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4 升华和凝华
教案
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一、学情分析
升华和凝华现象这两种物态变化，小学科学课中没有提及，对于涉及这两种物态变化现象，学生在日常生活中基本上是视而不见的，他们总认为固态和气态之间的变化必须经过液态阶段。因此教学中应注意学生的认知基础，以切实帮助学生澄清模糊的认识。
升华和凝华现象过程往往较为缓慢，而且气体在一般情况下是看不到的，所以这些过程难以被直接观察到。我们往往是根据观察到的结果间接分析这一过程的。因而本节重点要通过分析升华和凝华现象的利用，对学生进行分析、推理、判断的训练。
二、教学目标
1. 知道升华和凝华的概念，能在物态变化中识别升华和凝华现象；
2.通过对生活中升华和凝华现象的观察和分析，知道升华要吸热，凝华要放热。
三、重点难点
【教学重点】
升华和凝华的概念和条件。
【教学难点】
会分析升华和凝华现象。
四、教学过程
【教具准备】酒精灯、石棉网、铁架台、水、烧杯、木塞、试管、碘颗粒等。
第一板块 【创设情境 导入新课】
诗句中“忽如一夜春风来，千树万树梨花开” 中的“梨花”实际是什么？
它是由哪种物态变化形成的？
温故而知新：前面已经学过四种物态变化，那么固态和气态之间是否可以直接转化呢？
第二板块 【合作交流 探索新知】
升华
观察与思考：长时间放在衣箱中的樟脑丸为什么会逐渐变小？（樟脑丸变成气体）
冬天晾在室外冰冻的衣服，没有熔化，是怎么变干的？（冰变成水蒸气）
雪地里的雪人为什么会逐渐变小？（雪变成水蒸气）
教师总结：
物质由固态直接变为气态的过程，称为升华。
其中物体的初状态是“固态”，末状态是“气态”“直接”表示不经过液态。（注意叙述时不可漏掉“直接”二字）
凝华
观察与思考：冬天早晨叶片上出现的霜是怎么形成的？（地表水蒸气变成小冰晶）
冬天树枝上的雾凇是怎么形成的？（空中水蒸气变成小冰晶）
雪又是如何形成的？（空中水蒸气变成六角小冰晶）
教师总结：
物质由气态直接变为固态的过程，称为凝华。
其中物体的初状态是“气态”，末状态是“固态”“直接”表示不经过液态。
实验探究：碘的升华和凝华
【提出问题】升华和凝华需要什么条件？
【实验器材】酒精灯、石棉网、铁架台、水、烧杯、木塞、试管、碘颗粒。
【实验过程】
①在试管底部放少量碘，用橡皮塞塞紧试管口，将试管底端放入烧杯中微微加热。
观察试管内发生的现象，有无液态碘出现？
播放实验视频。
现象：试管中充满紫色碘蒸气，同时碘颗粒在减少，烧杯中没有液态碘出现。
说明：固态碘直接升华成碘蒸气。
②停止加热，取出试管放入冷水中，观察试管壁上出现了什么现象？冷却时有无液态碘出现？
播放实验视频。
现象： “紫烟”在慢慢消失，试管壁上附着有碘颗粒。
说明：碘蒸气遇冷凝华成固态碘。
固态碘加热后直接变为气态碘，碘蒸气冷却后直接变为固态碘，由此可以进一步得出结论：　升华吸热和凝华放热 。
升华和凝华现象分析
窗户上的冰花是如何形成的？冰花出现在玻璃窗的内侧还是外侧？为什么
室内空气中的水蒸汽遇到冷的玻璃，直接凝华成冰晶（冰花）。所以冰花是出现在玻璃窗的内侧。
用久的白炽灯为什么会变黑？
灯泡发光时钨丝吸收热量直接升华成钨蒸汽从而变细；灯泡不用时升华的钨蒸汽放出热量凝华成钨颗粒，附着在灯泡内壁上导致变黑。整个过程是先升华后凝华。
舞台“白雾”是怎么形成的？
干冰粉喷洒到舞台上，由于干冰的升华吸热使周围空气迅速降温，使空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠，从而形成“白雾”。
人工降雨的原理？
在云层合适的情况下，用飞机或火箭弹向云中播撒干冰等物质。
干冰升华吸热，促使云中的水蒸气遇冷凝华变成小冰粒，这些冰粒在下落过程中液化成水滴，水滴降落就成了雨。
六种物态变化
第三板块 【随堂练习 巩固基础】
例1.下列物态变化现象中，需要放热的是( A )。
A．雾凇的形成 B．冰雪消融
C．把沾水的手烘干 D．维持沸腾的水
例2.中秋节小明买了盒“雪月饼”，为了保持低温，工作人员在月饼包装盒内装入了一定量的“干冰”。回到家中，打开包装盒，发现周围空气出现了“白雾”，这是因为干冰在　升华 过程中　吸收 热量，使空气中的水蒸气　液化　成了小雨滴。（两空均填物态变化名称）
例3.2020年的春节也刚好赶在了有史以来最大的一次疫情，可恶的新型冠状病毒并不会在这么冷的天气下被冻死，这几天，小明在朋友圈中发现我国有些地方早晨满地是霜，有些地方也下起了大雪，有些地区有时会出现雾天，东莞又像以往出现了“回南天”。下列有关这些现象的判断正确的是( A )。
A．凝重的“霜”的形成是放热过程，是凝华现象B．飘渺的“雾”的形成是吸热过程，是升华现象C．洁白的“雪”的形是成是吸热过程，是凝华现象D．“回南天”到处形成的水珠是放热过程，是汽化现象
例4.小枫在老师的指导下，做了一个有趣的实验：在插有小树枝的封闭烧瓶中，放入一些卫生球碾碎后的粉末，然后在酒精灯火焰上微微加热烧瓶，停止加热后，烧瓶内树枝上会出现洁白、玲珑的人造“雪景”，对于这一现象，下列说法正确的是( B )。
A．“雪景”是先熔化、后凝固形成的
B．“雪景”是先升华、后凝华形成的
C．“雪景”是先升华、后凝固形成的
D．“雪景”形成过程只吸热，不放热
例5.在观察碘升华的实验中，小刚同学将碘锤浸入开水加热，小明直接将碘锤放在酒精灯火焰上加热，碘锤中都会出现碘蒸气。已知碘的熔点是114 ℃、沸点是184 ℃；水的沸点是100 ℃，酒精灯火焰温度约为400 ℃。下列说法正确的是( D )。
A．碘升华是物质从液态变为气态
B．甲图中固态碘可能先变为液态，再由液态碘变为气态碘
C．选用甲图加热方式，主要目的是为了使得碘锤受热均匀
D．做碘升华实验，选用图甲装置更加合理
第四板块 【明辨易错 精准理解】
1.夏天，人们看到冰棒周围有“白气”，冰棒纸外面有 “白霜”，这是由于( D )。
A．白气和白霜都是水蒸气凝华而成的
B．白气和白霜都是水蒸气凝固而成的
C．白气是水蒸气凝固而成，白霜是水蒸气凝华而成的
D．白气是水蒸气液化而成，白霜是水蒸气凝华而成的
【解析】①冰棒的周围冒“白气”，“白气”是由空气中的水蒸气遇到冷的冰棒液化形成的。
②冰棒包装纸上会沾有“白霜”，是空气中的水蒸气遇冷变成的小冰晶，属于凝华现象。
2.中国文化，源远流长。《诗经 秦风 蒹葭》中有一名句“蒹葭苍苍，白露为霜。”意思是芦苇密密又苍苍，晶莹露水结成霜。从物理的角度理解，以下正确的是( D )。
A．霜是由露水凝固形成的，“白露为霜”从物理的角度说是正确的
B．霜是由露水凝华形成的，“白露为霜”从物理的角度说是正确的
C．霜是由水蒸气凝固形成的，“白露为霜”从物理的角度说是错误的
D．霜是由水蒸气凝华形成的，“白露为霜”从物理的角度说是错误的
第五板块 【当堂检测 及时反馈】
1. 下列物理现象体现出的物态变化，由于凝华形成的是( B )。
A．固体清新剂散发到空中，用来清新空气
B．冬天，大雪纷飞，整个世界银装素裹
C．雨天，汽车玻璃上有一层雾，影响司机视线
D．衣橱中的卫生球，可以避免衣服遭受虫子侵蚀
2.如图所示的物态变化实例中，由于升华形成的是( C )。
3.日常生活中，人们通常用干冰或冰块对食品进行保
鲜，这是利用了( A )。
A．干冰升华吸热 B．干冰熔化吸热
C．冰块汽化吸热 D．冰块升华放热
4.2012年3月，英国科学家研发出“激光橡皮”，专门
用来去除白纸上的黑色碳粉字迹。在激光照射下纸张上的黑色碳粉直接变为高温碳蒸气，同时字迹消失。这一过程属于下列物态变化中的( A )。
A．升华 B．汽化 C．液化 D．熔化
5.金属在高温、低压下比较容易由固态直接变为气态，用此方法可以给照相机、望远镜及其他光学仪器的玻璃镜头进行真空镀膜，即在真空室内将金属或金属化合物加热，使它的蒸气喷到玻璃镜头上去，从而镀上一层极薄的金属膜，这层镀膜可以改善玻璃镜头的光学性能，这层镀膜能镀上去的原因是( C )。
A．金属粘到玻璃镜头上的
B．金属熔化后粘到玻璃镜头上的
C．金属升华后再凝华到玻璃镜头上的
D．金属凝固到玻璃镜头上
6.冻肉出冷库时比进冷库时重，主要是由于( C )。
A．冻肉中的水凝固成冰所致
B．冻肉中的水蒸发成水蒸气所致
C．冷库中的水蒸气凝华成霜所致
D．冷库中的水蒸气液化成水所致
7.滑雪是很多人喜欢的冬季运动，自然界的雪是水蒸气　凝华　而形成的，此过程中水蒸气要　放　热；当自然界降雪不足时，滑雪场需要“人工造雪”：在0 ℃以下 的天气里，造雪机喷射出水雾，这些雾滴遇到冷空气发生　凝固 ，形成“人工雪”。（除第二空外均填物态变化名称）
8.冰火花”是一种新型的液体降温材料，把它喷在人的皮肤上，会迅速凝成9 ℃的固态凝胶，几秒钟后又消失不见了，皮肤上一直没有湿黏的感觉，可以使人感到凉爽。凝胶消失的过程属于　升华 现象（填相应的物理变化名称）；这个过程需要的吸放热情况与 冰雪消融 过程是一致的（选填“冰雪消融”或“雾凇的形成”）。
9.现代医学中治疗方法叫“冷冻疗法”，即将部分组织迅速低温冷冻，使其坏死，达到不用“动刀”而治愈的目的，你能解释“冷冻疗法”的原理吗？
答：“冷冻疗法”一般要用容易汽化或升华的物质，
这种物质接触人体需破坏的组织迅速汽化或升华，
从人体组织吸收大量的热，使其坏死脱落。
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10.如图是小红做“观察碘升华”的实验装置。她的操作是：在烧杯中放少量的碘，烧杯口放一只装有冷水的烧瓶，用酒精灯给烧杯加热。
结合你的探究经历，描述小红观察到的实验现象。
答：烧瓶底部有紫红色的固体碘，用酒精灯对烧杯直接加热过程中，在烧杯中会看到紫红色的碘蒸气。
(2)交流评估时，小明查阅了部分物质的熔点、沸点(见表)，他发现碘的熔点是 113.6℃，碘的沸点是 184.25℃，酒精灯的火焰温度约 400℃，他认为小红所做的实验中，碘可能经历了由固态到液态再到气态的变化过程，小红的实验并不能得出碘升华的结论，请你针对小明的质疑，选用上述器材或补充必要的辅助器材设计一个实验，证明碘直接从固态变为气态，写出实验方案并扼要说明。
答：采用的方法是将碘颗粒放在烧瓶中，将烧瓶浸没在正在加热的热水中观察碘状态的变化。烧杯中水的温度最高为100 ℃，碘达不到熔点，不会发生熔化现象，碘一直处于固态，出现的碘蒸气只能是固体碘成的，能更好地说明碘的升华。
第六板块 【拓展延伸 能力提升】
1.有句谚语说“霜前冷，雪后寒”，你能解释这句话的
意思吗？
答：霜前冷：霜是空气中的水蒸气遇冷凝华为固体的冰晶，故霜形成之前温度要很低，故霜前要冷；雪后寒：雪熔化为水时，吸热，导致气温降低，故雪后寒。
2.冬天，地处北部山区的一些居民，为了室内的保温，
常把纸条粘在窗缝处，俗称“溜窗缝”。为了使纸条
不因潮湿而脱落，通常把纸条粘在室外的窗缝处。请你用学过的物态变化知识解释：为什么不把纸条粘在室内的窗缝处？
答：冬季室内温度比室外温度高，当室内空气中的水蒸气遇到较冷的窗玻璃使，就会液化成小水珠，
若把纸条粘在室内窗缝处，纸条很容易受潮脱落。
第七板块 【总结反思 知识内化】

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