专题2 研究物质的实验方法
第2节 物质的检验
物质性质和变化的探究
本节教材位于专题二第一单元《研究物质的实验方法》，化学研究中，人们经常根据某些特征性质、特征反应、特征现象和特征条件对物质进行检验，以确定物质的组成。学生已经掌握了一定的物质检验知识，但不够系统化，需进一步总结和提炼。本节课选择Cl-、SO42-、CO32-、NH4+等常见离子作为检验对象，复习总结初中化学知识，学习常见物质的检验方法，介绍现代分析测试方法，从而让学生了解物质检验方法的多样性，进一步认识到物质检验过程中防止干扰的设计、多种物质检验方案的设计及操作技能。
教学目标：1.学会Cl-、SO42-、CO32-、NH4+等离子检验的实验技能，能用焰色反应法、离子检验法设计简单的实验方案探究某些常见物质的组成成分。
2、初步认识实验方案设计、实验现象分析等在化学学习和科学研究中的应用
核心素养：通过学生独立或与同学合作完成实验，记录实验现象，并主动交流。让学生逐步形成良好的实验习惯。通过学习知识，设计实验，让学生树立安全意识，初步形成良好的实验工作习惯。能发现生产、生活中有意义的化学问题，建立化学为生产、生活服务的观点
掌握常见离子检验的实验方法和技能；设计简单的探究实验方案
学生复习初中已学的二氧化碳的检验方法，预习本课内容；教师准备本节需要的多媒体课件和实验仪器。
【引入】在开始我们这节课的学习之前，同学们先来看一个图片，并思考：警察如何查酒驾？利用什么原理？
【投影】酒中的乙醇分子可以使橙红色的重铬酸钾（k2Cr2O7）变为绿色的硫酸铬[Cr2(SO4)3]
【引入】为了确定物质的组成，通常需要对物质进行检验。可以根据不同原子、分子或离子的某些特征反应对物质进行检验。例如：通过纤维灼烧是否有烧焦羽毛气味，确定是否为蛋白质纤维等。常用离子检验方法有气体法、沉淀法、显色法。
【演示实验】取两支试管，分别加入2ml
NH4Cl溶液和(NH4)2SO4溶液，再各加入2ml的NaOH溶液，加热试管，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，观察试纸颜色变化
【学生活动】加热溶液后产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的刺激性气味气体
【设疑】NH4+的检验时需要哪些试剂或用品？有什么现象产生？
【讲解】试剂和用品：NaOH溶液、湿润的红色石蕊试纸
现象：加热溶液后产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的刺激性气味气体产生
原理：
NH4Cl+NaOH=NaCl+H2O+NH3?
【过渡】我们常见的试纸都有哪些？
【讲解】我们常见的试纸：
PH试纸检验液体PH时不能先润湿；红色石蕊试纸：遇碱性物质变蓝；蓝色石蕊试纸：遇酸性物质变红；淀粉试纸遇碘单质变蓝，注意这些试纸检验气体前都要先润湿。
【演示实验】取两只试管，分别加入少量的NH4Cl溶液和KCl溶液，再各滴加几滴AgNO3溶液和
稀硝酸，观察实验现象
【学生活动】加溶液中有不溶于稀HNO3的白色沉淀产生
【讲解】Cl-试剂和用品：AgNO3溶液、稀硝酸
现象：溶液中有不溶于稀HNO3的白色沉淀产生
原理：NH4Cl+AgNO3=
NH4NO3+AgCl
【演示实验】取样品溶液，先加入稀HCl，没有明显现象，然后再加入BaCl2溶液，观察实验现象。
【学生活动】有白色沉淀产生
【讲解】取样品溶液，先加入稀HCl，没有明显现象，然后再加入BaCl2溶液，若生成白色沉淀，则证明该试样中含有SO42-
。
【设疑】如果先加BaCl2溶液再加稀盐酸结论正确吗？为什么？稀盐酸的作用是什么？
【学生活动】排除Ag+、
CO32-、
SO32-的干扰
【设疑】已知：SO32-能被硝酸氧化为SO42-。能否用硝酸代替盐酸？能否用硝酸钡代替氯化钡？
【学生活动】不能
【小结】SO42-检验方法：先加入稀HCl，没有明显现象，再加入BaCl2溶液，若生成白色沉淀，证明该试样中含有SO42-
。
【过渡】思考：如何鉴别K+、Na+？请阅读教材结合实验4回答
【讲解】焰色反应
定义：许多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色
【实验演示】(1)取一根铂丝(或光洁无锈的铁丝)在稀盐酸中清洗一下，然后在火焰上灼烧至无色
(2)蘸取试样在火焰上灼烧，观察火焰的颜色
(3)用稀盐酸洗净铂丝，在火焰上灼烧至无色
简记为：洗、烧、蘸、烧(观)、洗
钠：黄色火焰
钾：透过蓝色钴玻璃观察，看到紫色火焰
【讲解】注意：焰色反应属于物理变化，焰色反应是元素的性质；
每次实验前和实验后都应洗净铂丝，洗涤铂丝的试剂：稀盐酸
判断铂丝是否洗净的方法：火焰烧至无色
注意观察钾元素焰色的方法：透过蓝色钴玻璃观察
并不是所有金属灼烧都会有焰色，如铂、铁灼烧火焰无色
【拓展视野】了解仪器分析法
用元素分析仪测定：物质中是否含C、H、O、N、S等元素；用红外光谱仪来确定：物质中是否含有某些有机基团；用原子吸收光谱确定：物质中是否含有哪些金属元素
【过渡】我们知道，化学实验是探究物质性质和变化的主要方法。阅读课本的“观察思考”的实验，并完成表格。总结铝的性质与变化：
【讲解】1、常温下，铝与空气中的氧气反应形成一层致密的氧化物薄膜，因此铝制品具有良好的抗腐蚀性。4Al+3O2=2Al2O3
2、铝的熔点低于氧化铝。
3.与盐酸反应(铝片溶解，生成无色无味气体)2Al+6HCl
=
2AlCl3+3H2
↑
4.与NaOH反应（铝片溶解，生成无色无味气体)2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑
【过渡】我们知道实验设计步骤：提出假设、设计实验方案，同时注意设置单一变量，选择适宜的条件、试剂和仪器，进行实验，观察、记录实验现象、数据，归纳结论。探究双氧水分解实验，总结影响双氧水分解速率的因素有哪些？原理是什么？
【学生活动】1、加催化剂，双氧水分解速率加快；
2、温度越高，双氧水分解速率越快；
3、双氧水浓度越大，双氧水分解速率越快；
【课堂小结】
Cl-、SO42-、CO32-、NH4+等离子检验及焰色反应
【练习】
对下列实验过程的评价，正确的是(
）
A.某固体中加入稀盐酸，产生了无色气体，证明该固体中一定含有碳酸盐
B.
某溶液中滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀，证明一定含有SO42-
C.某无色溶液滴入紫色石蕊试液显红色，该溶液一定是酸溶液
D.验证烧碱溶液中是否含有Cl-，先加稀硝酸除去OH-，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀，证明含Cl-
本节课内容较多，学生接受起来有一定难度。重点在于让学生掌握几种常见离子的检验方法。需要学生多对知识进行了解和记忆，并及时做练习进行巩固。2.1.2物质的检验
物质性质和变化的探究
教材选择了一些能够被高中学生所理解的铵根离子、氯离子、硫酸根离子、碳酸根离子的检验，是基于复习总结初中化学知识同时学生物质的检验方法的目的。以“观察思考”的方式介绍了“焰色反应”实验，目的是让学生了解物质检验的方法是多种多样的。以“科学提炼”的形式总结了“物质检验的思想方法”，让学生掌握物质检验的一般思路、方法、顺序，养成良好的思维习惯和严谨的学习态度。以“双氧水的分解实验”为探究实验，介绍了实验探究的操作流程和操作方法、思路，有利于激发学生学习化学的兴趣和培养学生科学严谨的实验态度。
1、宏观辨识与微观探析：仔细观察实验现象，准确记录实验数据并分析，得出实验结论。
2、证据推理与模型认知：建构物质检验的思想方法模型，学会实验探究的一般思路和方法。
3、科学探究与创新意识：能提出问题和假设，并能设计探究实验方案并进行实验，体验科学探究的过程，强化科学探究的意识，培养学生的创新精神和实践能力。
4、科学精神与社会责任：养成科学、严谨的实验态度，树立安全、环保意识，形成良好的实验工作习惯。
1.Cl-、SO42-、NH4+、CO32-离子的检验方法
2.利用焰色反应检验K+、Na+离子
3.能利用焰色反应、离子检验方法设计简单的实验方案探究某些常见物质。
多媒体课件
焰色反应实验用品、
知识回顾：
氧气的检验方法是___________________________________________________
CO2的检验方法是____________________________________________________
引入新课：
在生产、生活和科学研究中，人们经常需要测定物质的组成和结构，确定它是哪种物质，即进行物质的检验。通常可以根据物质的物理性质。如颜色、气味、水溶性等，进行粗略的判断，再根据物质的某些特征反应进行检验，以区分或鉴别不同的物质。例加，根据碳酸盐与盐酸反应能放出二氧化碳气体，确定某矿石中是否含有碳酸盐；根据纤维燃烧散发的气味，确定该纤维的成分是否含有蛋白质。
在含有离子的溶液体系中，常用化学反应来检验溶液所含的某些离子。根据反应生成的气体的气味及其性质或沉淀的颜色、溶解性等来判断离子的种类。
这节课我们就来学习几种常见的离子的检验。
板书：一、Cl-、SO42-、NH4+离子的检验
PPT展示：“观察思考”
问题1：铵根离子怎样检验？（实验一）
视频播放：铵根离子的检验
板书：（一）铵根离子的检验
1、方法：取少量试液于试管中,加入碱液混合加热，有刺激性气体，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝，证明该试样中含有NH4+。
2、原理：NH4Cl+NaOH==NaCl+H2O+NH3↑（条件：加热）
问题2：氯离子怎样检验？（实验二）
视频播放：氯离子的检验
板书：（二)氯离子的检验
方法：取少量试液于试管中，向试管加入稀HNO3，无现象，再加入AgNO3溶液，若生成白色沉淀，证明该试样中含有Cl-
。
原理：NH4Cl
+
AgNO3
=
NH4NO3
+
AgCl↓
思考：（1）稀硝酸的作用是什么？
（2）能不能用稀盐酸或稀硫酸代替稀硝酸？为什么？
问题3：硫酸根离子怎样检验？（实验三）
视频播放：硫酸根离子的检验
板书：（三）硫酸根离子的检验
方法：取少量试液于试管中，向试管内加稀盐酸，无沉淀生成，再加入BaCl2溶液，若生成白色沉淀，证明该试样中含有SO42-。
原理：（NH4）2SO4
+
BaCl2==BaSO4↓+
2NH4Cl
思考：稀盐酸的作用是什么？
过渡：对于某些化合物（如KC1、NaCl等），用简单的复分解反应往往难以鉴别，这时需要借助其他实验方法。
焰色反应就是其中一种方法。
板书：二、焰色反应
讲解：许多金属或他们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色。
板书：1、定义：许多金属或它们的化合物在火焰上灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色，这叫作焰色反应。
2、操作方法：一根铂丝，将铂丝在稀盐酸中蘸一下，然后在酒精灯火焰上灼烧至无色。用灼烧后的铂丝蘸取少许待测物，火焰中灼烧观察到不同颜色的火焰（K的焰色要透过钴玻璃观察）。
学生活动：教材第34页“观察思考”和“图2-7
部分金属的焰色反应”
3、常见离子的检验：
Na+：黄色
K+：紫色（透过蓝色的钴玻璃观察）
思考：蓝色钴玻璃的作用是什么？
讲解：焰色反应是表现元素的性质
，是物理变化。
思考：你还知道哪些检验物质方法吗？
学生活动：学生阅读教材第35页内容。
板书：三、其他方法：
元素分析仪：测定是否含有：C、H、O、N、S、P、Cl、Br等元素。
红外光谱仪：是否存在某些有机原子团
过渡：化学实验是探究物质性质和变化的主要方法。通过实验，根据特定条件下的实验现象和结果，通过分析、归纳等方法认识物质的性质及其变化的条件和规律。
板书：四、物质性质和变化的探究
学生活动：教材第36页“观察思考”----铝的物理性质和化学性质的探究
主要现象：1、银白色
2、在空气中易被氧化，生成氧化铝
3、与盐酸或氢氧化钠溶液反应生成气体。
讲解：为了研究某个化学问题，我们往往根据已有知识、经验，对问题作出某种可能的解释，再设计化学实验进行验证。
学生活动：教材第36页“实验探究”。
设计实验1：探究温度对双氧水分解的影响。
实验步骤
1.取浓度约为15%的双氧水2-3
mL盛放于试管中，观察溶液中气泡产生的快慢
2.把实验1所用的双氧水置于75℃热水中，观察溶液中气泡产生的快慢。
设计实验2：探究浓度对双氧水分解的影响。
思考：怎样设计实验步骤？
小结：为深入探究某个化学问题，先根据一定的化学原理作出假设，并设计一定的化学实验方案，控制某些因素，选择适宜的条件、试剂和仪器，用待研究的样品与反应试剂进行实验，观察、记录化学反应的现实验证据作出推理判断，获得结论，以检验所作的假设或解释是否合理。通过实验探究可以进一步认识物质的性质和变化，提示物质变化的本质和规律。
课堂练习：
1.能用来区别BaCl2、NaCl、Na2CO3三种物质的试剂是（
）
A.
AgNO3
B.
稀硫酸
C.
稀盐酸
D.
稀硝酸
2.在允许加热的条件下，只用一种试剂就可以鉴别硫酸铵、氯化钾、氯化镁和硫酸铁溶液，这种试剂是（
）
A．NaOH?
B．Na2CO3
C．AgNO3?
D．BaCl2
通过本节课教学让学生深入学习了一些常见离子的检验方法，初步学会了根据一定的化学反应原理设计实验并进行实验的一般思路和方法，有助于提升学生学习化学的兴趣和激发学生积极探究的动力！为进一步学习化学打下较好的基础。
