常见物质的检验教学设计.doc

本课选自苏教版化学必修I第一专题第二单元第二节
《常见物质的检验》教学设计
浙江师范大学 郑淇
一、教学任务分析
1.《课程标准》、《学科教学指导意见》对本课教学内容的要求
《课程标准》、《学科教学指导意见》的基本要求：初步学会物质检验的实验技能；体验和了解化学科学研究的一般过程和方法，认识实验在化学学习和研究中的重要作用。
2．本课内容组成成分和在模块学习中的地位和作用
本课的内容组成成分包括Cl-、NH4+、SO42-的检验方法和金属元素的焰色反应。
第一专题——“化学家眼中的物质世界”的设计是以“物质”为中心展开的，从物质的分类、变化到物质的处理（分离、提纯及检验）再到物质的微观结构，让学生对“物质”的整体知识有较为全面的了解。常见物质的检验作为本专题的重要组成部分，安排在“丰富多彩的化学物质”研究之后，而又在具体的元素化合物知识之前，旨在落实学生的化学实验技能和研究物质的实验方法，是化学学科的特征所在。研究物质的实验方法又是渗透探究实验教学、转变学生学习方式的载体，是提高全体学生科学素养的良好开端。
所以本课在模块学习中有着举足轻重的地位，实则起到了承上启下的过渡作用。

二、学习者分析
1．学生已有的认知水平和能力基础
学生在义务教育阶段已经学习了常见酸、碱、盐在溶液中的复分解反应，对Cl-、NH4+、SO42-的检验方法也有了一定的接触和了解；基本了解探究性教学的环节和操作模式，可以进行探究教学；前一节内容——物质的分离和提纯，为本课的学习和理解奠定了基础。
虽然为新高一的学生，但经过将近一个月的调整和磨合，基本适应了高中的化学学习，而且学生也关注生活中的化学，对化学实验充满兴趣。
2．学生学习本课内容可能遇到的困难和问题
了解离子检验的大致步骤，但对离子检验的严密性要求一知半解。探究实验中，自主设计实验和分析实验现象环节需要教师的进一步指导。焰色反应中，对于钠、钾元素的焰色反应的现象观察存在困难。
三、教学目标
1．知识与技能
（1）初步学会Cl-、NH4+ 、SO42-、Na+ 、K+的检验方法
（2）了解金属元素的焰色反应
（3）能用离子检验法设计简单的实验方案
2．过程与方法
（1）以实验现象为基础，归纳物质检验的特征依据
（2）自主设计实验探究常见物质的检验
（3）通过改进的焰色反应实验装置正确观察实验现象
3．情感态度与价值观
（1）通过物质检验方法的多样性、严密性养成综合解决问题的思维习惯
（2）通过焰色反应的实验现象体会化学实验的乐趣
（3）从生活中的化学体会科学、技术、社会的相互关系

四、教学重难点
教学重点：Cl-、NH4+、 SO42-、Na+ 、K+的检验方法
教学难点：钠、钾元素焰色反应的现象观察

五、教学准备
1．学生学习准备：化学必修I教材、笔记本
2．教师教学准备：搜集相关新闻、图片并结合教学设计制作多媒体课件
3．教学环境的设计和布置：具有多媒体设备的实验教室
4．教学用具的设计和准备
实验仪器用品：西湖味精、梅花味精、试管、胶头滴管、碱性土壤的模拟浸出液、pH试纸或红色石蕊试纸、镊子、试管夹、酒精灯、五彩蜡烛、火柴、传统焰色反应装置若干套、改进焰色实验装置等
实验试剂：硝酸银溶液、稀硝酸、氢氧化钠溶液、硫酸钠水溶液、氯化钡溶液、稀盐酸、甲醇、工业酒精、金属钠、钾、铜、锶等的氯化物等

六、教学过程设计

教 学 过 程
教学内容
教师活动
学生活动
设计思想
新
课
引
入
1．食品安全、化学扫盲
教师讲述中国人在食品中完成了化学扫盲；引导学生回忆食品安全中遇到的化学物质。
2．真假商品、巧妙辨别
怎样辨别蛋白质奶粉中掺杂了廉价的淀粉?
如何辨别新买的毛线是羊毛纺成的?
3．辨别的启示
引导学生归纳常见物质检验的特征依据：物质本身的物理性质；发生化学反应之后产物的物理性质。
教师讲述：特殊气味包括烧焦羽毛味、刺激性气味、臭鸡蛋气味等；特殊颜色包括物质本身的颜色和反应过程中的颜色变化……
1.回忆食品安全中的化学名词。

2.提供辨别方案：
奶粉溶液加碘单质的水溶液是否变蓝；燃烧是否有烧焦羽毛味。

3.归纳总结：
特殊气味、特殊颜色等；产生气泡、产生沉淀等其他特征现象。
从化学在生活中的应用入手设定情境，激发学生的学习兴趣，积极参与课堂。寓教于乐，在化学服务生活的过程中归纳总结出物质检验的特征依据。既可以让学生体会到学习化学的重要性，又有助于学生利用所学知识解决实际问题。
实验探究
氯离子的检验
1.介绍信息提示（多媒体展示信息）
味精酱油里潜伏“隐形盐”，摄入过量易导致高血压。营养学会建议每人每日食盐不应超过6克，超出易导致高血压。专家表示，生活中含钠的食品有许多，平时吃的味精和酱油里都含有“盐”，这部分盐称为“隐形盐”，通常不在每人每日6克食盐量的计算之内。所以盐分含量的多少也作为衡量调味料品质之一

2.出示探究任务
设计实验检验两种不同品牌味精中是否含有食盐。

3.指导实验过程
指导学生注意实验设计的合理性，检验食盐即检验Cl-，引导学生解释检验Cl-时混合溶液加稀硝酸的原因
1.处理信息，接受信息，了解课外知识的同时认识到探究背景，领会探究任务。

2.根据初中已有的复分解反应知识选择AgNO3溶液和稀硝酸溶液进行实验操作。合作交流混合溶液加稀硝酸的作用。

3.归纳总结
Cl-的检验方法：能与硝酸银溶液反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀。

设定情景让学生在一定的探究背景下自主设计实验来解决问题。在学生的“最近发展区”内提出探究要求不仅掌握具体离子的检验方法，更体会离子检验的基本原则。
信息提示的知识则为选修化学的内容——食品中的化学埋下伏笔。

铵根离子的检验
1． 信息提示（多媒体展示信息）
氨态氮肥的合理施用
元素氮对作物生长起着非常重要的作用。一般植物固定大气中的氮元素能力十分有限，故施用氮肥可以提高农产品的产量。除少量可溶性含氮有机物外，作物从土壤中吸收的氮元素主要是铵态氮和硝态氮。根据特性不同，氮肥的施用应区别对待，氨态氮肥在碱性土壤中易挥发跑氨；硝态氮肥在土壤中移动性强……

2．出示探究任务
提供氨态氮肥和碱性土壤浸出液，探究碱性环境下挥发跑氮的原因。

3．指导实验过程
引导学生回忆NH4+的性质和氨气的性质。总结氨气的性质。提示学生全面考虑检验铵根离子的实验方法。
1.处理信息、接受信息，了解实验探究的知识背景和实验探究的现实意义。
2.联想氨气及氨气的物理性质和化学性质，回忆铵根离子遇强碱可转化为氨气。选择氨气的碱性，即遇湿润的pH试纸或红色石蕊试纸变蓝作为检验的依据。氨气的极易溶于水要求反应时微热试管。合作完成实验。
3.归纳总结
NH4+的检验方法：与强碱溶液混合加热产生无色刺激性气体，该气体能使湿润的红色石蕊试纸或pH试纸变蓝。

在学生已有的认知水平上提供信息背景，旨在让学生自己动脑设计实验、动手进行实验，转变学生的学习方式，使课堂实现“学为主体，教为主导”。不仅理解生活中的化学现象，更进一步理解化学现象背后的化学知识；不仅掌握离子检验的知识与技能，更进一步体会探究实验的过程与方法，理解科学的本质。

硫酸根离子的检验
1. 问题思考
从不同角度设计简单的实验检验A：Na2SO4溶液和B：KCl溶液。

2．提示学生分析实验中生成的问题，确定检验的最佳方案

3．SO42-的检验
引导学生从离子检验的思维严密性角度考虑，选择所加试剂的阴离子及如何排除其他离子的干扰。

4．引导学生确定方案
注解：不用Ba（NO3）2溶液是为了排除亚硫酸根等离子的干扰（第四专题中会具体学，此处可向学生简单的阐述原因，让学生自行看书解决问题）。
1．根据已有的认知和第一个探究实验获得的知识进行如下两种途径的实验：检验Cl-；检验SO42-。第一个方案失败。
2．解释：检验Cl-加入的Ag+遇SO42-生成微溶性盐硫酸银，当生成量达到一定值时干扰实验现象。
3．讨论得出检验SO42-的方案：（1）Ba（NO3）2溶液（2）BaCl2溶液
4. 确定SO42-的检验方法：先用稀盐酸酸化，再加氯化钡溶液，产生白色沉淀。
（加BaCl2溶液则需排除Ag+等可与Cl-产生沉淀的阳离子和可与Ba2+ 产生沉淀的阴离子的干扰，故先用稀盐酸酸化。）

在探究实验之后安排问题思考，不仅适时地反馈学生的掌握情况，巩固知识和方法，更让学生体会到如何选择物质检验的方法，并引出了SO42-的检验教学。掌握SO42-检验的复杂过程，深刻体会离子检验过程中考虑问题的全面性和逻辑思维的严密性。对于SO42-的检验重在使学生掌握离子检验的思维方法，对Ba（NO3）2溶液的排除不作过多要求。

方法小结

内容过渡

1．方法小结
Cl-、NH4+、SO42-三种离子的检验方法，都采用了哪个类型的反应？
讨论物质检验方法的多样性?

2．问上加问
为什么不检验A：Na2SO4溶液和B：KCl溶液中的Na+ 或K+呢？

3．内容过渡
对某些化合物（如NaCl、KCl等），应用简单的复分解反应难以鉴别，需借助其他的实验方法。
1．复分解反应的发生条件：产生气体、产生沉淀可作为物质检验的判断依据，配合其他的辅助步骤即可。
2．可以从阴、阳离子多个角度实现物质检验。

3．从复分解发生的条件来看，Na+ 、K+不可能转化为气体或沉淀，无法用复分解反应对应的方法加以检验。

适时的总结帮助学生归纳学习的方法。
问上加问设置了基于复分解反应的离子检验与Na+ 、K+等金属元素的检验之间的矛盾，为引出金属元素的焰色反应和检验物质的其他方法埋下了伏笔。
物质检验的其他方法
仪器分析方法
现代化学的仪器分析
（多媒体展示仪器图片）
现代化学分析测试中，常借助一些仪器来分析化学物质的组成。如：
元素分析仪确定物质中是否含有C、H、S等元素；
红外光谱仪确定物质中是否存在某些有机原子团；
原子吸收光谱确定物质中含有哪些金属元素……
了解借助仪器分析可以分析那些简单的复分解反应难以鉴别的化合物。

结合多媒体介绍化学分析的仪器，让学生感受科学技术的发展对化学学科的影响，鼓励学生好好学习化学知识，以后从事化学研究工作。
金属元素的焰色反应
由于上述化学仪器在中学阶段难以接触，所以实验室检验Na+ 、K+采用简易方法。
1．请每位同学点亮桌上的小蜡烛。

2．定义焰色反应。简单介绍焰色反应的原理，理解焰色反应为物理变化。

3．教师边讲边演示传统焰色反应的实验操作步骤：烧—洗—烧—蘸—烧—观察。

4．引导学生观察实验现象，解释钾元素焰色反应紫色不明显的原因。

5．教师演示改进后的焰色反应实验装置，解决了传统方法酒精灯火焰等黄光干扰大、铂丝取样少、焰色时间短等缺点。

6．焰色反应的应用
展示绚烂的烟花图片和五彩蜡烛。
1．学生点亮蜡烛发现蜡烛的火焰呈现不同的颜色。
2．明确金属及其化合物灼烧火焰呈现不同的颜色。
3．与教师一起进行焰色反应实验，探究自己点燃的蜡烛颜色属于哪种金属元素的焰色现象。
4．学生透过蓝色钴玻璃观察紫色，仍不是十分明显。
5．经过对比，学生观察到相对较为明显的钾元素的紫色火焰。
6．实验室以焰色反应检验Na+ 、K+；生活中焰色反应广泛应用于烟花和五彩蜡烛。

通过自制的五彩蜡烛的特殊火焰引起学生的好奇心。理论介绍和实验操作双管齐下，让学生自己动手体验不同金属的焰色反应，掌握实验技，并在美丽的实验现象中体验到化学实验的乐趣。焰色反应的实验装置的改进不仅有利于学生正确观察实验现象，更向学生渗透了实验研究的发展性和无止境，鼓励学生勤于动脑情勤于动手挑战权威。

课堂小结
1．Cl-、NH4+、SO42-的检验方法
2．用离子检验法设计简单的实验方案
3．金属元素的焰色反应
形成性练习
1．设计实验方案区别下列三种无色溶液：氯化钾溶液、硫酸钠溶液、碳酸钠溶液。
2．焰色反应是某些金属 （ ）
A、单质的性质 B、化合物的性质
C、离子的性质 D、元素的性质
3．用洁净的铂丝醮到无色溶液，在无色灯焰上灼烧时观察到黄色火焰，下列有关叙述正确的是（ ）
A、溶液中只含有Na+
B、一定有Na+ ，可能有K+
C、可能有Na+，也可能有K+
D、可能有Na+ 和K+的一种

七、板书设计
第2节：常见物质的检验

一、Cl-、NH4+、 SO42-检验
待测液
白色沉淀不溶解
稀硝酸酸化
硝酸银溶液
白色沉淀

1．Cl-：
待测液
试纸变蓝
湿润的红色石蕊试纸

无色有刺激性气味气体
强碱
加热

2．NH4+：
待测液
稀盐酸酸化
待测液
氯化钡溶液
无明显现象

3．SO42：：

二、检验物质的其他方法
1．仪器分析方法
2．焰色反应
定义：许多金属及其化合物在火焰中灼烧时火焰呈现特殊的焰色（物理变化）
实验操作：烧—洗—烧—蘸—烧—观察
应用：物质检验、烟花、五彩蜡烛

八、作业设计
书本P26第2题、第3题；课后了解五彩蜡烛的制作过程，查找资料了解其对人体健康是否有影响。