9S.2.2物质转化的规律教案.1(windy)

第二章物质的转化与材料利用第二章物质的转化与材料利用 第第 2 2 节节 物质转化的规律物质转化的规律 一 学习目标一 学习目标 1 知识目标 能通过学习非金属单质与其化合物的转化及金属单质与其化合物的转化 以 及化合物之间的相互转化 掌握物质间相互转化的规律 能利用物质转化的规律寻找制取 物质的方法 2 技能目标 学会有关纯度问题的计算 并提高分析和计算能力 3 情感目标 使学生养成辩证地看待问题和分析问题的良好习惯 二 教学重点 难点 二 教学重点 难点 重点 重点 非金属单质与其化合物的转化及金属单质与其化合物的转化 难点 难点 化合物之间的转化及利用物质转化规律寻找制取物质的方法 三 教学准备 三 教学准备 硫燃烧实验 CO2溶于水的实验 硫与铁粉反应的实验 生石灰与水反应实验 碳与氧化铜 反应实验 课件 氢气还原氧化铜实验 四 课时安排 四 课时安排 4 课时 实验 1 课时 物质的鉴别 五 教学过程 五 教学过程 第一课时第一课时 引入引入 化学变化的本质特征就是有新物质生成 科学家就利用物质与物质之间的反应 制 造出许多新物质 如合成材料 PVC 塑料聚氯乙烯 化肥硫铵 碳铵等也是通过一定的化 学反应制得的 哪些物质之间可以反应 哪些物质之间不可反应 它们又有什么规律 一 非金属单质与其化合物的转化一 非金属单质与其化合物的转化 实验 一 硫燃烧的实验实验 一 硫燃烧的实验 1 取一药匙硫磺 观察其外观 黄 粉末 2 将硫磺放到燃烧匙中 在酒精灯上点燃硫磺 观察现象 淡蓝色火焰 刺激性气味 3 把燃烧着的硫磺放进盛有氧气的集气瓶 观察现象 剧烈燃烧 发出明亮的蓝紫色火 焰 产生一种带刺激性气味的气体 说明说明 硫在空气和氧气中燃烧现象的比较 在氧气中燃烧更剧烈 结论结论 硫在氧气中燃烧生成二氧化硫 请学生写出此反应的表达式 S O2 SO2 讲述讲述 这种带刺激性气味是二氧化硫 有毒 二氧化硫对空气会造成严重污染 烟花 爆 竹中的火药是由木炭 硫磺等物质组成的 为什么北京市禁止燃放烟花爆竹 回答回答 防止硫燃烧后生成的二氧化硫污染空气 讲述讲述 工厂烧煤的烟囱冒出黑烟中有 SO2常污染环境 一般可通过 NaOH 溶液吸收 二氧化硫气体通过氢氧化钠溶液的化学反应 SO2 2NaOH Na2SO3 H2O 化学方程式表示以上变化 S O2 SO2 P O2 C O2 N2 O2 说明非金属单质在一定条件下可转化为相应的化合物 说明非金属单质在一定条件下可转化为相应的化合物 二 对比实验 二 对比实验 1 取 2 杯蒸馏水 向其中 1 杯蒸馏水中吹气或通 CO2 然后 分别向 2 只烧杯中滴加几滴 石蕊试液 比较 2 只烧杯中液体出现的现象并加以说明 规律 非金属 氧气 非金属氧化物 点燃 点燃 现象 现象 通 CO2的烧杯里石蕊变红 提问 提问 产生该现象的原因是什么 学生解释 学生解释 二氧化碳与水反应生成碳酸 石蕊遇酸变红 指导学生完成它的化学方程式 板书板书 H2O CO2 H2CO3 2 分别搅拌 2 只烧杯中的液体 3 分钟后 静置片刻 你发现了什么 没有现象 3 将盛有液体的 2 只烧杯分别放到热水中 搅拌 3 分钟 你又发现了什么 观察 红色 溶液又变成了紫色 并有无色气泡产生 提问 提问 为什么会出现这种现家 说明 说明 碳酸很不稳定 常温下或受热易分解 用化学方程式将上述变化表达出来 H2CO3 H2O CO2 CO2 H2O H2CO3 SO2 H2O H2SO3 N2O5 H2O 2HNO3 P2O5 H2O 2H3PO4 讨论 讨论 如何用化学方程式表示下列物质的转化 C C COCO2 2 H H2 2COCO3 3 C O2 CO2 CO2 H2O H2CO3 拓展 拓展 S S SOSO2 2 H H2 2SOSO3 3 S O2 S O2 S O2 H2O H2 S O3 思考思考 如何实现非金属到酸的转变 二 金属单质与其化合物的转化二 金属单质与其化合物的转化 自然界中有些金属以单质的形式存在 如金 铂等 有些以化合物的形式存在 分别称为 规律 非金属氧化物规律 非金属氧化物 H2O 酸酸 游离态 和 化合态 一 金属游离态 一 金属游离态 金属化合态金属化合态 实验 实验 1 1 FeFe 和和 S S 的反应的反应 步骤 取少量铁粉放在白纸上 再取少量硫磺与铁粉混合 用磁铁接近混合物 你看到什么 磁铁能吸引混合物中的铁粉 把混合物放在石棉网上 用酒精灯加热 现象 铁粉和硫剧烈反应 发光 发热 当反应后的光扩展至整个混合物 立即停止加热 静置 冷却 观察生成物 并将生成物倒在白纸上 用磁铁靠近生成物 现象 生成黑色固体物质 磁铁不再吸引生成物 以上变化的化学方程式 Fe S FeS 规律规律 1 1 金属 金属 非金属 不包括氧 非金属 不包括氧 盐盐 例 2 Na Cl2 2NaCl 2Fe 3Cl2 2FeCl3 金属与氧气反应生成金属氧化物 如 2Ca O2 2CaO 2 2 CaOCaO 和和 H H2 2O O 的反应的反应 蒸发皿里 CaO 和 H2O 现象 反应放出大量热 水象沸腾一样 化学方程式 CaO H2O Ca OH 2 规律规律 2 2 某些金属氧化物 某些金属氧化物 水水 碱碱 Na 2O H2O 2NaOH B aO H2O B a OH 2 CuO H2O 不反应 说明并不是所有的金属氧化物都能和水反应 金属氧化物对应的碱必须是可溶性的碱 说明并不是所有的金属氧化物都能和水反应 金属氧化物对应的碱必须是可溶性的碱 讨论 讨论 用化学方程式表示 Ca CaO Ca OH 2的转化 2Ca O2 2CaO CaO H2O Ca OH 2 思考 思考 如何实现从金属到碱的转化 板书设计板书设计 第 2 节 物质转化的规律 一 非金属单质与其化合物的转化 O2 H2O 非金属 非金属氧化物 酸 二 金属单质与其化合物的转化 1 金属与非金属反应生成相应的盐 Fe S FeS 2Fe 3Cl2 2FeCl3 点燃 2Na Cl2 2Na Cl 2Na S Na2 S 2 金属 氧化物 碱 盐 K Na Ba Ca 教后反思教后反思 这节课通过实验 讨论物质间发生的化学反应寻找出物质间发生化学反应所遵循的规 律 因此做好实验 使实验成功 实验现象明显是教学的关键 这节课主要学习金属 与非金属向其化合物转化的角度展开的 在硫粉与铁粉的实验中 硫粉多 铁粉少 实验效果会更明显 第二课时第二课时 二 金属化合态 二 金属化合态 金属游离态金属游离态 方法一 方法一 碳与金属氧化物在高温下反应 碳能夺取金属氧化物中的氧 实验 实验 碳与氧化铜的反应 指导学生观察思考指导学生观察思考 石灰水发生了什么变化 试管里 的粉未发生了什么变化 在反应中生成了什么物质 现象 现象 加热一段时间后 发现试管壁出现 亮红色 有金属光泽的铜 澄清石灰水变 浑浊 说明说明 碳 和氧化铜发生了化学变化 木炭跟氧化铜反应 生成了 铜 和 二氧化碳 化学方程式 C 2CuO CO2 2Cu 提问提问 木炭还原氧化铜的反应条件是什么 它属于什么反应类型 讲解讲解 反应中 碳得氧生成二氧化碳 氧化铜失氧生成铜 在这个反应中 木炭夺取了氧 化铜中的氧生成二氧化碳 木炭是还原剂 具有还原性 氧化铜失去了氧被还原为铜 方法二方法二 CO 夺取金属氧化物中的氧 化学方程式 C CO2 2CO CO CuO Cu CO2 方法三方法三 氢气也能将金属氧化物变成游离态金属 补充 补充 讲述讲述 我们在点燃氢气前必须先验纯 因为空气中混有氢气的体积占总体积的 4 74 2 点燃时就会爆炸 这个范围叫爆炸极限 演示演示 课本中点燃氢气与空气的混合气实验 现象现象 发出 砰 的一声巨响 爆炸的气浪反小筒高高掀起 说明不纯的氢气点燃会发生 爆炸 分析分析 点燃前 纸筒内是纯净的氢气 拿掉小孔上的纸团 点燃 此时是纯净的氢气在空 气中燃烧 但随着反应的继续 氢气越来越少 筒内压强降低 空气便进入筒内 此时筒 内是氢气和氧气的混合气 由于大量氢气分子和氧气分子接触 反应时在短时间内放出大 量热 如果是一个广口容器 那么气体冲出容器 发生爆鸣 如果是一个密闭或小口容器 就会发生爆炸 提问提问 如何验纯呢 演示 用排水法收集一小试管氢气 用拇指堵住 移近火焰 移开拇指点火 结合实验说 明如何为纯或不纯 提问提问 如果氢气不纯 可否用同一支试管立即再收集一管氢气验纯 讲述讲述 刚试验过的试管内 火焰可能没有完全熄灭 如果立即用此试管去收集氢气 可能 会把氢气发生器内的氢气引燃 造成爆炸 所以 应先用拇指堵住管口一会儿 使火熄灭 实验实验 1 观察孔雀石 主要成分为碱式碳酸铜 的颜色 2 把少量孔雀石粉末置于大试管 用酒精灯高温加热约 15 分钟 用湿润的 pH 试 高温 纸贴在试管壁上观察颜色的变化 测定气体的水溶液 pH 大约是多少 3 孔雀石在加热时有什么变化 4 写出以上变化的化学方程式 Cu2 OH 2CO3 2CuO CO2 H2O 5 待大试管内的产物冷却后 通入氢气 过会儿再给氧化铜加热 注意观察大试 管中的物质有什么变化 黑色的氧化铜变成亮红色的铜 试管口有什么生成 小水珠 6 反应完成后停止加热 继续通氢气 直到试管冷却 讨论实验现象 讨论实验现象 从试管口有无色液体生成 可推知有水生成 从黑色氧化 铜变成红色光亮的物质 可推知另一种生成物是铜 写出大试管中物质与 氢气反应的化学方程式 CuO H2 Cu H2O 设问设问 这个反应属于哪一类反应 讲述讲述 从发生变化的物质种类看 它是置换反应 分析反应实质分析反应实质 从实验可知 氢气在反应中夺得了氧化铜中的氧 跟它结合生成水 物质 与氧所起的反应叫氧化反应 所以说氢气被氧化 氧化铜失去了氧而变成铜单质 这种含氧化合物里里的氧被夺去的反应叫还原反应 所以 说氧化铜被还原 氢气是使氧化铜还原为铜的物质 它具有还原性 是还原剂 补充补充 氢气不但能还原的氧化铜 还可以还原三氧化三铁 三氧化钨等一些金属氧化物 问题问题 1 怎样固定盛有氧化铜的试管 为什么要这样做 回答回答 试管口要略向下倾斜 加热固体时 为了防止加热时产生的水蒸气 药品中的水份或反应生成的水 在试管口冷 凝后 倒流回热的试管底部 使试管破裂 问题问题 2 在反应器部分 通氢气的导管插到什么位置 为什么 回答 通氢气的导管要插到接近试管底部 在氧化铜的上方 这样 能保证排净试管内的 空气 比较安全 还有利于氧化铜跟氢气充分接触 保证反应进行得比较迅速 完全 问题问题 3 为了保证反应进行得比较迅速 安全 应怎样放置试管内的氧化铜 说明原 因 回答回答 氧化铜要在试管底部均匀铺开 这样能增加氧化铜跟氢气的接触机会 增大氧化铜 的受热面积 保证反应进行得比较迅速 完全 问题问题 4 这个实验为什么要检验氢气的纯度 回答回答 因为反应的条件是加热 混有空气的氢气在高温下可能发生爆炸 为了安全 需要 检验氢气的纯度 问题问题 5 为什么要先通一会儿氢气 再加热氧化铜 先加热 再通氢气可以吗 回答回答 先通一会儿氢气 使试管内原有的空气完全排净 然后加热能保证安全 若先加热 氧化铜 使试管内温度升高 这时试管内有空气 当氢气进入试管内跟空气混合 可能发 生爆炸 问题问题 6 当黑色氧化铜变红后 为什么应先停止加热 通氢气直到试管冷却 讲解讲解 黑色氧化铜变红 红色的物质应是铜 多数金属在灼热时容易跟空气里的氧气反应 铜也不例外 为了防止生成的铜在灼热条件下接触空气中的氧气 重新变成氧化铜 要在 停止加热后继续通氢气 直到试管冷却 讨论 讨论 1 由氧化铜制取铜 还可以用其他什么方法 2 为什么在氢气还原氧化铜实验开始时 要先通氢气后给氧化铜加热 分析 防止氢气和空气混合加热时 试管爆裂 3 铜在空气中加热很容易氧化变成氧化铜 你在实验过程中要注意什么 引导学生比较碳还原氧化铜与氢气还原氧化铜装置的异同 分析分析 碳与氢气虽然有一些相似的化学性质 但它们的化学活动性还是有所区别的 如氢 气遇火立即可在氧气或空气中燃烧 而单质碳燃烧所需温度高一些 氢气还原金属氧化物 比碳还原金属氧化物的温度要低一些 单质碳反应后生成的化合物中碳呈可变化合价 而 氢气反应生成的化合物中氢元素通常只显 1 价 师 学习了从 CuO 中还原得到 Cu 你能否想到如何将铁从铁矿石 Fe2O3 中提炼出来 学生 用 H2 CO 或 C 还原 Fe2O3 三 用三 用 COCO 还原氧化铁 生铁的冶炼 还原氧化铁 生铁的冶炼 讲述 讲述 铁是一种化学性质比较活泼的金属 所以地壳中铁都是以化合物形式存在的 在这 些含铁的矿石主要有 1 磁铁矿 主要成分是四氧化三铁 铁矿石 2 赤铁矿 主要成分是氧化铁 3 菱铁矿 主要成分是碳酸亚铁 冶铁的原料 铁矿石 焦炭和石灰石 由于铁矿石中含有二氧化硅 石灰石的加入 主 要是将二氧化硅转化为炉渣排掉 冶铁人主要设备 高炉 反应的化学方程式有 点燃 高温 高温 C O2 CO2 CO2 C 2CO 3CO Fe2O3 2Fe 3CO2 讲解实验讲解实验 用一氧化碳还原氧化铁 注意事项注意事项 进行实验时也要先通 CO 后加热 赶出试管内空气 避免一氧化碳跟管内的空 气混合 受热而引起爆炸 实验完了也要先撤酒精灯 后停止加热 防止灼热的铁遇到进 入管内空气又生成氧化铁 注意在通风橱内进行实验 一氧化碳有毒 多余的一氧化碳会使人中毒 CO 与血液中血 红蛋白结合力要比氧与血红蛋白的结合力大 200 到 300 倍 CO 一经吸入就会造成机体急性 缺氧 所以 要注意防止一氧化碳中毒 必须进行尾气处理 收集或燃烧 现象现象 红棕色的氧化铁变成黑色粉末 澄清石灰水变浑浊 化学方程式 3CO Fe2O3 2Fe 3CO2 H2 CuO Cu H2O C 2CuO CO2 2Cu 还原反应 含氧化合物里的氧被夺取的反应 叫还原反应 3CO Fe2O3 2Fe 3CO2 铁矿石炼铁的主要反应原理 设疑设疑 什么是氧化还原反应 1 有化合价变化的反应是氧化还原反应 2 有电子得失或电子对偏移的反应是氧化还原的实质 氧化还原的标志 3 化合价升高 失去电子 发生氧化反应 是还原剂 化合价降低 得到电子 发生还原 的反应 是氧化剂 共同点 含氧化合物里的 氧被夺取 变成金属单质 还原剂 具还原性 氧化剂 具氧化 例题例题 100 吨含 Fe2O3的质量分数为 85 的铁矿石中 克炼出含铁的质量分数为 96 的生铁 多少吨 解法见教材 注意物质纯度的计算 教后反思教后反思 由于 CO 还原氧化铁的实验在教室里不好操作 所以改用课件 这个实验中的几个注意 事项与氢气还原氧化铜的实验结合起来理解 同时要向学生讲解实验中要进行尾气处理 增强环保意识 关于纯度计算 可以分几个步骤来学习 降低难度 第三课时第三课时 三 化合物之间的相互转化三 化合物之间的相互转化 自然界中的物质也在不断的发生互相之间的转化 如石灰岩地区溶洞的形成过程 溶洞的形成原因 溶洞的形成原因 石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果 石灰岩的主要成分是碳酸钙 CaCO3 在有水和二氧化碳时发生化学反应生成碳酸氢钙 Ca HCO3 2 后者可溶于水 于是有空洞形成并逐步扩大 这种现象在南斯拉夫亚德利亚海岸的喀斯特高原上最为典型 所以常 把石灰岩地区的这种地形笼统地称之喀斯特地形 实验 蛋壳的变化实验 蛋壳的变化 1 将一只生鸡蛋放到盛有稀盐酸的容器中 观察到的现象 蛋壳表面附着气泡 2 2 分钟后 将生鸡蛋从酸中取出 用水冲洗干净 蛋壳发生了什么变化 表面变得更粗糙 1 将鸡蛋继续放在稀盐酸中 10 分钟后取出 用水冲洗干净 蛋壳发生了什么变化 现象 蛋壳几乎消失 解释上述现象 CaCO3 2HCl CaCl2 CO2 H2O 读图 物质转化规律图 读图 物质转化规律图 讨论物质转化的规律讨论物质转化的规律 图中反映了六个相互衍变关系和十大成盐规律 图中反映了六个相互衍变关系和十大成盐规律 一 一 两条纵线 两条纵线 金属金属 金属氧化物金属氧化物 碱碱 盐盐 金属 氧气 金属氧化物 2Ca O2Ca O2 2 2CaO 2CaO 金属氧化物 水 碱 可溶性碱性氧化物能与水反应生成碱 CaO HCaO H2 2O 2Ca OH O 2Ca OH 2 2 碱 酸 盐 水 Ca OH Ca OH 2 2 2HCl CaCl 2HCl CaCl2 2 2H 2H2 2O O 非金属非金属 非金属氧化物非金属氧化物 酸酸 盐盐 非金属 氧气 非金属氧化物 C OC O2 2 CO CO2 2 非金属氧化物 水 酸 金 属 盐 金属 非 金 属 碱性 氧化物 酸性 氧化物 O2 O2 碱酸 盐盐 H2O H2O H OH 无氧酸盐 含氧酸盐 盐 水 盐 盐 盐 酸盐 碱 盐 氢气 COCO2 2 H H2 2O HO H2 2COCO3 3 酸 碱 盐 水 H H2 2COCO3 3 Ca OH Ca OH 2 2 CaCO CaCO3 3 2H 2H2 2O O 二 二 两条横线 两条横线 金属 非金属 盐 2Na Cl2Na Cl2 2 2NaCl 2NaCl 金属氧化物 非金属氧化物 含氧酸盐 现初中不做要求 CaO SiOCaO SiO2 2 CaSiO CaSiO3 3 碱 酸 盐 水 NaOH HCl NaCl HNaOH HCl NaCl H2 2O O 盐 盐 新盐 新盐 反应物必须全溶 生成物有 NaCl AgNONaCl AgNO3 3 NaNO NaNO3 3 AgCl AgCl 三 三 两条交斜线 两条交斜线 金属氧化物 酸 盐 水 CuOCuO H H2 2SOSO4 4 CuSO CuSO4 4 H H2 2O O 非金属氧化物 碱 盐 水 COCO2 2 Ca OH Ca OH 2 2 CaCO CaCO3 3 H H2 2O O 三 三 两条交斜线 两条交斜线 碱 盐 新碱 新盐 反应物必须全溶 生成物有 或 2NaOH CuSO2NaOH CuSO4 4 Na Na2 2SOSO4 4 Cu OH Cu OH 2 2 酸 盐 新盐 新酸 反应物盐可溶者不溶于水必溶于酸 碳酸盐溶于酸 生成物有 或 H H2 2SOSO4 4 BaClBaCl2 2 BaSO BaSO4 4 2HCl 2HCl 四 四 两条弯线 两条弯线 金属 酸 盐 氢气 排在金属活动顺序中氢以前的金属和稀盐酸 硫酸反应 ZnZn 2HCl ZnCl 2HCl ZnCl2 2 H H2 2 金属 盐 新盐 金属 前换后 反应物盐可溶 K Ca Na 太活泼不能用 FeFe CuSOCuSO4 4 Cu Cu FeSOFeSO4 4 以钙为例 分析 以钙为例 分析 CaCa CaOCaO CaCa OHOH 2 2 CaCOCaCO3 3的变化 的变化 2Ca O2Ca O2 2 2CaO 2CaO CaO HCaO H2 2O 2O 2 Ca OH Ca OH 2 2 Ca OH Ca OH 2 2 COCO2 2 CaCO CaCO3 3 H H2 2O O 以碳为例 分析 以碳为例 分析 C C COCO2 2 H H2 2COCO3 3 NaNa2 2COCO3 3的变化 的变化 C OC O2 2 CO CO2 2 COCO2 2 H H2 2O HO H2 2COCO3 3 H H2 2COCO3 3 2NaOH Na 2NaOH Na2 2COCO3 3 2H 2H2 2O O 设计制备 ZnSO4 的 4 种方法 Zn H2SO4 ZnSO4 H2 ZnO H2SO4 ZnSO4 H2O Zn OH 2 H2SO4 ZnSO4 2H2O ZnCO3 H2SO4 ZnSO4 CO2 H2O 课后反思课后反思 八圈图能概括大部分的化学反应 但是这个图还是适合学生自学