内容正文:
《氧气的性质》第二课时教案
鲁教版(五四学制)初中化学 八年级全一册 第四单元第二节
一、教材分析
本课时紧承第一课时氧气物理性质,转入氧气化学性质。教材以木炭、硫、铁丝在空气和氧气中燃烧的系列实验为载体,引导学生对比现象差异,认识氧气化学性质比较活泼,归纳化合反应与氧化反应,为后续学习物质性质及化学变化规律奠定基础。
二、四维核心素养
化学观念:认识氧气能与多种物质发生反应,建立物质可变、变化需要条件的观念。科学思维:在对比空气与氧气燃烧现象中,学习由现象推本质、归纳共同特征的方法。科学探究与实践:亲历实验观察记录,提升动手操作与证据表达能力。科学态度与责任:体会氧气价值,树立安全实验、绿色化学意识。
三、教学重难点
重点:通过木炭、硫、铁丝在氧气中燃烧的实验,认识氧气化学性质比较活泼,归纳化合反应与氧化反应特征。难点:理解物质在空气和氧气中燃烧现象不同的原因,从现象推知反应本质,辨析缓慢氧化与剧烈氧化。
四、新课导入
教师展示炼钢炉烈焰翻腾的图片,提问:炼钢时为什么要向炉内鼓入大量氧气?煤炉为什么用鼓风机吹火会越吹越旺?再出示一瓶无色气体,请学生回忆氧气的物理性质,由此设疑:氧气到底具有怎样的化学性质?这节课我们就用实验揭开它的面纱。
五、设计意图
以生活情境与旧知设疑切入,激发探究欲望,自然引出氧气化学性质这一核心课题,为后续实验探究做好铺垫。
六、上课过程设计意图
本课时以“任务驱动—实验探究—对比归纳—迁移应用”为主线,把课堂分解为若干相互衔接的学习任务。学生在真实问题情境中明确学习目标,在分组实验中亲历观察、记录与描述,在对比讨论中自主建构“氧气化学性质比较活泼”的认识,在归纳中形成化合反应与氧化反应概念,再回到生活实例理解缓慢氧化。教师以问题串引导,把话语权和思考权交给学生,让学生在做中学、议中悟,实现知识习得与素养发展的统一。
七、教学过程
任务一:回顾旧知,聚焦新问题
教师引导学生回忆上节课所学内容,请学生用自己的话说一说氧气有哪些物理性质。学生发言后,教师在黑板上整理:通常状况下,氧气是一种无色、无味的气体,密度比空气略大,不易溶于水,液态和固态时呈淡蓝色。随后教师话锋一转,提出本课时要解决的核心问题:我们已经知道氧气能支持燃烧,也能供给呼吸,可它为什么能支持燃烧?它能跟哪些物质发生反应?在空气里和在纯氧里发生的反应一样吗?
教师请学生围绕这几个问题大胆猜想,并把猜想写在学习单上。学生可能会提出“氧气越多燃烧越旺”“氧气能跟木炭、蜡烛反应”“氧气可能跟铁也能反应”等猜测。教师不急于评判,而是把学生的猜想逐条写在黑板一侧,然后告诉学生:要检验猜想是否正确,最好的办法就是做实验,让事实来回答。教师进一步说明本节课的学习路径:我们将依次观察木炭、硫、铁丝在空气和氧气中的燃烧,边实验、边记录、边比较,最后自己得出结论。教师同时提醒学生,观察实验要按照“反应前—反应中—反应后”的顺序,重点看物质颜色状态的变化、光和火焰的颜色、热量的变化以及生成物的特征,把看到的现象如实记录在学习单上,不要凭印象填写。由此自然过渡到下面的探究活动。
任务二:实验探究——木炭在空气和氧气中燃烧
教师出示实验用品:用坩埚钳夹取的木炭、盛满氧气的集气瓶、酒精灯、澄清石灰水。教师边演示边讲解操作要领:用坩埚钳夹住一小块木炭,先在酒精灯火焰上加热到发红,再由上而下缓慢伸入盛满氧气的集气瓶中。教师特别提醒学生注意观察:木炭在空气中燃烧和在氧气中燃烧,发光、放热的情况有什么不同?燃烧结束后,向集气瓶中倒入少量澄清石灰水,振荡,又会看到什么现象?
学生分组进行实验。先观察木炭在空气中的燃烧:木炭红热,持续发红光,放出少量热。再把红热的木炭缓慢伸入盛有氧气的集气瓶:木炭剧烈燃烧,发出白光,放出大量的热。教师提醒学生注意“由上而下缓慢伸入”的原因——如果一开始就插到瓶底,木炭燃烧放出的热会使瓶内氧气受热膨胀逸出,燃烧不能持续进行,实验现象就不明显。学生按要求倒入澄清石灰水振荡,发现澄清石灰水变浑浊。
教师组织学生汇报观察到的现象,并追问:澄清石灰水变浑浊说明了什么?学生结合前面的学习知道,能使澄清石灰水变浑浊的是二氧化碳。教师引导学生推断:木炭跟氧气反应,生成了一种叫二氧化碳的新物质。教师进一步引导对比:同样是木炭燃烧,为什么在氧气里比在空气里剧烈得多?学生讨论后认识到,空气里氧气只占约五分之一,氧气浓度较低,而纯氧中氧气浓度高,单位体积里氧分子多,反应自然更剧烈。教师板书要点,并强调“光”和“焰”的区别——木炭燃烧发的是光,不是火焰,帮助学生准确描述现象,避免用词错误。教师还引导学生联系生活:家用木炭烧烤时,木炭在通风良好的炉子里发白光,在密闭的炭盆里却只是发红,这也正是氧气浓度不同造成的。学生由此体会到,同一个反应在不同条件下现象可以差别很大,学会用控制变量的眼光去观察实验。
任务三:实验探究——硫在空气和氧气中燃烧
教师出示另一组实验用品:燃烧匙、硫粉、盛满氧气的集气瓶(瓶底预先留有少量水)。教师强调本实验的安全注意事项:硫燃烧会生成有刺激性气味的气体,实验要在通风条件下进行,瓶底留水是为了吸收产物、减少污染。教师演示:取少量硫粉放入燃烧匙,先在酒精灯上加热,观察硫在空气中燃烧的现象;再把盛有燃着硫的燃烧匙伸进盛有氧气的集气瓶。
学生分组观察并记录。在空气中,硫安静地燃烧,发出微弱的淡蓝色火焰,放出热量,生成有刺激性气味的气体。在氧气中,硫燃烧得更旺,发出明亮的蓝紫色火焰,同样放出热量,生成有刺激性气味的气体。教师请学生对比两处火焰颜色的差异,再次引导学生从氧气浓度角度解释现象差异。
教师追问:瓶底为什么要预先留少量水?学生结合教师讲解和产物性质讨论,认识到硫燃烧生成的气体有刺激性气味、能污染空气,水可以吸收部分该气体。教师由此渗透环保意识:做有污染的实验时,要想尽办法减少有害物质的排放,这也是化学实验的绿色化要求。教师请学生用自己的话概括硫在氧气中燃烧的现象,并与木炭燃烧现象做比较,找出共同点:都是物质跟氧气发生反应,都放出热量。教师还特别提醒学生闻气体气味的正确方法——不能直接把鼻孔凑到瓶口,而要用手在瓶口轻轻扇动,使极少量气体飘进鼻孔,把实验安全落实到每一个操作细节。教师请两位学生到讲台前复述闻气味的动作,其他学生判断正误,在纠错中巩固安全操作习惯。
任务四:实验探究——铁丝在氧气中燃烧
教师设问:木炭和硫都能在氧气中燃烧,那铁丝能不能在氧气中燃烧?学生先在空气中尝试用酒精灯加热细铁丝,只看到铁丝红热,不能燃烧。教师演示把光亮的细铁丝绕成螺旋状,一端系一根火柴,另一端系在粗铁丝上。教师边操作边讲解关键步骤:点燃火柴,待火柴快燃尽时,把铁丝由上而下缓慢伸入盛有氧气的集气瓶,瓶底预先留少量水或铺一层细沙。
教师提问:为什么要把铁丝绕成螺旋状?为什么要待火柴快燃尽时再伸入瓶中?瓶底为什么要留水或铺细沙?学生带着问题观察实验:铁丝在氧气里剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成一种黑色固体。学生记录现象后,围绕三个问题展开小组讨论。教师巡视点拨:绕成螺旋状是为了增大铁丝的受热面积,使未燃烧的铁丝持续被加热;待火柴快燃尽时再伸入,是为了防止火柴燃烧消耗过多瓶内氧气;瓶底留水或铺细沙,是为了防止溅落的高温熔融物炸裂瓶底。
教师引导学生对比三次实验:木炭、硫、铁在空气中不能燃烧或只能缓慢反应,在氧气中都能剧烈燃烧。由此师生共同得出结论:氧气是一种化学性质比较活泼的气体,在一定条件下能跟许多物质发生化学反应,同时放出热量。教师再次强调实验安全:铁丝燃烧的熔融物温度很高,必须做好防护,不能用手直接接触,集气瓶也不能骤冷骤热。实验结束后,教师请学生用放大镜或在教师帮助下观察瓶底生成的黑色固体,与平时见到的铁锈做比较,学生发现二者颜色、状态并不一样,教师引导学生认识到:铁在氧气中燃烧生成的是一种不同于铁锈的新物质,这进一步说明氧气跟铁发生了化学反应。
任务五:归纳概括——认识化合反应与氧化反应
教师请学生把三个反应放在一起比较:反应前分别有哪些物质参加?反应后生成了什么物质?学生讨论后发现,这几个反应都是由两种物质起反应,生成另一种物质。教师引导学生归纳:由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应,叫做化合反应。教师请学生用自己的话复述,并举例判断:蜡烛燃烧生成二氧化碳和水,是不是化合反应?学生辨析后认识到,化合反应的特点是“多变一”,蜡烛燃烧生成物不止一种,所以不是化合反应。
教师进一步引导:这三个反应还有什么共同之处?学生发现,它们都是物质跟氧气发生的反应。教师指出:物质跟氧发生的反应属于氧化反应。氧气在氧化反应中提供氧,它具有氧化性。教师请学生思考:氧化反应一定是化合反应吗?化合反应一定是氧化反应吗?学生通过蜡烛燃烧的例子辨析:蜡烛燃烧是氧化反应但不是化合反应;而前面木炭、硫、铁的燃烧,既是化合反应又是氧化反应。教师帮助学生理清两个概念的关系,用图示说明它们是交叉关系,避免死记硬背和概念混淆。教师随即出示几个反应让学生判断:酒精燃烧生成二氧化碳和水,属于什么反应?镁条在空气中燃烧生成氧化镁,又属于什么反应?学生举手回答,其他学生补充纠正,在判断中巩固对两个概念的理解。
任务六:联系生活——认识缓慢氧化
教师出示生活图片:铁制品生锈、苹果切开后变褐、粮食酿酒、动植物呼吸、农家肥腐熟。教师提问:这些现象是不是也是物质跟氧气发生的反应?它们和前面看到的剧烈燃烧有什么不同?学生讨论后认识到,这些反应进行得很缓慢,甚至不容易被察觉,这种氧化叫做缓慢氧化。教师请学生举例生活中还有哪些缓慢氧化的例子,学生踊跃发言,如食物腐败、塑料老化、铜器表面生成铜绿等。
教师引导学生辩证地看待缓慢氧化:缓慢氧化并不都是坏事,动植物呼吸、酿酒酿醋对人类有益;但钢铁生锈、食物腐败又会给生活带来损失。教师进一步追问:燃烧和缓慢氧化有什么共同点?学生归纳:都是氧化反应,都放出热量,只是剧烈程度不同。教师补充:缓慢氧化放出的热量如果不能及时散失,还可能引起自燃,例如堆放的柴草、煤堆堆放久了会发热甚至着火,由此渗透消防安全教育,提醒学生注意家庭煤堆、柴草堆的通风与翻晾。教师再引导学生思考:农业上把秸秆堆在一起腐熟制肥,利用的就是缓慢氧化放热的道理;而粮仓要保持干燥通风,也是为了防止粮食因缓慢氧化放热而发霉变质。学生在正反对比中体会到,化学知识既能解释生活现象,也能指导生产实践。
任务七:总结提升与迁移应用
教师请学生以小组为单位,用思维导图或表格的形式梳理本课时所学内容:氧气的化学性质如何?哪些实验能说明这一点?什么叫化合反应?什么叫氧化反应?燃烧和缓慢氧化有什么异同?小组整理后派代表上台展示,其他小组补充。教师在学生汇报的基础上完善板书,帮助学生形成结构化认识。教师特别提醒学生,本课时所学的三个燃烧实验是初中化学中非常重要的实验,现象描述必须准确、完整,既要说出反应的剧烈程度,也要说出生成物的特征,不能只写“燃烧”两个字了事。
教师出示迁移思考题:为什么在做铁丝燃烧实验时,要用光亮的细铁丝而不用生锈的铁丝?为什么家用炉火越扇越旺,而蜡烛火焰一扇就灭?请学生用本课时所学知识解释。学生讨论后回答:生锈的铁丝表面覆盖了一层不能燃烧的物质,影响铁丝与氧气接触;炉火放热多、扇风补充了氧气,所以越扇越旺,而蜡烛火焰放热少、一扇温度降到着火点以下,所以就熄灭了。教师肯定学生的分析,并鼓励学生课后继续观察生活中与氧气有关的现象,把课堂所学带回生活,做一个善于观察、善于思考的人。教师最后布置课后延伸任务:查阅资料,了解医院里给危重病人输的氧气和登山运动员携带的氧气有什么不同,思考人类为什么在不同场合都离不开氧气,下节课交流分享。
八、板书设计
第二节 氧气的性质(第二课时)
一、氧气的化学性质
1. 木炭在氧气中燃烧:剧烈燃烧,发出白光,放热,生成使澄清石灰水变浑浊的气体
2. 硫在氧气中燃烧:发出明亮的蓝紫色火焰,放热,生成有刺激性气味的气体
3. 铁丝在氧气中燃烧:剧烈燃烧,火星四射,放热,生成黑色固体
结论:氧气是一种化学性质比较活泼的气体,能支持燃烧,在反应中提供氧,具有氧化性。
二、两个重要概念
1. 化合反应:由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应(“多变一”)。
2. 氧化反应:物质跟氧发生的反应。
三、氧化反应的分类
剧烈氧化:燃烧、爆炸;缓慢氧化:呼吸、生锈、酿酒、腐败。
共同点:都是氧化反应,都放热。
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