初中九年级化学《物质构成的奥秘：化学式与化合价》单元整合探究式教学设计

初中九年级化学《物质构成的奥秘：化学式与化合价》单元整合探究式教学设计

  本教学设计针对人教版初中九年级化学上册第四单元《自然界的水》中，关于化学式与化合价的核心知识与技能进行深度整合与重构。传统教学中，化学式书写与化合价记忆常被视为孤立、机械的技能训练，导致学生陷入“知其然不知其所以然”的困境，难以建立“宏观-微观-符号”三重表征的化学思维。本设计立足于当前课程改革关于发展学生核心素养的根本要求，打破课题界限，以“物质组成的表示”为核心概念，将化学式的意义、书写、读法与化合价的实质、应用进行一体化设计。通过创设真实而富有挑战性的学习情境，引导学生像化学家一样思考，经历从实验事实中归纳规律、用原子结构理论解释规律、运用规律解决实际问题的完整科学探究过程，旨在实现从知识记忆向概念理解与应用迁移的深刻转变，培养学生基于证据进行推理、模型建构与跨学科解决问题的综合能力。

  一、设计理念与理论依据

  本设计以建构主义学习理论、概念转变理论和深度学习理论为基石。建构主义强调学习是学习者在原有认知基础上主动建构新意义的过程。因此，教学起点始于探查学生关于物质组成的前科学概念（如认为物质名称与化学式是任意规定的）。概念转变理论指出，要促使学生从前概念向科学概念转化，必须创设认知冲突，提供充分、有说服力的证据，并引导其进行理性重构。深度学习则要求超越表层知识的记忆，引导学生把握化学式与化合价背后的学科本质（如元素原子在形成化合物时所表现的固有性质），建立知识间的多维联系，并能在复杂情境中批判性应用。

  在学科层面，本设计紧扣化学学科核心素养：1.宏观辨识与微观探析：通过化学式这一符号，桥梁宏观物质（如水的性质）与微观构成（水分子由H、O原子按特定比例构成）；2.证据推理与模型认知：基于大量化合物组成数据，归纳化合价规律，建构“化合价是元素原子成键能力的体现”这一模型，并运用模型预测未知物质化学式；3.科学探究与创新意识：设计开放性探究任务，鼓励学生设计验证化合物组成的方案；4.科学态度与社会责任：在解读药品、食品标签中化学式的活动中，认识化学符号的社会价值，培养严谨求实的科学态度。

  本设计采用“逆向设计”思路，首先明确期望的学习成果（学生能够自主书写并解释常见物质的化学式，能基于化合价分析物质组成），进而确定达到这些成果的证据（表现为学生的理解性表达、问题解决过程与成果），最后设计相应的学习体验与教学活动。

  二、学情分析

  本单元教学对象为初中九年级学生。其认知和心理特征分析如下：在知识基础上，学生已初步掌握元素、元素符号、原子结构示意图（核外电子排布，特别是最外层电子数）、离子形成、纯净物与混合物等概念，为理解化学式表示纯净物的组成、化合价与原子最外层电子数的关联奠定了基础。然而，学生对微观世界的认识仍显抽象，将宏观性质与微观结构、符号表征相联系的能力尚在萌芽阶段。

  在认知能力上，九年级学生抽象逻辑思维开始占主导，具备一定的归纳、推理能力，乐于接受挑战，对探究物质背后的规律有浓厚兴趣。但将大量具体事实抽象为一般规律，并应用规律进行演绎推理，仍存在困难。常见的迷思概念包括：1.认为化学式是科学家随意规定的，没有内在逻辑；2.混淆化学式中的下标与系数（化学计量数），认为“H2O”中的“2”代表两个水分子；3.认为单质的化合价都为零；4.在根据化合价书写化学式时，机械交叉书写数字，不理解约简和检查意义。

  针对以上学情，本设计采用“具体-抽象-具体”的认知路径，提供丰富的化合物组成实例（具体），引导学生发现数量关系并探寻微观解释（抽象），最后将抽象出的化合价规则应用于解决各类物质的化学式问题（新的具体）。通过可视化工具（分子结构模型、动画）、合作探究和分层任务，搭建思维脚手架，化解认知难点。

  三、学习目标（素养导向）

  基于课程标准、单元核心概念及学情，设定以下三维整合的学习目标：

  1.知识与技能：

   -能准确说明化学式（如H2O）所表示的宏观、微观及量的意义，并能根据物质名称正确书写、读出常见单质和化合物（包括含原子团的化合物）的化学式。

   -理解化合价的实质是元素原子在形成化合物时表现出来的一种性质，知道常见元素及原子团（如OH-、SO4^{2-}、CO3^{2-}、NO3-、NH4+）的化合价。

   -掌握根据化合价书写化学式（最小公倍数法）及根据化学式推算元素化合价的基本原则与方法，并能进行熟练计算。

  2.过程与方法：

   -经历“观察化合物组成数据→发现元素原子结合的数量规律→提出化合价概念→用原子结构初步解释规律”的完整探究过程，学习从大量经验事实中归纳一般规律的科学方法。

   -通过小组合作，完成“从商品标签解读化学信息”和“为未知矿物设计化学式推断方案”等任务，发展信息提取、模型应用与协作解决问题的能力。

   -学会使用“宏观-微观-符号”三重表征分析和解释化学问题，建立化学思维的立体网络。

  3.情感·态度·价值观：

   -在探究元素化合价规律的过程中，感受化学世界的秩序与和谐之美，体会科学理论的简洁性与解释力，增强学习化学的内在动机。

   -通过认识化学式在生产生活（如药品说明、肥料标识）中的广泛应用，体会化学符号语言的普适性和重要性，初步树立规范、严谨使用化学用语的科学态度。

   -在解决具有开放性的真实问题中，培养敢于质疑、乐于合作、勇于创新的科学精神。

  四、教学重难点

  -教学重点：化学式的意义；根据化合价书写化学式的原则与方法。

  -教学难点：化合价概念的建立与理解（特别是正负与数值的由来）；原子团化合价的理解与应用；建立“宏观-微观-符号”三者间的有机联系。

  五、教学准备

  -教师准备：

   1.多媒体课件（内含：多种物质实物图片及其化学式、分子结构动画、化合物组成数据表、商品标签案例、探究任务单）。

   2.分子结构模型（球棍模型或比例模型），用于展示H2O、NH3、CH4、CO2等。

   3.实物展示：矿泉水瓶（标签）、碳酸氢钠药片（包装）、复合肥包装袋。

   4.设计并印制分层探究学习任务单、课堂反馈卡片。

  -学生准备：

   1.复习元素符号、原子结构示意图（1-20号元素）。

   2.预习教材相关内容，尝试记录对“化学式”和“化合价”的初步疑问。

   3.分组（4-6人一组），准备课堂讨论与探究。

  六、教学过程实施（详案）

  第一课时：从物质到符号——化学式的意义与读写法

  （一）创设情境，问题导学（预计时间：8分钟）

  教师活动：展示三组图片：第一组，晶莹的水滴、奔腾的江河（宏观水）；第二组，水分子（H2O）的电子显微镜图像模拟动画与球棍模型（微观水）；第三组，印有“H2O”的实验室试剂瓶标签、矿泉水成分表（符号“H2O”）。

  提问引导：“同学们，这三组信息分别从什么角度描述了‘水’这种物质？那个小小的‘H2O’，何以能够同时关联宏观的江河与微观的分子？它到底蕴含了哪些不为人知的秘密？”

  学生活动：观察、思考并自由发言。可能回答：第一组是看到的水，第二组是水内部的样子，第三组是水的“名字”或“代号”。教师捕捉学生回答中“名字”、“代号”等前概念表述，自然引出课题：这不是简单的代号，而是有严格规则的化学语言——化学式。

  设计意图：通过三重表征的直观对比，制造认知悬念，激发探究化学式意义的兴趣。明确本课核心问题：解读化学式这一化学世界“密码”的语言规则。

  （二）活动探究一：解码化学式——意义的建构（预计时间：20分钟）

  任务一：宏观与微观的桥梁

  教师活动：分发探究任务单（一）。提供实物（铁块、硫粉、氧气瓶图片）及其化学式（Fe、S、O2），以及化合物（氯化钠晶体、蒸馏水）及其化学式（NaCl、H2O）。提出问题链：

  1.从宏观角度看，Fe、S、O2这些化学式分别代表什么物质？（引导学生说出具体物质名称和类别：铁单质、硫单质、氧气单质）。

  2.从微观角度看，O2、H2O、NaCl这三个化学式，分别能告诉你构成它们的基本粒子是什么吗？（O2：氧分子；H2O：水分子；NaCl：钠离子和氯离子）。

  3.仔细观察H2O，这个式子除了告诉你由氢(H)和氧(O)组成，还暗示了它们之间的数量关系吗？试着描述一下。

  学生活动：小组讨论，完成任务单上的填空与简答。通过讨论，明确：化学式可以表示一种物质（宏观）、表示该物质的一个分子或离子构成（微观）、表示组成元素的种类，以及表示原子或离子的个数比（对于H2O，表示1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成）。

  教师活动：巡回指导，参与讨论。邀请小组代表分享结论，并利用H2O的分子模型进行拆解演示，直观验证“2个H原子和1个O原子”。随后引出“量”的意义：强调“H2O”还可表示水这种物质的组成元素是H和O，以及各元素的质量比（H:O=1:8，此处可简要计算，为后续相对分子质量埋下伏笔）。

  归纳提升：师生共同总结化学式的四重意义（宏观：物质、元素组成；微观：分子/离子构成、原子/离子个数比）。强调化学式是连接宏观与微观的唯一、精确的符号桥梁。

  任务二：化学式的书写与读法规则初探

  教师活动：呈现一组化学式：He、Fe、C、O2、O3、H2O、CO2、P2O5、NaCl、Fe3O4。提出问题：“观察这些化学式，你能发现单质和化合物在化学式书写上有什么初步规律吗？它们的读法又有什么不同？”

  学生活动：观察、对比、归纳。可能发现：金属单质、稀有气体、部分固态非金属单质（如C、Si）用元素符号直接表示；气态非金属单质（如O2、H2、N2、Cl2）常在元素符号右下角加数字“2”；化合物似乎由不同元素符号组合而成，有时带下标数字。

  教师活动：引导学生总结单质化学式的书写规律，并解释原因（从原子构成角度：金属、稀有气体等由原子直接构成，符号即化学式；双原子分子等由分子构成，需表示分子中原子的个数）。随后聚焦化合物：介绍氧化物的读写法（“氧化某”或“几氧化几某”，如P2O5：五氧化二磷）；两种元素组成的化合物（从后往前读作“某化某”，如NaCl：氯化钠）。对于Fe3O4，介绍其特殊读法“四氧化三铁”，并设疑：“为什么铁和氧的组合会有FeO、Fe2O3、Fe3O4等多种不同化学式？它们之间的区别究竟由什么决定？”以此悬念自然过渡到下一课时的核心——化合价。

  设计意图：通过对比观察，引导学生自主发现化学式书写与读法的部分规则，培养归纳能力。设置悬念，为化合价概念的引入做好铺垫，使知识学习具有内在驱动力和连贯性。

  （三）应用迁移与巩固（预计时间：12分钟）

  课堂练习与反馈：

  1.意义辨析：判断“H2O”可以表示哪些含义？（请至少说出三点）。

  2.书写与朗读：写出下列物质的化学式或读出化学式的名称：铜、氮气、二氧化硫、氯化钾、MgO。

  3.情境应用：展示某品牌矿泉水标签成分表（含Ca^{2+}、Mg^{2+}、HCO3-、SO4^{2-}等离子符号）。提问：“标签上的‘Ca^{2+}’是化学式吗？它和‘Ca’（钙单质）有何区别？‘HCO3-’这种写法又可能代表什么？”（引导学生区分元素符号、离子符号与化学式，并初步感知原子团的存在）。

  学生活动：独立完成，小组互评。教师抽取典型答案进行投影展示与点评，重点纠正错误理解（如将H2O意义中的“水元素”纠正为“氢、氧两种元素”）。

  设计意图：通过分层练习，巩固化学式的基本意义和读写技能。引入真实标签，建立化学学习与生活的联系，并自然引出离子符号和原子团，为后续学习含原子团的化合物化学式做铺垫。

  （四）小结与预告（预计时间：5分钟）

  教师活动：引导学生用思维导图或关键词形式总结本节课核心：化学式是桥梁（连接宏微），具有四重意义，其书写和读法有初步规则。但留下核心问题：“对于化合物，尤其是由两种以上元素组成的复杂化合物，其化学式中各元素原子个数比的确定，是否有章可循？是什么内在规律决定了Fe与O可以形成FeO、Fe2O3、Fe3O4等不同‘组合’？”布置课后探究任务：查阅资料，列举三种由钙（Ca）元素和氧（O）元素组成的化合物，并写出它们的化学式，思考它们的不同。

  设计意图：结构化小结，强化知识网络。以富有挑战性的问题结束，驱动学生课后思考，为下节课探究化合价规律做好预备。

  第二课时：揭示内在规律——化合价概念的建立与探究

  （一）承前启后，聚焦问题（预计时间：5分钟）

  教师活动：回顾上节课留下的问题，展示学生课后搜集的含钙氧化物的例子（可能包括CaO、CaO2，甚至Ca(OH)2，教师需补充引导）。同时展示一组已知化学式的化合物组成数据表：

   -HCl,H2O,NH3,CH4（氢的化合物）

   -NaCl,MgCl2,AlCl3（金属氯化物）

   -Na2O,MgO,Al2O3,CO2,SO2,P2O5（氧化物）

  提出核心驱动问题：“观察这些数据，在每一种化合物中，不同元素的原子在结合时，其原子个数比是否存在某种固定的数量关系？例如，氢元素在与其它元素结合时，一个氢原子‘倾向于’结合几个其它元素的原子？这种‘倾向’是否具有规律性？”

  学生活动：观察数据表，进行初步的思考和讨论。

  设计意图：从具体化合物组成的差异性出发，引出对结合数量规律的探究需求，将抽象的“化合价”概念转化为可观察、可分析的“数量关系”问题。

  （二）活动探究二：发现规律——化合价的归纳（预计时间：18分钟）

  任务一：从数据中寻找“结合数”

  教师活动：引导学生聚焦上表中“氢的化合物”一列（HCl,H2O,NH3,CH4）。提出问题：“在这四种物质中，每一个Cl、O、N、C原子，分别结合了几个氢原子？这个数字有规律吗？”学生容易得出：Cl结合1个H，O结合2个H，N结合3个H，C结合4个H。

  引导迁移：“那么，我们是否可以认为，在形成化合物时，Cl原子表现出‘结合1个H原子’的能力，O原子表现出‘结合2个H原子’的能力……我们把元素原子这种‘结合能力’的数值表现，称为化合价。”初步定义：化合价是元素原子在形成化合物时表现出来的一种性质。

  任务二：确定“标尺”与正负

  教师活动：进一步引导：“为了统一衡量这种能力，我们需要一个‘标尺’。化学上，通常规定氢元素在化合物中的化合价为+1价，氧元素为-2价作为基准。”那么，根据这个规定，请小组合作，计算并完成下表（任务单二）：

   |化合物|已知化合价|计算另一元素化合价|推断规则|

   |:---|:---|:---|:---|

   |HCl|H:+1|Cl:?|化合物中，正负化合价的代数和为__。|

   |H2O|H:+1,O:-2|(验证)||

   |NaCl|Na:?(待求)Cl:?(从HCl知为-1)|Na:?||

   |MgO|O:-2|Mg:?||

  学生活动：小组进行计算、推理和讨论。通过计算HCl中Cl为-1价，H2O验证（+1×2+(-2)=0），学生会自然发现关键规律：在化合物中，各元素正负化合价的代数和为零。利用此规则，可顺利计算出NaCl中Na为+1价，MgO中Mg为+2价。

  教师活动：肯定学生的发现，正式揭示化合价的核心规则之一：化合物中元素正负化合价代数和为零。解释化合价有正负之分：金属元素通常显正价，非金属与氢结合时常显负价（如Cl），与氧结合时常显正价（如C在CO2中为+4）。正负源于原子得失电子或共用电子对的偏移（联系离子形成与共价键知识进行简要解释，但不深入纠缠于成键理论）。

  设计意图：引导学生通过数据分析和计算，自主发现化合价的核心规则。将抽象的“性质”量化为可计算的“数值”，并通过基准规定和代数运算，让学生理解化合价规则是如何被建立和应用的，体验科学概念的建构过程。

  （三）活动探究三：深化理解——原子团与化合价记忆策略（预计时间：15分钟）

  任务一：认识“化学中的集团军”——原子团

  教师活动：展示硫酸（H2SO4）、氢氧化钠（NaOH）、碳酸钙（CaCO3）、硝酸铵（NH4NO3）的化学式。提问：“在这些化学式中，像‘SO4’、‘OH’、‘CO3’、‘NH4’这样的组合，在化学反应中常常作为一个整体参与反应，我们称之为原子团或根。它们也表现出固定的化合价。”引导学生根据已知化合价（H:+1,O:-2,Ca:+2等）和“代数和为零”规则，计算SO4、OH、CO3、NH4的化合价。

  学生活动：计算得出SO4为-2价，OH为-1价，CO3为-2价，NH4为+1价。理解原子团作为一个整体具有固定化合价。

  教师活动：强调常见原子团及其化合价，并解释原子团的形成与带电性（如OH-氢氧根离子、SO4^{2-}硫酸根离子），其化合价数值等于离子所带电荷数，正负号一致。

  任务二：化合价记忆策略研讨

  教师活动：提出挑战：“常见元素和原子团的化合价需要记忆，但死记硬背效率低下。请以小组为单位，开动脑筋，探讨有哪些帮助记忆的策略或口诀？可以基于周期表位置、类别、或编成顺口溜。”

  学生活动：小组头脑风暴，分享策略。可能提出：金属元素常显正价（如Na、K、Ag+1价，Ca、Mg、Ba+2价，Al+3价）；非金属：氧-2，氯在氯化物中-1；氢+1；原子团口诀如“负一硝酸氢氧根，负二硫酸碳酸根，正一价的是铵根”等。

  教师活动：汇总、评价并补充一些经典、科学的口诀，强调理解基础上的记忆，鼓励学生创造属于自己的记忆方法。

  设计意图：引入原子团概念，拓展化合价应用范围。通过探究原子团化合价，再次巩固“代数和为零”规则的应用。将记忆任务转化为策略探究活动，培养学生无认知策略，提升学习自主性。

  （四）应用练习与反馈（预计时间：7分钟）

  快速抢答与判断：

  1.计算KClO3中氯元素（Cl）的化合价。（提示：K+1，O-2）。

  2.判断正误：在H2O2（过氧化氢）中，氧元素的化合价为-2价。（引导学生查资料或提示：H2O2中O为-1价，理解化合价规则是普遍规律，但存在少数特例）。

  3.已知Al为+3价，SO4为-2价，写出硫酸铝的化学式（尝试写出，下节课详讲方法）。

  设计意图：即时应用练习，检验对化合价概念和计算规则的理解。引入特例（H2O2），培养学生严谨、辩证的科学态度，知道规律具有普遍性但也有例外。

  （五）小结与作业（预计时间：5分钟）

  教师活动：引导学生总结化合价概念的“是什么”（一种性质，用数值表示）、“为什么有正负”（与电子得失或偏移有关）、“怎么用”（核心规则：化合物中正负化合价代数和为零）。布置作业：1.整理常见元素及原子团化合价表，并附上自己的记忆口诀。2.尝试用今天学到的化合价规则，解释上节课留下的问题：为什么Fe和O能形成多种氧化物？推测Fe在FeO、Fe2O3中的化合价。

  设计意图：梳理概念脉络，强化认知结构。将作业作为连接两课时的桥梁，促使学生运用新知识解决旧问题，实现知识的迁移与整合。

  第三课时：从规律到应用——化学式的书写与物质组成的推断

  （一）复习导入，明确任务（预计时间：5分钟）

  教师活动：通过简短提问复习化合价核心规则。然后展示几个需要书写化学式的案例：已知铝+3价，氧-2价，氧化铝怎么写？已知钙+2价，碳酸根（CO3）-2价，碳酸钙怎么写？已知铵根（NH4）+1价，硫酸根（SO4）-2价，硫酸铵怎么写？

  提出本课核心任务：“我们已经掌握了化合价的规律，现在要攻克最后的堡垒——如何系统、规范地利用化合价来书写化学式，以及如何根据化学式反推未知元素的化合价。这是化学语言从‘听懂’到‘会说会写’的关键一步。”

  （二）活动探究四：技能建构——根据化合价书写化学式（预计时间：25分钟）

  任务一：探究书写步骤——“最小公倍数法”的由来

  教师活动：以书写氧化铝（Al和O）的化学式为例，进行示范教学。分步演示并讲解：

  1.排序标价：正价左，负价右。写出元素符号AlO，标化合价Al^(+3)O^(-2)。

  2.交叉化简：将化合价的绝对值交叉写在对方元素符号的右下角（作为原子个数）。Al^(+3)O^(-2)→Al2O3。

  3.检验：利用“化合物中各元素正负化合价代数和为零”进行验证：(+3)×2+(-2)×3=0。正确。

  关键提问：“为什么是‘交叉’？其数学本质是什么？”引导学生思考：是为了找到使正价总数与负价总数相等的最小正整数比，即求+3和-2绝对值的最小公倍数（6），然后计算原子个数（Al:6/3=2,O:6/2=3）。所以“交叉法”是“最小公倍数法”的快捷方式。

  任务二：分组演练与变式训练

  教师活动：分发任务单（三），包含不同难度层次的书写任务：

   -层次一（基础）：已知化合价，书写化学式。如：氯化镁（Mg^(+2),Cl^(-1)）、氧化钙（Ca^(+2),O^(-2)）。

   -层次二（进阶）：书写含原子团的化合物化学式。如：氢氧化钙（Ca^(+2),OH^(-1)）、硫酸钠（Na^(+1),SO4^(-2)）。强调原子团作为一个整体，当个数大于1时需加括号，如Ca(OH)2。

   -层次三（挑战）：书写特殊或易错物质。如：过氧化氢（H^(+1),O^(-1)）→H2O2；四氧化三铁（已知为Fe3O4，其铁元素有混合价态，此处仅要求按整体Fe平均价态+8/3？此点作为拓展讨论，强调实际物质复杂性，常规规则书写的是最简式或经验式）。

  学生活动：小组合作，按层次完成任务。对于层次二、三，重点讨论原子团何时加括号、数字写的位置。教师巡视，收集共性疑难问题。

  任务三：归纳书写原则与注意事项

  教师活动：集中讲解巡视中发现的问题，如：MgCl2不能写成MgCl；Ca(OH)2不能写成CaOH2；原子团个数为1时，括号省略（如NaOH）。师生共同归纳书写化学式的一般步骤和注意事项清单。

  设计意图：通过教师示范、学生分组探究、变式训练和归纳总结，将化学式书写这一程序性知识进行深度建构。让学生理解方法背后的原理（最小公倍数），并通过分层练习满足不同学生的学习需求，重点突破含原子团化学式书写这一难点。

  （三）活动探究五：逆向思维——根据化学式求化合价（预计时间：10分钟）

  教师活动：提出逆向问题：“在科学研究或生活中，我们常先知道物质的化学式，需要推断其中某元素的化合价。例如，高锰酸钾（KMnO4）是常用消毒剂，其中锰（Mn）元素的化合价是多少？”引导学生应用“代数和为零”规则建立方程求解：设Mn化合价为x，则(+1)+x+(-2)×4=0，解得x=+7。

  学生活动：进行类似计算练习：求K2Cr2O7中Cr的化合价、NaNO2中N的化合价等。理解这是一种重要的推断能力。

  设计意图：培养学生逆向应用规则解决问题的能力。通过计算复杂物质中元素的化合价，进一步巩固对化合价规则的理解，并认识其在分析物质组成中的价值。

  （四）综合应用与拓展迁移（预计时间：15分钟）

  项目式任务：“我是化学侦察员”

  任务背景：某地质考察队发现一种新矿物，经初步分析知其含有钾、锰、氧三种元素。化学实验室测得其化学式为KxMnyOz，并已知该矿物中钾为+1价，氧为-2价，锰有可变化合价。经测定，该矿物中三种元素的质量比为K:Mn:O=39:55:64。

  挑战任务：请各小组化身“化学侦察员”，利用本单元所学知识：

  1.根据质量比和相对原子质量（K:39,Mn:55,O:16），推算该矿物化学式中x,y,z的最简整数比（即确定化学式）。

  2.根据确定的化学式和化合价规则，计算该矿物中锰元素的化合价。

  教师活动：提供必要的指导和公式提示（原子个数比=质量比/相对原子质量）。引导学生分组合作，整合运用化学式相关计算和化合价规则。

  学生活动：小组合作探究，进行计算和推理。最终得出原子个数比K:Mn:O=(39/39):(55/55):(64/16)=1:1:4，化学式为KMnO4。进而计算Mn为+7价。

  分享与总结：小组汇报推理过程和结果。教师总结：化学式与化合价的知识，是解密物质组成、探索未知物质的强大工具。

  设计意图：设计一个接近真实科研情境