内容正文:
第一节 酸及其性质(第二课时) 教案
鲁教版(五四学制)·初中化学·九年级全一册
一、教材分析
本节内容选自鲁教版(五四学制)九年级全一册“认识酸和碱”单元第一节第二课时。第一课时学生已认识盐酸、硫酸等常见酸的物理性质及组成特点,本课时在此基础上系统探究酸的化学性质,是本册“物质的化学变化”主线的核心内容。教材以实验探究为载体,引导学生从宏观现象走向微观本质,认识酸具有相似化学性质的原因,为后续学习碱的性质、中和反应及盐类知识奠定方法与观念基础,在整个酸碱盐知识体系中起到承上启下的关键作用。
二、四维核心素养
化学观念:通过对盐酸、硫酸与不同类别物质反应的比较,初步形成“酸在水溶液中都能解离出氢离子,因而具有相似化学性质”的微粒观与元素观。科学思维:借助观察—比较—归纳—演绎的思维路径,由个别酸的反应现象推理酸的通性,发展归纳概括与模型认知能力。科学探究与实践:以小组合作方式设计并完成酸与指示剂、活泼金属、金属氧化物、某些盐的探究实验,初步学会控制变量与记录现象。科学态度与责任:严谨对待实验现象,认识酸在生产生活中的广泛用途及安全使用规范,形成学以致用、安全第一的意识。
三、教学重难点
教学重点:通过实验探究认识酸的主要化学性质,即酸与酸碱指示剂、活泼金属、某些金属氧化物、某些盐的反应,并能描述典型反应现象。教学难点:从微观粒子角度理解不同的酸为何具有相似化学性质,初步建立“组成与结构决定性质”的化学基本观念;能够运用酸的通性解释生活、生产中的简单现象。
四、新课导入
教师出示两枚铁钉,一枚表面光亮,一枚沾满铁锈。提问:家里的铁制菜刀生锈后,妈妈常用食醋浸泡一会儿再清洗,锈迹就容易脱落;工人师傅在金属表面除锈时,也会用到一种无色液体。这背后隐藏着酸的什么“本领”?上节课我们认识了盐酸、硫酸的“长相”,今天就让我们一起走进酸的“性格”,看看它们在化学反应中究竟会展现出怎样的化学性质。由此板书课题,进入新课。
五、设计意图
以生活中常见的除锈情境切入,唤醒学生已有经验,制造认知冲突,激发探究欲望,自然由物理性质过渡到化学性质,体现“从生活走进化学”的课程理念。
六、上课过程设计意图
本课时以“任务驱动—实验探究—归纳建模—迁移应用”为主线,将学习内容拆解为若干层层递进的任务活动。学生在真实问题情境中先做出猜想,再分组设计并动手实验,观察记录现象,小组讨论交流,最后由教师引导从宏观现象追溯微观本质。这样的安排意在改变“教师演示、学生观看”的传统模式,让学生在做中学、议中学、悟中学,经历完整的科学探究过程。教师通过追问、对比、归纳,帮助学生把零散的实验事实结构化,逐步建构“酸的通性”认识模型,并在解释生活现象中实现知识的迁移与内化,使化学观念、科学思维、探究实践与态度责任在同一活动中协同落地。
七、教学过程
任务一:回顾旧知,提出问题
教师引导:上节课我们已经走进了盐酸和硫酸的世界,谁能说一说,浓盐酸和浓硫酸在外观、气味、敞开瓶口时的现象各有什么不同?学生代表回答后,教师追问:它们外观上差异明显,为什么我们把它们都归为“酸”这一类物质?它们在组成上有什么共同点?
学生结合预习和上节课笔记,发现盐酸、硫酸在水溶液中都能解离出共同的阳离子——氢离子。教师顺势提出本节核心问题:既然组成中都含有氢元素,酸在化学反应中是否会表现出相似的化学性质?如果相似,又会和哪些类别的物质发生反应?学生围绕这一问题大胆猜想,小组内交流并把猜想简要记录在学习单上。
教师在学生猜想的基础上梳理出四类可能与酸发生反应的物质:酸碱指示剂、活泼金属、金属氧化物、某些盐,并宣布本节课将以四个探究任务逐一验证大家的猜想。这一环节意在让学生带着明确的问题进入探究,避免实验盲目操作。
任务二:探究酸与酸碱指示剂的作用
教师出示紫色石蕊试液和无色酚酞试液,提问:前面我们学习二氧化碳与水反应时,曾用过紫色石蕊试液,它遇到酸性溶液会出现什么变化?遇到碱性溶液呢?学生回顾后,教师提出任务:请各小组分别向盛有稀盐酸、稀硫酸的两支试管中滴加紫色石蕊试液,振荡,观察颜色变化;再另取两支试管,向其中滴加无色酚酞试液,观察现象。
学生分组实验,认真观察并在学习单上记录:紫色石蕊试液遇稀盐酸、稀硫酸均由紫色变为红色;无色酚酞试液遇稀盐酸、稀硫酸均不变色,仍为无色。小组代表汇报现象,其他小组补充。教师引导学生归纳:紫色石蕊试液遇酸变红,无色酚酞试液遇酸不变色,这是酸的第一条“性格特征”。
教师进一步追问:是不是只有盐酸、硫酸才有这样的性质?醋酸、碳酸、柠檬酸呢?学生结合生活经验(食醋使紫甘蓝变红、碳酸饮料使紫色石蕊变红)推测,其他酸也应有类似现象。教师用玻璃棒蘸取少量白醋滴到紫色石蕊试纸上加以验证,学生看到试纸变红,验证了猜想。教师指出:正是因为酸溶液中都含有氢离子,才使紫色石蕊表现出统一的变色规律,这为后续归纳酸的通性埋下伏笔。
教师趁势点拨:酸碱指示剂是一类结构复杂的有机色素,它们在不同酸碱性环境下会呈现不同颜色,因此可以“告诉”我们溶液的酸碱性。需要强调的是,指示剂变色本身属于化学变化,而非物理染色。教师鼓励学生课后用紫甘蓝、月季花等自制指示剂,进一步探究它们在白醋、肥皂水、食盐水中的颜色变化,把课堂探究延伸到课外生活。
任务三:探究酸与活泼金属的反应
教师出示镁条、锌粒、铁钉、铜片四种金属,引导学生回忆金属活动性顺序:在金属活动性顺序中,排在氢前面的金属能与稀盐酸或稀硫酸反应放出氢气,排在氢后面的金属则不能。教师提出任务:请各小组将四种金属分别放入盛有稀盐酸的四支试管中,仔细观察反应是否发生、剧烈程度有何差异;再把四种金属分别放入盛有稀硫酸的四支试管中,重复上述操作,对比现象。
学生按操作规范进行实验:用砂纸打磨金属表面的氧化膜,再用镊子将金属放入试管,然后加入酸液。观察到的现象依次为:镁条与稀盐酸、稀硫酸反应非常剧烈,迅速产生大量气泡,试管外壁明显发热;锌粒反应较为平缓,持续产生气泡;铁钉表面缓慢产生气泡,溶液由无色逐渐变为浅绿色;铜片表面无明显现象。
教师引导学生对现象进行横向比较:与同一种酸反应时,镁最剧烈,锌次之,铁较慢,铜不反应,说明金属活动性镁强于锌,锌强于铁,铁强于铜,与金属活动性顺序一致。再进行纵向比较:同一种金属与稀盐酸、稀硫酸反应的现象十分相似,都有气泡产生,反应剧烈程度相近。教师追问:这一现象再次说明了什么?学生思考后回答:不同的酸与活泼金属反应时,都能放出氢气,表现出相似的性质。
教师指导学生用燃着的木条放在产生气体的试管口,听到轻微的“噗”声,验证产生的气体为氢气。在此基础上,教师引导学生总结:酸能与多种活泼金属发生反应,生成氢气和相应的化合物。教师特别提醒:并非所有金属都能与酸反应,排在氢后面的金属(如铜、银)一般不与稀盐酸、稀硫酸反应;同时使用酸液时要注意安全,防止酸液溅出。
教师组织学生在小组内复述四种金属与酸反应的现象差异,并讨论:为什么镁条反应最剧烈,而铁钉反应缓慢?学生从金属活动性角度作出解释,教师进一步追问:试管外壁发热说明了什么?学生回忆之前学习“化学变化伴随能量变化”的知识,回答该反应放出热量。教师肯定学生的迁移能力,并指出:金属与酸的反应不仅产生新物质,还伴随能量变化,这一规律在生活中也有应用,例如自热食品中的某些发热包就利用了类似的化学反应放热原理。
实验结束后,教师引导学生按规范处理废液:将反应后的废液倒入指定的废液缸,剩余金属用滤纸吸干后回收,试管用自来水冲洗三遍再倒置晾干。教师借此强调,化学实验既要观察现象、得出结论,也要养成爱护仪器、节约药品、保护环境的良好实验习惯。
任务四:探究酸与金属氧化物的反应
教师回到新课导入中的情境:生锈的铁钉为什么能用稀酸除去铁锈?铁锈的主要成分是什么?学生结合生活经验和预习知道,铁锈主要成分是一种红褐色的金属氧化物。教师提出任务:各小组取一枚生锈较重的铁钉,放入盛有稀盐酸的试管中,观察铁钉表面和溶液颜色的变化;再取另一枚生锈铁钉放入盛有稀硫酸的试管中,对比观察。
学生分组实验:将铁钉用镊子缓慢放入试管,再沿试管壁倒入稀盐酸,使酸液浸没铁钉。静置片刻后,学生观察到铁钉表面的红棕色铁锈逐渐溶解、脱落,溶液由无色逐渐变为黄色。稀硫酸组的学生也观察到相似现象:铁锈逐渐消失,溶液变为黄色。铁钉表面变得光亮,露出银白色金属光泽。
教师组织学生讨论:溶液变黄说明生成了新物质,这种黄色物质含有铁元素,是铁锈与酸反应的产物;铁锈溶解、铁钉变亮,正是工人师傅用稀盐酸或稀硫酸除去金属表面铁锈的原理。教师追问:能不能把铁制品长时间浸泡在过量的酸中?学生结合任务三中“铁能与酸反应”的事实,立刻意识到:铁锈除去后,内部的铁会继续与酸反应,造成金属制品被腐蚀。教师顺势强调,除锈时酸液浓度、浸泡时间都要严格控制。
教师补充演示:向盛有少量黑色氧化铜粉末的试管中加入稀硫酸,加热后观察。学生看到黑色粉末逐渐溶解,溶液由无色变为蓝色。教师引导:氧化铜也是一种金属氧化物,它与稀硫酸反应同样生成相应的化合物和水。由此归纳:酸能与某些金属氧化物反应,生成对应的化合物和水,这是酸的又一通性。
教师引导学生将本任务与生活情境再次呼应:工人师傅在焊接金属前,为什么要先用稀盐酸或稀硫酸清洗焊接处?学生结合实验现象回答,目的是除去金属表面的氧化膜,使焊接更牢固。教师补充:实验室里盛放铁钉、铁片的试剂瓶瓶壁有时也会出现黄色污渍,就是因为铁钉表面的铁锈与残留酸液发生了类似反应。教师提醒学生注意观察溶液颜色:含有亚铁离子的溶液一般呈浅绿色,含有铁离子的溶液一般呈黄色,这是后续推断产物的重要视觉线索。
任务五:探究酸与某些盐的反应
教师出示一枚鸡蛋和少量水垢粉末,提问:家里水壶用久了会结一层厚厚的水垢,为什么妈妈用食醋浸泡一段时间后,水垢就“咕嘟咕嘟”冒气泡、逐渐脱落?水垢的主要成分之一是一种含钙的盐类物质。由此引出任务:各小组向盛有少量碳酸钠粉末的试管中加入稀盐酸,观察现象;再向盛有硝酸银溶液的试管中滴加稀盐酸,观察现象;然后向盛有氯化钡溶液的试管中滴加稀硫酸,观察现象。
学生分组实验:碳酸钠粉末与稀盐酸接触后立即产生大量气泡,将燃着的木条伸入试管口,木条熄灭,说明生成的气体不支持燃烧,结合旧知可知是二氧化碳。向硝酸银溶液中滴加稀盐酸后,产生不溶于水的白色沉淀;向氯化钡溶液中滴加稀硫酸后,同样产生白色沉淀。教师引导学生用稀硝酸进一步检验沉淀,发现沉淀不溶解,从而确认这两种白色沉淀是特征性产物。
教师组织学生归纳:酸能与某些盐发生反应,生成新的化合物。教师特别指出,并不是所有的盐都能与酸反应,只有满足复分解反应发生条件的盐才能与酸反应,这一点将在后续学习中深入研究。本任务的目的是让学生认识到酸还能与某些盐类物质发生反应,进一步丰富对酸化学性质的认识。
教师引导学生回忆导入中的水垢问题:水垢的主要成分是碳酸钙,属于盐类物质,食醋中含有醋酸,因此食醋浸泡水垢时会产生二氧化碳气泡。教师请学生回家后在家长陪同下观察这一现象,并思考:为什么生活中用食醋除水垢比用工业盐酸更安全?学生从醋酸酸性较弱、腐蚀性较小的角度作答,教师给予肯定。
任务六:归纳建模——酸的通性及微观本质
教师组织学生将任务二至任务五的实验现象和结论整理到一张表格中:第一列写反应物类别,第二列写稀盐酸中的现象,第三列写稀硫酸中的现象,第四列归纳通性。学生四人一组合作完成表格,然后派代表上台展示。
师生共同归纳出酸的四点通性:第一,酸能使紫色石蕊试液变红,不能使无色酚酞试液变色;第二,酸能与多种活泼金属反应,生成氢气和相应的化合物;第三,酸能与某些金属氧化物反应,生成相应的化合物和水;第四,酸能与某些盐反应,生成新的化合物。教师追问:为什么稀盐酸和稀硫酸的化学性质如此相似?
学生结合上节课所学“酸在水溶液中解离出氢离子和酸根离子”思考讨论。教师用多媒体动画演示:稀盐酸和稀硫酸在水分子的作用下解离出自由移动的氢离子,不同的酸根离子虽不相同,但共同的氢离子决定了酸具有相似的化学性质。教师板书:酸 生成 氢离子 + 酸根离子,并强调:正是氢离子的存在,使酸表现出通性;不同的酸根离子又使不同的酸在具体反应中表现出各自的个性,例如稀硫酸能与氯化钡溶液反应而稀盐酸不能。
教师引导学生对比:稀盐酸与稀硫酸都能使紫色石蕊变红,都能与镁、锌、铁反应放出氢气,都能与铁锈、氧化铜反应,这是它们的“共性”;但稀硫酸能与氯化钡溶液反应产生白色沉淀,而稀盐酸不能,这是它们的“个性”。共性来源于共同的氢离子,个性来源于不同的酸根离子。教师用一个形象的比喻帮助学生理解:不同班级的同学虽然长相、性格不同,但只要穿着统一的校服,就会呈现出许多共同的群体特征;脱下校服,又各有特点。化学学习中,“透过现象看本质”正是这样一种重要的思维方法。
教师引导学生进一步认识“结构决定性质”这一化学基本观念:组成上的共同点(都含有氢离子)决定了性质上的相似性(通性);组成上的差异点(酸根离子不同)又决定了性质上的特殊性(个性)。这一观念将贯穿后续碱、盐的学习。
任务七:联系生活——酸的用途与安全
教师出示一组生活、生产中的图片:胃酸过多的病人服用含氢氧化铝的胃药;汽车铅蓄电池中使用硫酸;工业上用盐酸除铁锈;实验室用稀硫酸制取氢气;食醋在厨房中作调味品;洁厕灵中含有盐酸成分。请学生结合本节课所学,解释其中蕴含的化学原理。
学生分组讨论后汇报:胃酸的主要成分是盐酸,胃药中的物质能与盐酸反应,从而缓解胃酸过多;铅蓄电池利用硫酸溶液的导电性和化学变化;除铁锈利用酸与金属氧化物反应;制取氢气利用活泼金属与酸反应;食醋调味利用醋酸的酸性;洁厕灵利用盐酸除去污垢中的某些物质。教师补充:使用酸类清洁剂时,切忌将洁厕灵与含氯漂白剂混合,否则会产生有毒气体;皮肤不慎沾到酸液要立即用大量水冲洗,并及时就医。
教师布置课后延伸任务:回家后观察厨房中的食醋、苏打粉(碳酸钠)和鸡蛋壳,在家长指导下安全地完成食醋与苏打粉、食醋与碎鸡蛋壳的小实验,记录现象并思考其中的化学道理,下节课分享。
课堂小结
教师引导学生对照板书,用自己的话总结本节课的收获:我们通过四个实验任务,认识了酸与指示剂、活泼金属、金属氧化物、某些盐的反应,归纳出酸的四点通性;又从微观角度理解了不同酸具有相似性质的原因在于都含有氢离子。希望同学们课后能够用今天所学,解释生活中更多与酸有关的现象。
八、板书设计
第一节 酸及其性质(第二课时)
一、酸的化学性质
1. 与酸碱指示剂作用:紫色石蕊试液遇酸变红;无色酚酞试液遇酸不变色
2. 与活泼金属反应:镁、锌、铁 + 酸 生成 放出氢气(铜不反应)
3. 与某些金属氧化物反应:铁锈(主要含铁的氧化物)、氧化铜 + 酸 生成 化合物 + 水
4. 与某些盐反应:碳酸钠、硝酸银、氯化钡等 + 酸 生成 新的化合物
二、微观本质
酸 在水中解离为 氢离子 + 酸根离子
共同的氢离子 生成 决定酸具有相似的化学性质(通性)
不同的酸根离子 生成 决定不同酸具有各自的特性(个性)
三、观念提升
组成与结构 决定 性质 决定 用途
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