第八单元跨学科实践活动6 制备五水硫酸铜晶体---2024--2025学年九年级化学鲁教版（2024）下册

配套中学鲁教版（2024年） 跨学科实践活动6 制备五水硫酸铜晶体 一、教材分析 知识衔接：本实践活动建立在学生对溶液、溶解度、结晶等化学基本概念以及常见的化学实验操作有一定了解的基础之上，是对之前所学化学知识和实验技能的综合运用，同时也为后续学习更复杂的化学物质制备和化学工艺奠定了基础。 学科融合：体现了跨学科的特点，不仅涉及化学学科的知识与技能，还可能与物理学科中的溶解、结晶过程中的热量变化等知识相关，以及与生物学科中某些生物实验中对结晶物质的应用等存在潜在联系，有助于培养学生的综合素养和跨学科思维能力。 实践能力培养：以制备五水硫酸铜晶体这一具体的实验活动为载体，让学生亲身体验从实验设计、药品选择、仪器使用、操作步骤、现象观察到结果分析等整个科学探究过程，有效提高学生的动手实践能力和实验操作技能，增强学生对化学实验的兴趣和对化学学科的感性认识。 科学思维训练：在实验过程中，学生需要思考如何控制实验条件以获得较大、较纯的晶体，如何解决实验中可能出现的问题等，这有助于培养学生的科学思维能力，如逻辑思维、分析问题和解决问题的能力以及创新思维等。 二、教学目标 化学观念： 物质变化观念：学生能够理解硫酸铜溶液在蒸发结晶过程中发生的物理变化，以及五水硫酸铜晶体受热失水变成无水硫酸铜的化学变化，认识到物质在一定条件下可以相互转化，形成物质变化的观念。 元素守恒观念：通过对硫酸铜晶体中铜元素、硫元素、氧元素和氢元素的来源及在反应前后的变化分析，使学生认识到在化学反应中元素种类和质量不变，强化元素守恒的观念。 科学思维： 实验设计思维：学生能够根据五水硫酸铜的性质和结晶原理，自主设计合理的实验方案，包括选择合适的仪器、药品和实验步骤，培养学生的实验设计能力和逻辑思维能力。 问题解决思维：在实验过程中，学生能够观察并记录实验现象，对出现的问题如晶体形状不规则、产量较低等进行分析和思考，提出改进措施和解决方法，培养学生的问题解决能力和批判性思维。 科学探究： 提出问题：引导学生从生活中常见的硫酸铜晶体现象或对硫酸铜性质的疑问出发，提出与制备五水硫酸铜晶体相关的问题，如怎样才能制备出较大、较纯的晶体等，激发学生的探究欲望。 方案设计与实施：学生能够根据提出的问题，设计具体的实验方案，并动手进行实验操作，在实验过程中不断优化方案，培养学生的实验探究能力和实践操作能力。 证据推理与结论：学生能够根据实验现象和数据，进行分析、推理和归纳，得出制备五水硫酸铜晶体的最佳条件和方法等结论，培养学生的证据推理能力和科学探究精神。 科学态度与责任： 严谨认真：在实验过程中，学生能够严格按照实验操作规程进行实验，认真观察和记录实验现象和数据，培养学生严谨认真的科学态度。 合作交流：通过小组合作的方式进行实验探究，学生能够与小组成员相互协作、交流和分享实验经验和心得，培养学生的团队合作精神和沟通能力。 绿色化学意识：引导学生在实验过程中注意节约药品、减少污染，培养学生的绿色化学意识和社会责任感。 三、教学重难点 重点： 实验原理理解：掌握硫酸铜晶体结晶的原理，即通过蒸发溶剂或冷却热饱和溶液的方法使硫酸铜从溶液中结晶析出，以及五水硫酸铜晶体中结晶水的存在和性质。 实验操作技能：熟练掌握溶解、过滤、蒸发、结晶等基本实验操作技能，能够正确使用天平、量筒、烧杯、玻璃棒、蒸发皿等仪器进行实验。 实验数据处理与分析：学会对实验过程中记录的各种数据，如溶液的温度、溶质的质量、溶剂的体积、晶体的产量等进行处理和分析，得出合理的结论。 难点： 实验条件的控制：如何控制溶液的浓度、温度、蒸发速度等实验条件，以获得较大、较纯、形状规则的五水硫酸铜晶体，这需要学生在实验过程中不断尝试和总结经验。 异常现象的解释与处理：在实验过程中可能会出现一些异常现象，如晶体颜色异常、晶体生长缓慢或不生长、溶液中出现杂质等，学生需要具备分析和解释这些异常现象的能力，并能采取相应的措施进行处理。 跨学科知识的综合运用：在实践活动中，涉及到化学、物理、生物等多学科的知识和方法，如何将这些知识有机地结合起来，运用到实验探究中，是学生面临的一个难点。 四、教学过程 课程导入： 教师展示美丽的五水硫酸铜晶体图片，提问学生是否见过这种晶体，在生活中有没有听说过硫酸铜的用途等，引导学生思考并回答。 教师介绍硫酸铜在农业上用于配制波尔多液、在工业上用于镀铜等方面的重要用途，从而引出本节课的主题 —— 制备五水硫酸铜晶体。 知识讲解： 教师讲解五水硫酸铜的性质，包括颜色、状态、溶解性、稳定性等，强调其在常温常压下很稳定，但加热至一定温度会失去结晶水。同时展示无水硫酸铜和五水硫酸铜的样品，让学生观察对比。 讲解制备五水硫酸铜晶体的实验原理，即硫酸铜与水反应生成五水硫酸铜，写出化学方程式 并解释反应过程中物质的变化和能量的变化。 实验演示： 教师介绍实验所需的仪器和药品，包括天平、量筒、烧杯、玻璃棒、蒸发皿、滤纸、硫酸铜粉末、蒸馏水等，并展示如何正确使用这些仪器。 教师进行实验演示，边演示边讲解实验步骤和注意事项。首先，用天平准确称取一定量的硫酸铜粉末，放入烧杯中；用量筒量取适量的蒸馏水，倒入烧杯中，用玻璃棒搅拌，使硫酸铜完全溶解；将烧杯放在石棉网上，用酒精灯加热，在加热过程中不断用玻璃棒搅拌溶液，直到溶液变得粘稠；当观察到溶液中有晶体析出时，停止加热，让溶液自然冷却，观察晶体的生长；待溶液冷却至室温后，将晶体和溶液一起倒入漏斗中，用滤纸进行过滤，得到五水硫酸铜晶体；最后用少量蒸馏水冲洗晶体，将晶体放在干燥的表面皿上晾干。 学生实验： 学生分组进行实验，教师巡视各小组，及时指导学生的实验操作，纠正学生的错误操作，如搅拌溶液的方法不正确、加热温度过高或过低、过滤时滤纸的折叠方法不正确等。 鼓励学生在实验过程中仔细观察实验现象，记录实验数据，如硫酸铜的质量、蒸馏水的体积、加热的时间、晶体的产量等，并思考实验中出现的问题。 实验总结与讨论： 实验结束后，各小组汇报实验结果，包括晶体的产量、外观、纯度等，教师将各小组的数据记录在黑板上。 组织学生讨论实验过程中遇到的问题及解决方法，如为什么有的小组得到的晶体产量较低、晶体形状不规则、颜色不纯等，引导学生从实验操作、药品纯度、实验条件等方面进行分析。 教师对学生的实验进行总结评价，肯定学生在实验过程中的优点和进步，指出存在的问题和不足之处，鼓励学生在今后的实验中继续努力。 课堂小结： 教师与学生一起回顾本节课的主要内容，包括五水硫酸铜的性质、制备原理、实验步骤、实验现象、实验结果等。 强调实验操作的规范性和安全性，以及在实验过程中要善于观察、思考和总结，培养学生的科学探究能力和实验技能。 课后作业： 布置课后作业，要求学生撰写实验报告，包括实验目的、实验原理、实验步骤、实验数据、实验结果、问题讨论等内容，培养学生的书面表达能力和数据分析能力。 五、板书设计 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$