课题2 物质的量
一、核心问题
1、 什么是物质的量
2、 如何应用物质的量来计算微粒数
3、 什么是摩尔质量
4、 物质的量、微粒数、摩尔质量、质量之间有什么关系
二、知识体系
三、教学思路
A、在“物质的量”教学中,隐含着这种思想:粒子 集合粒子 粒子,即把单个粒子的称量转化为粒子集合的称量,从而间接地求出单个粒子的质量。以“称量一粒米”为背景,建立微观与宏观的联系,设制问题,让学生在解决问题中掌握物质的量的概念。
具体思路:
B、物质的量对学生来说是个全然陌生的概念,以旧的物理量引入,进入学生认知结构中原有的命题网络。设置问题,让学生在旧的知识体系中形成新的概念。培养学生学习概念的能力。
具体思路:
四、情景设计
情景1 物质的量的引入(1)
创设情景 提出问题 学生活动 学习反馈
1、如何得出一粒米的质量?2、投影氢气和氧气燃烧方程式:2H2+O2=2H2O 微观粒子和宏观质量有什么联系呢?科学家统一确定了一个新的物理量,这就是我们今天要学习的物质的量,它将微粒与质量联系在一起了。3、投影七个基本物理量。(见参考实验和资料1) 1、这个反应所表达的意义是什么?2、实验室里拿2个氢气分子与1个氧气分子反应容易做到吗?3、怎样知道一定质量的物质里含有多少个微粒?4、和其他物理量一样,物质的量也有特定的符号和单位,请阅读书本回答。同时回答采用多大的集体作为物质的量的单位呢? 1、分组讨论回答。2、学生认为1个分子太小,不能控制。3、学生阅读书本掌握物质的量的概念。 1、该反应可理解为2个氢气分子于1个氧气分子化合生成2个水分子。也可理解为4克氢气于32克氧气化合生成36克水。还可以理解为2体积氢气于1体积氧气反应生成一定量的水。2、物质的量是用来计量大量微粒的集合体中微粒的多少,它的单位是摩尔(mol),每摩尔物质含有阿伏加德罗常数个微粒,约为6.02×1023个微粒。
评注:情景1从理解理解方程式的意义引入,以熟悉的知识为基础,提出问题以引发学生对所要解决问题的重视和注意。并利用学生原有的有关知识结构与观念,理解摩尔是宏观与微观粒子的联系桥梁。
情景2 物质的量的引入(2)
创设情景 提出问题 学生活动 学习反馈
1、幻灯展示或说明:常用的基本物理量及其单位(长度、质量、时间)2、幻灯展示:一打鸡蛋,一箱啤酒,一令白纸。3、阿伏加德罗常数很大,6.02×1023粒米全球60亿人每人每天吃一斤,能吃14万年。 1、分子和原子很小,看不见摸不着,12克碳中有很多个碳原子,数字很大,计算时很不方便,怎么办?2、什么是物质的量?它的单位是什么?3、一打有几只鸡蛋?一箱有几瓶啤酒?一令白纸有几张?4、1摩尔原子有多少个原子? 1、学生阅读书本物质的量定义。2、相互讨论物质的量与其它物理量的联系与区别3、一打有12只鸡蛋。一箱有24瓶啤酒。一令白纸有500张。1摩尔原子有阿伏加德罗常数个原子?4、学生阅读书本掌握阿伏加德罗常数 1、物质的量是计算大量微粒的集合体中微粒的多少,它的单位是摩尔(mol),每摩尔微粒含有阿伏加德罗常数,约为6.02×1023个微粒。
评注:情景2采用推导的方法,由已知的物理量及常见的概念引入物质的量的概念,使学生发现新的概念在以前都以学过,必然有一种成功的喜悦。这些新的物质量、新的单位对他们来讲也就不是那么难以理解、难以接受。
情景3 物质的量应用于微粒数的计算
创设情景 提出问题 学生活动 学习反馈
已知1molC中约含有6.02×1023个碳原子。1molH2O中约含有6.02×1023个水分子子。则:(1)1molO2中约含有多少个O2?1mol氯化钠中约含有多少个Na+?(2)一个O2分子有 个O原子?100个O2分子有 个O原子?1mol O2分子有 mol O原子? 个O原子?(3)2mol O2有 mol O原子? 个O原子?(4)一个O原子有 个质子? 个电子? 个中子?一个O2分子有 个质子?1molO2分子有 mol质子?2molO2分子有 mol质子?(5)1molH2SO4有 molH+离子? mol SO42-离子? 1、每个微观粒子(分子、原子等)的构成如何?2、每个微观粒子间的倍数关系在扩大阿佛加得罗常数倍后是否变化?3、微观粒子的物质的量n、阿佛加得罗常数NA、微粒数N之间有何关系? 1、学生能快速集体回答。2、学生根据情景内容相互讨论回答问题。3、总结物质的量n、阿佛加得罗常数NA、微粒数N之间的关系。 1、1mol物质中约含有6.02×1023个微粒。2、1mol O2有2 mol O原子,2×6.02×1023个O原子。2mol O2有4mol O原子,4×6.02×1023个O原子。3、一个O2分子有 16个质子,1molO2分子有16mol质子。2molO2分子有2×16mol质子。
评注:情景3以例证的方式强化学生对阿伏加德罗常数的理解,减少学生因为对新信息进行加工时已经消耗的大量的心理能量。并以深入浅出的比喻让学生理解物质的量与微粒之间的计算,培养学生化学计算能力。
情景 4 摩尔质量概念的引入
创设情景 提出问题 学生活动 学习反馈
1、展示样品:1mol碳粉、硫黄、红磷、水。2、投影数据:1molH2O、C、S、P的质量。3、板书或投影:摩尔质量的定义的单位。 1、1molC有几个碳原子? 1mol S有几个硫原子?1mol P有几个磷原子?1mol H2O有几个水分子?2、它们的微粒数一样,质量却不一样,为什么?3、1mol物质的质量由哪些因素决定?从数值上看与什么相联系? 1、学生产生疑问,相互讨论,得出结论,总质量不一样,微粒数一样,说明每个微粒的质量不一样。2、学生根据数值可以看出1mol物质的质量在数值上等于该物质的式量。3、学生阅读书本掌握摩尔质量的概念。 1、掌握不同物质微粒的质量不一样,与该物质的相对原子质量或相对分子质量有关。2、摩尔质量与式量在数值上相等,但摩尔质量有单位,通常用g/mol,式量没有单位。
评注:情景4以具体实物及数据引入,强调概念的定义和理解,运用了“概念形成”策略,又充分利用学生认知结构中原有的适当的概念,重视概念之间的相互联系和应用,再运用“概念同化”策略,最终达到了“以其所知,喻其不知,使其知之”的目的。
情景 5 关于摩尔质量的计算
创设情景 提出问题 学生活动 学习反馈
投影展示:1molC的质量是12克,2摩尔C的质量是多少克?多少摩尔 C的质量是36克?1molS的质量是32克1molP的质量是31克1molK2Cr2O7的质量是294克2、根据投影1请同学们相互合作,一位同学出题,另一位同学解题。3、0.2molH2SO4的质量是多少克 含有多少克SO42- 3.01×1023个O2分子有多少摩尔O2?多少克O2? 1、若摩尔质量用M表示,物质的量用n表示,质量用m表示。三者的关系式如何?2、物质的微粒数N、物质的量n、物质的质量m之间有何关系? 1、学生能快速回答第一个问题。2、相互讨论质量、物质的量与摩尔质量的关系。3、学生互相提问,并将出得较好的题目写在黑板上供其它同学参考。 1、质量、物质的量与摩尔质量的关系:m=n×M2、物质的微粒数、物质的量、物质的质量之间的关系:N÷NA=m÷M。
评注:情景5以例证的方式强化学生摩尔质量概念的理解,使学生掌握物质的量与质量之间的计算,培养学生化学计算能力。
五、反思提炼
A、教学中教师可以选择情景3、情景4、情景5几个素材组织教学,首先引入物质的量概念,然后通过针对性的练习加深学生对概念掌握运用的能力,对培养学生化学计算能力起着重要的作用。
B、以理解方程式的意义引入,可以选择情景1、情景3、情景4、情景5、相互组合的形式。自然创设问题情境,尽量让采用自主学习、合作学习和探究学习的学习方式来学习。使学生能够印象深刻地掌握概念的内涵和外延,潜移默化地学会灵活运用概念,从而培养学生学习概念的能力和化学计算能力。
六、参考实验和资料
1、七个基本物理量:
物 理 量 单 位 符 号
长 度 米 m
质 量 千克 Kg
时 间 秒 s
电 流 安培 A
热力学温度 开尔文 K
发光强度 坎德拉 cd
物质的量 摩尔 mol
七、相关网站
阿伏加德罗常数:
http://zh.wikipedia.org/wiki
物质的量概念
摩尔质量概念
阿伏加德罗常数
质量计算
微粒数计算
掌握物质的量与质量的换算
引入摩尔质量的概念
掌握微粒数的计算方法
强调概念的内涵
回忆原有的物理量
引入物质的量的概念
掌握物质的量与质量的换算
提出摩尔质量的概念
掌握微粒数的计算
联系其他物理量
提出物质的量的概念
归纳处理粒子计算方法
如何称量一粒米的质量
学生提出可能的答案元素周期律(学案)·第二课时
【学习目标】:
1、知识技能:了解元素金属性、非金属性的周期性变化,并认识元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布周期性变化的结果,从而理解元素周期律的实质。初步了解两性氧化物和两性氢氧化物的概念。
2、能力方法:在进行实验过程中,注重观察现象、分析问题、归纳结论、利用已知知识解决问题的能力的培养。
3、情感态度:树立由量变到质变、尊重客观事实的辨证唯物主义观点,培养自身学习自然科学的兴趣和探求知识、不断进取的品质。
【学习过程】:
【问题分析】:以横坐标表示元素的核电荷数,纵坐标表示元素原子的最外层电子数,结合对元素原子的核外电子排布的认识,把1~18号元素用点表示在下面的坐标系中:
【知识复习】:随着原子序数的递增,元素原子的 呈现周期性变化。
随着原子序数的递增,元素的 呈现周期性变化。
随着原子序数的递增,元素的 呈现周期性变化。
【提出问题】:(投影)结构 性质?是否可以由元素原子结构上的周期性变化,来推测:元素的性质也将呈现出周期性变化?
【活动与探究1】:进行下列实验,探究Na、Mg、Al的金属性强弱
【实验1】:取绿豆大小的一小块金属钠,用滤纸吸干其表面的煤油,在一只小烧杯中加入少量的水(约1/4),在水中滴加两滴酚酞溶液,将金属钠投入小烧杯中,观察并记录实验现象。
【实验2】:取一支洁净的试管,将已用砂纸打磨除去氧化膜的一小段镁条加入到试管中,向试管中加入适量的水(约2ml),再在水中滴加两滴酚酞溶液,观察实验现象。将试管加热,观察并记录实验现象。
【实验3】:取两支洁净的试管,分别将已用砂纸打磨除去氧化膜的一小段镁条和铝片分别加入到试管中,再向试管中加入3mol/L盐酸2mL,观察并记录实验现象。
【交流讨论】:将实验结果填入下表中并结合Na、Mg、Al与水/酸反应的剧烈程度,来分析Na、Mg、Al三种元素金属性的强弱。
实验 11Na 12Mg 13Al
与水的反应 与冷水反应 ——
与热水反应 —— ——
与盐酸的反应 ——
【知识整理】:Na、Mg、Al的金属性强弱的顺序是
【投影】:相关的化学反应方程式: 、
、
【活动与探究2】:进行下列实验,进一步认识Al的金属性强弱。
【实验4】: 取少量1mol/L AlCl3溶液注入试管中(约2ml),逐滴向其中加入3mol/L的NaOH 溶液至产生大量Al(OH)3白色絮状沉淀为止。
【实验5】: 将Al(OH)3沉淀分盛在两只试管中,然后分别逐滴向两只试管中加入3mol/L HCl溶液和3mol/L NaOH溶液,观察并分析实验现象。
【投影】Al(OH)3与酸、碱的反应方程式:
、
【知识整理】:既能跟酸反应,又能跟碱反应的氢氧化物,叫作 。
【投影】Al2O3与酸、碱的反应方程式:
、
【知识整理】:既能与酸反应生成盐和水,又能与碱反应生成盐和水的氧化物,叫做 。
【活动与探究3】:(投影)阅读Si、P、S、Cl四种元素的性质
列表,探究Si、P、S、Cl的非金属性的强弱。
【知识整理】:Si 、P 、 S、 Cl的非金属性强弱的顺序是:
【活动与探究4】:(投影)阅读原子序数11~17号的元素的性质列表,探究其元素的金属性和非金属性的强弱变化规律。
【知识整理】:随着原子序数的递增,11~17号的元素的金属性逐渐 ,非金属性逐渐
【说明】:18号以后的元素变化复杂,但总体趋势一致。
【小结】:随着原子序数的递增,元素的化学性质呈现 变化。
——元素周期律。
元素性质的周期性变化是元素原子的 的周期性变化的必然结果。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
核电荷数
8
7
6
5
4
3
2
1
最外层电子数课题16 氧化还原反应
一、核心问题
1、氧化还原反应的本质是什么?
2、怎样识别氧化还原反应中哪个是氧化剂?哪个是还原剂?
3、查找资料举出工农业生产、科学技术和日常生活中有哪些重要及常见的氧化还原反应? 哪些物质通常可作氧化剂,哪些又常作还原剂?
二、知识体系
氧化还原反应概念(从电子得失角度定义)
氧化剂、还原剂定义(从化合价升降角度)
三、教学思路
A、根据本节教材的安排特点,可以采用复习→分析→讨论→归纳→小结的方法。注意引导学生在原有知识基础上提出问题,并深入讨论。讨论的形式可以多种多样,关键是引导学生主动参与学习,并在讨论的基础上对原有知识进行深化和拓宽,重新建构学生完整的知识网络。
具体思路:
B、由“魔术表演”——趣味实验和生产生活中形形色色的氧化还原反应引出本节课主题,通过对氟、氯、溴、碘间置换反应的深入分析进一步探讨氧化还原反应的微观本质、宏观判断特征,能根据特征判别氧化剂和还原剂。
具体思路:
四、情景设计
情景1 氧化还原反应概念的引入(1)
创设情景 提出问题 学生活动 学习反馈
魔术实验:蓝瓶子简单介绍其氧化还原原理。(见参考实验和资料2)对氧化还原反应在工农业生产、科学技术等方面的作用和意义作一些简单的介绍。(参考实验和资料3) 1、蓝瓶子现象变化的原因是什么?2、生活中有哪些是氧化还原反应? 1、借助信息,思考讨论。2、查阅资料,列举生产、生活中普遍存在的各类氧化还原反应,了解氧化还原反应对人类社会的利弊。 1、空气是氧化的环境。2、氧化还原反应普遍存在。
评注:情景1由“魔术表演”——趣味实验将学生引入氧化还原反应的奇妙世界之中,奇异特别的现象,能诱发学生进一步学习的好奇心;通过讨论寻找生产、生活中形形色色的氧化还原反应,又进入了一个丰富的化学世界,揭示了氧化还原反应存在的普遍性、应用的广泛性和研究的重要性,自然激发了学生学习的必要性和热切心。要注意辩证介绍氧化还原反应给人类带来的危害和防治方法,使学生树立对立统一的辩证唯物主义观点,重视化学知识在实际中的应用。
情景2 氧化还原反应概念的引入(2)
创设情景 提出问题 学生活动 学习反馈
复习引入化学反应类型:根据化学反应的形式可以将化学反应分成四种基本化学反应类型:化合:A+B==AB 分解:AB==A+B 置换:A+BC==AC+B 复分解:AB+CD==AD+CB根据反应物得失氧元素可以将化学反应分成:氧化反应:物质得到氧 还原反应:物质失去氧氧化还原反应分析CuO + H2 → Cu + H2O从得失氧分析:失氧 得氧 从升降价分析:降价 升价 电子转移分析:得e 失e 结论:还原反应 氧化反应同时发生,称为氧化还原反应 本质定义:凡是有电子转移(得失、偏移)的反应。3、图示:氧化还原反应与四种基本反应类型的关系。 1、初中学习过哪些化学反应类型?各有何特点? 2、从得失氧的角度还学习过什么反应类型?3、如何判断一个给定反应的类型?4、从元素化合价变化角度分析,氧化还原反应有和特点?5、氧化还原反应的本质是什么?为什么? 1、学生回顾初中化学知识,了解化学反应类型几种不同的分类方法。2、练习判断各类反应。3、以举出的反应为例,分别从得失氧、升降价 、电子转移三个角度进行分析,并通过举例 归纳出氧化还原反应的本质定义。 4、知识总结:根据分析,用集合图形式表示四种基本反应类型与氧化还原反应的关系。 1、按照三个层次分析,得出氧化还原反应的结论。从价态变化和电子转移观点来分析化学反应可以扩展到对许多没有氧参加的化学变化实质的认识。2、学会用图式法总结知识结构关系。3、能应用知识判断不同的反应类型。
评注:氧化还原反应属于比较重要又有一定难度的化学理论知识,情景2的设计是为了与学生已有知识进行合理衔接,使这部分知识能源于所知而又高于所知,以减轻学生进入高中学习的不适应感。过程中要善于激发学生思维中的矛盾点,引出对氧化还原反应进一步的认识;要通过学生自己用集合图等表示知识间的相互关系,通过举例、分析和讨论反应式等方法培养学生的能力、科学态度,培养抽象思维和形象思维转化的能力。
情景3 氟、氯、溴、碘置换反应的微观分析
创设情景 提出问题 学生活动 学习反馈
1、演示实验:氟、氯、溴、碘置换反应。(参考资料1)2、动态FLASH模拟电子转移过程和原子离子结构的变化。 1、反应属于何种类型? (四种中选)2、反应前后元素在化合价变化上有何特征?3、从微观结构分析化合价出现变化的本质原因?4、氧化还原反应的实质是什么?为什么? 5、从电子得失难易角度分析比较Cl2、 Br2、I2的氧化性及Cl-、 Br-、I-还原性的强弱。 1、观察思考。2、知识应用:画出反应前后微观粒子的结构示意图,比较分析得出氧化还原发生的本质。3、思考、讨论、总结。 1、学会用结构图分析反应原理。2、了解氧化还原反应中有电子转移的本质。
评注:情景3是教材内容的设计思路,通过对本章重要反应——氟、氯、溴、碘间置换反应的分析,顺其自然得出氧化还原反应的本质,过程中注意引导学生学会思考、学会分析,能真正领会微观结构变化过程,了解氧化还原反应中化合价变化是外在表现,发生电子转移才是实质。
情景4 氧化剂与还原剂
创设情景 提出问题 学生活动 学习反馈
1、课本实验改进的创新微型实验(见资料1):氟、氯、溴、碘间的置换反应。实例分析: 2NaBr+Cl2 == 2NaCl+Br2 还原反应 氧化反应 氧化剂 还原剂 得电子物质 失电子物质2、介绍用“双线桥”或“单桥线”来表示电子转移方向和数目。 1、电子转移、反应名、化合价升降有何联系?2、如何快速判断氧化剂和还原剂?3、电子在氧化剂和还原剂间如何转移? 1、学生分析“还原反应-氧化剂”和“氧化反应-还原剂”的内联系。2、练习:用“双线桥式”或“单桥线”表示电子在氧化还原反应中的转移方向和数目。 1、综合得出氧化还原反应对立统一关系的两根推断线:实质→判断依据→反应称为→反应物失e → 升价 → 氧化反应 →还原剂 得e → 降价 → 还原 反应→ 氧化剂 2、通过练习学会使用至少一种电子转移的表示法。
评注:情景4结合本章节中氟、氯、溴、碘间的置换反应,来分析得出氧化剂与还原剂的概念。注意遵循课程标准要求,氧化剂与还原剂只从电子转移的角度下定义等。至于用“双线桥”还是“单桥线”来分析氧化还原反应,可以根据实际情况选择介绍一种即可。
情景5 氧化还原反应的简单配平(电子转移守恒)
创设情景 提出问题 学生活动 学习反馈
1、FLASH动态模拟:钠与氯气反应的微观电子得失过程。2、简单介绍方法:化合价升降法配平氧化还原化学方程式。 1、电子转移有何基本特征?2、书上的“问题解决”,计算后有什么结论?3、方程式怎样配平? 1、观看、思考。2、分析、解答。3、学习、理解。4、练习简单的氧化还原反应方程式配平。5、完成书上其它练习。 1、电子从还原剂移向氧化剂,前者失去的电子总数就是后者得到的电子总数,两者是守恒的。2、微观电子得失对应元素化合价降升,得失的电子数与化合价降升数一致。3、配平是依据守恒原则。
评注:遵照大纲,对氧化还原方程式的配平是不作要求的;但考虑到以后书写方程式时的实际需要,可以简单介绍一下化合价升降(电子守恒)的配平方法。要注意严格把握教材的深广度,不要做复杂的配平练习。情景5提供简单的参考,可以直接利用书本练习。为避免枯燥,可适当插入动画教学。
情景6 如何保持青春活力(抗氧化运动)
创设情景 提出问题 学生活动 学习反馈
1、人体也会“生锈”; 2、吃含Vc量高的水果有助于健康和美容;……3、SOD、VE被添加在化妆品和食品中;……4、依赖“氧吧”不利于健康。(资料见提供的相关网站) 你了解人体疾病、老化与化学中氧化原理的关系吗? 1、寻找有抗氧化作用的健康食品和药品。 2、准备素材,为社区街道作一次“如何保持青春活力”的健康生活讲座或板报宣传。 1、人体的老化是一种缓慢氧化。2、抗氧化物质不可过量滥用。
评注:情景6提供给学生一个联系自己生活和开展实践活动的课题。把学习的知识放到实践中去再整理、再学习,并能将自己的收获变成一份成果,与别人共享。如果学生所生活的环境有条件实施的话,将活动布置为一项课外作业,由教师、同学和社区共同来评价。
五、反思提炼
A、由复习初中所学的四种基本类型入手,对照类属判断的矛盾导出氧化还原反应,拟成相互联系、步步深入的问题,顺理成章,纲目清晰。通过组合情景2、情景4、情景5,归纳和小结有关知识和科学学习的方法,利用图示等方法,引导学生理解氧化还原反应中各物质的相互转化和依存关系,帮助学生理解核心内容。若选择加入情景1、情景6则更体现引导学生在态度、情感和价值观方面进行正确取向。
B、本节教学重点和难点在于用化合价升降和电子转移的观点理解氧化还原反应。由于知识点比较抽象,故可以通过趣味实验、动画演示等来减弱理论的艰涩;此外教师把握深度、广度也很重要。由情景1引入,以情景3、情景4为主体,其余可作为补充,不求深、难,而要让学生觉得学有所知、学有所用。
六、参考资料
1、微型实验
连续演示卤素单质置换反应和显色反应检验碘单质,试剂用量少,产物污染少,现象较明显。适合学生自己操作观察,或由教师操作同时通过投影仪展示给学生。
(1) 白色滤纸一张,可置于干燥的玻璃皿上。
(2) 中心点滴上饱和NaBr溶液,再滴入氯水,出现黄色斑。
(3) 中心出现黄斑处,再滴入饱和NaI溶液,出现浅褐斑。
(4) 中心出现浅褐斑处,再滴入淀粉溶液,出现蓝色斑。
2、趣味实验:蓝瓶子
【原理】亚甲蓝(C16H18ClN3S·3H2O2分子量373.90)是噻嗪衍生物,用作观察细菌和组织切片的染色剂,也可用来染丝和用作指示剂。亚甲蓝呈蓝色,容易被还原成无色。被还原的分子也易重被氧化成亚甲蓝。它的可逆性变化可用下式表示。
用符号MB表示亚甲蓝,则上述反应可表示如下:
由上式可知,本实验颜色变化的实质是氧化还原反应。本实验所用的溶液是亚甲蓝、葡萄糖和氢氧化钠的混合液。刚配制时溶液蓝色,放置片刻,蓝色就褪去,这是由于亚甲蓝被葡萄糖还原的结果。当振荡上述无色溶液时,瓶内溶液跟空气接触的表面增大,氧气在溶液中的溶解量也增多,氧气就把无色的H2MB重新氧化成蓝色的MB。当瓶子静置时,溶液里葡萄糖所起的还原作用渐渐起主导作用,蓝色的H2MB又被还原成无色。上述操作可以反复许多次,直到瓶内的氧气耗尽为止。
3、工业生产的氧化还原反应
a.各种各样的金属,都是通过氧化还原反应从矿石中提炼而得到的。例如,制造活泼的有色金属要用电解或置换的方法;制造黑色金属和其他有色金属都是在高温条件下用还原的方法;制备贵重金属常用湿法还原,等等。
b.许多重要化工产品的制造,如合成氨、合成盐酸、接触法制硫酸、氨氧化法制硝酸、电解食盐水制烧碱等,主要反应也是氧化还原反应。
c.石油化工里的催化去氢、催化加氢、链烃氧化制羧酸、环氧树脂的合成等也都是氧化还原反应。
4.农业生产中的氧化还原反应
d.植物的光合作用、呼吸作用是复杂的氧化还原反应。
e.施入土壤的肥料的变化,如铵态氮转化为硝态氮,SO42-转变为H2S等,虽然需要有细菌起作用,但就其实质来说,也是氧化还原反应。
f.土壤里铁或锰的氧化态的变化直接影响着作物的营养,晒田和灌田主要就是为了控制土壤里的氧化还原反应的进行。
5.日常生活中的氧化还原反应:
g.空气中氧气的存在使得我们生活在一个氧化性的环境中。钢铁腐蚀,铁锅生锈,铜质水管长铜绿,铝质器皿擦亮后变暗都是被氧化的结果。
h.切开的苹果放一段时间,切开的表面会变红,是维C被氧化了。
i.通常应用的干电池、蓄电池以及在空间技术上应用的高能电池都发生着氧化还原反应,否则就不可能把化学能变成电能,或把电能变成化学能。
j.人和动物的呼吸,把葡萄糖氧化为二氧化碳和水。通过呼吸把贮藏在食物的分子内的能,转变为存在于三磷酸腺苷(ATP)的高能磷酸键的化学能,这种化学能再供给人和动物进行机械运动、维持体温、合成代谢、细胞的主动运输等,成为所需要的能量。
k.煤炭、石油、天然气等燃料的燃烧更是供给人们生活和生产所必需的大量的能。
l.医学界在针对疾病和老化的系列研究中,发现了“自由基-抗氧化物质”理论。人体内的自由基由有许多种,较活泼、带有不成对电子的自由基性质不稳定,具有抢夺其它物质的电子,使自己原本不成对的电子变得成对(较稳定)的特性。而被抢走电子的物质也可能变得不稳定,可能再去抢夺其它物质的电子,于是产生一连串的连锁反应,造成这些被抢夺的物质遭到破坏。人体的老化和疾病,极可能就是从这个时候开始的。尤其是近年来位居十大死亡原因之首的癌症,其罪魁祸首便是自由基。
4、相关网站
自由基与抗氧化物质http://www2.mmh.org.tw/nutrition/chao/064antioxid.htm
" http://www2.mmh.org.tw/nutrition/chao/064antioxid.htm
抗氧化物质与抗衰老作用http://www./content/html/1716.htm ( http: / / www. / content / html / 1716.htm )
简单配平和双桥线(或单桥线)表示电子转移
回顾初中知识
置换
复分解
化合
分解
非氧化还原
得出氧化还原反应概念及本质定义
学生总结、练习、巩固
引出氧化还
原反应课题
教师魔术表演:蓝瓶子
分析氟、氯、溴、碘间置换反应
学生资料交流:工农业生产、科学
技术和日常生活中的氧化还原反应
应用化合价升降法配平简单方程式,学会用双桥线或单桥线中的一种表示电子转移
练习判别并观察化合价变化特征
根据化合价变化识别氧化剂和还原剂
观察氧化还原反应表现特征
得出氧化还原反应本质定义
多角度分析氧化还原反应
氧化还原铁化合物与亚铁化合物的相互转化
苏州相成实验中学 孙先辉
教学目标
知识技能:使学生初步理解、掌握铁化合物和亚铁化合物之间相互转变的规律及其条件;巩固、加深对氧化还原反应的认识。
能力培养:提高书写化学用语的能力和实验设计能力。
科学思想:对学生进行事物间相互转化及转化条件等辩证唯物主义观点的教育。
科学品质:培养学生严谨求实,认真细致的科学精神,使学生学习化学的兴趣和积极性得到进一步发展。
科学方法:通过实验设计和实验操作,进行“实验方法”这一自然科学方法的指导。
教学重难点
铁化合物和亚铁化合物间的相互转变及转变条件
实验准备
1.实验仪器:试管、毛笔
2.实验药品:铁粉、FeCl3溶液、FeSO4溶液、NaOH溶液、KSCN溶液、新制氯水、H2O2溶液、KI溶液、维生素C溶液、四氯化碳。
教学方法
实验探究、边讲边实验
教学过程
【导课】
展示青砖和红砖,并说明青砖与红砖之谜。
〖学生〗
倾听青砖与红砖之谜
【交流与讨论】
如何证明红砖中含有Fe元素?
〖学生〗
小组思考,提出实验方案
【活动与探究】
请一学生将红砖磨碎,用盐酸溶解,再加入NaOH溶液。
现象:无沉淀。
【质疑】
为何无红棕色沉淀?有无其他方法来检验Fe3+?
【指导阅读】
教材中“信息提示”
【活动与探究】
学生完成以下两个实验:
1.在FeCl3溶液中加入KSCN溶液。
2.在红砖用盐酸溶解后的溶液中,再加响应KSCN溶液。
【交流与讨论】
1.该反应的类型是什么?为什么反应能反应?
(Fe(SCN)3难电离。书写离子方程式:Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3)
2.若向某溶液中滴入FeCl3溶液后,溶液变为红色,是否可证明该无色溶液中含有CSN-离子?
(可以)
【归纳与整理】
1、 Fe3+的检验:
1.沉淀法:Fe3++23OH-=Fe(OH)3↓
2.显色法:Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
【问题解决】
请完成下面表中所给转化的化学方程式或离子方程式。
→ →
→ →
【交流与讨论】
Fe2+能否转化为Fe3+?
【提示】1.+2价铁转变成+3价铁它本身应具有什么性质?
2.实现+2价铁转变成+3价铁应加入什么物质?
3.请总结一下到目前为止学习的知识中有哪些较强的氧化剂。
〖讲解〗请你们设计可行的实验方案来实现上述转化,分小组讨论后,选出代表到前边谈你们小组的设计方案、步骤,可能发生的现象,写出反应的化学方程式和离子方程式。
〖学生〗
思考讨论
【讲解】Fe2+铁易失去一个电子,具有还原性。应有氧化剂的参加,即与氧化剂发生氧化还原反应。
【活动与探究】
学生根据下表进行实验
Fe2+→Fe3+
实验 试剂 实验操作 实验现象 离子方程式
① NaOH 在FeSO4溶液中加入NaOH溶液
② Cl2水 在FeSO4溶液中加入KSCN溶液,再加入溴水
③ H2O2 在FeSO4溶液中加入KSCN溶液,再加H2O2
④ KMnO4() 在FeSO4溶液中加入KSCN溶液,再加KMnO4 5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
【提问】
观察到什么现象?可得出什么结论?
【质疑】是不是所有的氧化剂都可以将亚铁化合物氧化成铁的化合物?
【归纳与整理】
【交流与讨论】
+2价铁可转化成+3价铁,那+3价铁能不能转化成+2价铁呢?
【提示】1.Fe3+转化成Fe2+应与什么反应?
2.请总结你们学习的物质中哪些是常见的还原剂?
〖讲解〗请你们设计可行的实验方案来实现上述转化,分小组讨论后,选出代表到前边谈你们小组的设计方案、步骤,可能发生的现象,写出反应的化学方程式和离子方程式。
〖学生〗
思考讨论
【讲解】Fe3+铁易得到一个电子,具有氧化性。应有还原剂的参加,即与还原剂发生氧化还原反应。
【活动与探究】
学生根据下表进行实验
Fe3+→Fe2+
实验 试剂 实验操作 实验现象 离子方程式
① Fe 在FeCl3溶液中加入铁粉
② KICCl4 在FeCl3溶液中加入KI溶液,再加CCl4
③ 维生素C 在FeCl3溶液中加入维生素C溶液
【提问】
观察到什么现象?可得出什么结论?
【归纳与整理】
【知识应用】
1.展示一块铜线路版,并讲解:我们知道单质铜不能被一般的酸、碱等腐蚀,但在工业上铜印刷线路版是用溶液把铜溶解的,你能解释原因吗?请写出这个反应的离子方程式。
〖学生〗
(1)思考回答:具有氧化性,Fe3+氧化了单质铜。2Fe3++ Cu=2Fe2++2Cu2+
(2)动手实验:在铜上用毛笔蘸FeCl3写字
2.让学生观察FeSO4溶液瓶中有无固体?想一想这是什么物质?
总结出配制保存FeCl2、FeSO4溶液时应采取的措施。
【小结】请同学们回忆总结一下,我们这节课学习、讨论了哪些问题?
【投影】
铁方块与铁三角
【样板题】看看以前是怎么考的!
硫酸亚铁是一种可用于治疗缺铁性贫血的药剂。硫酸亚铁药片外表包有一层特制的糖衣,以保护硫酸亚铁不被空气中的氧气氧化成硫酸铁(硫酸铁无治疗贫血的药效)。请设计一个方法,验证某硫酸亚铁药片是否被氧化。(写出主要步骤、现象及有关反应方程式。)
【解析】要证明该亚铁药片被氧化,即要证明Fe3+的存在,可选用KSCN溶液检验。
【答案】把药片研碎(最好先刮去糖衣),在烧杯中用少量蒸馏水溶解,滴几滴KSCN溶液,溶液呈血红色,可知部分或全部被氧化。反应式为:Fe3++SCN-=Fe(SCN)2+.
【问题解决】
1.下列反应的离子方程式正确的是 ( )
A.氯化亚铁溶液中通入氯气:Fe2++Cl2=Fe3++2Cl-
B.氯化铁溶液中加入铜粉:Fe3++Cu=Fe2++Cu2+
C.氯化铁溶液中加入铁粉:Fe3++Fe=2Fe2+
D.氯化铁溶液中加入氨水:Fe3++3NH3·H3O=Fe(OH)3↓+3NH4+
2.某溶液中含有大量Fe2+、Fe3+、Mg2+和NH4+,c(H+)=10-2 mol·L-1,在该溶液中可以大量存在的阴离子是
A.SO42- B.OH- C.SCN- D.CO32-
A【点拔】有Fe3+无SCN-、OH-、CO32-;从溶液呈酸性判断无OH-、CO32-。
【问题探究】
1.某化工厂为消除所排出的废气中Cl2对环境的污染,将含Cl2的废气通过含铁单质的FeCl2溶液中即可有效地除去Cl2,这一处理过程可用化学方程式表示为_____________。处理过程中需要定期添加的原料是______________________。
2FeCl2+Cl2=2FeCl3,2FeCl3+Fe=3FeCl2;Fe
2.在FeCl3溶液中加入少量的Zn粉与足量的Zn粉各有什么现象?请写出反应的离子方程式。
Zn粉少量Zn+2 Fe3+=Zn2++2 Fe2+,溶液由黄色变浅绿色。Zn粉过量:Zn+ Fe3+=Zn2++Fe,溶液由浅绿色变成无色。
(说明:对于FeCl3溶液要具体问题具体分析,活泼的金属Mg、Al、Zn等与Fe3+反应,Fe3+被还原成Fe2+还是Fe,要看还原剂的量)
【课时作业】
见讲义。
板书设计
铁的化合物和亚铁化合物的相互转化
一、Fe3+的检验:
1.沉淀法:Fe3++23OH-=Fe(OH)3↓
2.显色法:Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
二、Fe2+和Fe3+的相互转化:
1. Fe2+→Fe3+
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
4Fe (OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O
3Fe2++4H++NO3-=3 Fe2++NO↑+2 H2O
2. Fe3+→Fe2+
2Fe3++Fe=3Fe2+
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
2Fe3++Cu=2Fe2++2Cu2+(制印刷线路)
氧化剂
O2、Cl2、HNO3、H2O2、MnO4-(H+)
Fe3+
Fe2+
还原剂
Zn、Fe、Cu、H2S、S2-、I-、SO2
Fe2+
Fe3+
氧化剂
O2、Cl2、HNO3、H2O2、MnO4-(H+)
Fe3+
Fe2+
还原剂
Zn、Fe、Cu、H2S、S2-、I-、SO2
Fe2+
Fe3+
5第一单元 含硫化合物的性质和应用
二氧化硫的性质和作用(第一课时学案)
[学习目标]
1、了解二氧化硫的性质和作用,了解酸雨的形成、危害及防治方法。
2、通过对酸雨的形成、危害及防治方法的讨论,掌握证明二氧化硫性质的实验方法;通过实验、查阅、讨论、探究方法等学习过程,初步学会搜索、自学;学习提出问题、解决问题。
3、通过防治酸雨和环境污染的学习和教育,增强环保意识、社会责任感、参与意识,形成牢固的“可持续发展”观。通过与同学共同合作、探究学习,学会倾听、欣赏、分享,增强团队精神。
[自主学习]
[知识准备] 复习有关概念:酸性氧化物、pH、酸性溶液,催化剂等。
[网络搜索] 有关环保网站:中国环境保护网(http://www.zhb./),中国环境保护基金会(http://www.cepf./),美国环保署少年环保(http://www.epa.gov/kids)。
[我的问题] 1、
2、
[探究学习]
问题1:什么是酸雨?
问题解决设想:1、网上搜索。
2、实验:⑴向蒸馏水中不断吹入二氧化碳(人体呼出气),用pH试纸测定;⑵在充有二氧化硫的针筒里吸入蒸馏水,用pH试纸测定;
结论:
问题2:硫酸型酸雨是如何形成的?
问题解决设想:1、阅读教材或资料查阅。
2、实验:在两支试管中分别加入5 mLSO2溶液,再分别滴加BaCl2溶液;再在其中一支中滴加0.5mL3%的过氧化氢溶液,振荡,放置片刻后滴加稀盐酸。
结论:
问题3:酸雨有哪些危害?
问题解决设想:1、阅读教材、查阅资料或社会调查。
2、实验:⑴在SO2溶液中放入一片树叶;⑵在稀硫酸中放入一块混凝土或铁制品。
结论:
问题4:酸雨如何防治?
问题解决设想:1、网上搜索。
2、实验:⑴在SO2溶液中滴加澄清石灰水;⑵在SO2溶液中加入浓氨水,并分别测定加入前后溶液的pH;⑶在SO2溶液中加入氧化镁。
结论:1、
2、
3、
4、
5、
问题5:酸雨的检测:
问题解决设想:实验:⑴在SO2溶液中滴加品红溶液,振荡,然后加热试管,观察溶液颜色的变化。⑵测定SO2溶液的pH,滴加过氧化氢溶液,振荡后再测定溶液的pH。
结论:
[合作学习]
[知识整理] SO2的性质
一、SO2的酸性氧化物的通性:(填写有关化学方程式)
⑴与水反应: ;
⑵与氧化钙反应: ;
⑶与石灰水反应: ;
⑷与少量氨水反应: 。
二、SO2的氧化还原性:(填写有关化学方程式)
SO2主要以还原性为主,可还原卤素单质、强氧化性酸、某些氧化性强的金属阳离子。
⑴与氧气发生催化氧化: ;
⑵与氯水反应: ;
⑶与过氧化氢溶液的反应: ;
类似亚硫酸及其盐在酸性条件下也具有较强的还原性(为什么?并举例说明)。
SO2遇强还原剂才显示氧化性。
⑷与硫化氢反应: 。
三、SO2的漂白性:
与 等有机色素会形成 而使之褪色,但 又会恢复颜色。
[自我检测](课堂练习)
A、B两种气体都是污染大气的主要污染物,国家《环境保护法》严禁未经处理就把它们排放到空气中。A是一种单质,其水溶液具有杀菌消毒作用,B是形成酸雨的主要污染物。请写出下列变化的化学方程式:
⑴A用于工业上制取漂白精: ;
⑵B的水溶液露置在空气中酸性增强: ;⑶A、B都能分别使品红试液褪色,但两者水溶液混合后却不能使品红褪色且溶液酸性增强:
;
[课题研究](课后可分组选做)
课题1:收集当地的雨水样品,测定其pH。如果是酸雨,分头了解产生的原因,向有关部门提出防治对策的建议。
课题2:最近有科学家提议:将报废的混凝土(即拆掉的旧建筑物的主要部分)抛入酸化的湖中,来治理酸雨污染的湖水。这一治理方案你认为是否可行?
课题3:上网查阅下列有关知识:环境污染及类型,空气污染指数(API),空气质量周报,水中的溶解氧(DO)、化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、总需氧量(TOD)以及总有机碳(TOC)等。
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1苏教版 高一化学 - 课标 共价键教案9JT
教学目标:
知识目标:
??1.使学生理解共价键的概念,初步掌握共价键的形成,加深对电子配对法的理解。
??2.能较为熟练地用电子式表示共价分子的形成过程和分子结构。
??3.使学生了解化学键的概念和化学反应的本质。
能力目标:
??1.通过对共价键形成过程的教学,培养学生抽象思维和综合概括能力;
??2.通过离子键和共价键的教学,培养学生对微观粒子运动的想象力。
情感目标:
??1.培养学生用对立统一规律认识问题。
??2.通过对共价键形成过程的分析,培养学生怀疑、求实、创新的精神。
??3.培养学生由个别到一般的研究问题的方法。从宏观到微观,从现象到本质的认识事物的科学方法。
教学重点:共价键
难点:化学键概念,化学反应的本质。
教学过程:
引入:回顾氯化钠的形成,离子键的概念。提出氯化氢是如何形成的呢?
播放动画:共价键,引出共价键的概念
板书:二、共价键
1.概念:原子之间通过共用电子对所形成的相互作用,叫做共价键。
2.成键微粒:一般为非金属原子。
形成条件:非金属元素的原子之间或非金属元素的原子与不活泼的某些金属元素原子之间形成共价键。
分析:成键原因:当成键的原子结合成分子时,成键原子双方相互吸引对方的原子,使自己成为相对稳定结构,结构组成了共用电子对,成键原子的原子核共同吸引共用电子对,而使成键原子之间出现强烈的相互作用,各原子也达到了稳定结构。
板书:3.用电子式表示的形成过程。
练习:
讲解:从离子键和共价键的讨论和学习中,看到原子结合成分子时原子之间存在着相互作用。这种作用不仅存在于直接相邻的原子之间,也存在于分子内非直接相邻的原子之间。而前一种相互作用比较强烈,破坏它要消耗比较大的能量,是使原子互相联结形成分子的主要因素。这种相邻的原子直接强烈的相互作用叫做化学键。
板书:三、化学键
相邻原子之间的强烈的相互作用,叫做化学键。
讨论:用化学键的观点来分析化学反应的本质是什么?
教师小结:一个化学反应的的过程,本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。
列表对比离子键和共价键
作业:
板书设计:
二、共价键
三、化学键
相邻原子之间的强烈的相互作用,叫做化学键。
列表对比离子键和共价键高中新课标优秀教案化学《必修1》
第一单元 丰富多彩的化学世界
第二课时:物质的量
从容说课
本课时教材主要介绍物质的量及其单位和摩尔质量。物质的量这个词对学生来说是比较陌生、抽象、难懂的,而且非常容易将物质的量与物质的质量混淆起来,以致错误地理解物质的量的含义。因此,使学生正确地理解物质的量这一概念民,是学生学好这一节知识的前提条件之一。关于摩尔质量,教材是从摩尔质量与相对原子质量或相对分子质量关系的角度来导出的。应用化学知识进行有关化学计算的能力。同时,强调解题格式的规范化。
本节课采用以生活实际引入,通过启发、推理、对比、讲解等教法,让学生从我们熟悉的知识来理解物质的量、摩尔、摩尔质量等概念,从而达到突出重点,突破难点的教学目的。
另外,在进行物质的量及摩尔的教学时,应该强调“物质的量”这个物理量只适用于微观粒子,使用摩尔作单位时,所指粒子必须十分明确,且粒子的种类要用化学式表示。在进行关于摩尔质量的计算教学时,还应强调解题格式的规范化,规范化的解题格式有助于学生对概念的理解和巩固。
[三维目标]
知识与技能:
1、使学生初步理解物质的量的单位——摩尔的含义。
2、了解物质的量、物质的粒子数、物质的质量、摩尔质量之间的关系。
3、了解提出摩尔这一概念的重要性和必要性,懂得阿伏加德罗常数的涵义。
过程与方法:
1、初步学会物质的量、摩尔质量、质量之间的简单计算。
2、初步培养学生演绎推理、归纳推理、逻辑推理和运用化学知识进行计算的能力。
情感、态度与价值观:
通过对概念的透彻理解,培养学生严谨、认真的学习态度,使学生掌握科学的学习方法。
[教学重点]
物质的量及其单位
[教学难点]
摩尔质量和有关计算
[教具准备]
多媒体 投影仪
[课时安排]1课时
物质的量
(一课时)
[教学过程]
[引言]前面我们了解了不同物质之间的分类和相互转化,在研究物质的转化过程中,常常涉及到原子、分子的量的关系。分子、原子、离子等我们肉眼看不见的粒子,可以构成客观存在的、具有一定质量的物质。这说明,在我们肉眼看不见的粒子与物质的质量之间,必定存在着某种联系。那么,联系他们的桥梁是什么呢 科学上,我们用“物质的量”这个物理量把一定数目的原子、分子、或离子等微观粒子与可称量的物质联系起来。今天我们一起来学习“物质的量”的有关知识。
[板书]二、物质的量
[讲解]就像长度可用来表示物体的长短,温度可表示物体的冷热程度一样,物质的量可用来表示物质所含粒子数目的多少,其符号为 n,它是国际单位制中的基本物理量,四个字不能分开。长度、温度的单位分别是米和开尔文,物质的量的单位是摩尔,符号 mol,简称摩。
[板书]一、物质的量
1、物质的量是一个物理量,符号为 n,单位为摩尔(mol)。
[讲解]课本上列出了国际单位制中的7个基本物理量,供大家参考。
[稍顿]既然物质的量是用来表示物质所含粒子数目的多少的,那么,物质的量的1个单位即1 mol表示的数目是多少呢
指导学生阅读,分析书上有关内容,并得出结论。
[板书]2、 1 mol粒子的数目是0.012 kg 12C中所含的碳原子数目,约为6.02×1023个。
3、 1 mol粒子的数目又叫阿伏加德罗常数,符号为NA,单位mol-1。
[讲解]阿伏加德罗是意大利物理学家,他对6.02×1023这个数据的得出,有着很大的贡献,用其名字来表示该常数,以示纪念。
[投影练习1]填空
1. 1 mol H2所含氢气分子的个数 。
2. 2 mol氢分子含 个氢原子。
3. 1 mol SO是 个硫酸根离子。
[讲解]物质的量只限制了所含粒子个数的多少,并没限制粒子种类,所以,使用摩尔时应注明所指粒子是哪种。
[投影练习答案略]
[投影练习2]
判断正误,说明理由。
A. 1 mol氢 × 没有指出是分子、原子或离子
B. 1 molCO2 √
C. 1 mol小米 × 小米不是微观粒子
[评价上题,得出结论]
[板书]4、使用摩尔时,必须指明粒子的种类,可以是分子、原子、离子、电子等。
[投影]根据摩尔的有关知识,进行计算。
1、 1.204×1024个H2含多少 mol氢气分子
2、 5 mol的O2中有多少个氧气分子
3、 NA个水分子的物质的量是多少 (已知,阿伏加德罗常数为NA)
[投影练习答案略]
教师引导学生总结得出:粒子总个数、阿伏加德罗常数、物质的量三者的关系为:
[板书]5.
[讲解]摩尔是一个巨大数量粒子集合体,可以有0.5 mol O2,0.01 mol H2SO4等,而分子、原子等,就不能说0.5个或0.01个。
[投影练习]
1、0.5 mol水中含有 个水分子。
2、2 mol水中含有 个水分子, 个氢原子。
3、1 mol H2SO4中含有 个H2SO4分子, 个硫酸根离子。
4、1 mol HCl溶于水,水中存在的溶质粒子是什么 它们的物质的量各是多少
5、1个水分子中有 个电子,1 mol H2O中呢
[投影练习答案略]
[板书]二、摩尔质量
1、定义:1mol任何物质的质量,称为该物质的摩尔质量。
用符号:M表示,常用单位为g·mol-1
[师]请同学们完成下列练习。
[问题解决]
1、参考下列解题方式,完成下列计算:
(1)9.8 g H2SO4的物质的量 。(0.1 mol)
(2)10.6 g Na2CO3的物质的量 。(0.1 mol)
(3)0.25 mol CaCO3的质量 。(25 g)
(4)2.0 mol H2O的质量 。(36 g)
[师]巡视,观察学生完成情况。
[学生活动]学生汇报练习结果,教师点评。
[师]请同学们完成“问题解决2”
[问题解决2]
2、根据上述计算,归纳物质的量(n)与物质的质量(m)、物质的摩尔质量(M)之间的关系 。
[学生活动]讨论,总结练习1的思考方式,找出关系式。
[板书]2、数学表达式:
[问题解决3]
3、写出下列反应的化学方程式,并说明反应中反应物和生成物的物质的量的关系。
(1)氢氧化钠和硫酸的反应。
(2)氧化铁在高温下与一氧化碳的反应。
(3)氯酸钾(KClO3)加热分解生成氧气和氯化钾的反应。
(4)过氧化氢(H2O2)分解成氧气和水的反应。
[师]巡视,观察学生完成情况。
[学生活动]学生汇报练习结果,教师点评。
[问题解决3参考答案]
(1)2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O 反应物与生成物的物质的量之比为:2∶1∶1∶2
(2)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 反应物与生成物的物质的量之比为:1∶3∶2∶3
(3)2KClO32KCl+3O2↑ 反应物与生成物的物质的量之比为:2∶2∶3
(4)2H2O22H2O+O2 反应物与生成物的物质的量之比为:2∶2∶1
[师]请同学们自已看书,讨论教材中例题。
[例题]483 g Na2SO4·10H2O中所含的Na+和SO42-的物质的量各是多少?所含H2O分子的数目是多少?
[解]Na2SO4·10H2O的相对分子质量为322,摩尔质量为322 g·mol-1。
则Na+的物质的量为3.00mol,SO42-的物质的量为1.50mol,H2O的物质的量为15.0mol。
答:483 g Na2SO4·10H2O中所含的Na+的物质的量为3.00 mol ,SO42-的物质的量为1.50mol,H2O分子的数目约为9.03×1024。
[小结]物质的量是一个基本物理量,单位为摩尔,它表示含有一定数目的粒子集体,1 mol物质含有阿伏加德罗常数个粒子。
[作业]练习与实践1、P32本专题作业3、
[板书设计]
一、物质的量
1、物质的量是一个物理量,符号为 n,单位为摩尔(mol)。
2、 1 mol粒子的数目是0.012 kg 12C中所含的碳原子数目,约为6.02×1023个。
3、 1 mol粒子的数目又叫阿伏加德罗常数,符号为NA,单位mol-1。
4、使用摩尔时,必须指明粒子的种类,可以是分子、原子、离子、电子等。
5.
二、摩尔质量
1、定义:1mol任何物质的质量,称为该物质的摩尔质量。
用符号:M表示,常用单位为g·mol-1
2、数学表达式:
[备课资料]
1.物质的量、阿伏加德罗常数
摩尔一词来源于拉丁文moles,原意为大量和堆集。早在20世纪40~50年代,就曾在欧美的化学教科书中作为克分子量的符号。1961年,化学家E.A.Guggenheim将摩尔称为“化学家的物质的量”,并阐述了它的含义。同年,美国《化学教育》杂志上展开了热烈的讨论,大多数化学家发表文章表示赞同使用摩尔。1971年,在由41个国家参加的第14届国际计量大会上,正式宣布了国际纯粹和应用化学联合会、国际纯粹和应用物理联合会和国际标准化组织关于必须定义一个物质的量的单位的提议,并作出了决议。从此,“物质的量”就成为国际单位制中的一个基本物理量。摩尔是由克分子发展而来的,起着统一克分子、克原子、克离子、克当量等许多概念的作用,同时把物理上的光子、电子及其他粒子群等“物质的量”也概括在内,使在物理和化学中计算“物质的量”有了一个统一的单位。
第14届国际计量大会批准的摩尔的定义为:
(1)摩尔是一个系统的物质的量,该系统中所含的基本单元数与0.012kgC-12的原子数目相等。
(2)在使用摩尔时,基本单元应予指明,可以是原子、分子、离子、电子及其他粒子,或这些粒子的特定组合。
根据摩尔的定义,12gC-12中所含的碳原子数目就是1 mol,即摩尔这个单位是以12 gC-12中所含原子的个数为标准,来衡量其他物质中所含基本单元数目的多少。摩尔跟其他的基本计量单位一样,也有它的倍数单位。
1 Mmol=1 000 kmol 1 kmol=1 000 mol 1 mol=1 000 mmol
要注意,阿伏加德罗常数是有量纲的,它的量纲是“mol”,“6.02×1023”只是阿伏加德罗常数的近似数值。
2、正确理解物质的量的概念
物质的量是国际单位制基本物理量之一,它和长度、质量、时间、电流等概念一样,是一个物理量的整体名词。“物质的量”不得化简或增添任何字。更不能按字面意义把物质的量理解为物质的数量或物质的质量等。它是表示物质含有阿伏加德罗常数个粒子的物理量。它的计量基准是0.012 kg 12C所含有的12C原子数。这个数值就是阿伏加德罗常数的数值。
3、正确理解摩尔的概念
摩尔是物质的量的单位。12 g 12C中含有阿伏加德罗常数个碳原子,把这样多的12C原子确定为1 mol。这样,1 mol的任何物质中既含有确定的粒子数目,又有确定的质量。也就是说,摩尔像一座桥梁把微观物质的粒子数目和宏观的可称量的物质的质量联系起来了。另外,摩尔仅适用于微观粒子,且使用时必须用化学式指明粒子的种类。
4、关于阿伏加德罗常数
有的同学认为阿伏加德罗常数就是6.02×1023,这种认识是不对的,阿伏加德罗常数的定义值是指12 g 12C中所含的原子数。6.02×1023这个数值是阿伏加德罗常数的近似值,两者在数值上是有区别的。而且阿伏加德罗常数不是纯数,其符号是NA,单位是mol-1。最新的测定数据是NA=6.022043×1023 mol-1(不确定度1×10-6)。
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1《铁、铜及其化合物的应用》教学设计
华士高级中学 陈克洋
一、设计思想:
本单元的知识体系打破了以往元素化合物知识学习中的“结构-性质-制备-用途”的传统模式,而是从人们熟悉的这些元素及其化合物在生产生活中懂得应用事例着手,引发学生思考,进而产生探究的欲望。本节课主要研究的是铁、铜及其化合物的性质,根据新课程内容特点、学习目标的确定、学习者情况的分析可丛三方面着手:
(1)引导学生从生活常识发现两者性质上的差异。
(2)从学生已有的金属及其化合物的旧知识迁移出铁、铜可能具有的化学性质。
(3)把实验主动权交给学生,通过推测、设计探究实验以及学生自主实验探究认识Fe2+与Fe3+的区别和转化。从而强化学生自主参与实验探究的意识。激发学生学习化学、思考化学的积极性,促使学生学习方法的改变。
最后由学生总结归纳三方面的结论要点,尝试用简洁的图示方法自主构建“铁三角”关系。
二、教材分析
1、教学内容分析:
本节内容选自江苏教育出版社教材普通高中课程标准实验教科书化学(1)必修专题三第二单元第二部分。重点介绍了铁的化学性质。从学生已有的金属及其化合物的旧知识迁移出铁、铜可能具有的化学性质。二价铁和三价铁的相互转化是本节课的难点,关于铁化合物和亚铁化合物的相互转化的教学,启发学生运用氧化还原的观点理解转化的实质,用离子方程式表示反应过程。增加二价铁离子与三价铁离子相互转化的实验方案设计,并组织学生对设计的方案进行评价,培养学生的创新意识。三价铁离子的检验可采取边讲边实验的方法,要求学生在观察、分析实验后,总结铁的化合物和亚铁化合物相互转换的知识分析和解释,以求学会运用所学知识解决实际问题。
2、 重点与难点:
重点:铁的化学性质;铁盐和亚铁盐的转变;铁离子的检验
难点:二价铁和三价铁的相互转化
三、教学目标分析:
1、 知识与技能目标:
(1) 使学生掌握铁的化学性质
(2) 使学生理解铁盐和亚铁盐的相互转变
(3) 使学生了解铁的氧化物和氢氧化物
(4) 使学生掌握铁离子的检验方法
2、能力目标:
(1)通过教师演示实验和学生实验操作,培养学生观察、分析、推理能力和严肃认真的科学态度。
(2)通过新旧知识联系,培养学生知识迁移、扩展能力。
3、情感态度目标
从铁铜在国民经济发展中举足轻重的作用引入,以激发学生热爱社会主义祖国、献身科学的热情。
四、教学准备:
1、学生用品:(两人一组),铁粉、0.1mol/LFeCl3溶液、0.1mol/LFeCl2溶液、FeSO4溶液、KSCN溶液、新制氯水、铜片、毛笔、小烧杯、试管、试管夹。
2、教师用品:与学生用品相同。
五、教学方法:启发式教学法,实验探究法,讨论法。
六、教学过程设计:
序号 学习课题及内容 学生活动 教师活动
1 引入课题引出铁、铜可的物理性质。一、铁、铜的物理性质 回忆日常生活中经常接触到的金属材料。根据铁、铜在生活中的应用以及自己的体会,说说他们的物理性质,填入表3-4。 归纳总结出铁、铜的应用以及物理性质。
2 二、铁、铜的化学性质1、与非金属的反应 1、学生回忆初中学习过的铁、铜与非金属发生的一些反应。2、判断哪些是氧化还原反应,如果是指出氧化剂和还原剂。 指导学生铁、铜与非金属发生的一些反应。引导判断哪些是氧化还原反应,如果是指出氧化剂和还原剂。
3 2、与盐酸的反应 1、思考铁与盐酸的反应Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑Fe+2H+=Fe2++H2↑2、根据初中知识得出铜不与盐酸反应。判断是否是氧化还原反应,如果是指出氧化剂和还原剂。 1、指导学生书写铁与盐酸的反应。2、引导判断是否是氧化还原反应,如果是指出氧化剂和还原剂。
4 3、与盐溶液 思考铁与盐溶液的反应:Fe+Cu2+=Fe2++Cu2Ag+ + Cu = Cu2++2Ag 指导学生书写铁与盐溶液的反应。引导判断是否是氧化还原反应,如果是指出氧化剂和还原剂。
5 注意点 根据上述反应方程式发现铁既可以生成Fe2+又可以生成Fe3+。 特别强调:A铜在反应中一般转化为正二价的铜的化合物。B 铁与氧化性较弱的氧化剂(盐酸,硫酸铜溶液等)反应转化为亚铁化合物。C 铁与氧化性较强的氧化剂(氯气,硝酸等)反应转化为正三价的铁的化合物。
6 过渡,根据一系列学生实验进行活动与探究。三 Fe2+与 Fe3+的区别 铁既可以生成Fe2+又可以生成Fe3+。思考Fe2+与 Fe3+有何区别?如何用实验方法加以鉴别?学生进行一系列分组实验验证: 引导学生进行一系列分组实验验证
7 学生实验一: 观察FeCl3溶液 和FeCl2溶液的颜色。 引导学生分析实验一得:Fe2+溶液呈浅绿色,Fe3+溶液呈棕黄色。
8 学生实验二: 0.1mol/LFeCl3溶液中加KSCN溶液。教师指导下书写离子方程式:Fe3+ + 3SCN—-= Fe(SCN)3 引导学生分析实验二得:Fe3+遇到KSCN溶液变成血红色,Fe2+遇KSCN溶液不显血红色。我们可以利用这一反应检验Fe3+的存在。
9 学生实验三: 在试管里注入少量FeCl3溶液,再逐滴滴入NaOH溶液。观察发生的现象。教师指导下书写离子方程式:Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓ 分析实验三得:溶液里立即生成了红褐色的Fe(OH)3沉淀。
10 学生实验四: 在试管里注入少量新制备的FeSO4溶液,用胶头滴管吸取NaOH溶液,将滴管尖端插入试管里溶液底部,慢慢挤出NaOH溶液,观察发生的现象在试管里注入少量FeCl3溶液,再逐滴滴入NaOH溶液。观察发生的现象。教师指导下书写离子方式:Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 分析实验四得:挤入 NaOH溶液后,开始时析出一种白色的絮状沉淀,这是氢氧化亚铁〔Fe(OH)2〕。生成的白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。这是因为白色的Fe(OH)2(为+2价铁)被空气里的氧气氧化成了红褐色的Fe(OH)3(为+3价铁)。
11 小结Fe2+与 Fe3+的鉴别方法: 学生根据实验现象讨论分析得:Fe2+Fe3+直接观察溶液颜色浅绿色棕黄色与KSCN反应无明显现象血红色溶液与NaOH反应白色沉淀迅速变灰绿色最后呈红褐色立即产生红褐色沉淀 引导学生根据实验现象讨论得出Fe2+与 Fe3+的鉴别方法。
12 四Fe2+与 Fe3+相互转化 思考Fe2+→Fe3+化合价升高,需加入氧化剂。思考Fe3+→Fe2+化合价降低,需加入还原剂。 根据实验室提供的试剂引导学生思考Fe2+与 Fe3+相互转化需要的试剂。
13 学生探究实验 转换类型实验方案实验现象Fe2+→Fe3+加入新制氯水溶液由浅绿色变为棕黄色Fe3+→Fe2+加入铁粉溶液由棕黄色变为浅绿色 引导学生进行实验探究。强化学生自主参与实验探究的意识。
14 “铁三角” 根据上述实验结果自主构建 “铁三角”。
15 学生实验六: 毛笔蘸取少量30%FeCl3溶液,在铜片上画一个“+”,放置片刻,用少量水将铜片上溶液冲到小烧杯中。2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+ 联系制作印刷电路板的过程讲解实验六的反应。
16 五铁、铜及其化合物的应用 自主阅读资料卡。 简单说明铁、铜及其化合物的应用。
七、教学内容小结:
本节课是新课改下的一堂新课。在课堂教学中,进行了大量学生实验。真正把实验的主动权交给学生,引导学生发现新问题,设计新实验,解决新问题,将探索引向深入。使学生整体把握本节主要内容,有利于掌握新知识。
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