第一单元　化学是认识和创造物质的科学教学设计方案

化学是打开物质世界的钥匙

徐州市田家炳中学 刘

刚

一、教学分析

本节为高中化学必修2专题四第一单元第一节内容，本专题试图帮助学生在必修模块最后的学习中，形成对化学学科较为整体、全面的认识，了解化学在科技进步、社会发展中所起的重要作用，进一步引领学生走进化学世界。教学上我力图避免单纯的讲授化学知识或介绍化学史，而是以充分调动学生探索知识的欲望，体验化学是打开物质世界的钥匙的情感为核心目标。

二、学情分析

学习高中化学知识近一学年,有一定的知识储备量,具备一定的自主学习和问题探究等能力,能够通过阅读资料等方式自主学习并归纳总结。

受知识水平的限制,对现代科学技术的认识存在一定的局限性。

三、教学目标

1.通过金属活动性与金属开发年代与冶炼方法的对比,构建物质世界的认识离不开实验探究和理论的支持基本观念。

2.在实验基础上不断深化对酸碱的认识，了解人类对物质世界认识的过程,认识科学研究的方法。

四、教学重难点

重难点：金属的认识历程;人类对酸碱认识的发展

五、教学过程

情境创设：火的使用使人类吃上了烤肉，结束了人类茹毛饮血的生活，标志着社会进入文明时代，也为物质的探究开辟了先河。

你知道原始人用什么方法取火吗？

随着社会科技发展我们对火的驾驭能力日益精进，现实生活中有哪些取火方法？

（生答：打火机、火柴、凸透镜取火、燃气灶压电陶瓷、电子脉冲点火、汽车电容二极管即高压电点火等）

没有这些工具，我们能否通过纯化学的方法点火呢？

趣味实验：（吹气生火）：学生通过玻璃管向包裹过氧化钠的脱脂棉吹气，脱脂棉燃烧

过渡：神奇吗？我们化学上还有很多类似的方法可以生火，化学给不给力？下面请大家和我一起走进神奇的化学世界，了解她的前世、今生和未来！

一、化学的的前世---源于生活，服务于生活

有了火使人类终于吃上了烤肉，但是想喝炖汤怎么办？

机智的祖先发现黏土用火烧一烧会变硬，于是发明了陶器，进而演变为精美的瓷器，再后来有了青铜器，铁器等。

人类使用青铜器历史已经有6000多年，而铁却只有约2500年，为何铜的开发利用要早于铁？

请大家完成学案上交流讨论内容，解决以下问题。

交流讨论：1、请大家根据所给数据说明这些金属的活动性与人类开发、利用这些金属的时间先后的关系？

约200年前

约6000年前

约6000年前

K Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （H） Cu Hg Ag Au 约2500年前

2、根据已有的化学知识，选出2~3种金属单质，说明它们的制备方法，并写出有关化学方程式，如果是氧化还原反应，请指出反应中的还原剂、并标出电子转移的方向和数目。 2NaCl（熔融）Fe2O3+3CO2Ag2O2Na+ Cl2↑

2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑

2Fe+3CO2

CuSO4+Fe=Cu+FeSO4

2Hg+ O2↑

...... 4Ag+O2↑

2HgO 3、尝试用氧化还原反应的知识解释金属冶炼的实质，通过观察比较你是否发现金属活动性与冶炼方法之间存在一定规律？

金属冶炼的实质：M + ne- = M 金属冶炼方法:

电解法K Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （H） Cu Hg Ag Au n+

还原法

热分解法物理法

从理论角度分析，金属越活泼对应的阳离子越稳定，因此被还原成单质越困难，开发利用一般也较晚。

所以铜的开发利用要早于铁。

学以致用：某银白色金属，能与大多数非金属反应，易氧化，能与水作用，生成氢氧化物和氢气，在高温及氧气中燃烧会生成过氧化物；金属活动性顺序位于钾、钠之间，冶炼该金属应选择的冶炼方式？

过渡：可见，理论对实践有着的重要的指导意义，酸、碱是化学中很常见的两类物质，人究竟什么是酸、碱？酸碱理论的发展又经历了怎样的过程？

感知酸碱：桌上有A、B两瓶未知溶液，在不借助任何仪器和试剂的前提下，你能否凭感观判别它们的酸碱性？

学生借助于看、闻、触摸等方式感知：A-酸性物质（有酸味

），B-碱性物质（有滑腻感

）。

过渡：感觉因人而异,有没有客观的标准来判断溶液的酸碱性呢？

探知酸碱：学生分组实验，利用PH试纸测出A、B溶液的PH值，并判断溶液的酸碱性。

A溶液PH=______,为_______溶液；B溶液PH=_______,为_______溶液。

标签展示：A是醋酸溶液，B是碳酸氢钠溶液

问题解决：1、根据以前所学物质分类的标准判断CH3COOH属于哪类物质？你有何理论依据？

阿伦尼乌斯的电离学说认为：电解质电离时产生的阳离子全是氢离子的化合物是酸，电解质电离时产生的阴离子全是氢氧根离子的化合物是碱。

2、写出NaHCO3的电离方程式____________________________________________________。 根据电离学说NaHCO3又是何种物质？

碳酸氢钠既不是酸也不是碱。

可是NaHCO3溶液明明显碱性，根据电离理论它却不属于碱，我是不是可以认为电离理论不够完美，酸碱理论应该进一步向前发展才对。

3、3、下面我们就对NaHCO3的性质再探究，希望能对酸或碱有进一步的认识。

请大家完善NaHCO3分别与盐酸和氢氧化钠的实验方案，并进行必要的分析。

实验一：取少量NaHCO3溶液于试管中滴加少量稀盐酸，现象：________________________, 结论：NaHCO3

____（填能/不能）与盐酸反应，若反应，离子方程式为:_______________。

HCO3可以像OH那样接受_______，从而使NaHCO3溶液显________（填：酸性或碱性）。

实验二：取少量NaHCO3溶液于试管中，滴加少量BaCl2溶液，现象：_________________，

继续滴加少量NaOH溶液,现象：________，

该沉淀可能为________，产生参与沉淀的CO3的离子方程式为__________________________________________。

结论：NaHCO3 ____（填能/不能）与NaOH溶液反应，HCO3可以给出_________，从而使NaHCO3溶液显________（填：酸性或碱性）。

这就向我们提供了一个新的视角来认识酸碱，这就是酸碱质子理论，

请大家阅读课本P94相关内容，概括酸碱质子理论的要点。

理论升华

酸碱质子理论：凡是能给出质子的物质都是酸，

凡是能接受质子的物质就是碱，

既能给出质子又能接受质子的物质是两性物质。

学以致用：根据酸碱质子理论，以下物质哪些属于酸？哪些属于碱？

①H2SO4

②NaHCO3

③Na2CO3

④NaOH ⑤CH3COOH ⑥Fe(OH)3 ⑦Al(OH)3 ⑧(NH4)2CO3

过渡：经历了由感性到理性，由宏观表象到微观本质的过程之后，酸碱理论不断向前发展。

二、化学的今生--理论指导，深入认识世界

你知道化学的发展过程还有哪些重要的理论呢？

归纳小结：

1、经典原子分子论---以道尔顿原子论、分子结构和原子价键理论为中心内容

2、元素周期律---揭示了元素之间的内在联系，在哲学、自然科学、生产实践各方面都有重要意义

3、质量作用定律---奠定了化学反应动力学基础

4、人工合成尿素---彻底动摇了“生命力”论，使有机化学得到迅猛发展

5、鲍林的氢键理论和蛋白质分子的螺旋结构模型---为DNA分子双螺旋结构模型奠定了基础

这些理论帮助人们发现许多结构和性质关系的初步规律，为预测化学反应的可能性、判断化学反应的方向提供理论指导，为合成化学的发展指明了方向，为功能材料的设计提供了-2---

依据。对化学科学的发展乃至社会经济的进步无不产生巨大影响，感兴趣的同学可以在课后做适当的了解和延伸。

三、化学的未来--科技引领，探索无止境

20世纪，现代物理技术、测试手段的发展，使观察微世界成为可能。借助于光学显微镜、电子显微镜、扫描隧道显微镜人类目前已经观测到原子的组成，并实现了原子或分子的操纵。

观看视频：下面就让我们一起走进微观世界，了解化学科学发展的前沿动态。

化学世界美不美？

结束语：化学科学发展的历史，是一部人类逐步深入认识物质组成、结构、变化的历史，也是一部合成、创造更多新物质，推动社会经济发展和促进人类文明进步的历史。

不论前世、今生还是未来，化学在帮助我们打开物质世界的同时，也散发着独特的魅力。为了我们自身和人类美好的明天，需要我们在座的每位同学都更加努力地学好化学！

随堂检测：

1.

从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限，之所以有先后，主要取决于（ ） A.金属的导电性强弱 B.金属在地壳中的含量多少

C.金属的化合价高低 D.金属的活动性强弱

2.金属钛可以通过如下反应冶炼：TiCl4+4Na ======== 4NaCl+Ti，该冶炼方法属于（ ）

A．热分解法 B．热还原法 C．电解法 D．都不属于 3.下列事实得出的结论错误的是（ ）

A.维勒用无机物合成了尿素，突破了无机物与有机物的界限

B.门捷列夫在前人的基础上发现了元素周期律，表明科学研究既要继承又要创新

C.C60是英国和美国化学家共同发现的，体现了国际科技合作的重要性

D.科恩和波普尔因理论化学方面的贡献获诺贝尔化学奖，意味着化学已成为以理论研究为主的学科

4.酸碱质子理论认为，凡是能给出质子的分子或离子都是酸；凡能接受质子的分子或离子都是碱。按此观点，下列粒子既属于酸又属于碱的是（ ）

①H2O ②CO3 ③Al ④CH3COO ⑤NH4 ⑥H2PO4

A．②③ B．①⑥ C．④⑥ D．⑤⑥

2- 3+-+-

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