《物质的分类及转化》教学设计

  一、教材分析

  “物质的分类及转化”是人教版化学必修1第一章《化学物质及其变化》第一节内容,是完成初高中课程内容衔接的重要载体,其将初中所学的单一、孤立的物质及反应梳理扩展为高中阶段多样、系统的物质反应体系,渗透分类观、物质转化观等化学学科学习的基本思想方法,旨在用其发现物质及变化的规律,并预测物质的性质及可能发生的变化。本部分内容在《普通高中化学课程标准(2017年版)》中属于主题2:常见的无机化合物及其应用这一部分,内容要求“认识元素可以组成不同种类的物质,根据物质的组成和性质可以对物质进行分类;同类物质具有相似的性质,一定条件下各类物质可以相互转化;认识胶体是一种常见的分散系”。具体先介绍了物质分类的方法,并从多种分类的角度来认识物质世界;根据分散质微粒直径大小来分引入了胶体这一基本概念,补充了初中对混合物体系的认识,进而精选代表物质,探寻了从“单质-碱性氧化物-碱-盐”以及“单质-酸性氧化物-酸-盐”分别代表含金属或非金属元素物质之间的转化规律,并用其指导生产生活实际。通过本节课内容的学习,学生不仅需要将初中所学的知识由点构成线合理关联起来,更需要在掌握的事实性知识的基础上开始建构并逐步形成基本的化学学科观念,指导高中阶段后续内容的学习,从而实现学科素养的提升。

  二、学情分析

  通过初中阶段的学习,学生已经掌握一些典型物质的基本性质,涉及单质、氧化物(金属氧化物和非金属氧化物)、酸、碱、盐等物质类别。但学生的知识是单一的,分散的没有进行系统地整合,也就不能更清晰地认识其中所蕴含的规律。而高中阶段,学生将面临的不再是单一的物质,而往往是复杂的实际的甚至是陌生的物质体系,更迫切地需要学科思想方法的指导,由此可分析学生的发展点如下:

  1.基于分类思想,构建化学知识框架,并在后续学习中不断丰富,形成化学学科学习的基本模式。

  2.认识物质转化基本规律,将初中记忆型的思维模式进阶成高中阶段推理型的思维模式,提高学习兴趣。

  3.学会迁移,将本节的学习策略迁移至化学学科其他思想方法的习得过程中,在面对复杂陌生的化学问题时,能有理可循,有据可依。

  三、教学目标

  1.基于分类观,按照元素组成,能对已知物质按不同分类标准进行简单分类,利用树状分类法、交叉分类法等建立元素与物质的联系。

  2.学会从微粒大小角度对混合物进行分类,理解分散系、胶体等基本概念,掌握胶体的重要性质。

  3.基于物质类别探究物质转化的规律,掌握单质、氧化物、酸、碱、盐之间的联系及转化特征。

  4.能应用分类观及物质转化规律解决实际问题。

  四、教学重点

  1.建立分类观,并能将已有知识进行系统整合。

  2.准确理解胶体概念,掌握胶体重要性质。

  3.理解物质转化规律并用其解决简单问题。

  五、教学难点

  1.建立分类观,并用其探寻物质转化规律。

  2.利用物质转化规律解决实际问题。

  六、教学过程

  (一)环节一

  1.结合实例,引入分类法,明确其应用价值。

  教师引导:【引入】展示图书馆或超市分门别类摆放物品的实例,明确分类法在实际应用中的重要性,列举“交叉分类法”“树状分类法”等分类方法。

  学生活动:感受分类法的优点,明确分类法需要概括物质共性,确定分类标准,标准不同,分类结果会有差异。

  设计意图:生活中的分类例子学生熟悉,更有代入感,感兴趣的同时更能强化分类的重要应用。同时明确分类需要有标准,找共性,作为后续分析一类物质的共同性质提供理论基础。

  2.实践活动,应用分类法将物质进行分类。

  教师引导:【任务1】将“物质”进行分类,明确各类物质共性(定义),并举例说明。

  学生活动:将物质进行分类如下:

  设计意图:将初中所学单一物质进行系统分类,为后续寻找同类物质的共性做铺垫。

  (二)环节二

  1.引入分散系,胶体等概念。

  教师引导:

  【问题】混合物是否可以再分?回顾溶液、浊液的概念,总结共性,得出分散系概念。依据分散质、分散剂的状态将分散系分类,并举例;依据分散质粒子的大小分类,引入胶体的概念,并举例。

  学生活动:

  (1)回顾溶液、浊液,归纳得出分散系概念。

  (2)将分散系分类,引出胶体定义,即分散质粒子直径为1-100nm。

  设计意图:回顾已学,培养学生归纳总结的能力,将混合物进行再分类,弥补物质分类时的空缺。

  2.实验探究胶体的性质。

  教师引导:【演示实验】用激光笔分别照射硫酸铜溶液及新合成的氢氧化铁胶体,观察实验现象,获得胶体性质,列举生活中的丁达尔现象。

  学生活动:观察实验现象,获得胶体性质-丁达尔效应,思考理解丁达尔效应产生的原因。

  设计意图:引导学生从宏观现象和微观本质探究胶体性质,通过观察、分析等方法获得结论。

  3.鉴别、分离提纯胶体。

  教师引导:【任务2】基于性质,鉴别氯化钠溶液及淀粉胶体,并设计实验,将其混合物进行分离。

  学生活动:【学生实验】依据分散质粒径大小不同,利用半透膜设计实验分离胶体及溶液,并检验是否成功分离

  设计意图:诊断评价学生对胶体本质及性质掌握情况,训练学生实验能力,深化对胶体的理解。

  (三)环节三

  1.探究单质-氧化物-酸(碱)-盐之间的转化规律

  教师引导:【任务3】将初中所学代表性物质进行分类,以Ca、CaO、Ca(OH)2、CaCO3为例探究金属单质、碱性氧化物、碱、盐之间的转化规律;以C、CO2、H2CO3、CaCO3为例探究非金属单质、酸性氧化物、酸、盐之间的转化规律。

  学生活动:结合具体实例,归纳总结单质-氧化物-酸(碱)-盐之间的转化规律,完成反应方程式的书写。

  设计意图:将初中所学知识进行归纳整合,基于分类法,寻找物质之间的转化规律。

  2.基于已知,总结酸、碱、盐的通性。

  教师引导:【任务4】结合实例,总结酸、碱、盐的通性。

  学生活动:思考讨论,归纳总结酸、碱、盐的通性.

  (1)酸的通性:使指示剂变色;

  与活泼金属反应生成盐和氢气;

  与碱性氧化物反应生成盐和水;

  与碱反应生成盐和水;

  与盐反应生成新盐和新酸。

  (2)碱的通性:使指示剂变色

  与酸性氧化物反应生成盐和水;

  与酸反应生成盐和水;

  与盐反应生成新碱和新盐。

  (3)盐的通性:与金属反应生成新的金属和新盐(金属活动性规律);

  与酸反应生成新盐和新酸;

  与碱反应生成新盐和新碱;

  与盐反应生成两种新盐(符合复分解反应规律)。

  设计意图:总结归纳酸、碱、盐的反应规律,体现物质类别是在探究物质转化中的重要依据。培养学生归纳总结提升的能力。

  3.基于以上两点探究,利用“八圈图”,完善各物质之间的转化关系。

  教师及学生活动:共同完成“八圈图”的书写。

  设计意图:“八圈图”是物质转化规律的集中体现,也是重要的工具,可用于深入理解物质类别与各类物质之间转化的关系,也可用于设计物质转化的路径。

  (四)环节四

  教师引导:【任务5】以硫磺为原料,基于物质转化规律,设计实验,制备亚硫酸钠。

  学生活动:

  (1)明确原料及产物物质类别。

  (2)依据“八圈图”设计反应路径,鼓励设计多条路径完成制备。

  (3)书写制备过程中涉及的反应方程式。

  设计意图:诊断并评价学生对物质分类及物质转化规律的掌握程度,体会分类观、转化观在解决实际问题中的应用价值。

  七、板书设计



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