初中化学新科粤版九年级上册第三单元 维持生命的物质——氧气、水……教案2025秋
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第三单元维持生命的物质——氧气、水……3.1氧气的性质和用途【素养目标】1.知道氧气的物理性质。2.掌握氧气的化学性质3.能说出化合反应和氧化反应的定义并会判断。4.认识化学反应中的能量变化及学会观察和描述化学反应现象。5.培养学生通过实验研究物质及其变化规律的科学方法,培养学生观察和描述实验现象的能力,使他们学会通过实验来研究物质及其变化的科学方法。【教学重点】1.氧气的化学性质。2.化合反应、氧化反应概念的建立。3.学习“归纳”的科学思维方法。【教学难点】1.化合反应与氧化反应的区别。2.学习从具体到抽象、从个别到一般的归纳方法。【教学用具】仪器:集气瓶(5个装有氧气)、燃烧匙、酒精灯等。药品:木炭、细铁丝、蜡烛,石灰水、氧气。其它:火柴。【教学课时】一课时【教学过程】[课前预习]氧气是空气的主要成分之一,月占空气体积的21%。[情景导入]地球上的一切生命体都离不开氧气,你了解氧气吗?你知道氧气有什么样的物理性质吗?你知道潜水、登山时为什么通常要带上氧气瓶吗?氧气有哪些性质?今天大家就一起来学习一下氧气的性质和用途。[学生阅读]引导观察身边的空气,并阅读课本P72“氧气有哪些物理性质”部分内容。[交流讨论]组织学生分小组讨论氧气的性质,并将讨论内容整理到表格中。[成果展示]色、味、态在通常状况下,氧气是一种无色、无气味的气体密度在0℃、101.3kPa下,密度为1.429g·L-1,比空气的密度(1.293g·L-1)略大溶解性常温时,氧气不易溶于水,1L水只能溶解30mL氧气三态变化[知识回顾]在探究水的组成实验中,我们是如何检验电解水的生成物是否是氧气?[学生回答]将燃着的木条靠近气体,观察到木条燃烧更旺,则证明生成的气体为氧气。[提出问题]大家知道那些物质可以在空气中燃烧吗?请举例说明。[学生回答]火柴,木柴、煤、蜡烛都可以在空气中燃烧。[过渡]那其他物质能否在氧气中燃烧呢?为什么这些物质可以在空气中燃烧呢?空气中的什么成分支持他们燃烧呢?燃烧的过程会出现什么现象呢?下面让我们继续探究物质在氧气中的燃烧。20
[演示实验]教师教师演示课本P73“观察活动”中【实验3-1】,教师注意引导学生观察实验现象。现象:木炭在空气中燃烧持续红热,在氧气中燃烧发出白光;都能感觉到周围温度上升。结论:木炭在空气和氧气中都能燃烧,且在空气中燃烧更为剧烈。木炭燃烧的过程都放出热量。[教师讲解]反应前的物质都是木炭和氧气,反应后的物质都是二氧化碳,燃烧过程中木炭和氧气发生了化学变化生成了二氧化碳,并放出热量。反应过程可以用文字表达式表示为:碳+氧气二氧化碳。[交流讨论]用坩埚钳直接夹取木炭伸入盛有氧气的集气瓶中,为什么没有变化?[教师总结]木炭发生燃烧需要一定的条件,即点燃。木炭燃烧的的生成物二氧化碳气体可以用澄清石灰水检验:向集气瓶中加入少量澄清的石灰水、振荡,石灰水变浑浊,说明瓶中产生了新物质二氧化碳气体。[视频展示]播放教材P73【实验3-2】操作视频:指导学生观察硫在空气里燃烧时发生的现象和在氧气中燃烧的现象。[提出问题]硫在空气里和在氧气里燃烧有什么相同与不同?[学生回答]不同点:硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰,在氧气中燃烧产生明亮的蓝紫色火焰。相同点:都放热,都生成有刺激性气味。[教师讲解]通过实验对比实验现象,可以得出:硫在氧气中燃烧比在空气中更剧烈。硫与氧气发生化学反应,生成了一种有刺激性气味的二氧化硫气体,并放出热量。反应过程可以用文字表达式表示为:硫+氧气二氧化硫。[思考]瓶底预先放置少量水有什么作用?[教师讲解]硫与氧气反应的生成物二氧化硫有毒,进入到大气中会造成大气污染,其能溶解在水中,因此预先在集气瓶底放少量水可以防止二氧化硫逸出造成大气污染。[交流讨论]结合蜡烛燃烧的过程,回忆点燃硫时,产生火焰前硫发生了什么变化?[学生总结]粉末状的硫先熔化成液态,然后发生燃烧。[教师讲解]“光”一般指沸点高的固体物质燃烧产生的现象(如木炭),“火焰”是气体或沸点低的固体物质或液体物质的蒸气燃烧产生的现象(如酒精、石蜡、硫)。[演示实验]教师教师演示课本P73“观察活动”中【实验3-3】,教师注意引导学生观察实验现象。[布置任务]请学生对实验现象进行描述,并分析得出结论。[学生回答]现象:在空气中,铁丝红热,不能燃烧;在氧气中,铁丝剧烈燃烧,火星四射,放热,生成黑色固体。结论:铁在空气中不易燃烧,在氧气中能燃烧。[教师讲解]铁在空气中不能燃烧,铁在氧气中燃烧时,铁和氧气反应生成黑色的四氧化三铁。反应过程可以用文字表达式表示为:铁+氧气四氧化三铁。[交流讨论](1)做铁在氧气中燃烧实验时,实验前为什么在瓶底放少量水或铺一层沙?(2)火柴起什么作用?(3)为什么待火柴燃尽时,才将铁丝伸入氧气中?[教师总结](1)为防止高温熔融物溅落下来炸裂集气瓶底。(2)利用火柴燃烧放出的热量使铁丝的温度升高,引燃铁丝。(3)防止火柴燃烧消耗过多的氧气使铁丝不能顺利燃烧。[学生活动]根据上述实验,将实验现象和过程分析记录补充完整。实验现象20
反应前的物质反应后的新物质在空气中在氧气中木炭的燃烧燃烧、持续红热,放热剧烈燃烧,发出白光,放出大量热木炭(C)、氧气(O2)二氧化碳(CO2)硫粉的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发出蓝紫色火焰,放出热量,生成有刺激性气味的气体硫(S)、氧气(O2)二氧化硫(SO2)铁丝的燃烧只发生红热现象,不燃烧剧烈燃烧,火星四射,放出大量热,生成黑色固体铁(Fe)、氧气(O2)四氧化三铁(Fe3O4)[小结]物质燃烧的现象一般按照“一光(或火焰)、二热、三生成(物)”进行描述。[交流讨论]同一物质在氧气中燃烧和在空气中燃烧的剧烈程度不同,是由什么原因引起的?[教师总结]物质在空气中燃烧,实际上是与其中的氧气发生反应,由于空气中氧气的含量相对较低,因此在空气中燃烧不如在氧气中剧烈,即物质燃烧的剧烈程度与氧气的浓度有关。[提出问题]你认为氧气的化学性质活泼吗?[学生回答]某些在空气中不能燃烧的物质,在氧气中能燃烧,说明氧气的化学性质比较活泼。[提出问题]通过上面的学习,你认为氧气是一种什么样的物质?[归纳总结]氧气的化学性质:①氧气是一种化学性质比较活泼的气体,能与许多物质发生反应。②氧气能支持燃烧(即具有助燃性),物质在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈得多。例如带火星的木条在氧气中可以复燃,这一性质来检验氧气。[讲师讲解]归纳是人们在解决化学问题中经常使用的一种科学推理方法。物质在化学变化中遵循着一定的规律,为了寻找这些规律,科学家常常采用归纳的方法,它需要以大量的实验事实为基础。此处对氧气的化学性质的探究就用到了归纳的方法。[过渡]木炭、硫粉和铁丝都能在氧气中燃烧,从反应物和生成物的种类和数目来看,三者有什么共同点?[学生回答]反应都有氧气参与;反应物都是两种,生成物都是一种。[教师讲解]物质与氧发生的反应属于氧化反应。以上三个实验中的反应都有氧气参与,都属于氧化反应。物质在氧气或空气中燃烧是快速进行的剧烈的氧化反应,例如蜡烛、酒精等物质的燃烧。另外,有的氧化反应进行比较缓慢,称为缓慢氧化,例如金属生锈、呼吸作用等。[提出问题]根据生活经验回答,剧烈氧化和缓慢氧化有什么区别?[学生回答]条件不同,现象不同,反应的剧烈程度不同,单位时间内放出的热量不同。[教师讲解]以上三种反应的另一个共同点:都是由两种物质生成一种物质的反应。由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应叫作化合反应,上述三个反应都属于化合反应,化合反应是四大基本反应类型之一,氧化反应不是基本反应类型。[学生活动]化合反应与氧化反应的分类依据不同,所以两者没有必然的联系,化合反应不一定是氧化反应,氧化反应也不一定是化合反应。请绘制关系模型表示两者的关系。[成果展示][阅读教材]指导学生阅读课本P74-75“氧气有何应用”内容。[思考]氧气曾被叫作“养气”,请阅读教材内容思考氧气有哪些用途。[学生总结]纵观氧气的在各领域中的应用,可知氧气的用途主要表现在两个方面:①20
供给呼吸;②支持燃烧。[讲师讲解]氧气的应用主要是通过氧化反应实现的,主要包括供给呼吸、发酵等对缓慢氧化过程的利用和炼钢、气割气焊、支持燃烧等对剧烈氧化过程的利用。【板书设计】3.1氧气的性质和用途1.氧气的性质(1)氧气的物理性质:色、味、态在通常状况下,氧气是一种无色、无气味的气体密度在0℃、101.3kPa下,密度为1.429g·L-1,比空气的密度(1.293g·L-1)略大溶解性常温时,氧气不易溶于水,1L水只能溶解30mL氧气三态变化(2)氧气的化学性质:①氧气是一种化学性质比较活泼的气体,能与许多物质发生反应。②氧气能支持燃烧(即具有助燃性),物质在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈得多。例如带火星的木条在氧气中可以复燃,这一性质来检验氧气。2.归纳:归纳是人们在解决化学问题中经常使用的一种科学推理方法。它需要以大量的实验事实为基础。3氧化反应与化合反应氧化反应:物质与氧发生的反应属于氧化反应。化合反应:由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应叫作化合反应。两者关系:4.氧气的应用:包括供给呼吸、发酵等对缓慢氧化过程的利用和炼钢、气割气焊、支持燃烧等对剧烈氧化过程的利用。【课后作业】完成练习册本课时课后练习。3.2氧气的制取第1课时加热高锰酸钾制氧气【素养目标】1.了解实验室制取氧气的主要方法和原理,2.初步了解通过化学实验制取新物质的方法。3.认识气体的制取装置,练习气体制取实验相关操作。4.学习运用观察、实验等方法获取信息,从而提高对实验进行分析、思考的能力。5.逐步认知用实验去验证化学理论,从而知道化学是一门以实验为基础的课程,学化学离不开做实验。养成实事求是,严肃认真的科学态度和良好的实验习惯。【教学重点】实验室制取氧气的反应原理和操作方法注意事项。【教学难点】20
加热高锰酸钾制取氧气的实验操作规范。【教学用具】实验室加热高锰酸钾制取氧气的有关试剂和仪器、多媒体设备等。【教学课时】一课时【教学过程】[引入新课]上一节课,我们探究了氧气的化学性质,氧气有哪些化学性质?我们在探究氧气的化学性质时,使用了许多瓶氧气,这些氧气是怎样制得的呢?下面我们就来探究氧气的实验室制法,并学习一些相关的化学知识。[教师讲解]高锰酸钾是一种暗紫色的固体,具有杀菌消毒的作用,医院里常用作消毒剂。实验室常用加热分解高锰酸钾制取氧气,这一反应的文字表达式是:。1.实验室制氧气[教师讲解]实验室制取气体的装置由发生装置和收集装置两部分组成。[布置任务]请同学们阅读课本P77-78【实验3-4】“设计实验”部分内容,设计加热高锰酸钾制取氧气的装置,并尝试绘制设计图。[提出问题]课本图3.2-1中的两个发生装置有什么不同呢?你们选用的那种装置呢?[学生回答]不通点:甲装置试管口向下倾斜;乙装置试管口向上倾斜。选用的甲/乙装置。[教师讲解]用试管盛装固体试剂加热时,试管口应向下倾斜,防止冷凝水流到热的试管底部,使试管炸裂;固体应平铺在试管底部,利于试剂均匀受热。[学生观察]观察,并比较课本图3.2-2中的三个收集装置有什么不同。[教师讲解]图甲:排水法收集装置,适用于收集不易溶于水的气体,所收集气体较纯净。图乙是向上排空气法收集装置,适用于收集密度比空气的大的气体,图丙是向下排空气法收集装置,适用于收集密度比空气小的气体,排空气法收集装置所收集的气体较干燥。[交流讨论]课本图3.2-2中的三个收集装置哪些可以用于氧气的收集呢?[学生回答]甲、乙装置可用于手机氧气。[教师总结]收集装置的选择,必需根据气体的性质(如密度、溶解性等)来确定,由于氧气不易溶于水,故可用排水法收集。又因为氧气密度大于空气的密度,则又可用向上排空气法收集。[学生活动]请同学将设计的氧气制取装置图进行修改。并进行展示和评选。[成果展示]加热高锰酸钾固体制取氧气装置图:[教师讲解]刚刚我们已经完成了实验装置的设计,在进行气体制取实验的第一步就是组装实验装置。因此在实验开始前,我们需要学习实验仪器的简单连接,主要有三种连接方式:“连接玻璃管和胶皮管”“玻璃管插入带孔胶塞”和“在容器口塞上胶塞”。[学生阅读]指导学生阅读课本P79“仪器的连接”内容。[教师演示]结合课本P79操作示意图,将玻璃管、橡胶塞和试管连接在一起。[思考]将导管口用水湿润的作用是什么?[学生]润滑和使连接处密封性更好。[提出问题]进行仪器的连接操作时,应该注意哪些问题?[教师总结]①切勿用力过猛,以防玻璃管折断刺破手掌;②切勿将容器抵住桌面20
,以免压破容器。[教师讲解]在装置连接好后、装入药品前,需检查装置的气密性,确认装置不漏气后才能进行实验。检查装置气密性的一般的原理:通过液封使装置构成封闭体系,通过改变体系内压强时产生的现象(如气泡的形成、水柱的形成、液面的升降等)来判断装置的气密性。检查装置气密性的一般操作:把导管的一端浸入水中,用手紧握试管(或用热毛巾捂住试管)一段时间后松开手,用手紧握试管时,导管口有气泡冒出,或手松开一段时间后,导管内形成一段稳定的水柱,均说明装置气密性良好。[练习]指导学生按照课本P79图3.2-5“检查气密性”操作示意图检查装置的气密性。[演示实验]教师按顺序课本P79图3.2-5演示并讲解实验室用高锰酸钾制取氧气的操作过程,并指导学生观察演示实验[教师讲解]加热高锰酸钾制取氧气的实验步骤:实验步骤实验内容现象与结论检查气密性将导管伸入水中,手握试管,观察水中管口的现象观察到导管口有气泡冒出,移开手后一段时间,导管中形成一段水柱,说明装置的气密性良好装试剂在试管中加入高锰酸钾,在试管口放入一团棉花,塞上胶塞固定装置试管口略向下倾斜,固定在铁架台上。将盛满水的集气瓶倒立在盛有水的水槽内,要求瓶内没有气泡。垫高酒精灯至适当位置,将导管伸入水槽中点燃酒精灯点燃酒精灯,先预热,再用酒精灯的外焰,集中加热(防止试管因受热不均匀而炸裂)开始加热时,观察到水槽中有气泡放出,加热片刻后,观察到气泡连续并比较均匀地放出。当观察到集气瓶口有大气泡冒出时,说明集气瓶中氧气已经集满撤离导管,熄灭酒精灯实验结束后,先将导管从水槽中移出,再熄灭酒精灯[教师讲解]进行实验时,要注意应先按先下后上,从左到右的顺序组装装置,再检查装置的气密性;要先将导管移出水面,再熄灭酒精灯。[提出问题]此实验中采用的排水法收集气体,我们是如何判断气体是否集满的?[学生回答]当观察到集气瓶口有大气泡冒出时,说明集气瓶中氧气已经集满。[交流讨论]如果采用向上排空气法收集,实验步骤有何不同?[总结]如果采用向上排空气法收集,则氧气集满后,直接盖好玻璃片,熄灭酒精灯即可。[思考]若采用排空气法收集氧气,应该如何判断气体是否集满?[教师讲解]将带有火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,说明已集满。这里利用了氧气的助燃性,我们也可以利用木炭在氧气中燃烧的实验探究氧气的这一性质。[探究活动]组织学生分组完成加热高锰酸钾制取氧气的实验,并用收集到的氧气探究氧气的化学性质。活动要求:①同组同学之间要注意相互配合,团结协作,共同完成实验。②试验后,试剂归位,清洗仪器,整理实验台。(教师注意巡视,发现学生在操作中的错误及时纠正,特别对动手操作能力较差的学生要加以引导)[提出问题]装试剂后,为什么要在试管口放一团棉花?20
[学生回答]防加热时试管内的粉末状物质进入导管,造成导管堵塞。[交流讨论](1)若收集到的氧气不纯,你认为可能的原因有哪些?(2)若在实验过程中出现试管炸裂,你认为可能的原因有哪些?[分析解释]收集到的氧气不纯的可能原因:①集气瓶内预先没有装满水;②导管口刚开始有气泡放出就收集气体。造成试管炸裂的可能原因:①固定装置时试管口未略向下倾斜;②未预热试管就直接集中加热;③实验结束后,未将导管从水槽中移出就熄灭酒精灯。[实验小结]实验室用高锰酸钾制氧气的步骤及注意事项。(1)实验操作步骤可简记为“查—装—定—点—收—离—熄”,利用谐音记为“茶—庄—定—点—收—利—息”。(2)收集方法:排水法、向上排空气法。(3)验满方法:带火星的木条放在瓶口,看是否复燃。(4)实验操作注意事项(多媒体展示):①药品要平铺在试管底部,均匀受热。②试管口要略向下倾斜,防止冷凝水流到热的试管底部,使试管炸裂。③铁架台铁夹要夹在试管的中上部。④试管内的导管不能太长,稍伸出胶塞即可,以便于气体导出。⑤集气瓶充满水后倒放入水槽中。(瓶口要在水面下)⑥加热时要先使试管均匀受热,然后酒精灯外焰要对准药品所在部位加热。⑦用排水法收集气体时,应注意当气泡连续并比较均匀冒出时再收集,否则收集的气体中混有空气,当集气瓶口有大量气泡冒出时,证明已集满。⑧停止加热时,应先把导管从水里撤出,再撤掉酒精灯(如果先熄灭酒精灯,试管内气体减少,压强减小,水槽中的水就会被吸入热的试管内,使试管炸裂)。⑨用高锰酸钾制氧气时,试管口要放一小团棉花,防止加热时试管中的粉末状物质进入导管。⑩应将玻璃片的磨砂面向下盖住盛氧气的集气,正放在实验台上,因为氧气密度大于空气密度,正放可减少气体逸散。[布置任务]请同学们根据实验记录将课本P80-81“撰写实验报告”部分补充完整。【板书设计】3.2氧气的制取第1课时加热高锰酸钾制氧气1.反应原理:。2.实验装置:气体收集装置的选择依据:气体的性质(如气体的密度,在水中的溶解性)。3.实验步骤:①检查气密性;②装试剂;③固定装置;④点燃酒精灯;⑤撤离导管,熄灭酒精灯。4.收集方法:排水法、向上排空气法。5.验满方法:带火星的木条放在瓶口,看是否复燃。6.实验反思:20
收集到的氧气不纯的可能原因:①集气瓶内预先没有装满水;②导管口刚开始有气泡放出就收集气体。造成试管炸裂的可能原因:①固定装置时试管口未略向下倾斜;②未预热试管就直接集中加热;③实验结束后,未将导管从水槽中移出就熄灭酒精灯。【课后作业】完成练习册本课时课后练习。第2课时过氧化氢分解制氧气催化剂【素养目标】认识催化剂和催化作用。学习用对比实验的科学方法探究物质的性质。3.认识分解反应。4.认识工业制取氧气的一般方法。【教学重点】实验室制取氧气的反应原理和操作方法,分解反应。【教学难点】对催化剂和二氧化锰在分解过氧化氢反应中所起催化作用的理解。【教学用具】实验室制取氧气的有关试剂和仪器;汽车尾气催化转换器示意图;温度计;多媒体课件等。【教学课时】一课时[新课引入]过氧化氢溶液为无色透明液体,在医疗上可用于消毒防腐。在实验室也常用分解过氧化氢的方法制得氧气。[演示实验]教师演示课本P82【实验3-5】,注意引导学生认真观察实验现象并做好记录。[教师讲解]过氧化氢稳定性较差,常温下即可分解放出氧气。[布置任务]请同学们对实验现象进行讨论,并进行分析和解释,做出推断。[分析解释]项目观察到的现象推断(1)加过氧化氢溶液、不加二氧化锰,带火星的木条不能复燃说明过氧化氢产生氧气的速率过慢(2)不加过氧化氢溶液、加二氧化锰,带火星的木条不能复燃说明二氧化锰不能分解产生氧气(3)加入过氧化氢溶液和二氧化锰,带火星的木条复燃说明二氧化锰加快了过氧化氢分解反应的速率。(4)反应结束后,重新加入过氧化氢溶液时带火星的木条复燃,且重复多次现象相同说明反应前后,二氧化锰能使过氧化氢分解速率加快的化学性质没有改变[讨论交流]比较上述几个实验,过氧化氢在什么条件下更容易分解放出氧气?[学生总结]过氧化氢在二氧化锰存在的条件下更容易分解放出氧气。[思考]若在实验前准确称出二氧化锰的质量,实验后将二氧化锰回收、干燥、再称量,会发现它的质量没有改变。根据这个事实,你对二氧化锰所起的作用有什么看法?[学生回答]在生成氧气的过程中,二氧化锰化学性质和质量都没有改变,说明二氧化锰既不是反应物也不是生成物,且过氧化氢在二氧化锰存在的条件下能更快分解产生氧气,说明二氧化锰能加快过氧化氢分解反应的速率。[教师讲解]化学上把这种在化学反应中能改变其他物质的反应速率,而本身的质量和化学性质在化学反应前后没有发生变化的物质叫作催化剂。催化剂所起的作用称为催化作用。[提出问题]请找出催化剂概念中的一些关键词,如何理解这些关键词?[学生回答]改变反应速率,质量和化学性质没有发生变化。[教师讲解]催化剂概念中的“改变”一词的涵义可以是“加快”或“减慢”20
,在过氧化氢的分解反应中,二氧化锰能加快过氧化氢的反应速率。催化剂的特点是改变其他物质的化学反应速率,包括加快和减慢,化学反应前后本身的质量不变和化学性质不变(可记为:一“变”,两“不变”)。过氧化氢在二氧化锰催化下产生氧气,这个变化的文字表达式是:该反应过程可表示为:。此外,实验室还用在二氧化锰催化作用下加热氯酸钾的方法制取氧气,文字表达式是:。[学生观察]以上两个化学反应都用到了催化剂,观察其文字表达式,说说催化剂在化学反应表达式中应该如何表示。[学生总结]在书写其文字表达式时,应该将催化剂——二氧化锰写在箭头上方,表示该物质在反应过程中作催化剂,是反应条件的一种。如还有其他条件,则把其他条件写在箭头的下方。[课件展示]课件展示“汽车尾气催化剂转换器”相关内容,扩大学生知识面,加深对催化剂的认识和理解,培养学生的环保意识。[知识检查]现在我们已经学习了三种实验室制取氧气的方法,请根据所学知识,将课本P84“检查站”内容补充完整。反应原理反应物状态反应条件氧气的性质固体加热氧气不易溶于水,且不与水反应,氧气的密度比空气略大固体和液体催化剂固体和固体催化剂、加热[学生活动]根据前面学习内容,设计氯酸钾制取氧气的实验装置图。[成果展示][讨论交流]实验室制取氧气的三种反应中,除了生成物都有氧气之外,还有什么其他共同之处?[总结]反应物都是一种,生成物都是两种或两种以上。[提出问题]2.与上节所学的化合反应对比,本节所学的三种制取氧气的化学反应有什么不同特点?[学生回答]化合反应的反应物是两种或两种以上,生成物只有一种,本节所学的三种制取氧气的化学反应的反应物只有一种,生成物是两种或两种以上。[教师讲解]由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应,叫作分解反应。关键词:反应前是“一种”,产物有“两种或两种以上其他物质”20
。化合反应和分解反应都是四大基本反应类型之一。[过渡]前面我们学习了氧气的实验室制法,但在这些方法在实际生活或工业生产过程中,并不适合工业生产的要求。工业上制备大量氧气时,需要考虑成本是否便宜,原料是否容易获得,生产对环境有无负面影响等。从这些角度考虑,利用空气中丰富的氧气资源是很划算的,如果能把氧气与氮气分开,不仅能得到较纯净的氧气,还能得到较纯净的氮气。[提出问题]我们知道空气的组成中,氧气占21%,那么,怎样从空气中得到大量的氧气呢?[学生阅读]阅读教材P85知识视窗“从空气中分离氧气”。[总结]工业制取氧气的方法:(1)分离液态空气法①原料:空气。②原理:利用液氧(沸点为-183℃)和液氮(沸点为-196℃)的沸点不同,采用低温蒸发的方,法制取氧气。③过程:(2)膜分离技术法工业制氧气:分离液态空气,属物理变化。【板书设计】3.2氧气的制取第2课时过氧化氢分解制氧气催化剂1.催化剂与催化作用催化剂:化学上把这种在化学反应中能改变其他物质的反应速率,而本身的质量和化学性质在化学反应前后没有发生变化的物质叫作催化剂。催化作用:催化剂所起的作用称为催化作用。催化剂的特点:改变其他物质的化学反应速率,包括加快和减慢,化学反应前后本身的质量不变和化学性质不变(可记为:一“变”,两“不变”)。3.实验室制取氧气的三种方法:2.工业制取氧气的方法:(1)分离液态空气法(2)膜分离技术法【课后作业】完成练习册本课时课后练习。3.3燃烧条件与灭火原理【素养目标】20
1.认识燃烧的条件、灭火的原理和方法。2.会运用相关的知识解释和解决日常生活中的相关问题。3.树立防火的安全意识,培养关注社会的责任感。4.通过活动与探究,初步学习利用控制变量的思想设计探究实验,并学习对获得的实验事实进行分析从而得出结论的科学方法。【教学重点】燃烧的三个基本条件灭火的原理和防爆安全【教学难点】燃烧的条件【教学用具】蜡烛、火柴、烧杯、水泥块、木条、酒精灯、坩埚钳、三脚架、多媒体课件、实验视频等。【教学课时】一课时【教学过程】[情景导入]播放一段录像:神舟十八号飞船的发射升空;(2)面粉着火发生爆炸。[提出问题]看完短片和图片后,你对火有了怎样的认识?[学生回答]对燃烧的有利利用能促进社会的发展,对燃烧的不当使用能对人类造成危害。[教师讲解]“科学是把双刃剑”,只有掌握其规律,才能趋利避害。燃烧是最早被人类利用的化学反应之一。通过控制物质的燃烧,能让化学反应更好地为人类服务。[过渡]酒精可以燃烧,在前面我们也进行过木炭、硫等物质的燃烧实验。酒精、木炭、硫等都是可燃物,怎样才能让火更好的为人类造福呢?下面我们来探索一下物质燃烧的条件吧。[提出问题]你们觉得物质燃烧需要哪些条件呢?请根据自己对燃烧的了解,做出一些猜想。[作出假设]假设1:物质燃烧需要有可燃物。假设2:物质燃烧需要达到一定的温度,理由是物质燃烧前都需要加热。假设3:物质燃烧需要接触氧气或空气,理由是堆积的物质不能从内部开始燃烧。[演示实验]教师使用视频播放【实验3-6】和【实验3-7】演示过程(磷燃烧的实验须在密闭或通风设备中进行)。[实验过程与现象]实验内容与步骤实验现象【实验3-6】用坩埚钳夹持小石块、火柴、细沙(任选两种)分别放在酒精灯火焰上加热小石块无明显现象;火柴加热一段时间后开始燃烧;细沙无明显现象【实验3-7】取三个火柴头,火柴头A放在实验台的陶土网上,火柴头B和C放在三脚架的陶土网上,且火柴头C用细沙覆盖。酒精灯加热B与C的中间位置,观察现象火柴头A无明显现象;火柴头B加热一段时间后开始燃烧;火柴头C无明显现象[分析与结论]【实验3-6】中小石块、细沙不燃烧,火柴燃烧,说明燃烧需要可燃物。【实验3-7】中火柴头B燃烧而火柴头A不燃烧的事实,说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点。【实验3-7】火柴头B燃烧而火柴头C不燃烧的事实,说明燃烧需要可燃物接触氧气。[总结]燃烧需要三个条件:(1)物质本身是可燃物;(2)可燃物接触氧气或空气;(3)温度达到可燃物的着火点。且燃烧必须同时满足三个条件,缺一不可。20
[教师讲解]这里的着火点是可燃物燃烧必须达到的温度,不同物质的着火点一般不同,着火点是物质的固有属性,与可燃物的种类、状态以及大气压强等因素有关。[提出问题]当影响燃烧的条件有多个,在设计实验探究其中一一个时,其他几个条件需要怎样设计?[学生回答]其他条件应保持一致。[教师讲解]在研究这类含多因素(多变量)的问题时,每一次只改变其中的一个因素,控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对实验结果的影响,最后再综合分析。这就是科学研究中常使用的方法──控制变量。[学生活动]回顾生活中的物质燃烧的现象,讨论燃烧都有什么共同点。[交流回答]可燃物虽然着火点各不相同,但燃烧时都有共同的特征,那就是发光、放热,而火焰则是可燃气体或可燃物汽化燃烧时的现象。[教师讲解]在通常情况下,燃烧是可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈氧化反应。由缓慢氧化引起的自动燃烧叫作自燃。[学生阅读]指导学生阅读课本P90正文内容,了解燃烧、缓慢氧化和自燃。[总结]比较燃烧、缓慢氧化和自燃:燃烧缓慢氧化自燃定义可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈氧化反应缓慢进行的氧化反应由缓慢氧化引起的自动燃烧发生条件有可燃物、可燃物与氧气接触、温度达到着火点与氧气接触、温度没有达到着火点有可燃物、可燃物与氧气接触、温度达到着火点现象发光、放热放热、不发光发光、放热实例镁条燃烧、蜡烛燃烧等金属生锈、食物腐烂等白磷自燃、稻草自燃等联系自燃是由缓慢氧化引起的燃烧现象[提出问题]生活中你看到过的灭火方法,为什么这些方法可以成功的灭火?[学生回答]控制燃烧的条件,使燃烧反应停止,就能够灭火。[布置任务]阅读课本P91的交流与讨论,分析各灭火实例中所依据的灭火原理?[结果汇总]灭火实例能灭火的主要原因住宅失火,消防队员用高压水龙头向燃烧的火舌喷水。喷出的水蒸发时会吸热,可使燃烧物的温度降至着火点以下实验时不慎滴在实验台上的少量酒精燃烧,立即用湿布盖住燃着的酒精。盖上湿布可降低燃烧物的温度并使其隔绝空气炒菜时油锅中的油不慎着火,迅速用锅盖盖熄。盖上锅盖可使燃烧物隔绝空气扑灭森林火灾时,救清除掉可燃物,使燃烧不能持续20
火人员将大火蔓延线路前的一片树木砍掉,放火烧去那片草地,形成隔离带。[教师总结]灭火的原理有三种:①燃烧物与其他可燃物隔离或清除掉可燃物;②使燃烧物隔绝空气(或氧气);③使燃烧物的温度降至着火点以下。在实际灭火过程中,只要满足其一即可。[学生阅读]阅读课本P92内容,列举生活中需要注意的防火安全措施。[总结]防火安全措施:(1)家用煤气开关用毕即关,发现漏气要及时通风,不能开灯、开排气扇或点火等。(2)火柴、打火机要放在儿童拿不到的安全地方。(3)电插座不要超负荷使用。(4)燃气式热水器机身禁止装在浴室内。(5)在山林密布的野外活动时,不要携带火种,要特别注意严防山火。[学生练习]完成课本P92“检查站”内容。[答案](1)先切断电源,再灭火。(2)关闭石油气阀门,火熄灭后开窗通风。(3)用水浇灭,移开其他可燃物。(4)用水浇灭,移开其他可燃物。(5)保持冷静,快速找到安全出口,必要时采取一些紧急措施,如用湿毛巾捂住口鼻、弯腰低头前行等。[演示实验]播放视频:1.爆竹爆炸;2.粉尘爆炸[学生讨论]以上的两种爆炸都产生了化学反应,这些爆炸产生的原因一般是什么?[教师讲解]爆炸的产生:易燃物与空气充分接触,被引燃后急速燃烧,从而在短暂的时间里聚积大量的热,在有限的空间内使气体的体积迅速膨胀,引发爆炸。爆炸极限:易爆的可燃物在空气中达到一定的含量,遇到明火就会爆炸,这个能发生爆炸的含量范围,叫作爆炸极限。[阅读活动]阅读课本P93-95“知识视窗”内容,了解防爆安全。[提出问题]一般容易燃烧或可以引起其他物质燃烧的物质叫作易燃物,受热或受到撞击时容易发生爆炸的物质叫作易爆物,生活中有哪些常见的易燃、易爆物呢?[学生回答]硫黄、白磷、酒精、汽油、煤气、炸药等。【板书设计】3.3燃烧条件与灭火原理1.燃烧有三个缺一不可的条件:有可燃物、有空气(氧气)温度达到着火点。2.控制燃烧条件可以达到防火、灭火和防止爆炸的目的。2.在研究多因素问题时,应该用控制变量法设计实验。3.自燃是缓慢氧化引起的。4.注意防止爆炸造成的灾害。【课后作业】完成练习册本课时课后练习。3.4水资源【素养目标】1.知道地球上水的储量和分布情况,了解世界和我国的水资源状况。2.掌握水体污染的危害以及防治水体污染的措施。3.课堂上通过对水资源的了解,学习用辩证的方法看待水资源的丰富和有限,让学生学会运用网络、新闻、调查等实践活动获取信息。4.培养学生关心社会、为社会作贡献的社会责任感。【教学重点】1.用辩证的方法看待水资源的丰富和有限。2.培养学生的社会责任感。20
【教学难点】节约用水与水污染的防治。【教学用具】教师用具:多媒体课件、水资源状况和水污染状况的挂图。学生用具:世界和我国水资源的资料、水污染的有关资料(详细内容见教学过程)。【教学课时】一课时【教学过程】[新课引入]虽然人类居住的星球被称为地球,但事实上人类生活在“水球”上,地球表面的71%被水覆盖,这就是江、河、湖、海。没有水,就不可能有生机勃勃的地球。[教师讲解]生命离不开水,各种生物体内都含有大量的水,水约占人体重的60%,水中生物含水量更大,如鱼约70%~80%,水母约,95%,一些果蔬可高达90%。成人每天需要补充1.5~1.7L水,水分不足会口渴,严重缺水皮肤会起皱,甚至意识模糊乃至死亡。[学生阅读]指导学生阅读课本P97表格,总结水的用途。[总结]水的用途:工业上洗涤、溶解、加热或冷却物质农业上灌溉农田,我国农业用水量约占用水总量的2/3生活上洗衣、洗澡、制作各种食物和饮料等实验室配制溶液、洗涤仪器、用作试剂、用排水法收集气体等[过渡]了解了水的用途后,让我们一起来看看我们目前水资源是一个什么现状。[学生阅读]指导学生阅读课本P97“珍惜水资源”部分内容。[教师讲解]地球上各种形态的水总储量约为1.39×1018m3,包括海洋水、湖泊水、河流水、地下水、大气水和冰川等,其中海洋水约占地球水资源总储量的97%。[教师讲解]浩瀚的海洋不仅繁衍着无数水生生物,还蕴藏着丰富的化学资源,按目前测定,海水中含有化学元素有80多种。海洋是一个巨大的“宝库”,蕴藏着如此丰富的化学资源,如能把这些化学资源加以利用,那将是我们一笔巨大的财富。[提出问题]地球上的海水如此丰富,这些海水能被我们直接利用吗?[学生回答]不能。因为海水的含盐量很高,我们能直接利用的是淡水。[追问]地球上淡水资源情况如何呢?[学生回答]人类所能利用的淡水仅约为地球水总储量的0.009%,主要是河水、淡水,湖泊水和浅层地表水,[教师总结]可见,地球上水的储量虽然很大,但淡水资源极度短缺。[教师介绍]目前全球有36亿人每年至少有一个月面临着供水不足的情况,预计到2050年该人数将增至50多亿。我国淡水资源总量约为2.8×1012m3,居世界第6位。我国淡水资源人均占有量仅为世界人均占有量的1/4,且淡水资源地域分布不均匀,在西北、华北等部分地区,人均占有量更低。[课件展示]由于海水中含有多种盐类,因此不能直接饮用,也不能直接用来灌溉农田。淡化海水是解决水危机的理想途径,但目前由于成本高尚不能推广。[讲师讲解]种种资料都向我们诉说着淡水资源的短缺,21世纪,水资源将成为全世界关注的首要问题。目前的现状也时刻在提醒人们:一定要十分珍惜宝贵的水资源,节约用水。[提问]生活用水节约和浪费相比较有什么样的差距呢?请大家看下面表格。[课件展示]展示表格。生活用水浪费与节约方式比较20
[小结]由以上比较可以看出:一种用水习惯的改变,就可以节约很多水,所以希望大家在以后的生活中要注意节约用水,并把这种风尚不断地传播给别人,使越来越多的人行动起来,共同来保护我们的水资源。[交流讨论]请对节约用水提出几点建议。[总结]节约用水的方式:(1)工业上:改进生产工艺,提高水的重复利用率。(2)农业上:改变灌溉方式,将大水漫灌改为喷灌或滴灌。(3)生活中:改良用水习惯,使用节水器具,一水多用。[过渡]保护水资源的另一有力措施是防治水污染,首先我们要来了解一下水污染。[教师讲解]水体污染是指大量污染物质排入水体,超过水体的自净能力使水质恶化,水体及周围的生态平衡遭到破坏,对人体健康、生活和生产活动等造成损失和威胁的情况。水体污染的来源主要有工业污染、农业污染和生活污染。[学生阅读]指导学生阅读课本P98“水污染及其防治”内容。[交流讨论]造成水污染的原因有哪些?水污染给我们带来了哪些危害?[总结](1)水污染的来源:①工业污染:工业生产的废渣、废液、废气的任意排放。②农业污染:农药、化肥的不合理施用。③生活污染:生活污水的任意排放,城镇垃圾的随处堆积、填埋。④其他污染:船舶航行过程中油污泄漏。(2)水污染的危害:①被污染的水含有有毒物质和细菌、病毒等,不能作饮用水源,也不能用于灌溉。②食用污染水域中养殖的生物,会对人体健康不利。③水体富营养化,会影响人类的生态环境。④水体污染加剧了相关地区水资源的危机。[过渡]水体污染,不仅影响工业、农业、渔业生产,破坏水生生态平衡,还会直接危害人体健康。水污染给我们带来了这么多的危害,那么我们该如何防治水污染呢?[讲师讲解]防治水污染的措施:①我国政府制定和颁布了《中华人民共和国水法》和《中华人民共和国水污染防治法》等,成立专门机构,强化水质监测。②工业上应用新技术、新工艺,减少污染物的产生,净化工业废水,使之达到排污标准。③农业上提倡使用农家肥,合理施用农药和化肥。④生活中将生活污水集中处理后再排放,推广使用无磷洗衣粉等。⑤交通上加强船舶航行的管理。[总结]生命离不开水,地球上的淡水资源很有限,我们要节约用水,防止水污染。[板书设计]3.4水资源1.地球上水资源的分布:地球表面的71%被水覆盖。其中97%是海水,2%是难以利用的冰川,人类所能利用的淡水只有水资源总量的0.009%。2.我国水资源的分布:人均占有量仅为世界人均占有量的1/4,且淡水资源地域分布不均匀,在西北、华北等部分地区,人均占有量更低。3节约用水的方式:(1)工业上:改进生产工艺,提高水的重复利用率。(2)农业上:改变灌溉方式,将大水漫灌改为喷灌或滴灌。(3)生活中:改良用水习惯,使用节水器具,一水多用。4.防治水污染的措施:①我国政府制定和颁布了《中华人民共和国水法》和《中华人民共和国水污染防治法》等,成立专门机构,强化水质监测。②工业上应用新技术、新工艺,减少污染物的产生,净化工业废水,使之达到排污标准。20
③农业上提倡使用农家肥,合理施用农药和化肥。④生活中将生活污水集中处理后再排放,推广使用无磷洗衣粉等。⑤交通上加强船舶航行的管理。【课后作业】完成练习册本课时课后练习。3.5跨学科实践活动:水的净化与自制净水器第1课时水的净化【素养目标】1.了解自然界的水和纯净水,学会沉淀、过滤、吸附等净化水的方法。2.了解自来水净化的过程,体会化学知识在生活中的重要性,培养学生节水意识。3.用学到的化学知识解决生活中的一些问题,感受一杯净水来之不易,树立珍惜水、爱护水的思想。【教学重点】沉淀法、过滤法、吸附法等净化水的方法。【教学难点】过滤操作方法。【教学用具】多媒体课件、水样(河水)、明矾、活性炭、铁架台、漏斗、玻璃棒、烧杯、滤纸等。【教学课时】一课时【教学过程】项目1认识水的净化方法[课件展示]洪灾图片。[提出问题]近几年各地洪灾频发,洪灾过后,短时期内灾区会出现饮用水短缺,污浊的河水可否饮用?为什么?[学生学生回答]不能,因为水中有杂质、细菌,饮用后会生病。[思考]生活总我们能用什么办法使浑浊的水变得清澈?[交流学生回答]可以把水静置一段时间。可以用家里的棉布或纱布来过滤水。[过渡]大家学生回答的很好,这样得到的水是否是纯净的呢?下面我们一起来观察一下天然水。[学生活动]组织学生分组进行活动,先用肉眼观察混浊的天然水,再用天然水制作临时装片,用显微镜进行观测(教师分发同一批获取的新鲜提取天然水或冷藏保存6小时内的天然水作为观察样品)。[教师总结]天然水中含有泥沙、腐殖质、藻类、浮渣等难溶物,还有对人体有害的离子、色素等可溶杂质以及细菌等微生物,需要净化处理后才能饮用和使用。[过渡]生活中常用的净水方法有:沉淀法、过滤法和吸附法。实验室中也常用这三种方法实现混合物的分离。下面我们一起来学习一下这三种净水方法。(1)沉淀法[演示实验]教师演示课本P102【实验3-8】,指导学生认真观察并做好实验记录。[实验记录]操作现象静置沉淀取一个100mL的烧杯,加入约70mL浑浊的天然水,静置数分钟后观察烧杯上层和底层的水固体颗粒慢慢聚沉,上层的水较底层的清澈吸附沉淀把少量硫酸铝[Al2(SO4)3]或明矾加入烧杯中,搅拌后,继续观察变化上层水更加清澈,下层有大量沉淀物20
[分析解释]静置后上层的水较底层的清澈,说明利用重力可以使较重的不溶物沉降下来;加入明矾等试剂后上层水更加清澈,下层有大量沉淀物,说明明矾有净水作用。[结论]沉淀法有净水作用。[教师讲解]硫酸铝[Al2(SO4)3]和明矾都是常用的絮凝剂,溶于水生成的胶状物可使杂质聚集,,加速其沉降。(2)过滤法[提出问题]那么沉降下来的这些不溶性的杂质我们要如何将它们分离出来呢?我们的生活中有哪些将固体和液体分离开的实例呢?[学生回答]用漏勺将煮熟的饺子和汤分开,用地漏盖子将固体垃圾和水分开,用滤布把豆腐浆和豆腐渣分离;用沙层滤水等。[提出问题]这些分开固体和液体的实例,有什么共同点?[学生回答]都是用一种液体能通过,固体不能通过的物品,把固体和液体分开。[教师讲解]这种利用溶解性差异将固态和液态的混合物分离的方法叫作过滤。除滤纸外,小卵石、细沙、粗沙、棉花、纱布等也能用于过滤直径大小不同的杂质。[过渡]请同学们先仔细看一看自己的实验台上的实验仪器,判断哪些可以用于实验室过滤。[演示实验]教师演示课本P102【实验3-9】,并讲解实验要点。[教师讲解]操作注意事项:“一贴、二低、三靠”。一贴:滤纸紧贴在漏斗的内壁。防止中间不要留有气泡,液体由滤纸和漏斗之间的缝隙流下去,使过滤的滤液浑浊。二低:滤纸的边缘低于漏斗口,液面低于滤纸边缘。防止液体由滤纸和漏斗之间的缝隙流下去,使滤液浑浊。三靠:盛液烧杯口紧靠在玻璃棒的中部(使液体沿玻璃棒流入漏斗,如果不用玻璃棒引流,直接向过滤器内倾倒液体,容易使滤纸被冲破,液体溅出),玻璃棒斜靠在三层滤纸的一边(防止戳破滤纸)。漏斗下端紧靠在接液的烧杯内壁(防止滤液溅出)。[提出问题]用过滤法处理后的水与沉淀法处理后的水相比,有什么不同?[学生回答]烧杯中得到的滤液比过滤前的水澄清。[布置任务]请同学们按照课本P102【实验3-9】操作步骤自己完成过滤实验,思考过滤操作应该注意什么。[学生实验]学生进行过滤操作,边实验边交流。[讨论交流]各实验小组将自己过滤的水与其他实验组的结果进行比较,请实验效果好的实验组组长介绍经验,请实验效果待提高的实验组组长分析实验失败原因。[总结]过滤所得的滤液仍浑浊的可能原因:滤纸破损,过滤时液面高于滤纸边缘,仪器不干净等。[补充讲解]若过滤所得的滤液仍浑浊,应再检查仪器的完整性后,再重新过滤。(3)吸附法[提出问题]通过沉降、过滤操作所得到的水此时是否为纯净物?[学生回答]不是。还含有一些可溶性杂质。如:颜色、异味、一些可溶性的物质。[提出问题]颜色和异味我们要如何除去呢?大家回想一下,家里的冰箱里所用的除臭剂是什么?[课件展示]活性炭净水器示意图活性炭利用其自身疏松多孔结构,将有颜色和气味的分子吸附其内,所以可以用于除臭和除颜色。这种方法称为吸附。[过渡]下面我们来探索一下用吸附法净水的过程。[学生实验]请同学们按照课本P103【实验3-10】和【实验3-11】操作步骤自己完成吸附法净水实验,认真观察并做好记录。[实验记录]实验操作现象【实验3-10】取【实验3-9】中滤液约50mL置于烧杯中,再加入少量活性炭(或木炭)振荡,静置数分钟,观察现象滤液变得更加澄清,无色、无异味20
【实验3-11】用显微镜分别观察【实验3-8、3-9、3-10】净化后的水,记录实验现象。发现杂质依次变少,水中有微生物依然存在[得出结论]处理后水的净化程度:沉淀法<过滤法<吸附法。且三种净水方式均不能除去水中的微生物。[提出问题]同学们知道我们所用的自来水的水源来自于何处吗?自来水厂是如何把浑浊的长江水净化为我们能饮用的自来水呢?[视频播放]自来水厂的净水过程影片。[阅读]指导学生阅读课本P103图3.5-4,了解自来水的生产过程。[交流讨论]组织学生分组讨论自来水的生产过程,并根据所学内容将P103表格补充完整。[答案]【板书设计】3.5跨学科实践活动:水的净化与自制净水器第1课时水的净化1.天然水2.常用的净水方法①沉淀法:加明矾等絮凝剂;②过滤法:将固体和液体进行分离、“一贴、二低、三靠”;③吸附法:利用活性炭的吸附性。3.净水程度:沉淀法<过滤法<吸附法【课后作业】完成练习册本课时课后练习。第2课时自制净水器【素养目标】设计并制作简易净水器。净水器的测试与优化。3.学习混合物分离的一般思路与方法。【教学重点】简易净水器的设计与制作【教学难点】简易净水器的设计与制作【教学用具】多媒体课件、石英砂、小卵石、纱布、活性炭、蓬松棉、塑料瓶等。【教学课时】一课时【教学过程】项目2设计与制作净水器[新课导入]应急情况下,我们可以利用生活中常见的物品,使用学过的净水方法,制作简易的净水器,对自然界中的水进行初步净化,满足生活需要。[展示]请同学观察实验桌上的物品,说出他们的名称。[教师分法活动材料][学生回答]塑料瓶、石英砂、小卵石、纱布、活性炭、蓬松棉活性炭、剪刀等。[布置任务]分小组合作,按照课本P105实践活动1方案设计“方案一”制作净水器。教师巡查指导学生方案设计并及时纠正操作失误。活动步骤:(1)切割瓶子:用剪刀将其中一个塑料瓶底部剪掉,在瓶盖上打一个小孔,插入导管。(2)放置材料:将去底塑料瓶倒放固定在铁架台上,并向其中依次放置蓬松棉、纱布、活性炭、纱布、小卵石、纱布和石英砂。20
[评价]小组展示各组制作的净水器,相互进行评价。[功能测评]用另一个塑料瓶取适量天然水,并将其缓慢倒人净水器中进行净化,对净水器的净水效果进行测试,并将测试结果记录在课本P105对应表格中。[交流讨论]根据测评结果相互交流净水效果,并讨论改变哪一种因素(如填料的厚度、顺序等)可以提升方案一的净水效果。[学生活动]完成方案二的设计,并测试净水效果(由教师引导进行,必要时给出评价和建议)。[成果展示][提出问题]比较方案一与方案二,你能发现什么相同点和不同点?[学生回答]相同点:使用的材料种类相同。不同点:但材料厚度与填料顺序不同。[讨论交流](1)对比方案一与方案二的净水效果的数据或描述(如时间、回收水量、浑浊度、颜色、气味等),你能得出什么结论?(2)你认为还有哪些措施(如串联装置)可以提升净水效果?[讲师讲解](1)为了达到更好的净水效果,在设计净水器时应考虑先除去较大颗粒不溶性杂质,再除去小颗粒不溶性杂质,最后除去可溶性杂质。将出水口连接一个由石英砂、活性炭、蓬松棉组成的二级净水器,对水进行二次净化,可提升净水效果。[学生活动]组织学生分组合作,选择合适材料,设计并画出简易净水器方案图。可选材料:塑料瓶、剪刀、棉花、活性炭、细石英砂(粒径:0.5~1mm)、粗石英砂(粒径:3~4mm)、小卵石(粒径:4~8mm)、纱布等。设计要求:可净化100mL浑浊的天然水。[展示交流]设计图制作过程(1)清洗材料:将所选材料用水洗净备用。(2)切割瓶子:旋开瓶盖,用剪刀将塑料瓶从中间剪开,使之成为一个开口容器和一个漏斗状的过滤器。(3)放置材料:如图,将塑料瓶的底部放在桌面上,作为收集滤液的容器,将漏斗状的过滤器倒放在容器上,并向其中依次放置棉花、纱布、活性炭、纱布、细石英砂、纱布、粗石英砂、纱布和小卵石。[布置任务]接下来,请同学们按照设计图来制作出简易的净水器吧。项目3测试并优化净水器[布置任务]取100mL有颜色的浑浊的天然水,慢慢注入自已小组制作的净水器中,注意不要让水溢出,记录净水效果。[实验记录]参考数据:净化100mL水用时回收水的体积浑浊度颜色气味53s89mL不浑浊无色无气味[交流讨论]根据测评结果相互交流净水效果,并讨论20
造成净水效果不同的原因,相互给出修改意见。[优化设计]根据交流结果对自己小组的净水器进行优化改进。[教师讲解]混合物分离是利用混合物中不同组分的性质差异,选择合适的方法将杂质分离。其主要步骤有:分析混合物成分、比较物质性质差异、明确分离方法。利用物质溶解性的不同进行物质分离是常用的分离思路,过滤是其中常用的分离方法。项目4展示与评价净水器[布置任务]请各小组给小组净水器产品设计名字与商标,撰写一份说明书。[实践活动]每个小组派出一名组员,参加展览会,展示净水器,介绍并说明净水器设计的优点与特色。[交流评价]各小组从净水效果、过滤速率、制作工艺等角度进行自评与互评。[优化改进]对比其他小组的产品,分析自己小组产品的问题,进一步改进净水器。[拓展活动]对比自已小组的净水器和常见家用净水器,分析二者构造和净水效果差异,查阅资料了解家用净水器常使用的反渗透(RO)膜的作用,思考如何改进和提高自已小组净水器的净水效果。【课后作业】完成练习册本课时课后练习。20
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