第2节 研究物质性质的方法和程序 第2课时（教学设计）化学鲁科版2019必修第一册

第2节 研究物质性质的方法和程序 第2课时 研究物质性质的程序 一、知识目标 1.掌握研究物质性质的基本程序，包括观察物质外部特征、预测性质、实验和观察、解释及结论等环节。 2.了解氯气的物理性质和化学性质，掌握氯气与金属（如钠、铁、铜）、氢气的反应，以及氯气与水的反应。 3.理解含氯化合物（如次氯酸、次氯酸钠、次氯酸钙）的性质和用途，掌握漂白剂和漂白粉的制备原理、漂白原理和失效原理。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：从宏观上观察氯气及其化合物的性质和变化，从微观上理解氯气与其他物质反应的本质。 2.证据推理与模型认知：通过实验现象和数据，推理氯气的性质和反应规律，建立研究物质性质的基本模型。 3.科学探究与创新意识：通过实验探究氯气的性质和含氯化合物的漂白原理，培养学生的科学探究能力和创新意识。 4.科学态度与社会责任：了解氯气及其化合物在工农业生产和生活中的应用，认识化学对社会发展的重要贡献，同时关注氯气的毒性和环境保护问题。 一、教学重点：研究物质性质的基本程序；氯气的化学性质；含氯化合物的性质和用途。 二、教学难点：氯气与水的反应；次氯酸的性质；漂白剂和漂白粉的漂白原理和失效原理。 本节教学内容源自鲁科版2019必修第一册第一章《认识化学科学》第二节《研究物质性质的方法和程序》的第2课时《研究物质性质的程序》。本节内容在高中化学学习中具有重要地位，它是学生系统学习研究物质性质方法的关键内容，为后续学习各类物质的性质奠定了方法基础，有助于学生构建科学的化学研究思维，在化学学科的学习和研究中起着承上启下的作用。 按照教材编排，本课时聚焦于研究物质性质的基本程序，并以氯气为案例进行深入探究，同时介绍了含氯化合物的性质及用途。教材通过先阐述研究物质性质的基本程序，包括观察物质外部特征、预测性质、实验和观察、解释及结论等步骤，让学生明确科学研究的一般方法。接着以氯气为例，详细展示了如何运用这些程序来研究物质性质，使学生在具体案例中掌握研究方法。最后介绍含氯化合物的相关知识，拓宽学生对氯元素及其化合物的认识，体现了化学知识的实用性和系统性。 四、学情分析 教学对象是初高中过渡阶段的学生，他们在初中化学学习中积累了一定的化学知识，对一些常见物质的性质和化学反应有了初步了解，但尚未形成系统的研究物质性质的方法和思维。在知识储备上，学生知道一些物质的基本性质和简单反应，但对于物质性质的研究过程和方法缺乏深入认识。 在思维能力方面，学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，对于抽象的化学概念和研究方法的理解存在一定困难。他们在初中学习中更多地是被动接受知识，缺乏主动探究和科学思维的训练。因此，在教学过程中，需要结合具体案例，引导学生逐步掌握研究物质性质的程序，培养他们的科学思维和探究能力。 此外，氯气是一种具有毒性的物质，学生可能对其存在一定的恐惧心理。在教学中，要强调实验的安全性，让学生消除顾虑，积极参与到实验探究中来。同时，含氯化合物在生活中有广泛的应用，这可以激发学生的学习兴趣，教师可以引导学生将所学知识与生活实际联系起来，提高学生的学习积极性和知识运用能力。 教学环节一 研究物质性质的基本程序 活动一 引入研究物质性质的基本程序 【引入】同学们，在化学的世界里，我们常常需要去了解各种物质的性质。回忆上节课以及以前的知识，总结一下我们是按照怎样的方法和程序去研究物质性质的呢？ 【学生思考】学生可能会回答观察物质的外观总结物质的物理性质——用分类的方法预测化学性质——设计实验进行验证——分析现象得出结论等。 【讲解】非常好，当我们面对一种物质时，首先会观察它的外部特征，比如颜色、气味、状态等。 【教师总结】 接下来我们就按照这个基本的思路，以氯气为案例来学习研究物质性质的基本程序。 【设计意图】 通过情景引入，引发学生的思考，激发学生的学习兴趣，让学生自然地进入到对研究物质性质基本程序的学习中。 活动二 观察氯气的外部特征 【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。 【问题】请同学们思考，氯气可以用什么方法收集？它的颜色、气味、密度、水溶性分别是怎样的？ 观察实验并填表： 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 【学生思考】引导学生回忆之前学过的气体收集方法，尝试回答氯气的相关性质。 【讲解】教师引导学生通过比较氯气与空气的相对分子质量，得出氯气密度比空气大。向上排空气法收集。通过实验或讲解，让学生了解氯气能溶于水以及氯水的颜色。 【设计意图】 通过以氯气为案例，让学生具体实践观察物质外部特征的过程，培养学生的观察能力和知识运用能力。 活动三 预测氯气的化学性质 【引入】我们已经观察了氯气的外部特征，接下来我们要根据已有的知识和经验来预测氯气可能具有的化学性质。大家想一想，我们可以用什么方法来进行预测呢？ 【问题】请同学们思考，你认为氯气可能具有哪些化学性质？可以用什么方法来预测？ 【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，你预测一下氯气的化学性质。 【学生思考预测】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+ O2Na2O2 与非金属单质反应：如H2、S、P等。 2H2 + O2 2H2O 预测氯气的化学性质：氯气可能也有上面的性质 【点评】非常好。我们可以通过物质的类别来认识一类物质的化学性质，在今后的学习中，还要从化合价来预测物质的化学性质。 【设计意图】 培养学生的逻辑思维能力和知识迁移能力，让学生学会运用分类法等方法预测物质的性质。 活动四 实验验证氯气的化学性质 【引入】我们已经预测了氯气的化学性质，那这些预测是否正确呢？接下来我们要通过实验来进行验证。在实验过程中，大家要仔细观察实验现象，并思考这些现象背后的化学原理。 【问题】请同学们根据实验步骤，观察实验现象，思考现象与预测性质之间的关系。并分析得出实验结论。 【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H2、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。 【设计意图】 通过实验验证，让学生亲身体验科学探究的过程，培养学生的观察能力、分析能力和实验操作能力，同时加深对氯气化学性质的理解。 活动五 发现新问题，进一步研究 【引入】在研究氯气溶解性的过程中，我们发现了一些特殊现象，这就意味着可能有新的问题出现了。科学研究就是在不断发现问题和解决问题的过程中前进的。 【问题】研究氯气溶解性时，发现一段时间后，密闭容器中氯水的颜色变浅了，这是为什么呢？请同学们大胆预测并说明依据。 【学生思考】学生可能会根据氯气的颜色和氯水颜色的变化，推测氯气与水发生了化学反应。 【讲解】非常好， 如果氯气能与水发生反应，生成物是什么？那氯水中到底含有哪些成分呢？ 【学生回答】根据元素守恒可能有Cl⁻和H⁺。 【讲解】非常好，回忆之前学过的检验离子的方法，设计实验验证 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 ____ 石蕊溶液 先变         后_____ ________ 酸性使石蕊变         ，次氯酸使之_____ 【提出问题】与石蕊应该变红但实际变红后又褪色，说明生成了有漂白性物质——次氯酸 【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。 【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 【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。 【设计意图】 培养学生的问题意识和科学探究精神，让学生学会从实验现象中发现问题，并尝试解决问题。通过实验探究，让学生深入了解氯水的成分，培养学生的实验设计能力和分析能力，同时加深对氯气与水反应的理解。 教学任务二 含氯化合物的性质及用途 活动一 液氯、新制氯水、久置氯水的比较 【引入】在研究氯气的过程中，我们还会接触到液氯、新制氯水和久置氯水。它们之间有什么区别和联系呢？下面我们来进行比较。 【知识讲解】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。 【问题】请同学们思考，液氯、新制氯水、久置氯水的分类、所含物质、颜色、性质、保存方法分别是怎样的？完成下表 液   氯 氯   水（新制） 久置氯水 分类 所含物质 颜色 化学性质 保存方法 【设计意图】 通过比较液氯、新制氯水、久置氯水，让学生更深入地理解氯气和氯水的性质，培养学生的归纳总结能力。 活动二 漂白剂和漂白粉 【引入】在生活中，我们经常会用到一些含氯的漂白剂和漂白粉，它们是如何制备的？有什么作用和特点呢？下面我们来学习。 【问题】请同学们思考，漂白剂（84消毒液）和漂白粉的制备原理、存在状态、主要成分、有效成分、漂白原理、失效原理分别是怎样的？保存方式有什么要求？完成下表 漂白剂 漂白粉 制备原理 存在状态 主要成分 有效成分 漂白原理 失效原理 强调漂白剂和漂白粉的保存方式（避光、密封保存）。 【设计意图】 通过学习漂白剂和漂白粉的知识，让学生了解含氯化合物在生活中的应用，培养学生将化学知识与生活实际联系起来的能力。 第二节 研究物质性质的方法和程序 第2课时 研究物质性质的程序 一、研究物质性质的基本程序 1.观察物质的外部特征 2.预测物质的性质 3.实验和观察 4.解释及结论 5.发现特殊现象，提出新问题 二、氯气性质及用途 1.物理性质 o颜色、气味、密度、水溶性等 o收集方法：向上排空气法、排饱和食盐水法 2.化学性质 o与金属反应（Na、Fe、Cu） o与氢气反应 o与水反应 3.用途 o制盐酸、农药、含氯溶剂等 o杀菌消毒 三、含氯化合物性质及用途 1.次氯酸（HClO） o弱酸性 o不稳定性 o强氧化性 2.液氯、新制氯水、久置氯水 o成分 o性质 o保存 3.漂白剂（84消毒液）、漂白粉 o制备原理 o主要成分、有效成分 o漂白原理 o失效原理 o保存方式 1、判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)打开盛有Cl2的集气瓶，可直接闻其气味 (　　) (2)铁在过量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2 ( ） (3)要得到FeCl₃，既可以让铁与Cl₂直接反应，也可以让铁与盐酸反应( 　) (4)Cl₂不但溶于水，还可以与H₂O发生化学反应(　　) (5)实验室中多余的氯气用NaOH溶液吸收 (　　) 【答案】(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ 【解析】(1)氯气有毒，不能直接闻其气味，应用手在瓶口轻轻扇动，使极少量气体飘进鼻孔，故(1)错误；(2)铁与氯气反应，无论氯气少量还是过量都生成FeCl₃，故(2)错误；(3)铁与盐酸反应生成FeCl₂，不能得到FeCl₃，故(3)错误；(4)Cl₂能溶于水，且与水反应生成盐酸和次氯酸，故(4)正确；(5)氯气能与氢氧化钠溶液反应，实验室中多余的氯气可用NaOH溶液吸收，故(5)正确。 1. 氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质，下列说法不正确的是(　　) A．红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧，产生棕黄色的烟 B．钠在氯气中燃烧，产生白色的烟 C．纯净的H₂在Cl₂中安静地燃烧，产生苍白色火焰，集气瓶口出现白色烟雾 D．氯气能与水反应生成次氯酸和盐酸，久置氯水最终变为稀盐酸 【答案】C 【解析】A．红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧，生成氯化铜，产生棕黄色的烟，故A正确；B．钠在氯气中燃烧生成氯化钠，产生白色的烟，故B正确；C．纯净的H₂在Cl₂中安静地燃烧，产生苍白色火焰，集气瓶口出现白雾，而不是白色烟雾，雾是小液滴，烟是固体小颗粒，故C错误；D．氯气能与水反应生成次氯酸和盐酸，次氯酸不稳定，见光易分解生成盐酸和氧气，久置氯水最终变为稀盐酸，故D正确。 1. 下列说法正确的是(　　) A．漂白粉是纯净物，84消毒液是混合物，两者都可以长期保存 B．漂白粉中含有次氯酸，所以漂白粉能使有机色质褪色 C．工业上将氯气通入澄清石灰水中制取漂白粉 D．漂白粉在空气中容易失效的原因是Ca(ClO)₂与CO₂、H₂O反应生成的HClO不稳定 【答案】D 【解析】A．漂白粉的主要成分是氯化钙和次氯酸钙，是混合物，84消毒液的主要成分是次氯酸钠，是混合物，漂白粉和84消毒液都不能长期保存，故A错误；B．漂白粉的主要成分是氯化钙和次氯酸钙，本身不含次氯酸，漂白粉与空气中的二氧化碳和水反应生成次氯酸，次氯酸能使有机色质褪色，故B错误；C．工业上用氯气与石灰乳反应制取漂白粉，而不是澄清石灰水，因为澄清石灰水中氢氧化钙的浓度太小，故C错误；D．漂白粉在空气中容易失效的原因是Ca(ClO)₂与CO₂、H₂O反应生成的HClO不稳定，见光易分解，故D正确。 在本次教学中，通过以氯气为案例详细讲解研究物质性质的程序，学生对该程序有了较为清晰的认识。利用实验现象引导学生分析和总结，提高了他们的观察和思维能力。但在教学过程中也存在一些不足，比如部分实验受条件限制无法现场演示，只能通过图片和视频展示，学生的直观体验不够。在讲解含氯化合物性质及用途时，内容较多，学生消化吸收需要时间，后续应适当增加课堂互动环节，及时了解学生的掌握情况，调整教学节奏。同时，可多联系生活实际，让学生更好地理解化学知识的应用价值。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$