资源简介

1.4 物质性质的探究
素养目标
1．化学观念：通过阅读课本、查阅资料以及生活经验总结，知道化学性质、物理性质的概念，知道二者的区别，并能正确加以区分。
2．科学思维：通过金属铜化学性质的探究，知道化学实验室中心环节，假设需要用实验去证实，结论来自实验事实。
3．科学探究与实践：通过对教材探究活动的实验现象进行观察和描述，初步学会科学探究的方法。
4．科学态度与责任：通过铜片加热变黑的主题探究，让学生初步感受到科学探究既是我们的学习方法，同时也是我们的学习内容
教学重难点
1．教学重点：金属铜化学性质的探究。
2．教学难点：金属铜化学性质的探究。
教学过程
【情境导入】
当你进入加油站，你首先会注意到的是入口处和油泵周围显眼位置上挂着的警告标志，这些标志上通常有“禁止吸烟”和“请勿使用手机”的图像，有的还附有文字说明。这是为什么呢？
思考：汽油的挥发和汽油的燃烧有何不同？
【合作探究】
探究点一 物质的性质
提出问题 物质本身有许多固有的属性，哪些是通过化学变化表现出来的性质，哪些是不需要通过化学变化就表现出来的固有性质呢？
讨论交流 学生阅读教材，讨论相关问题，了解物理性质和化学性质。
归纳总结
物理性质和化学性质的区别与联系
类型 物理性质 化学性质
概念 物质不需要发生化学变化就表现出来的性质 物质在化学变化中才能表现出来的性质
性质确定 由感觉器官直接感知或仪器测知 通过化学变化可知
性质内容 颜色、状态、气味、熔沸点、硬度、溶解性、挥发性、密度、导电性、导热性等 可燃性、助燃性、氧化性、稳定性、毒性、腐蚀性、酸性、碱性等
区别 物质的性质是否需要在化学变化中表现出来
[总结并过渡]科学探究是收集证据和作出解释，进行发现、创造与应用的科学实践活动，也是获取科学知识、理解科学本质、认识客观世界的重要途径。
下面我们就通过铜受热变黑的化学实验来学习科学探究的方法。
探究点二 铜受热变黑原因的探究
提出问题
回顾[实验1-4]，将一小段光亮的铜片在酒精灯火焰上加热片刻，铜片的颜色有什么变化？为什么？（引导观看《加热铜片》实验视频，通过观察到的实验现象引导学生思考：为什么会变黑？引导学生作出假设）
形成假设
假设1：（1）如果铜片上附着的黑色物质是烟灰，则很容易抹去；
如果把铜片加热，而火焰没有与铜片接触，则金属将不会变黑。
假设2：可能是铜与氧气反应生成的黑色物质。
设计实验并实施实验
【实验1-15】
实验操作 现象 结论
用洁净的白色抹布轻轻擦一擦已冷却的铜片黑色部分 仍然是黑色 黑色物质，不是烟灰，猜想1错误
将铜片装在敞口的试管中加热 铜片逐渐由红色变为黑色 不是烟灰，可能是铜与氧气反应生成的新物质
【实验1-16】
实验操作 现象 结论
将铜片用铝箔严密包裹，隔绝空气加热，冷却后打开包裹的铝箔 铜片不变色 是铜与氧气反应生成的黑色物质
获取证据、分析解释
现象 铜片在隔绝空气加热后不变色
判断 假设1错误，假设2正确。
解释 [实验1-15]说明：铜片在空气中经酒精灯加热后变黑，黑色物质不是烟灰。
[实验1-16]说明：铜片在隔绝空气的条件下加热，不变色。据此可知：铜片在敞口的试管中加热后变黑，是因为铜片在空气中发生了化学反应，生成了黑色的新物质。
形成结论
从铜片在空气中受热变黑的现象出发，提出探究问题，结合已学知识和生活经验作出假设，依据假设分别设计和实施实验，根据实验过程中获取的证据进行分析和解释，进而形成结论。
铜片在加热的条件下，在空气中发生了化学反应，生成黑色物质。
[思考]1.生成的黑色物质是什么？2.铜片与空气中的什么物质发生了反应？
反思评价
实验操作 【实验1-17】将铜片直接在酒精灯上多加热几分钟，冷却，用小刀将铜片表面生成的黑色物质刮落到干净的纸上，反复数次，使得到的黑色物质足够多，再移入试管中，滴加少量稀硫酸。对照在【实验1-13】中观察到的现象，说明铜在空气中受热生成了什么？
现象 黑色物质逐渐消失，溶液变为蓝色。
反思评价 铜在空气或氧气中受热生成的黑色物质是氧化铜，所以上述结论正确
表达与交流
以上铜片发生的化学反应可用文字表达：
铜 + 氧气氧化铜
(Cu) (O2) (CuO)
2.同学们就以上现象、解释和结论发表自己的意见，互相讨论交流，可提出其他预测和实验证实的思路。
信息技术与化学实验
实验装置
概念：是由数据采集器、传感器和配套软件组成的能与计算机连接，用于采集定量数据的数字化智能实验技术系统，可采集实验过程中的气体含量、温度等数据。
提出问题：铜片和空气中的什么物质发生了反应？
实验验证：使用氧气传感器定量测定反应过程中氧气含量的变化。
得出结论：铜受热一段时间后，装置中的氧气含量不断减少，证明铜与氧气发生了反应。
思路与方法导引
科学探究的一般过程：提出问题→形成假设→设计并实施实验→获取证据→分析解释→分析结论→建构模型→反思评价→表达交流（环节3也可以是“设计并实施调查方案”）
化学实验是中心环节，假设需要用实验区证实，结论来自实验事实。
实践活动 探究人体吸入和呼出气体成分含量的差异
提出问题 我们一生中不断吸入空气和呼出气体，吸入和呼出的气体成分含量有没有差别呢
提示信息 1.木条燃烧要有氧气参与，氧气含量越多，燃烧越旺。2.二氧化碳与澄清石灰水作用，使石灰水变浑浊。当参与作用的二氧化碳含量较多时，浑浊现象出现得较快，且较明显。
形成假设
吸入空气中氧气的含量大于呼出气体中氧气的含量。
预测：可用燃着的木条检验氧气含量
呼出气体中二氧化碳的含量大于吸入空气中二氧化碳的含量。
预测：可用澄清石灰水检验二氧化碳含量
设计并实施实验
步骤1：取两个空集气瓶，用玻璃片将瓶口盖好作为空气样品；
步骤2：再用排水法(如图)收集两瓶呼出气体。
（观看《排水法收集呼出气体》实验视频）
借助图示设计实验，验证假设1和假设2。
图示 实验步骤 实验现象与结论
将燃着的木条分别伸入盛有空气、呼出气体的集气瓶中，观察现象。 现象：盛有空气的集气瓶中无明显变化；盛有呼出气体的集气瓶中燃着的木条很快熄灭。结论：呼出气体中氧气的含量比空气中的少。
向一瓶空气样品和一瓶呼出气体的样品中各滴入相同滴数的澄清石灰水，振荡，观察现象并记录 现象：盛有空气的集气瓶中澄清石灰水无明显变化；盛有呼出气体的集气瓶中澄清石灰水变浑浊结论：呼出气体中二氧化碳的含量比空气中的多。
解释与结论
气体 二氧化碳 氧气
吸入气体 含量较少 含量较多
呼出气体 含量较多 含量较少
除了以上实验方法，我们还可以运用手持技术数字化实验，通过氧气传感器和二氧化碳传感器定量测量吸入和呼出的气体中氧气、二氧化碳的含量。
归纳总结
物质在化学变化中才能表现出来的性质叫作化学性质，不通过化学变化就能表现出来的性质叫作物理性质。
通过学习，我们知道铜的化学性质的探究是按以下过程进行的：
提出问题→形成假设→设计并实施实验→获取证据→分析解释→分析结论→建构模型→反思评价→表达交流
【板书设计】
1.4 物质性质的探究
一、物理性质
不通过化学变化就能表现出来的物质性质叫做物理性质。
二、化学性质
不通过化学变化就能表现出来的物质性质叫做物理性质。
三、科学探究的过程：
提出问题→形成假设→设计并实施实验→获取证据→分析解释→分析结论→建构模型→反思评价→表达交流
除了使用实验方法，我们还可以运用手持技术数字化实验。
作业布置 请完成对应课时作业。
【教学反思】
成功之处 本堂课实验较多，有别于以往课堂的教学模式，课堂气氛活跃，师生互动效果显著，增强了学生学习化学的浓厚兴趣
不足之处 设计问题有些理论化，应从学生生活中的实例提出问题

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