资源简介

1.4 物质性质的探究
素养目的
1.认识物质的性质。
2.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。
教学重点
1.物理性质和化学性质。
2.科学探究的一般过程。
教学难点
科学探究的一般过程
教学课时
一课时
教学用具
铜片、铝箔、稀硫酸、澄清石灰水；
试管、酒精灯、火柴、坩埚钳、抹布、小刀、白纸、两个集气瓶、导管、水槽、水。
教学过程
[复习提问]什么是物理变化、化学变化？它们的本质区别是什么？
[引入新課]镁、汽油等在氧气中都能燃烧，这种性质必须在化学变化过程中才能表现出来。
[板 书]1.物质在化学变化中才能表现出来的性质叫作化学性质。
如：可燃性、氧化性、还原性、酸性、碱性……
2.不需要发生化学变化就能表现出来的物质性质叫作物理性质。
如：颜色、状态、气味或味道、熔点、沸点、密度、硬度、挥发性延展性、导电性、导热性……
3.化学性质与物理性质的区别：是否需要通过化学变化表现出来。
[讲 解]物理性质和化学性质是物质的重要属性。我们要正确有效地利用物质就必须了解和研究物质的物理性质和化学性质。通常，物质的物理性质可直接观察或用物理方法去测定，而化学性质则要通过化学实验去观察和确定。
[交流讨论]物质的性质和物质的变化的区别和联系是什么？
[总 结]区别：性质是物质的固有属性，是变化的内因；变化是一个过程,是性质的体现。
联系：物质的性质物质的变化。
[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。
[探究活动]铜受热变黑原因的探究。
提出问题
[回 顾]【实验1-4】中，将一小段光亮的铜片，在酒精灯火焰上加热片刻，观察到铜片表面变黑。
[提出问题]为什么铜片的颜色发生这种变化？
形成假设
[交流活动]请同学们根据自己的生活经验，对铜片变红的原因作出假设，并根据假设进行验证方案的设计与现象的预测。
[汇 报]请同学汇报自己对铜片变红的原因的假设及现象预测，教师注意引导其他同学进行补充和评价，并提出可行的建议。
[形成假设]
假设 预测
假设1 铜片变黑是因为火焰中的烟灰附着在铜片上 （1）如果铜片上附着的黑色物质是烟灰，则应很容易抹去
（2）如果把铜片放在试管中加热，火焰没有与铜片接触，则金属将不会变黑
假设2 铜片变黑是因为它在空气中发生了化学反应 （3）若将铜片在真空或隔绝空气的条件下加热，铜片的颜色将不变
设计并实施实验
[学生实验]组织学生分组进行课本P23【实验1-15】，验证假设1的正误。
步骤（1）：用洁净的白色抹布轻轻擦一擦已冷却的铜片黑色部分。
步骤（2）：将一段光亮的铜片装在敞口的试管中，用酒精灯火焰加热试管，观察铜片是否变色。
[学生实验]组织学生分组进行课本P23【实验1-16】，验证假设2的正误。
步骤：用银白色的佥属铝箔将铜片严密包裹，压紧，不留空隙，以保证隔绝空气，然后加热铝箔定时间后停止加热，待冷却后打开包裹的铝箔,观察铜片是否变色。
获取证据
[实验记录]
【实验1-15】（1） 【实验1-15】（2） 【实验1-16】
现象 黑色不能被擦掉 铜片表面变黑 铜片不变黑
判断 预测（1）不符合，假设1错误 预测（2）不符合，假设1错误 预测（3）符合，假设2正确
分析解释
[讲 解]假设1错误，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。
假设2正确，说明铜片在隔绝空气的条件下加热,不变色。
形成结论
[学生活动]组织学生相互交流，用科学、简洁的语言描述实验结论。
[总 结]：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。
反思评价
[思 考](1)生成的黑色物质是什么？
(2)铜片和空气中的什么物质发生了反应？
[交流讨论]组织学生进行交流，讨论问题的答案及验证方法。
[总 结]问题(1)，生成的黑色物质是氧化铜，可以利用实验证明。
问题(2)，铜片是与空气中的氧气发生了化学反应，可以利用手持技术数字化实验证明。
表达交流
[提出问题]我们应该如何表示铜片在空气中加热发生的化学反应。
[讲 解]铜片发生的化学反应可用文字表达(括号里给出的是相应物质的化学符号)：
铜 + 氧气氧化铜
Cu O2 CuO
[讲 解］在文字表达式中，“+”读作“和、与、跟”，“→”读作“生成”。
[交流讨论]请同学们就以上现象、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。
[总 结］通过对铜受热变黑原因的探究，我们经历了一个完整的科学探究过程，知道科学探究的一般过程包括了8个环节：提出问题 → 形成假设 → 设计并实施实验 → 获取证据 → 分析解释 → 形成结论，建构模型 → 反思评价 → 表达交流。
[讲 解］化学实验是科学探究的中心环节，假设需要用实验去证实，结论来自实验事实。其中环节3“设计并实施实验”，既可以是以现象证据为主的定性实验，也可以是以数据证据为主的定量实验。
[学生活动］组织学生分组行进以现象证据为主的定性实验：验证铜片在空气中加热生成氧化铜。
[活动报告］验证铜片在空气中加热生成氧化铜
提出问题 铜片在空气中加热生成的黑色物质是什么
设计并实施实验 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
获取证据 黑色物质逐渐溶解,无色液体逐渐变蓝
形成结论 黑色物质是氧化铜
[布置任务]阅读课本P25“信息技术与化学实验内容”，总结以数据证据为主的定量实验（利用手持技术数字化实验探究铜和氧气的反应）的探究过程。
[总 结］利用手持技术数字化实验探究铜和氧气的反应。
提出问题 铜片在空气中加热时，和空气中的什么物质发生了反应？
设计并实施实验 使用氧气传感器定量测定反应过程中氧气含量的变化,实验装置如图:
获取证据 实验记录：分析解释：铜受热一段时间后，装置中的氧气含量不断减少。
形成结论 铜与空气中的氧气发生了反应
[过 渡]我们生活在空气中，生命需要不停的呼吸。那么，我们吸入的空气与呼出的气体相比，它们的各种成分的含量有什么不同？下面我们一起来探究 人体吸入和呼出气体成分的含量。
[实践活动]组织学生根据课本P26-27实践活动内容提示进行活动，并按照科学探究的一般过程将各环节的内容补充完整，完成实验报告。
[实验报告]
提出问题 人体吸入和呼出的气体成分含量有没有差别
形成假设 ①吸入空气中氧气的含量大于呼出气体中氧气的含量；②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
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
设计并实施实验 （1）取两个空集气瓶，用玻璃片将瓶口盖好,作为空气样品。（2）用排水法收集两瓶呼出气体。
（3）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 （4）分别向盛有空气、呼出气体的集气瓶中各滴入相同滴数的澄清石灰水，振荡，观察现象
获取证据 盛有空气的集气瓶中燃着的木条无明显变化；盛有呼出气体的集气瓶中燃着的木条很快熄灭 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
分析解释 吸入空气中氧气的含量大于呼出气体中氧气的含量，假设①成立 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，假设②成立
形成结论 呼出的气体中氧气的含量比空气中的少,二氧化碳的含量比空气中的多
反思评价 除了以上实验方法,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
课后作业
完成练习册本课时课后练习。

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