2.1 研究物质的实验方法 第2课时（教学课件）化学苏教版必修第一册

该高中化学课件聚焦物质的检验（NH₄⁺、X⁻、SO₄²⁻等离子及焰色反应、仪器分析）与性质探究（CO₂、Al、双氧水），以“汤姆猫往牛奶加了什么”情境导入，引导从物理性质到特征反应检验，通过分层任务搭建学习支架。 其亮点在于融合科学探究与实践（如Al与酸碱反应、双氧水分解温度影响实验）和科学思维（离子检验原理分析），结合化学观念呈现知识。典例剖析与当堂诊学助学生提升实验设计能力，教师可借分层任务与系统梳理优化教学。

苏教版必修第一册 专题2 研究物质的基本方法 第2课时 物质的检验 物质性质和变化的探究 第一单元 研究物质的实验方法 1 物质性质和变化的探究 2 物质的检验 1 学习内容导览 2 1.了解常见物质的检验方法，学会NH4+、X−（Cl−、Br−、I−）、SO42−等几种常见离子的检验方法。 2.了解常见的仪器分析法，学会通过焰色反应检验金属元素。能设计简单的实验方案，确定常见物质的组成成分。 重点：了解常见物质的检验方法，学会几种常见离子检验方法。 难点：综合运用物质的不同性质对常见的物质进行分离和提纯。 能设计简单的实验方案，确定常见物质的组成成分。 素养锚定·课标定位 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。 汤姆猫往牛奶里面加了什么东西？ 情境启思·任务缘起 物质的检验 01 5 一、物质的检验 任务一 了解NH4＋的检验 （1）检验原理： NH4＋＋OH－ NH3↑＋H2O 遇碱产生NH3 （2）检验操作 ：取少量待测液，加入浓NaOH溶液，加热。 （3）检验现象：产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 （4）检验结论：若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则原溶液中含有，若未产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则原溶液中不含有 分层研学·探理悟新 一、物质的检验 任务一 了解NH4＋的检验 分层研学·探理悟新 一、物质的检验 任务二 了解X−(Cl−、Br−、I−)的检验 （1）检验原理： （2）检验操作：取少量待测液，加入AgNO3溶液，充分反应后加入稀硝酸 （3）检验现象：产生白(浅黄/黄)色沉淀，加入稀硝酸后沉淀不溶解 （4）检验结论：原溶液中含有Cl−(Br−/I−) Ag＋＋X− AgX↓ AgX难溶于稀硝酸 分层研学·探理悟新 一、物质的检验 任务二 了解X−(Cl−、Br−、I−)的检验 分层研学·探理悟新 一、物质的检验 任务三 了解SO42－的检验 （1）检验原理： （2）检验操作：取少量待测液，先加入过量稀盐酸，再滴加BaCl2溶液 （3）检验现象：加入过量稀盐酸无明显现象，再滴加BaCl2溶液产生白色沉淀 （4）检验结论：若产生白色沉淀，则原溶液中含有SO42－ Ba2＋＋SO42－ BaSO4↓ 稀盐酸作用是什么？ 在检验硫酸根离子时，加入盐酸的主要目的是排除其他干扰离子，尤其是碳酸根离子和银离子的干扰。 分层研学·探理悟新 一、物质的检验 任务三 了解SO42－的检验 分层研学·探理悟新 一、物质的检验 任务四 了解其他常见离子的检验 离子 试剂 实验现象（证据） 溶液 开始产生白色沉淀， 溶液过量时沉淀不溶解 溶液 开始产生白色沉淀， 溶液过量时沉淀溶解 （铁氰化钾）溶液 产生蓝色沉淀 分层研学·探理悟新 一、物质的检验 任务四 了解其他常见离子的检验 离子 试剂 实验现象（证据） 溶液 和稀盐酸 先加 溶液产生白色沉淀，再加稀盐酸沉淀溶解，并产生无色无味的气体 、 稀盐酸和澄清石灰水 加稀盐酸产生无色无味的气体，且该气体能使澄清石灰水变浑浊 稀硫酸和品红溶液 加稀硫酸产生有刺激性气味的气体，且该气体能使品红溶液褪色 分层研学·探理悟新 一、物质的检验 任务五 掌握焰色反应的基本知识 很多金属或它们的化合物在火焰上灼烧时使火焰呈现特殊的颜色的反应，叫焰色反应。焰色反应是元素的性质,是物理变化。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 锂（紫红色） 钙（砖红色） 钠（黄色） 锶（洋红色） 钾（紫色） 钡（黄绿色） 分层研学·探理悟新 一、物质的检验 任务五 掌握焰色反应的基本知识 （1）检验原理： （2）检验操作：取一根铂丝(或细铁丝)，放在酒精灯火焰上灼烧至无色。用铂丝蘸取 少量溶液，置于火焰上灼烧，观察颜色，再用稀盐酸洗净铂丝，并 在火焰上灼烧至无色。 金属元素原子接受火焰提供能量，外层电子被激发到能量较高的激发态，在回到能量较低的基态时，产生不同波长的电磁波，在可见光波长范围内，就可观察各种颜色而出现焰色反应。 鉴别钾元素时，观察火焰颜色需透过蓝色钴玻璃 （3）具体应用： 检验金属元素的存在，如鉴别NaCl和KCl溶液。制节日烟花。 分层研学·探理悟新 一、物质的检验 任务五 掌握焰色反应的基本知识 分层研学·探理悟新 一、物质的检验 任务六 认识仪器分析方法 科学家还借助仪器来分析化学物质的组成。例如，用元素分析仪确定物质中是否含有C、H、O、N、S、Cl、Br等元素；用红外光谱仪确定物质中是否存在某些有机原子团；用原子吸收光谱仪确定物质中含有哪些金属元素等。这些仪器正是依据组成物质的原子（基团）、离子或分子的一些特征性质对物质进行检验的。 下面介绍三种化学分析仪——质谱仪、红外光谱仪、核磁共振仪。 分层研学·探理悟新 一、物质的检验 任务六 认识仪器分析方法 （1）质谱仪：测定物质的相对分子质量，图中的质荷比最大的就是未知物的相对分子质量。 质谱仪 分层研学·探理悟新 一、物质的检验 任务六 认识仪器分析方法 （2）红外光谱仪：通过红外光谱可以推知有机物含有哪些化学键、官能团。 C—O—C C=O 不对称CH3 红外光谱仪 分层研学·探理悟新 一、物质的检验 任务六 认识仪器分析方法 （3）核磁共振仪：通过核磁共振氢谱可知道有机物里有多少种氢原子，不同氢原子的数目之比是多少。 吸收峰数目＝氢原子种类数 吸收峰面积比＝氢原子个数比 核磁共振仪 分层研学·探理悟新 【例1】某化合物性质如下所示：①加氢氧化钠溶液，加热，产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 ②溶于水，加硝酸银溶液，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀。该物质是(　　) A．NH4Cl B．(NH4)2CO3 C．NaCl D．K2SO4 A 典例剖析·逻辑释疑 【变式1】下列实验方案或操作不正确的是(　　) A．①可证明CO2与NaOH溶液发生了反应 B．②用碳酸钠溶液鉴别盐酸和石灰水 C．③将10%的KNO3溶液变为5%的KNO3溶液 D．④稀释浓硫酸 C 典例剖析·逻辑释疑 物质性质和变化的探究 02 23 任务一 思考CO2的性质探究方案 二、物质性质和变化的探究 人们借助感官可以观察自然界、生产和生活中接触到的物质及其变化现象，但更多的要通过实验，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。 实验操作 实验现象 实验结论 将CO2通入水中，滴入几滴紫色石蕊试液 溶液变成红色 有酸性物质生成 加热该红色液体 有气泡从溶液中逸出溶液重新变成紫色 生成的酸性物质不稳定 分层研学·探理悟新 任务二 认识物质性质探究的一般程序 二、物质性质和变化的探究 观察物质的外部特征 预测物质的性质 实验和观察 解释和结论 发现特殊现象，提出新问题 验证预测 进一步研究 了解物质的物理性质，如颜色、气味、存在状态等 根据物质所属的类别或利用有关反应规律预测物质的性质 验证预测或探究物质的性质 对实验现象进行分析、综合、推理，得出结论 分层研学·探理悟新 任务三 完成Al的性质探究方案 二、物质性质和变化的探究 实验操作 实验现象 实验结论 打磨铝片 观察铝片在打磨前后的光泽 打磨前表面较暗，打磨后为银白色 铝在空气中易被氧化形成氧化膜 用坩埚钳夹持一片未打磨的薄铝片，在酒精灯火焰上加热，当铝片表面呈灰白色时轻轻晃动铝片 铝片熔化但不滴落 表层有一层Al2O3，且熔点高于Al单质 取两支试管，分别放入一小片打磨过的铝片，再分别加入3 mL 20%的盐酸和氢氧化钠溶液，观察发生的现象 试管中均有气泡产生，铝片溶解，点燃的小木条置于试管口有尖锐爆鸣声 Al既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠反应，均生成氢气 分层研学·探理悟新 任务三 完成Al的性质探究方案 二、物质性质和变化的探究 分层研学·探理悟新 任务三 完成Al的性质探究方案 二、物质性质和变化的探究 分层研学·探理悟新 任务三 完成Al的性质探究方案 二、物质性质和变化的探究 分层研学·探理悟新 任务四 探究温度对双氧水的分解快慢的影响 二、物质性质和变化的探究 实验步骤 实验现象 实验结论 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 有气泡产生 常温条件下双氧水能自行分解 把上述实验所用的双氧水置于75℃热水浴中，观察溶液中气泡产生的快慢。 热水中双氧水产生气泡速度加快 温度升高能加快双氧水分解 取浓度约为3%的双氧水2~3 mL盛放于试管中，加入少量二氧化锰，观察溶液中气泡产生的快慢。 有气泡产生 常温条件下，增大双氧水浓度，能加快双氧水分解 取浓度约为6%的双氧水2~3 mL盛放于试管中，加入少量二氧化锰，观察溶液中气泡产生的快慢。 双氧水产生气泡速度加快 分层研学·探理悟新 【例1】下列实验方案能达到实验目的的是（ ） A 实验目的 实验方案 A 鉴别(NH4)2SO4和K2SO4 取样，与熟石灰混合研磨，闻气味 B 检验二氧化碳是否集满 将燃着的木条伸入集气瓶中 C 除去氮气中的少量氧气 将气体通过灼热的木炭 D 探究锌、铁、铜的金属活动性顺序 将铜丝、铁丝分别插入硫酸锌溶液中 典例剖析·逻辑释疑 【变式1】某同学设计了如下实验检验某溶液中是否含有SO42-： 实验方案：溶液→加BaCl2白色沉淀→稀盐酸白色沉淀不溶解 实验结论：溶液中有SO42-。 (1)该方案是否严密？___________________________________。 (2)请说明理由：____________________________________。 不严密 如果该溶液中含有Ag＋而不含SO42-，溶液中的Ag＋与Cl－反应生成的氯化银也是不溶于酸的白色沉淀 典例剖析·逻辑释疑 NH4+、Cl－、SO42－检验 物质的检验 物质性质 和变化的探究 物质的检验 物质性质 和变化的探究 常见离子检验 Al性质探究 双氧水性质探究 焰色反应 三种仪器分析方法 CO2性质探究 体系梳整·认知升华 1.《本草经集注》中关于鉴别硝石和朴硝的记载：“以火烧之，紫青烟起，乃真硝石也”，该方法应用了焰色试验的原理。则硝石的主要成分可能是( ) A．KNO3 B．CuCl2 C．CaSO4 D．Na2SO4 A 当堂诊学·成效校验 2.下列有关焰色试验或其应用的说法中不正确的是( ) A．焰色试验是利用物理性质判断试样所含的金属元素 B．“焰色”只属于对应元素化合物的性质 C．利用焰色试验确定NaCl中是否含有KCl时必须使用蓝色的钴玻璃 D．烟花燃放中发出的“五光十色”与焰色试验有关 B 当堂诊学·成效校验 3.用括号里的试剂鉴别下列各组气体或溶液，其中不合理的是( ) A．二氧化碳、氮气、一氧化碳（澄清石灰水） B．氯化钠、硝酸银、碳酸钠（稀盐酸） C．酒精、醋酸、氨水（石蕊试液） D．硫酸、硝酸钡、氯化钾（碳酸钠溶液） A 当堂诊学·成效校验 4.检验某溶液中是否含有Cl-时，应选用的试剂是( ) A．AgNO3溶液 B．稀硝酸和AgNO3溶液 C．稀盐酸和AgNO3溶液 D．BaCl2溶液和稀硝酸 B 当堂诊学·成效校验 5.下列有关焰色试验的操作中，正确的是( ) A．铂丝在使用前应用硫酸洗净 B．灼烧铂丝时，应放在内焰上灼烧 C．每次实验完后，应用盐酸洗净铂丝并灼烧至无颜色 D．观察钾的焰色时，不需要透过任何玻璃 C 当堂诊学·成效校验 6.下列有关离子检验的实验方案以及结论均正确的是( ) A．向某溶液中加入过量稀盐酸，若产生使澄清石灰水变浑浊的气体，则该溶液中的阴离子一定含有 CO32− B．向某溶液中加入氯化钡溶液产生白色沉淀，不能说明一定含有 SO42− C．用洁净的铂丝蘸取某溶液在酒精灯火焰上灼烧，火焰呈黄色，则原溶液中一定含有 Na+，不含 K+ D．向某溶液中加入足量稀盐酸无明显现象，再加入几滴 AgNO3溶液，溶液变浑浊，则原溶液中一定含有Cl⁻ B 当堂诊学·成效校验 感谢观看 更多练习见分层作业 苏教版必修第一册 40 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 Lavf58.12.100 Lavf58.29.100 $