九年级科学上册 2.5 物质的转化（第3课时）教案2 （新版）浙教版-（新版）浙教版初中九年级上册自然科学教案.doc

物质的转化（第3课时）
教材使用
浙江教育出版社 《科学》 九年级（上） 第二章 第5节 物质的转化
教材分析
以物质分类为主线，研究物质之间的相互转化，是科学研究的基本方法。通过金属冶炼实验探究：碳还原氧化铜、氢气还原氧化铜、一氧化碳还原氧化铜这三个实验。从原理和操作、现象等各方面进行具体对比分析，归纳比较常见的实验操作要点及原因分析，建立还原剂、氧化剂、氧化反应、还原反应等概念，这几个概念容易混淆。教科书中第一次出现了纯度问题，基础不够扎实的学生，容易出错。且内容较多，一个课时处理，课堂容量较大。
学情分析
初三学生有较强的求知欲望，并且有一定的自学能力和分析归纳能力。本节教学通过实验观察，分析实验现象，归纳金属冶炼的原理。通过实验原理和操作、现象等各方面进行具体对比分析，归纳比较常见的实验操作要点及原因分析，建立还原剂、氧化剂、氧化反应、还原反应等概念。教科书中第一次出现了纯度问题，基础不够扎实的学生，容易出错。教学中可将此类计算分步设计，帮助学生理清思路，举一反三，使学生掌握有关纯度的计算。
教学目标
一、知识技能
1.了解金属冶炼的原理，建立还原剂、氧化剂、氧化反应、还原反应等概念
2．学会有关纯度的计算
二、过程方法
1．能从元素组成和化学反应两个角度进行计算，通过纯度问题的计算，提高学生的分析和计算能力。
2．通过氢气还原氧化铜实验，发展学生观察能力、分析归纳能力。
三、情感、态度、价值观
1．学习有关金属提炼和利用的知识，树立珍惜资源的情感
2．通过对二氧化硫、一氧化碳等有毒气体的处理，提高学生环保意识和安全意识。
3．通过对生活中的一些材料的来源的了解，提高学生关注生活的意识，提高学生学习的兴趣。
[教学重点与难点]
重点：1.建立还原剂、氧化剂、氧化反应、还原反应等概念
2.学会有关纯度的计算
难点：1.建立还原剂、氧化剂、氧化反应、还原反应等概念
2.学会有关纯度的计算
课前准备
实验：木炭、氧化铜、药匙、酒精灯、试管、铁架台、带橡皮塞的导管、烧杯、石灰水、氢气制取装置。

教学过程
教学预设
设计意图
一、 新课引入
问题：在自然界中仅有少数金属以游离态的形式存在，大部分金属则以化合物的形式存在，为什么?
大部分金属都比较活泼，在空气和土壤中易与其他物质反应而生成化合物。
由于人类所需的金属主要是游离态，所以需要通过冶炼将化合物变为单质。常用的金属冶炼的主要方法是碳与金属氧化物在高温下反应，碳夺取金属氧化物在中的氧，得到金属。

通过金属是从矿物中提炼，让学生认识到金属的冶炼原理，使化学原理、计算和生产相结合有利于学生主动参与学习，同时树立珍惜资源的意识。

二、 新课教学
金属化合态 金属游离态
方法一：碳与金属氧化物在高温下反应，碳能夺取金属氧化物中的氧。
实验：碳与氧化铜的反应
指导学生观察思考：石灰水发生了什么变化？试管里的粉未发生了什么变化？在反应中生成了什么物质？
现象：加热一段时间后，发现试管壁出现（亮红色、有金属光泽的铜），澄清石灰水变（浑浊），说明（碳和氧化铜发生了化学变化）。
木炭跟氧化铜反应，生成了（铜）和（二氧化碳）
化学方程式：C + 2CuO CO2 ↑+ 2Cu
提问：木炭还原氧化铜的反应条件是什么？它属于什么反应类型？
讲解：反应中，碳得氧生成二氧化碳，氧化铜失氧生成铜。在这个反应中，木炭夺取了氧化铜中的氧生成二氧化碳，木炭是还原剂，具有还原性。氧化铜失去了氧被还原为铜。
方法二：CO夺取金属氧化物中的氧高温
化学方程式：
C + CO2 2CO CO +CuO Cu + CO2
方法三：氢气也能将金属氧化物变成游离态金属。
讲述：我们在点燃氢气前必须先验纯，因为空气中混有氢气的体积占总体积的4%～74.2%，点燃时就会爆炸，这个范围叫爆炸极限。！
实验：用氢气还原冷却后的氧化铜（以上步骤的产物）
[问题] （1）怎样固定盛有氧化铜的试管？为什么要这样做？
[回答] 试管口要略向下倾斜。加热固体时，为了防止加热时产生的水蒸气（药品中的水份或反应生成的水）在试管口冷凝后，倒流回热的试管底部，使试管破裂。
[问题] （2）在反应器部分，通氢气的导管插到什么位置？为什么？
[回答] 通氢气的导管要插到接近试管底部，在氧化铜的上方。这样，能保证排净试管内的空气，比较安全，还有利于氧化铜跟氢气充分接触，保证反应进行得比较迅速、完全。
[问题] （3）为了保证反应进行得比较迅速、安全，应怎样放置试管内的氧化铜？说明原因。
[回答] 氧化铜要在试管底部均匀铺开。这样能增加氧化铜跟氢气的接触机会，增大氧化铜的受热面积，保证反应进行得比较迅速、完全。
[问题] （4）.这个实验为什么要检验氢气的纯度？
[回答] 因为反应的条件是加热，混有空气的氢气在高温下可能发生爆炸。为了安全，需要检验氢气的纯度。
[问题] （5）用氧化铜制取铜，还可以用什么方法？为什么要先通一会儿氢气，再加热氧化铜？先加热，再通氢气可以吗？
[回答] 先通一会儿氢气，使试管内原有的空气完全排净，然后加热能保证安全。若先加热氧化铜，使试管内温度升高。这时试管内有空气，当氢气进入试管内跟空气混合，可能发生爆炸。
[问题] （6）当黑色氧化铜变红后，为什么应先停止加热，通氢气直到试管冷却？
[讲解] 黑色氧化铜变红，红色的物质应是铜。多数金属在灼热时容易跟空气里的氧气反应，铜也不例外。为了防止生成的铜在灼热条件下接触空气中的氧气，重新变成氧化铜，要在停止加热后继续通氢气，直到试管冷却。
讨论实验现象：从试管口有无色液体生成，可推知有水生成。从黑色氧化铜变成红色光亮的物质，可推知另一种生成物是铜。写出大试管中物质与氢气反应的化学方程式：CuO + H2 Cu + H2O
[设问] 这个反应属于哪一类反应？
[讲述] 从发生变化的物质种类看，它是置换反应。
分析反应实质：从实验可知，氢气在反应中夺得了氧化铜中的氧，跟它结合生成水。物质与氧所起的反应叫氧化反应。所以说氢气被氧化。
氧化铜失去了氧而变成铜单质。这种含氧化合物里里的氧被夺去的反应叫还原反应。所以说氧化铜被还原。氢气是使氧化铜还原为铜的物质，它具有还原性，是还原剂。
师：学习了从CuO中还原得到Cu ，你能否想到如何将铁从铁矿石（Fe2O3）中提炼出来？
补充：氢气不但能还原的氧化铜，还可以还原三氧化三铁、三氧化钨等一些金属氧化物。
三、用CO还原氧化铁（生铁的冶炼）
3CO＋Fe2O3====2Fe＋3CO2
讲解实验：用一氧化碳还原氧化铁。
注意事项：进行实验时也要先通CO，后加热，赶出试管内空气，避免一氧化碳跟管内的空气混合，受热而引起爆炸。实验完了也要先撤酒精灯，后停止加热，防止灼热的铁遇到进入管内空气又生成氧化铁。
（注意在通风橱内进行实验，一氧化碳有毒，多余的一氧化碳会使人中毒。CO与血液中血红蛋白结合力要比氧与血红蛋白的结合力大200到300倍。CO一经吸入就会造成机体急性缺氧。所以，要注意防止一氧化碳中毒。必须进行尾气处理，收集或燃烧）
现象：红棕色的氧化铁变成黑色粉末，澄清石灰水变浑浊。
设问：请比较上述四个反应的共同点
讲述：在高温条件下，碳、氢气等夺取金属氧化物中的氧，是金属氧化物还原成金属单质，这种含氧化合物里的氧被夺取的反应，叫做还原反应，碳、氢气和一氧化碳等能从氧化铜、氧化铁中夺取氧的能力叫做还原性，具有还原性的物质可做还原剂。
例题：100吨含Fe2O3的质量分数为85%的铁矿石中，克炼出含铁的质量分数为96%的生铁多少吨？
解法见教材（注意物质纯度的计算）

培养学生通过对前后观察到的现象的对比，得出发生化学反应的结论

得到红色的铜，激发学生的兴趣

通过设问，是学生了解易燃物质的加热安全问题和氢气“早出晚归”的原因，有助于学生了解实验所涉及的反应原理和操作要点

加强学生的安全意识和环保意识，提高对有毒其他的防范意识。

三、课堂小结
通过今天的学习，你最大的收获是什么？
固体加热的装置和方法
尾气的处理方法
回忆实验的许多注意事项
作业：《作业本3》

板书设计
金属冶炼
原理：金属化合态 还原剂 金属游离态
共同点：含氧化合物里的氧被夺取，变成金属单质。
C+2CuO = 2Cu+CO2↑
CO+CuO====Cu+CO2
H2+CuO====Cu+ H2O
Fe2O3+3CO ==2 Fe+ 3CO2

教学反思
由于CO还原氧化铁的实验在教室里不好操作，所以改用课件，这个实验中的几个注意事项与氢气还原氧化铜的实验结合起来理解。同时要向学生讲解实验中要进行尾气处理，增强环保意识。关于纯度计算，可以分几个步骤来学习，降低难度。
设计亮点
在试验时，通过设问和讨论，有助于学生了解试验所涉及的反应原理和操作要点。既加强了试验规范操作和安全性教育，又充分利用了课堂时间。