠反应生成蓝色的氢氧化铜沉淀。加热的情况下变成白色的固体,遇水又重新变成蓝色。
提问:在这些性质中,哪些是物理性质哪些是化学性质?
物理性质:能溶于水的蓝色的固体
化学性质:与氢氧化钠反应生成蓝色的氢氧化铜沉淀
三、物质变化规律的应用:
师:根据物质变化的规律,我们可以推测物质的性质和用途。
演示实验:在盛有2毫升鸡蛋清的试管中加入硫酸铜溶液,可发现有鸡蛋清发生凝固。这是由于鸡蛋清中的蛋白质与硫酸铜产生化学反应,使蛋白质发生变性的现象。
根据这个性质,你能说出硫酸铜的一种用途吗?
分析:在生物体内广泛的存在着蛋白质,蛋白质是细胞的基础物质,由硫酸铜、生石灰和水制成的波尔多液可以消灭病虫害。
思考:白色的硫酸铜固体遇水会呈蓝色,这一性质有什么用途?
分析:根据白色的硫酸铜固体遇水会呈蓝色的性质,白色的硫酸铜粉末可作某种物质是否含有水分的检测剂,或少量水分的吸收剂。
课堂小结:
要想知道某一种物质是什么物质、会发生怎样的变化,我们可以通过观察、实验等方法,从物质的状态、颜色、温度,变化中有沉淀、气体生成等方面寻找证据,对各种证据进行分析,从而认识物质的变化和变化的规律,推测它们的性质,并利用物质变化规律造福人类。
第2节 探索酸的性质
【教学目标】
1、 了解酸的主要性质,举例说明酸在日常生活中的用途和对人类的影响。
2、 会测定溶液的酸碱性,会使用试管和滴管进行物质(溶液)性质试验。
3、 了解强酸的使用注意事项,了解盐酸、硫酸、硝酸的个性。
4、开展“自制酸碱指示剂”、“调查当地酸雨情况以及对农作物和建筑物的影响”等活动,提高实践能力。
【教学重点与难点】
重点:了解酸和碱的主要性质,举例说明酸和碱在日常生活中的用途和对人类的影响,会测定溶液的酸碱性,了解强酸的使用注意事项。
难点:酸的主要性质及其化学方程式。
【教学过程设计】
引入:在生活中,你知道或品尝过有酸味的物质?
――胃酸、醋、葡萄、酸梅、桔子等。
一、什么是酸
这些物质都具有酸味,是因为这些物质中都含有一类特殊的物质――酸。如醋酸、盐酸、柠檬酸等。
那么,什么是酸呢?――电离时产生的阳离子只有(全部)是氢离子的化合物。
一些物质溶解于水或受热熔化而离解成自由移动离子的过程叫电离(展示氯化钠电离的微观图片)
我们把某种酸电离产生的阴离子叫做酸的酸根离子。一些物质溶解于水或受热熔化而离解成自由移动离子的过程叫电离(展示氯化钠电离的微观图片)
我们把某种酸电离产生的阴离子叫做酸的酸根离子。
二、酸碱指示剂
讲述:生活中,我们可以用品尝的方法知道物质的酸性,可是化学物品是不能用这个方法来测定的,在七年级我们学过了用什么方法来测定物质的酸碱性,又用什么方法来测定物质的酸碱性的强弱
――可以用PH试纸来测物质的酸碱度。其次,也可以用酸碱指示剂。
实验:
1、用玻璃棒分别蘸取少许水、酸果汁、白醋、盐酸,滴在PH试纸上,观察试纸的颜色变化
2、 在白色滴板的空穴离分别滴入几滴上述样品,在滴加2~3滴紫色石蕊试液,观察其颜色的变化,并将结果填入表中
结论:pH试纸能显示酸性的强弱,而指示剂则只能指示剂溶液是否显酸性
在酸或碱溶液里能显示出不同颜色得物质,称酸碱指示剂,简称指示剂。表格:常见指示剂及其在酸性、碱性溶液中得颜色
指示剂 酸性溶液(PH小于7) 碱性溶液(PH大于7)
石蕊试液 红色 蓝色
酚酞试液 无色 红色
蓝色石蕊试纸 红色 不变色
红色石蕊试纸 不变色 蓝色
三、酸有哪些性质
演示:用紫色石蕊试液指示氢氧化钠溶液和盐酸的反应
结论:酸可以和碱发生反应,生成盐和水 酸+碱→盐+水
思考:胃酸过多的病人常服用一种叫“胃舒平”的药片来治疗,药片的主要成份是氢氧化铝,为什么能用它来治疗胃酸过多呢?请用化学方程式表示
演示:1、向盛有少量氧化铜粉末的试管中加入盐酸,微微加热,观察现象?
――黑色粉末消失,溶液变成蓝色
2、向盛有一枚生锈的铁钉的试管中加入盐酸,振荡,过会儿观察现象?
――铁锈消失,溶液变成黄色
学生:根据现象写出有关的化学方程式
结论:酸可以和金属氧化物反应,生成盐和水 酸+金属氧化物→盐+水
思考:上述演示2中,除了铁锈消失外,还可以观察到什么现象?
――铁钉表面产生气泡
那么产生的气体是否是盐酸和金属铁反应生成的?(探究实验)
学生:针对该问题建立假设,并设计实验来验证。最后交流实验的情况
结论:酸可以和某些金属反应,生成盐和氢气 酸+金属→盐+氢气
演示:1、把鸡蛋壳投入盛有盐酸的试管中,将燃着的木条伸入试管内,观察现象?
――蛋壳表面产生气泡,燃着的木条伸入后会熄灭
2、碳酸钠和盐酸的反应,产生的气体通过澄清石灰水,观察现象?
要求写出以上两个反应方程式
结论:酸可以和某些盐反应生成新盐和新酸 酸+盐→新酸+新盐
* * CO32-的检验:加盐酸,能产生使澄清石灰水变浑浊的气体(二氧化碳)
小结:盐酸具有哪些化学性质?
1、铁和稀盐酸反应:Fe + 2HCl === FeCl2 + H2
2、(1)氧化铁和稀盐酸反应:Fe2O3 + 6HCl === 2FeCl3 + 3H2O
(2)氧化铜和稀盐酸反应:CuO + 2HCl ==== CuCl2 + H2O
3、(1)盐酸和烧碱起反应:HCl + NaOH ==== NaCl +H2O
(2)氢氧化铝药物治疗胃酸过多:3HCl + Al(OH)3 ==== AlCl3 + 3H2O
4、大理石与稀盐酸反应:CaCO3 + 2HCl === CaCl2 + H2O + CO2↑
演示:稀硫酸酸性的实验 分别与锌、氧化铁、氧化铜、氢氧化铜、氯化钡溶液反应
学生:观察现象,并结合盐酸的化学性质,写出相关的化学方程式
总结:
1、 酸能使指示剂变色
2、 能与碱反应
3、 能与某些金属氧化物反应生成盐和水
4、 能与某些金属反应生成盐和氢气
5、能与盐反应生成新的盐和新的酸
对照课本第12页的图,向学生介绍酸在工农业生产中的应用
四、酸的个性
过渡:盐酸和稀硫酸在化学性质上有很大的共性,是因为它们都能电离出氢离子,但不同的酸由于酸根离子不同,也显示出各自的个性。
㈠盐酸的个性
演示:打开浓盐酸的瓶盖,观察瓶口发生的现象,并用手扇动,闻一下气味
――瓶口出现白雾,为盐酸小液滴;并有刺激性气味
结论:浓盐酸具有挥发性
演示:往稀盐酸中滴加硝酸银溶液,并滴加稀硝酸,观察
结论:产生不溶于硝酸的白色沉淀 HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3
*Cl-的检验:用硝酸银和稀硝酸进行检验,能产生白色沉淀
㈡硫酸的个性
演示:稀释浓硫酸的实验,感受烧杯的外壁,并注意观察实验操作细节
结论:稀释浓硫酸时,应把浓硫酸慢慢注入水中,溶解过程中会放出大量热
演示:用玻璃棒蘸取浓硫酸涂在火柴杆和滤纸上,过会儿观察变化
――火柴杆和滤纸上涂有硫酸部分都变成了黑色
结论:浓硫酸具有强烈的脱水性,能使木村、纸张脱水碳化
介绍:浓硫酸还具有强烈的吸水性,可以用来作某些气体的干燥剂
总结:酸的个性
第3节 探索碱的性质
【教学目标】
1、了解碱的主要性质,举例说明碱在日常生活中的用途和对人类的影响
2、继续练习试管和滴管进行物质(溶液)性质试验的操作。
3、了解强碱使用的注意事项
4、理解中和反应的实质
【教学重点与难点】
重点难点:碱的性质、碱在日常生活中的用途和对人类的影响
【教学过程设计】
引入:你去尝一个未成熟的柿子,会有什么感觉?涩味
这是因为柿子里含有碱性物质
食用碱性食品时会感到涩味,洗澡时不小心有肥皂泡溅到嘴里也有这种感觉,此外碱还有哪些性质呢?
一、碱有哪些性质
演示1:酸碱指示剂和pH试纸与碱的作用
试 液 酚酞试液 紫色石蕊试液 pH试纸
氢氧化钠溶液
澄清石灰水
结论:碱性物质能使紫色石蕊变蓝,无色酚酞变红.
一、什么是碱?
碱的涵义:电离出的阴离子全部是OH-的化合物。
演示2:氢氧化钠溶液与酸反应
演示实验②:氢氧化钠溶液与酸反应.
1、 在2支分别盛有3毫升氢氧化钠稀溶液的试管里,各滴入1滴酚酞试液,分别向2支试管里逐滴加稀盐酸和稀硫酸,边滴边振荡,直到红色刚好变成无色。这时酸和碱没有剩余,恰好完全反应。这说明溶液的酸碱性发生了什么变化?――变成中性。
2、 用滴管吸取反应后的溶液滴在蒸发皿中,在小火上烘干,蒸发皿上留下了什么?―――白色的晶体。
化学反应方程式: NaOH + HCI = NaCI + H2O
2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O
结论:氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水,跟硫酸反应生成硫酸和水,氯化钠和硫酸钠都属于盐。像这种碱跟酸作用生成和水的反应叫中和反应。
结论: 中和反应:碱+酸――盐+水
实质:H++OH-=H2O
应用:改良酸性土壤、中和酸过多等
思考:用什么办法能够知道 在稀盐酸和氢氧化钠溶液的中和反应过程中,酸和碱没有剩余,恰好完全反应?―――使用指示剂。
演示3:向澄清石灰水通入二氧化碳气体(让学生来完成)
――现象:石灰水变浑浊 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
结论:碱可以和某些非金属氧化物反应,生成盐和水。――检验二氧化碳的方法
介绍:工业上常用氢氧化钠溶液来吸收二氧化硫(提问:二氧化硫排入大气有何危害?)
SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
介绍:盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶为什么不能用玻璃塞?而是用橡皮塞或木塞。
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
介绍:氢氧化钠或氢氧化钠溶液不能敞口放置,为什么?
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
演示4:在两支试管中分别注入2-3毫升氯化铜溶液和氯化铁溶液,观察有何变化?
CuCl2+2NaOH=2NaCl+Cu(OH)2↓ ――产生蓝色絮状沉淀
FeCl3+3 NaOH=3NaCl+Fe(OH)3↓ ――产生红褐色絮状沉淀
结论:碱可以和某些盐反应,生成新盐和新碱
总结:氢氧化钠的几条化学性质
1、 酸碱指示剂作用
1、 某些非金属氧化物反应
1、 与酸反应生成盐和水
1、 和某些盐反应生成另一种碱和另一种盐
注意:⑴只有可溶性碱才能满足以上四条性质,难溶性碱只能满足第2条
⑵第4条参加反应的盐只能是可溶性盐
练习:以Ba(OH)2为例,分别写出它与CO2、HCl、H2SO4和CuCl2、FeCl3的反应。
二、碱的个性
1、氢氧化钠
俗名:烧碱、火碱和苛性钠
演示1:在表面皿上放一块氢氧化钠固体,观察。几分钟后再观察其表面,有何现象?――表面变潮湿
演示:氢氧化钠的溶解实验。――溶解时会放热
潮解:物质暴露在空气中因吸收空气中的水分,表面潮湿并逐渐溶解的现象
演示2:把一小撮兔毛放入盛有烧碱溶液的试管中,加热煮沸后观察现象
――兔毛溶解
结论:即羊毛在碱性条件下易发生水解即不耐碱。
2、氢氧化钙
俗名:熟石灰、消石灰
演示3:氢氧化钙溶液中滴入盐酸和稀硫酸溶液,观察?(思考用什么方法可以观察到变化?)
――应用酸碱指示剂可以观察到变化
演示4:在碳酸钠溶液和氯化铁溶液中滴加氢氧化钙溶液,有何变化?
――产生白色沉淀或红褐色沉淀
思考:有人用石灰乳刷墙,并在室内烧一个炭盆,开始墙面变得潮湿,过几天墙壁就变得又硬又白了。在这个过程发生了哪些化学变化?写出有关的化学方程式。
第4节 几种重要的盐
【教学目标】
1、了解某些重要的盐的性质
2、学习物质鉴定和检验的方法
3、从元素分析角度了解某些无机盐(化肥)对农作物生长的作用
【教学重点与难点】
重点难点:了解某些重要的盐的性质以及常见的盐的溶解性
【教学过程设计】
引入
盐酸和氢氧化钠反应生成什么?――――生成水的同时,溶液里
剩下酸根Cl-离子和金属Na+离子,通过蒸发溶液,这两种离子就会结合结
晶析出晶体,也就是食盐晶体。
1、 什么是盐
盐是酸跟碱中和的产物
出示图片,几种常见的盐晶体,并强调盐并不仅仅是食盐。
二、几种盐的性质
1、 碳酸钠晶体 Na2CO3.10H2O。像这种含有一定数目水分子的物质称为结晶水合物。
△俗名:纯碱或苏打
△常温下,晶体暴露在空气中易风化,而失去结晶水而成为。碳酸钠粉末
化学式为:Na2CO3
实验:往碳酸钠溶液中滴入酚酞试剂,发现什么现象?―――溶液变红。
可见碳酸钠的水溶液呈碱性。
应用:碳酸钠可用来制造肥皂、洗涤剂以及在纺织工业上都利用它的碱性。
△碳酸盐的检验:加盐酸后能产生使石灰水变浑浊的气体
练习:写出碳酸钾、碳酸钡、碳酸铜与盐酸反应的方程式
2、碳酸钙―――是一种难溶的盐CaCO3
△几种常见的形式
汉白玉 大理石 石灰石 蛋壳 贝壳
△用途:是重要的建筑材料(石柱或工艺品)、含有杂质而有美丽花纹的碳酸钙叫大理石、石灰石主要用途是生产水泥。
写出二氧化碳、碳酸与氢氧化钙溶液反应的方程式,并寻找两者相同之处。
思考:怎样证明一块岩石是碳酸盐?
3、食盐 NaCl
△食盐的来源:主要来自海水晒盐、井水制盐
△ 用途:食盐不仅是人类不可缺少的食物,而且是重要的化工原料。
1 制生理盐水(0.9%)―――0.9%的氯化钠溶液中的钠离子浓度跟人体内血浆中的钠离子浓度几乎相等,所以称为生理盐水。
思考:日常生活中常用食盐水清洗伤口,你知道这是为什么吗?
2 因为浓的食盐溶液会使细胞内的水渗出,使蛋白质凝固,所以具有杀菌作用。
3 化工上制氢氧化钠、氯气、盐酸等。
实验:收集一些汗液盛放在试管中,滴入几滴硝酸银溶液,有什么现象产生?
―――白色沉淀
氯化钠与硝酸银反应,并写出有关反应的方程式:
NaCI+AgNO3 =AgCI↓+ Na NO3
讨论:你能否说说盐有哪些化学性质?
―――⑴酸+盐→新盐+新盐
⑵碱+盐→新碱+新盐
⑶盐+盐→新盐+新盐
(4)某些盐加热能分解:
如CaCO3CaO+CO2↑
(NH4)2CO32NH3↑ + CO2↑+H2O
三、盐的制取:
实验:在盛有碳酸钠溶液的试管中加入氯化钙溶液,观察实验现象?――产生白色沉淀
写出有关的反应方程式:Na2CO3+CaCI2 = CaCO3↓+ 2NaCI
复分解反应――由于化合物互相交换成份生成新的化合物的反应。
思考:中和反应是否是复分解反应?
注意:不是任何的化合物混合在一起都可以发生复分解反应。除了要遵循上述的反应规律外,
复分解反应发生的条件是:
1.反应物都溶于水
2.生成物中有沉淀、气体、水三者之一生成。
强调:对于气体或水能否生成可按反应规律来判断,产物是否为沉淀则须根据溶解性表(见P192)来判断了。
练习:给出几种物质,判断它们之间能否发生复分解反应。
思考:根据酸的共性和碱的共性,以及盐的有关性质,小结能够获得盐的途
径有多少?
比一比,谁想的多!
1. 金属+酸——盐+氢气
2. 酸+金属氧化物——盐+水
3. 酸+碱——盐+水
4. 酸+盐——新酸+新盐
5. 碱+盐——新碱+新盐
6. 碱+酸性氧化物——盐+水
7. 金属+盐——新金属+新盐
8 盐+盐——新盐+新盐
思考:你能写出获得ZnCI2的途经有多少?用化学方程式表示。
阅读:P26候氏制碱法
四、盐与化肥(chemical fertilizer)
思考1:什么是化肥?―――化学肥料是用矿物质、空气、水等作原料,经过化学加工精制
而成的肥料(简称化肥)。
思考2:化肥有哪些类型
氮肥―――化肥主要含有氮元素的称氮肥。
磷肥―――化肥主要含有磷元素的称磷肥。
钾肥―――化肥主要含有钾元素的称钾肥。
复合肥――化肥中含有两种或两种以上主要营养元素的称复合肥。
读图:课本第27页图1-30,连线题
1、氮肥(铵盐为主,还包括硝酸盐和尿素)
作用:能促使农作物的茎叶生长茂盛,含有组成叶绿素的重要元素
制取:酸与氨气反应制得
如:氨与碳酸:NH3+H2O+CO2=NH4HCO3(碳铵)
氨与硫酸:2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4(硫铵)
可见:盐的组成中,所含的阳离子不一定都是金属阳离子,也可以是复杂阳离子(带电原子团)
铵盐的性质:
实验:1、向硫酸铵浓溶液中滴加氢氧化钠溶液,发生了什么变化?
(NH4)2SO4+2NaOH = Na2SO4+2H2O+2NH3↑
NH4HCO3+Ca(OH)2 = CaCO3↓+2H2O+NH3↑
2、 把湿润的红色石蕊试纸放在试管口,试纸颜色是否发生变化?―――使湿润的红色石蕊试纸变蓝。变化的原因是什么?产物中产生的氨气,氨气是碱性的。
结论:铵盐与碱(强碱),都有能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的氨气放出,此法用于铵盐的检验。
思考练习:在农村,人们常取少量白色粉末状的化肥和消石灰一起放在手掌心搓,通过闻气味来检验是否是氮肥,这是根据什么原理?
最常用的氮肥:是含氮有机物――人的尿液
化肥:尿素―――【CO(NH2)2】
2、磷肥
作用:促进农作物要系发达,增强吸收养份和抗寒抗旱能力,促进作物穗
数增多,籽粒饱满等。
代表物:过磷酸钙【CaSO4和Ca3(PO4)2】---(混合物)
3、钾肥
作用:促进农作物生长旺盛,茎杆粗壮,增强抗病虫害能力,促进糖和淀粉的生成。
代表物:硫酸钾(K2SO4)、氯化钾(KCI)、草木灰(成份K2CO3)
使用注意:长期使用会造成土壤板结,破坏土壤结构,所以需要施一些农家肥料(有机肥)有利于该良土壤结构,提高土壤肥力。
第5节 寻找金属变化的规律
【教学目标】
1、了解哪些物质是金属。
2、了解金属的物理性质。
3、了解金属的用途与金属性质的关系。
4、了解常见金属的化学性质。
5、了解置换反应的特点。
6、通过典型金属和酸以及某些盐的反应,认识金属活动性顺序。
7、认识电子在化学反应中的作用。
【教学重点与难点】
重点:了解置换反应,了解常见的金属的主要性质和用途,探究和认识金属活动性顺序。
难点:置换反应的特点,探究和认识金属活动性顺序。
【教学过程设计】
1、 哪些物质是金属
1、 在元素周期表中,金属元素除汞外,元素的中文名称都带有金字旁。请举出几种常见金属的实例。――金、银、铜、铁等。
思考:你知道金属汞的中文名称上为什么没有金字旁,而却是个水字底?
2、 读图。
在课本P31部分金属图中,你知道其名称的有哪些,你曾用过金属制品的金属有哪些?
3、 金属的用途很广,如人们的日常生活用品、房屋建筑、交通工具、以及医疗设备都离不开金属。
讨论:在日常生活中哪些地方用到金属?讨论后交流。
2、 探究金属的用途与金属性质的关系
1、金属的用途非常广泛,不同的金属有不同的用途。而金属的用途是由金属的性质决定的。为了研究金属的性质,推测某些金属的用途,或根据应用的需要去寻找具有某种特性的金属,我们能否初步建立常见金属的性质和用途的关系?
2、根据常见金属的一些物理性质,我们可以推测:
有金属光泽―――可以做装饰品
比较硬―――可以做钻头、机器等。
有延展性―――拉铁丝、打锄头、做铝箔等
有导电性―――铝丝、铜丝等做导线。
导热性―――铁锅、铝茶壶等
铁磁性―――永久磁铁等。
小结:金属的物理性质:金属一般具有金属光泽、延展性、导电性、导热性,具有一定的熔点和沸点等特点。
3、我们可以设计一些实验方案或调查来分析金属的物理性质,证实它们有哪些用途。
(1) 分析常见的金属有哪些物理性质。―――例如:纯铁是一种具有银白色的金属光泽的固体,密度为7.9χ103千克/米3,熔点为1535℃。有良好的延展性,有导电性、导热性、铁磁性。纯铁较软,含有杂质时较硬。
(2) 分析常见的金属有哪些用途。―――铜由于具有良好的导电性,常用作导线、电缆;铜由于具有良好的导热性,常用作一些导热器皿,铜具有良好的延展性,可拉成铜丝等,
(3) 分析常见金属的用途与它们具有的物理性质间的关系。
4、通过实验,我们收集的事实证据有:
金属名称 主要物理性质 用途
铜 易导电 做电线
铁 硬度好 做机械
铝 韧性好、导热性好 做铝锅
3、 金属的化学性质
思考:我们已学过金属有哪些化学性质?―――铁会生锈、锌能与盐酸反应放出氢气,这些都是金属所具有的化学性质。
①金属跟氧气的反应
实验1、
1、 将一根镁带、一根铜丝同时放在酒精灯的外焰上加热,观察到______________。(银白色镁带很快燃烧起来,发出耀眼的强光,放出大量的热,生成一种白色固体;红色铜丝不会燃烧,但表面变成黑色)
2、 将不燃烧的铜丝插入盛有盐酸的试管中,观察到_______________(溶液变成篮绿色)。
上述反应的化学方程式:
2 Mg+O2 2MgO 2Cu+ O2 2 CuO
CuO +2HCl == CuCl2 + H2O
结论:有些金属能在空气中燃烧,如镁;有些金属能在纯氧中燃烧,如铁;有些虽不能燃烧,但也会反应,生成氧化物,如铜、铁、铝等分别能生成氧化铜、氧化铁、氧化铝。氧化铝是一层致密的保护膜。
②金属跟酸的反应
实验2、将铝片放入盛有稀盐酸的试管中,观察并记录现象:____________。(铝片表面产生大量的气泡)
思考1:铝制容器在实用时应注意些什么?―――铝制容器在使用时应注意,不可盛酸性或碱性物质,否则容器会被腐蚀。
思考2、是否所有的金属都能被酸腐蚀?
实验3、
1、 取少量镁条、锌粒、铜片分别放入盛有稀盐酸的3支试管中,观察到:____________________(镁条、锌粒表面有气泡产生,而铜片却没气泡产生)。
2、产生气体的试管口点燃,会发生爆鸣声,说明产生的是氢气。
反应的化学方程式分别为:
Mg+ 2HCl==MgCl2+H2↑ Zn+ 2HCl==ZnCl2+ H2↑
3、 少量镁条、锌粒、铜片分别放入盛有稀硫酸的3支试管中,观察现象:______________(镁条、锌粒表面产生气泡。铜片没有气体产生)。
反应的化学方程式分别为:
Mg+ H2SO4==MgSO4+H2↑ Zn+ 2H2SO4==ZnSO4+ H2↑
结论:铝、镁、铁、锌等金属能跟稀硫酸、稀盐酸反应产生氢气,而铜等却不能跟稀硫酸、稀盐酸反应。
③金属跟某些盐溶液的反应
实验4、
1、 在盛有硫酸铜溶液的试管里浸入一段洁净的铁丝,过一会儿取出,观察有什么变化____________________________.(铁丝表面有一层红色物质生成)。
化学反应方程式为: Fe+CuSO4==FeSO4+Cu
2、 在盛有硫酸亚铁溶液的试管中,进入一段洁净的铜丝,过一会儿取出,观察到______________(铜丝表面没变化)。说明铜与硫酸亚铁溶液没有发生化学变化。
在盛有硝酸银溶液和硫酸锌的试管中,分别浸入一段洁净的铜丝,过一会儿取出,观察到___________________(浸入硝酸银溶液中的铜丝表面有一层银白色物质生成,而浸入硫酸锌溶液中的铜丝却没有发生变化)。
反应的化学方程式为: Cu+2AgNO3==Cu(NO3)2+2Ag
思考:上述反应与前面学过的化合、分解、复分解反应有什么不同?
④置换反应
1、 由一种单质跟一种化合物起反应生成另一种单质和另一种化合物的反应叫做置换反应。
2、 通式:A+BC=AC+B 或 A+BC=BA+C
3、 金属跟酸、金属跟盐的反应都是置换反应。
思考:化学方程式:CO+CuO Cu+CO2 ,这是不是置换反应?为什么?
思考:根据以上实验事实,比较铜、银、锌的活动性大小的顺序为_________(锌、铜、银)。
一、金属活动性顺序:
1、知识回顾:①金属跟氧气的反应;②金属跟酸的反应;③金属跟某些盐溶液的反应。从上述反应中知道,不同的金属它们的活动性________(不一样)。
2、实验讨论:设计实验比较镁、锌、铜的活动性,并从大到小列出镁、锌、铜的活动性顺序。如果把氢也列入其中,应如何排列?
(1) 试剂的选择:镁、锌、铜三种金属和稀盐酸。
(2) 实验:将镁、锌、铜三种金属分别放到盛有稀盐酸的试管。可
观察到:____________(铜表面无气泡产生,镁和锌表面产生气泡,但镁产生的气泡的速度比锌要快)。
(3)结论:镁、锌、铜(氢)的活动性由强到弱的顺序为________。(镁、锌、氢、铜)
经过许多实验,人们总结出一些金属的金属活动性顺序如下:
K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、H、Cu、Hg、Ag、Pt、Au
金属活动性由强逐渐减弱
4、 金属活动性顺序的应用规律:
1 金属跟酸反应:在金属活动性顺序中,只有排在氢前面的金属可以把酸中的氢置换出来。
2 金属跟盐溶液的反应;在金属活动性顺序中,只有一种活动性较强的金属才能把另一种活动性较弱的金属从它的盐溶液中置换出来。
讨论:金属活动性顺序对置换反应有什么意义?―――见P36图1-38用铜、银、金等不活泼金属制造的钱币。
思考:1、能否用锡壶盛装酸性物质?
2、用铁制的容器配制浸种用的波尔多液(含硫酸铜)?为什么?
二、化学反应中的电子转移
知识回顾:电子、原子、离子的符号及概念。
实验:把金属锌放入硫酸铜溶液中,可观察到__________________(银白色的金属锌表面镀上了一层紫红色的铜)。
思考:为什么铜离子会从溶液中析出变成金属铜,而金属锌则变成锌离子进入溶液?
师分析:在上述的化学反应中,金属锌失去电子变成锌离子进入溶液,而铜离子从金属锌表面得到了电子变成了金属铜,上述反应的过程实际上是电子转移的过程。
2e
Zn + CuSO4 == ZnSO4 + Cu
说明:金属锌失电子的能力比铜强,锌金属活动性比铜强。或者说铜离子得电子得能力比锌离子强,反应就发生了。
H2 + CuO Cu + H2O
氧化反应:物质得到氧的反应,如氢气得到氧的反应。
还原反应:物质失去氧的反应,如氧化铜失去氧的反应。
氧化还原反应:一种物质被氧化同时另一种物质被还原的反应。
氧化剂:失去氧的物质,如CuO。
还原剂:得到氧的物质,如H2。
结论:在反应物之间电子发生转移的反应,又称为氧化还原反应。置换反应都是氧化还原反应。
例如:金属钠在氯气中点燃:
0 0 +1—1
2Na + Cl2 == 2NaCl
还原剂 氧化剂 产物
电子——化合价——过 程——物 质——产 物
失去——升 高——被氧化——还原剂——氧化产物
得到——降 低——被还原——氧化剂——还原产物
第6节 有机物的存在和变化
【教学目标】
1、会区别无机物和有机物。
2、知道一些简单有机物的性质。
3、了解对生命活动具有重大意义的有机物(如葡萄糖、脂肪、蛋白质等)
4、知道自然界中的碳、氧、氮的循环。
【教学重点与难点】
有机物、无机物的区分;
物质循环思想和基本途径的建立。
【教学过程设计】
引入 自然界中的物质有数千万种,它们都是由元素组成的。除了我们前面已经稍有了解的无机物――酸、碱、盐等以外,还有一类有机物。事实上,有机物在物质种类中占了绝大多数。那么什么是有机物,它又有什么特点?不知同学们对有机物由多少了解?――学生谈。
通过这节课的学习我们将有所了解。
1、 一些简单的有机物
1、有机物的概念:
图P39上:这图显示了地球上生命的发生与发展的过程。据推测,地球约形成于46亿年前。原始地球火山喷发频繁发生,喷出的气体与原始地球表面的部分气体,共同构成了原始大气。图下方的彩球组合就表示原始大气中的小分子物质,如水蒸气、氨气、氢气等。据模拟实验显示,在一定的条件下,通过阳光、闪电作用,这些小分子物质会变成一些简单的有机物,如甲烷、甲胺、尿素等。再演化成复杂的生物大分子,如具有双螺旋结构的DNA分子;再经过长期的演化,地球上产生了植物、动物和人类。
可见,自然界中的有机物是从无机物演变来的,有了有机物才有生命,最终有了人类。
从物质组成上来看,这些物质组成中都含有碳元素。我们把含碳的化合物叫做有机物。其中碳的氧化物、碳酸、碳酸盐由于它们的性质更接近无机物,就排除在外。有机物除了含碳元素外,大多还含有H、O、N等元素。
2、甲烷
首先,我们来认识一下含碳氢的最简单的有机物――甲烷(CH4)。
图1-40甲烷的正四面形模型: 科学实验证明,甲烷分子里的碳原子与4个氢原子并不在一个平面内,整个分子呈正四面体形结构,碳原子位于正四面体的中心,4个氢原子分别位于正四面体的4个顶点上。左图是两种常用的甲烷分子的模型。
图1-41天然气的开采:那么,甲烷存在于什么地方呢?我们经常看到在池塘底部会冒出小气泡,这些小气泡俗称沼气,其主要成分就是甲烷。从图中,大家能否知道甲烷的性质?――甲烷难溶于水。
这些甲烷都是在隔绝空气的情况下,由植物残体经过微生物发酵的作用而生成的。
农村里常用稻草及动物粪便经发酵产生的沼气,作为燃料供热或照明。
天然气和石油气的主要成分也是甲烷。我国的天然气资源十分丰富。大家听说过西气东输工程吗?
西气东输工程是西部大开发的标志性工程。塔里木具有良好的天然气资源条件,目前已探明的储量为3900亿立方米,按照西气东输120-140亿立方米的年供气规模,可稳定供气11-13年。 西气东输管道西起新疆塔里木天然气田,途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南、安徽、江苏、浙江、上海10个省市区,干线全长4000公里。据测算,西气东输工程静态总投资约为1400亿元人民币 。2005年实现全线贯通,把新疆塔里木的天然气输送到上海。
就在我们北仑,东海天然气即将在春晓登陆。迄今中国石化集团已在东海发现8个油气田和一批含油气构造,获探明加控制储量约2000亿立方米。其中,春晓地区天然气累计探明储量已达到800亿立方米,完全可以满足东海天然气项目一期开发工程的计划用储量。
据了解,我国目前天然气的使用量仅占一次能源使用量的2%至3%,提升空间也非常广阔。
“海气上岸”项目和“西气东输”项目将形成互补优势,东海天然气的大规模开发利用将促进我国华东沿海各省市的能源结构调整,净化城市空气,创造良好的生态环境,促进经济的可持续发展。
思考:根据你所了解的沼气和它的用途,你能推测甲烷的化学性质吗?――可燃性。
对,甲烷具有可燃性。你推测一下,甲烷的燃烧产物会是什么?
――二氧化碳和水。
你猜测的依据是什么?――质量守恒定律。
那么,你能设计一个实验来证明你的猜测呢?――四人小组讨论。
实验方案是:点燃甲烷,在火焰上方罩一个干燥的烧杯,观察发生的现象。若在内壁有小水珠出现,证明有水生成。再把烧杯倒过来,倒入澄清石灰水,振荡,再观察现象。若澄清石灰水变浑浊,则证明有二氧化碳生成。
书写甲烷燃烧的化学方程式:
CH4 + 2O2 2 H2O + CO2
3、丁烷气体
除甲烷气体外,打火机内液体的主要成分丁烷气体也是一种简单有机物。其化学式为C4H10。那么它的燃烧产物应该也是二氧化碳和水。
还有,家用液化气的主要成分也是丁烷气体,它是常温下经压缩后变成液态,灌装在钢瓶中。使用时经减压就行。
那么有没有听说过煤气爆炸的事故呢?
想过为什么会发生爆炸吗?――原来,可燃性的气体与空气按一定比例混合点燃时,易发生爆炸。如甲烷在空气中的体积分数在5%-15%时,遇明火就发生爆炸。所以,在点燃前,一定要检验可燃性气体的纯度。
再介绍另外一种简单的有机物――乙炔。它在氧气中燃烧可产生3000℃以上的高温,生产中可利用这个反应进行金属的焊接和切割。
思考:你能写出乙炔气体、丁烷气体在氧气中燃烧的化学方程式吗?――学生书写。
2C2H2 + 5O2 2H2O + 4CO2
2C4H10 + 13O2 10H2O + 8CO2
你能写出CxHy燃烧的化学方程式吗?
2CxHy + (2X+Y/2)O2 YH2O + 2XCO2
4、有机物的特性
有机物与无机物相比,有许多不同的特性。
①大部分有机物熔点较低,易挥发,不易导电,易燃烧等。②许多有机物,如酒精、乙醚、苯等都上常见的很好的溶剂。
所以在很多方面有应用。
图1-44:简单介绍常见有机物的应用。
1 甲烷是常见的清洁燃料。
2 乙炔燃烧火焰用来割断或焊接金属。
3 乙烯是重要的化工原料。
4 酒精用于消毒和作燃料。
5 乙酸用作食醋。
二、对生命活动具有重大意义的有机物
有机物与我们的生活有着密切的联系。接下来,我们来介绍对生命活动具有重大意义的有机物。
有机物是生物体各组织的主要成分。人体的生长发育和体内各组织的新陈代谢,都需要各种有机物的参与。我们人体所需的营养都是从食物中获得的。食物中的六大营养物质除水与矿物质外,糖类、脂肪、蛋白质与维生素都是有机物。
人体内最基本的有机物有糖类、蛋白质、脂肪等。
①先了解一下糖类(C6H12O6)。
元素组成: 由C、H、O三种元素组成
糖类是人体消耗能量的主要来源(70%),也是合成人体中许多重要化合物的原料。
思考:你知道哪些糖类物质?
这里重点介绍一下:淀粉和纤维素。植物的光合作用产物之一是淀粉,我们怎样验证?――用碘液。对,淀粉遇碘呈蓝色,用于淀粉的检验(反之用淀粉也可以检验碘)。
膳食中的纤维素虽然不能被消化,但能增强胃肠的蠕动,促进消化和排便,还能减少胆固醇的吸收,吸附和排除肠道内的毒素。由于它的功能独特,以单列于糖类之外,被称为“第七营养素”。
②蛋白质:蛋白质是构成生物体的基本物质。蛋白质是细胞结构里最复杂多变的一类大分子。元素组成不仅含碳、氢、氧,还含有氮、硫、磷。
1、变性:蛋白质在某种条件下发生结构和性质上的改变而凝结起来,这种凝结属化学变化是不可逆的,不能再使它们恢复成为原来的蛋白质。
能使蛋白质变性的条件有加热,加酸、碱、重金属盐(如铜盐,铅盐,汞盐等) 等。
2、灼烧:蛋白质中除了碳、氢、氧元素外,还含有氮、硫等元素,所以灼烧时具有烧焦羽毛的气味,也用于蛋白质的鉴别。
学生实验:羊毛和棉花燃烧实验
3.酶是一类蛋白质,具有蛋白质的性质。酶的特性是它可作为生物催化剂。酶的催化作用特点是:①条件温和,不需加热;②反应快,效率高;③专一性,如淀粉酶只对淀粉水解起催化作用。
我们再来了解一下脂肪。
③ 脂肪: 元素组成是C、H、O ( N、P)
有机物在生物体内运动和转化的过程中,其基本元素有无变化?――没有。只是实现了物质的循环。
自然界中物质的循环。自然界中的无机物通过植物的光合作用从自然环境进入生物圈,变成有机物。这些有机物在生命活动中经过消化吸收、贮存、转化、消耗等过程不断地变化着,实现各种物质的转化(有机物转化为无机物,又回到自然环境中去)和能量的转移。
有机物对我们的生活真是太重要了。当然,我们在生活中也要关注有些有机物对我们的危害。下面老师给出几个事例,希望能增强大家的安全意识,提高生活质量。
第二章 第一节 物质的分类和利用
【教学目标】
1、掌握利用物理性质不同,对纯净物进行分类的方法。
2、掌握利用化学性质不同,对纯净物进行分类的方法。
3、掌握利用组成、用途不同,对纯净物进行分类的方法。
4、学会用实验的方法,通过对比对物质进行分类。
5、学会利用不同的性质区别物质。
【教学重点与难点】
重点:根据物质的特性,如物理特性、化学特性或化学变化中特有的现象,以及物质的组成和用途,对物质进行分类。
难点:学会根据已知物质的特性,分析出各物质在性质、用途或反应现象等方面的不同之处,以此为依据对物质进行分类。
【教学过程设计】
引入 自然界中的物质种类繁多,性质各异,为了更好的研究和识别它们常要对它们进行分类。——可以让学生回原有知识(对分类的认识)
今天我们就要来学习物质分类和利用首先我们来探究:物质分类的方法
观察P46图2-1并按他们的颜色和状态进行分类(学生讨论)
学生回答并总结:
A. 按颜色分:有色物质:氧化镁、高锰酸钾、氯气
无色物质:氧气、硫酸、醋酸、氯化钠
B. 按状态分:气态:氧气、氯气
液态:硫酸、醋酸
固态:氯化钠、氧化镁、高锰酸钾
思考:请另外设计两种分类方法,并说明分类的依据。
引导学生讨论并回答:
C.按气味分:有气味:氯气、醋酸
无气味:氯化钠、氧化镁、高锰酸钾、硫酸、氧气
D.按溶解性分:难溶物质: 氧化镁、氧气
可溶物质:氯化钠、高锰酸钾、硫酸、氯气、醋酸
——科学家在给物质分类的的时候还可以从物质的组成进行分类
用这种方法进行分类有何优点?——组成为内部结构,较为准确;组成决定性质,性质决定用途,有利于全面认识物质。
问题1:纯净如何分类?
展示:纯净物的分类(以组成为主要依据)
问题2:单质如何分类?
展示:单质的分类
问题3:化合物如何分类?
展示:化合物的分类:
思考:有机化合物和无机化合物最大的区别是什么?
组成上:是否含有碳元素.
性质上:大多数有机物点燃时,可燃烧,固体加热会发黑,难溶于水.
问题4:无机化合物如何分类?
展示:无机化合物的分类
知识回顾:
1. 氧化物:只有两种元素组成其中有一种是氧元素的化合物。
氧化物还可以分为:金属氧化物和非金属氧化物;酸性氧化物和碱性氧化物。
2.酸:电解质电离出的阳离子全部是氢离子的化合物。
酸还可以分为:有氧酸和无氧酸;一元酸、二元酸和三元酸。
3.碱:电解质电离出的阴离子全部是氢氧根离子的化合物。
碱还可以分为:可溶性碱和难溶性碱。
4.盐:由金属(或铵根)阳离子和酸根阴离子组成的化合物。
盐一般我们可以分为:酸式盐、碱式盐和正盐
小结: 金属
单质
非金属
纯净物 金属氧化物
有机化合物 氧化物
物质 化合物 非金属氧化物
无机化合物 酸
混合物 碱
盐
实验探究:P48每只烧杯中装了什么物质
指导学生用各种方法去进行分类(能用简便方法更好即用人的感官就能区别最好)同时鼓励学生可适当运用实验进行化学鉴别。引导学生设计实验并设计表格:
[课件显示]
试一试:如何区别稀硫酸、稀盐酸、氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液、食盐溶液和碳酸钠溶液等6瓶溶液?
二、常见的物质
练习:根据物质分类图,对镁、硫、氧气、氧化镁、二氧化锰、盐酸、氢氧化钙、氯化钠、高锰酸钾等进行分类。
练习:(1)从Ca、H、O、S等四种元素中选择适当的元素,按下列要求,写出符合要求的化学式一条或几条。
①酸: ②碱: ③盐:
④金属氧化物: ⑤非金属氧化物:
⑥金属单质: ⑦非金属单质:
(2)观察校对你所写的各化学式,选择出相互间能够反应的物质,并写出相应的化学方程式。
三、金属与非金属
展示:图
要求:图中哪些属于金属,哪些属于非金属?
请仔细观察和记录这些样品的外观,并尝试说出自已的理由。
讨论:现有一种单质,要分辨它是金属还是非金属,应用什么方法?
讨论:1.民航客机的机身一般是以铝为材料的,这种选择的主要原因是什么?
2.许多国家对中国使用铁锅有较高的评价,并提倡使用铁锅,你认为铁锅比起铝锅有何优点?
3.银的电阻率在常见金属中位居第一,铜位居第二,银铜都是较好的导电材料。
但是日常生活中却采用铜作为导线的内芯而不是用银,你认为原因有哪些?
4.银是最佳的导热体,为什么银不宜用来制造煮食器皿?试举出2种原因。
5.为什么装食品的罐头一般用镀锡的铁制造,而不用锡制造?
第2节 物质转化的规律
【教学目标】
1、能举例说出金属、金属氧化物、碱之间的转化。
2、能举例说出非金属、非金属氧化物、酸之间的转化。
3、注意每个实验的实验装置实验过程和实验现象。
4、通过非金属单质与其化合物的转化及金属单质与其化合物的转化,以及化合物之间的相互转化,掌握物质间相互转化的规律(两条纵线、四条横线、两条交叉斜线、两条弯线等物质间的转化)。
5、会利用物质转化的规律设计物质制备的可能方法(能利用物质转化的规律寻找物质制取的途径)。
5、 学会有关纯度问题的计算,并提高分析和计算能力。
【教学重点与难点】
重点:物质转化规律。
难点:寻找物质转化的规律。
【教学过程设计】
引入 自然界中除了陨铁以外,没有现成的铁,那么我们的生活中使用的钢铁是怎么来的呢?同样自然界中也很少有现成的硫酸,生活中的许多物质都是自然界没有的,那这些物质又是怎样来的,才是我们的生活变的丰富多彩 ?
(一)非金属与其化合物的转化
实验一
1、取一匙硫黄观察外观:(淡黄色固体)
2、将硫磺放到燃烧匙中,在空气中点燃硫粉,观察现象:(发出淡蓝色的火焰,放出热量,生成具有刺激性气味且有毒的气体二氧化硫)
3、在氧气中燃烧硫粉,观察现象:发出篮紫色的火焰,生成的气体具有刺激性气味且有毒的气体二氧化硫)。
讲述:二氧化硫是一种有毒有刺激性气味的气体、是工业上最重要的污染气体,不能直接排放到空气中,所以要注意它的处理,可以在实验结束后,立即向瓶内加入氢氧化钠来溶解它而除去,化学方程式为:
S+O2 SO2 SO2+2NaO = Na2SO3+H2O
通过以上实验,说明非金属单质在一定条件下可以转化为相应的化合物
讨论:你还知道哪些单质可以转化为相应的化合物(如氢气在空气中燃烧、碳在纯氧中燃烧、磷在纯氧中燃烧、铁丝在纯氧中燃烧等)
补充内容:C+CO2 2CO (化合反应)
C+2S CS2
可见:非金属单质在一定条件下可以转化为相应的化合物。
实验二、
1、在滴有紫色石蕊试剂的水里吹入二氧化碳气体,观察现象(有对照实验现象):通入二氧化碳的烧杯中的紫色石蕊试液变红色。
2、将变红的上述实验溶液放在热水中,观察现象:原来呈红色的溶液,红色逐渐消失,变成紫色溶液。
用化学方程式解释所观察到的现象
CO2+H2O == H2CO3 H2CO3 CO2↑+ H2O
(二)金属单质与其化合物的转化
实验三:
1、 体验硫磺和铁:现象:铁粉呈黑色,硫磺呈黄色。
用磁铁接近混合物,你看到了什么现象:铁粉被磁铁吸出,附着在磁铁的表面。
结论:说明磁铁有铁磁性,能被磁铁吸引。
2、 混合后(铁与硫的质量比7:5效果较好)加热反应,观察过程变化和现象:生成黑色固体硫化亚铁,同时放出大量的热。
结论: Fe+S FeS
3、 用磁铁靠近反应后的产物,体验物质的变化已经发生,为什么会这样?
现象:生成物FeS不能被磁铁吸收。
结论:铁和硫化亚铁是两种不同的物质。
讨论:你还知道其他的金属转化成化合物的例子吗?
2Fe+3Cl2 2 Fe Cl2 2Cu+3Cl2 2 CuCl2
2Na+ Cl2 2 NaCl Mg+ Cl2 MgCl2
金属和非金属相互反应生成相应的盐。
实验四:观察生石灰和水的反应情况
实验现象:发生剧烈反应,变成白色的粉末,放出大量的热。
化学方程式:CaO+H2O= Ca(OH)2
注意:1、路过建筑工地的石灰坑时,不在坑边玩耍,以免掉入烫伤。
2、CaO 和Ca(OH)2一样,都微溶于水,Ca(OH)2有腐蚀性。
讨论:根据上述实验结论,请你写出Na2O、K2O、BaO溶于水发生反应的化学方程式。你认为金属氧化物和水反应可生成哪类化合物。
结论:1、金属氧化物和水反应生成碱。
2、Na2O、K2O、BaO、 CaO能与水反应生成相应的碱,CuO、 Fe2O3
等与水不发生反应。
课内习题:C→ CO2→H2CO3 、 Ca → CaO → Ca(OH)2
Cu → CuSO4 、 Na → NaCl
(三)金属冶炼
引入:在自然界里仅有少数金属是以游离态(单质)的形式存在的,大多数金属是以化合态的形式存在。
金属冶炼就是要把金属从化合态变成游离态。
常用的方法:碳、一氧化碳、氢气等还原剂与金属氧化物在高温下的反应。
实验五:、木炭还原氧化铜
1将干燥的氧化铜和碳研磨成粉末,以5:1的比例均匀混合。现象:木炭粉是黑色,粉末氧化铜是一种黑色固体。
2、在实验装置(见P56图2-12)中用较高的温度加热较长的时间。现象:黑色固体慢慢消失,试管中出现紫红色的固体。
3、将尾气通入澄清石灰水。现象:澄清石灰水变成白色浑浊。
4、 结论:木炭粉跟氧化铜反应,生成了金属铜和二氧化碳。
化学方程式: C+2CuO 2 Cu+CO2↑
问题:实验结束时,为什么先移去盛有石灰水的烧杯后移去酒精灯?
5、 其他的一些副反应的化学方程式:碳——一氧化碳,一氧化碳还原氧化铜、
C+CO2 2CO CO+CuO Cu+CO2
联想对比青铜器的制造工艺。
课后了解现代工厂的制铜方法和技术。
实验六:步骤:
1、 观察孔雀石(碱式碳酸铜)〖Cu2(OH)2CO3〗的颜色:孔雀石是一种绿色的固体
2、 把少量孔雀石粉末置于大试管内,用酒精灯加热约15分钟,用湿润的ph试纸贴在试管壁上观察颜色的变化,测定气体的水溶液ph大约是多少?
现象:湿润的PH试纸变成浅红色,气体水溶液的PH约为6。
3、 孔雀石加热时有什么变化?
绿色固体慢慢变成黑色固体。试管内壁出现小水滴,试管口冒出“白气”。
结论:孔雀石加热时生成氧化铜、水和二氧化碳。
4、 写出化学方程式:Cu2(OH)2CO3 CuO+H2O+CO2↑
5、 待大试管的产物冷却后,如P57图2-13所示,通入氢气,过一会儿再给氧化铜加热。
现象:1、黑色氧化铜变成光亮紫红色的金属铜。
试管内壁出现小水滴,试管口冒出“白气“。
结论:氢气和氧化铜在高温下反应生成金属铜和水。
H2+CuO Cu+ H2O
问题:1、盛放氧化铜的试管口为什么需略向下倾斜?
2、为什么要先通一会儿氢气,再加热.氧化铜?
3、实验停止以后,为什么还要继续通入氢气,直到试管冷却为止?
问题回答:
1、防止反应生成的水倒流。
2、防止氢气与空气混合加热时试管内爆炸。
3、防止灼热的铜被空气中的氧气重新氧化成氧化铜。
习题讨论:由氧化铜制取铜,还可以用其他的什么方法吗?
也可以用碳或一氧化碳(化学反应方程式上面已写过)。
铁的使用非常广泛,但由于铁的化学性质比较活泼,所以地壳中的铁都是以化合物(铁矿石)形式存在的。
怎样把铁矿石炼成铁呢?
实验七:用CO还原氧化铁
按图2-14实验装置图实验,先通入CO,过一会儿加热。
观察现象:氧化铁粉末是一种红踪色的固体。
红棕色的固体变成黑色的粉末。
结论:CO和Fe2O3高温反应生成铁和二氧化碳。
写出以上变化的化学方程式:Fe2O3+3CO 2 Fe+ 3CO2
3、一氧化碳是一种有毒气体,应该如何处理?
此实验应在通风橱内进行,也可将多余的CO导入火焰中燃烧。
四:金属冶炼原理:
讲述:在高温条件下,碳、氢气等夺取金属氧化物中的氧,是金属氧化物还原成金属单质,这种含氧化合物里的氧被夺取的反应,叫做还原反应,碳、氢气和一氧化碳等能从氧化铜、氧化铁中夺取氧的能力叫做还原性,具有还原性的物质可做还原剂
讲解: 1.分析上述反应中元素化合价的变化及其原因.
H2 + CuO Cu + H2O
氧化反应 还原反应
还原剂(被氧化) 氧化剂(被还原)
从得失
氧的角度: 得 氧 失 氧
从化合价
升降角度: 升 价 降 价
从电子得
失的角度: 失电子 得电子
计算:有关纯度问题的计算
例题:100吨含Fe2O3的质量分数为85%的铁矿石中,可炼出含铁的质量分数为96%的生铁多少吨?
学生:方法一:根据化学方程式计算
1、写出相关的化学方程式
2、在化学方程式下标上题目中已知质量的物质的相对分子质量和实际质量,同时标出需要球的物质的相对分子质量
3、列式
4、求解
五、化合物之间的相互转换:
例如:1熟石灰的制备及粉刷后的转化可用下式表示:
CaCO3 CaO Ca(OH)2 CaCO3
写出转化的化学反应方程式:
CaCO3 CaO+ CO2↑ CaO+H2O==Ca(OH)2
Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O
2、溶洞和钟乳石是怎样形成的呢?
介绍金华著名的溶洞,展示图片。
石灰石主要成分是碳酸钙CaCO3
溶洞原理:在自然界里,含有碳酸钙的石灰石岩层遇到溶有二氧化碳的水时,不溶水的碳酸钙就会变成可溶性的碳酸氢钙〖Ca(HCO3)2〗而被地下水带走,在长年累月的作用下会慢慢地形成溶洞。
CaCO3 +CO2+ H2O=Ca(HCO3)2
钟乳石的形成原理:
当含有碳酸氢钙的地下水从溶洞顶渗出,一滴一滴落下来时,由于水分蒸发,水里的碳酸氢钙又会变成碳酸钙而沉积下来,附在洞顶的石壁上,年深日久,洞顶就垂下乳状石条,这就石钟乳石。滴落地洞底的水也发生着同样的变化,形成了向上生长的石笋。钟乳石和石笋慢慢伸长连在一起成了石柱。
Ca(HCO3)2 CaCO3↓ +H2O+ CO2↑
实验:
观察鸡蛋在稀盐酸溶液中的各种现象,并做科学的解释。
现象:1、鸡蛋不断上下浮沉。
2、2分钟后鸡蛋壳表面有大量气泡冒出,同时鸡蛋浮起来,不久,看到有白色泡沫物质从鸡蛋里跑出,白色泡沫越来越多,随着气流量流到了烧杯的外面。
3、约十分钟后,鸡蛋壳完全消失了,变成了一个由膜包着的无壳鸡蛋,而沉在容器的底部。
讨论:鸡蛋不断上下浮沉的原因可能是什么?
结论:刚放入时鸡蛋重力大于浮力,下沉到底部;下沉时, CaCO3和HCI反应放出CO2,形成气泡附着在蛋壳表面,将鸡蛋托起,鸡蛋受到的浮力大于重力,鸡蛋上浮;接近液面, CO2气泡破裂,鸡蛋重力大于浮力又下沉。
最后,变成了一个由由膜包着的无壳鸡蛋,这时气泡消失,重力大于浮力而沉在容器的底部。
六、利用物质转化的规律寻找物质制取的途径
(一)解读关系图:
1、 二条纵线
1、 金属→金属氧化物→碱→盐
①2 Mg+O2 2MgO 3Fe+2 O2 Fe3O4
2 Cu+ O2 2CuO
② CaO+H2O==Ca(OH)2 Na2O+H2O==2NaOH
CuO + H2O = 不反应
③
2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O CuSO4+2NaOH==Cu(OH)2↓+Na2SO4
Cu(OH)2+H2SO4==CuSO4+2H2O
2、非金属→非金属氧化物→酸→盐 。
① S+O2 SO2 4P+5O2 2P2O5
C+O2 CO2 (碳充分燃烧)
2 C+O2 2CO (碳不充分燃烧) 2H2+O2 2H2O
② CO2+H2O==H2CO3 SO3+O2==H2SO4 SO2+O2== H2SO3 N2O5+H2O = 2HNO3
③ CuO+2HCl==CuCl2+H2O
Na2CO3+H2SO4==Na2SO4+H2O+CO2↑
Mg(OH)2+2HNO3==Mg(NO3)2+2H2O
二、四条横线
1、 金属+非金属→无氧酸盐。
2Na + Cl2 2NaCl Fe+S FeS
2Fe+3Cl2 2 Fe Cl2 2Cu+3Cl2 2 CuCl2
2Na+ Cl2 2 NaCl Mg+ Cl2 MgCl2
2、 金属氧化物+非金属氧化物→含氧酸盐。
CaO+CO2 = CaCO3 Na2O+SO2= Na2SO3
CuO + CO2 = 不反应
3、 酸+碱→盐+水。
Cu(OH)2+2HCl==CuCl2+H2O
2Fe(OH)3+3H2SO4== Fe2(SO4)3 + 6H2O
4、盐+盐→新盐+新盐。
三、两条交叉斜线。
1、 金属氧化物+酸→盐+水
Fe2O3+6HCl==2FeCl3+3H2O CuO+ H2SO4==CuSO4+H2O
2、 非金属氧化物+碱 → 盐+水。
2NaOH+SO3==Na2SO4+H2O Ca(OH)2+CO2 ==CaCO3↓+H2O
四、两条弯线
1、 金属+盐→新金属+新盐。
Fe+CuSO4==FeSO4+Cu Cu+2AgNO3==Cu(NO3)2+2Ag
2、 金属+酸→盐+氢气。
Zn+ 2H2SO4==ZnSO4+ H2↑ Fe+ 2HCl==FeCl2+H2↑
(二)利用物质转化的规律寻找物质制取的途径
例题一、写出用空气、铜、蒸馏水、三氧化硫4种物质制取硫酸铜的化学方程式。
例题二、举出5种制备氯化镁的方法。
第3节 常见的材料
【教学目标】
1、使学生初步认识材料是人类赖以生存的物质基础,激发学生热爱科学,努力提高学习的兴趣和积极性
2、通过学习金属材料(合金材料)、无机非金属材料以及有机合成材料,使学生了解不同材料的性能、用途以及在使用过程中出现的环境保护问题。
3、通过钢铁锈鉵和防锈的学习研究,使学生逐步体验到物质、条件、环境之间相互制约的辩证唯物主义观点。
【教学重点与难点】
重点:物质转化规律。
难点:寻找物质转化的规律。
【教学过程设计】
引入 常见的材料可以分为三大类:金属材料、无机非金属材料、有机合成材料。
一、金属材料
说一说:日常生活中,哪些物品是由金属材料制成的?是由何种金属材料制成的?
强调:但在通常所用的金属材料中,很多都是由合金制成的。
合金――2种或2种以上的金属熔合在一起形成的混合物。(也可以是金属与非金属结合)
下面通过实验来比较合金与纯金属有何不同?
演示实验:铅、锡、铅锡合金性质比较
1 观察它们的外观;
1 导电性实验;
1 压力实验;
1 熔化试验。
观察实验现象,并思考:
⑴合金的性质与纯金属相比,你觉得有哪些改变?哪一类更广泛?
⑵举例合金在日常生活中的用途
*铁的合金――钢
钢:质坚硬,有弹性和延展性,机械性能好,可煅轧、压延、可铸造。
可以分为两大类:碳素钢和合金钢。
碳素钢:根据含碳量可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢
合金钢:根据所加的合金元素分。如不锈钢(含铬、镍元素)、锰钢、硅钢、钨钢等。
介绍钢的用途,同时也可简单介绍铁的另两种合金:生铁和熟铁。
金属露置于空气中易生锈,每年全世界因锈锈蚀而损失的钢铁材料占年产量的1/4。
金属为什么会生锈呢?它在什么条件下会生锈?
*探究实验:探索铁生锈的条件?
1、提出问题
2、小组讨论,设计方案
――提供器材:带塞子的试管若干支,普通铁钉、蒸馏水、干燥剂
3、画出实验装置图
提示:可以采用控制变量法,来探索决定的因素有哪些。
介绍:若用一块纯铁片来进行上述实验,反而不宜发生锈蚀现象。
小结:铁生锈,实际上是铁、氧气和水等物质相互作用,发生的一系列复杂的化学反应。
铁锈的成分很复杂,主要是氧化铁。铁锈很疏松,易吸水。因此,铁制品表面的锈如不及时除去,会加快铁制品的生锈速度。
金属的锈蚀既与周围环境中的水、空气有关,还与金属内部的结构有关。
讨论:既然我们已经找到生锈的原因,并且我们也知道铁锈蚀的危害,那么我们该采取哪些措施来防止生锈呢?――学生讨论,结合生活实际。
*防锈两大措施:
1、保护膜法
如刷油漆、涂机油、封塑料膜、电镀
2、改变钢铁内部结构法
如制成不锈钢
*金属的回收和利用
金属被填埋的危害:1、金属一般不会自行分解,会影响土质;
2、有毒的金属被腐蚀后会溶于水形成金属离子,随雨水流入河中或渗入土层,而对土壤、水源造成环境的污染。
*解决金属垃圾危害的方法:生活垃圾的分类收集、可循环再生利用。
二、无机非金属材料:
三大无机材料:水泥、陶瓷、玻璃
1、 水泥:常见的是硅酸盐水泥,是由石灰石与黏土混在一起在炉中燃烧成熟料后加石膏磨细而成。
钢筋混泥土:水泥、钢筋、沙、石、水搅拌一起形成的。具有牢固结实的特点。
2、玻璃:普通玻璃是由石英砂、苏打、石灰石经过配料、熔化、成型、退火等工序制成。
3、陶瓷:硅酸盐和其他矿物原料制成。具有耐水、耐酸碱和绝缘性等优点。
三、有机合成材料
三大合成材料:合成塑料、合成橡胶、合成纤维
1、塑料:最早的塑料叫赛璐路(乒乓球的材料)celluloid
具有可塑性,即加热到一定温度能熔化,趁热注入模具内形成各种制品。
*讨论:如果丢弃厨房里含塑料的物品,则你家厨房里的物品还剩什么
――说明塑料对现在生活的重要性。
性能:轻而结实,加工容易,性质稳定,良好绝缘,逐渐取代了其他材料。
缺点:结构稳定,不易分解,会造成严重的环境污染“白色污染”。
*讨论:每天你和家人购物,共带回多少个塑料袋?你是如何处置它们的?你觉得应该如何处置才对环境造成的危害最小?
第4节 材料的发展
【教学目标】
1、了解材料的发展与人类文明的关系
2、了解新型材料的性能和使用
3、了解在制造材料过程中产生的污染以及如何防治
【教学重点与难点】
1、材料的发展和利用对人类文明的促进作用
2、实验探究(设计制备方法、写出化学方程式、讨论实验的可行性)
【教学过程设计】
引入 随着对物质及其转化规律的认识,各种物质的用途和新的材料不断地被人们发现,新型材料的应用和发展,在一定程度上促进了人类文明的发展。任何事物的发展都有一个过程,人类历史上不同时代所使用的生产工具或战争中使用的武器,都记录了材料发展的过程。
讲述材料的发展历程:
石器→陶器→青铜器→钢铁的使用→合成材料的使用→新型材料的使用
金属材料、无机非金属材料(包括陶瓷、玻璃、水泥、人工晶体等)和有机高分子材料是材料的三大支柱。新型材料的出现,推动了生产力的发展,促进了人类社会文明的进步。
阅读书本第76页-77页
思考:1、什么是新型材料?2、当前最引人关注的新型材料有哪些?
一、新型材料
――指新出现或正在发展中的、具有优异特性和功能并能满足技术进步所需的材料。
――包括:光电子信息材料、先进复合材料、超级陶瓷材料、新型金属材料、
新型高分子材料、超导材料。
教师介绍:
1、光电子信息材料
光电子信息材料是指在微电子、光电子技术和新型元器件基础产品领域中所用的材料,主要包括单晶硅为代表的半导体微电子材料;其产品支撑着通信、计算机、信息家电与网络技术等现代信息产业的发展。
2、先进复合材料
复合材料是由两种或多种性质不同的材料通过物理和化学复合,组成具有两个或两个以上相态结构的材料。该类材料不仅性能优于组成中的任意一个单独的材料,而且还可具有组分单独不具有的独特性能。复合材料按用途主要可分为结构复合材料和功能复合材料两大类。结构复合材料主要作为承力结构使用的材料。
3、超级陶瓷材料
现代陶瓷,克服了传统陶瓷的脆性,不但强度、硬度、韧性都高,又耐磨损、耐腐蚀、耐高温,能制作人工骨骼、关节、牙齿,具有一系列理想的性能。制成的刀具削铁如泥。
4.新型金属材料
新型合金:由钛和铝或镍和铝合成的金属化合物,重量非常轻,在760℃的高温下仍保持极优良的机械性能,再加入陶瓷纤维合成的复合材料,其硬度为现有飞机发动机所用材料硬度的3倍。
5.新型高分子材料
高分子材料即塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料、胶黏剂等。
6.超导材料
超导材料:超导材料零电阻、抗磁性和高灵敏度的特点,在能源、交通、电子及其他学科领域带来技术革命。
7.纳米材料
纳米材料是指由粒径在1-100纳米之间的粒子组成的材料。将宏观物体细分成纳米粒子
后,它将显著的不同。
思考:材料的发展促进了人类文明的发展,人们在制造各种材料的过程中,会不会有什么带来一些负面的影响呢?
二、材料制造与环境保护
*探究:怎样以铜为主要原料制备硫酸铜
1、设计实验方案:课本介绍了一种方案,其它方案由学生讨论拟定。
2、讨论时说出实验的原理:
方案一: Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
方案二: 2Cu+O22CuO
CuO+H2SO4CuSO4+H2O
方案三: Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2
Cu(NO3)2+2NaOH=Cu(OH)2↓+2NaNO3
Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O
3、针对原料的利用率、产生的污染、制备成本等方面进行讨论
方案一:利用率低、会产生污染
方案二:可以利用
方案三:成本高、步骤繁锁。
化工生产原则:除了处理“三废”,不要努力提高原料的利用率,增加产品的产量,从根本上降低生产对环境造成的污染。
由不同种元素组成的纯净物
由一种元素组成的纯净物
由一种元素组成的纯净物
化合物:
单质:
纯净物
金属
单质:
非金属
无机化合物
化合物:
有机化合物
氧化物
酸
无机化合物
碱
盐