人教版 高中化學必修1 教師教學用書 (doc版)
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1、 人教版 普通高中課程標準實驗教科書 高中化學必修一教師教學用書 目 錄 第一章 從實驗學化學 3 本 章 說 明 3 第一節(jié) 化學實驗基本方法 4 化學計量在實驗中的應用 8 教學資源 9 第二章 化學物質(zhì)及其變化 14 本章說明 14 第一節(jié) 物質(zhì)的分類 15 第二節(jié) 離子反應 18 第三節(jié) 氧化還原反應 19 教學資源 20 第三章 金屬及其化合物 24 本章說明 24 第一節(jié) 金屬的化學性質(zhì) 25 第二節(jié) 幾種重要的金屬化合物 29 第三節(jié) 用途廣泛的金屬材料 32 教學資源 33 第四章 非金屬及其化合物 41 本章說明 4
2、1 第一節(jié) 無機非金屬材料的主角──硅 43 第二節(jié) 富集在海水中的元素──氯 44 第三節(jié) 硫和氮的氧化物 46 第四節(jié) 硫酸、硝酸和氨 49 教學資源 52 科學家談化學 60 展望化學之未來:挑戰(zhàn)和機遇(唐有琪) 60 中國化學的發(fā)展與展望(白春禮) 65 中學理科教育中的創(chuàng)新教育問題 72 化學學科的現(xiàn)狀及基礎化學教育改革問題(宋心琦) 77 第一章 從實驗學化學 本 章 說 明 一、教學目標 1.樹立安全意識,初步形成良好的實驗習慣,并能識別一些化學品安全標識。 2.通過粗鹽提純實驗,進一步掌握溶解、過濾、蒸發(fā)等基本操
3、作,在此基礎上練習蒸餾、萃取等分離方法。并通過實驗中雜質(zhì)離子的檢驗與除雜質(zhì)方法的討論,加深對提純操作原理和方法的理解。 3.了解摩爾質(zhì)量的概念,理解物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量與物質(zhì)的質(zhì)量的關系。 4.理解物質(zhì)的量濃度的概念,掌握一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制方法和應用。 5.體驗科學探究的過程,學習運用以實驗為基礎的實證研究方法。 二、內(nèi)容分析 1.地位和功能 根據(jù)課程標準所確定的“內(nèi)容標準”,在必修課程的6個主題“認識化學科學”“化學實驗基礎”“常見無機物及其應用”“物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎”“化學反應與能量”“化學與可持續(xù)發(fā)展”中“化學實驗基礎”是必修課程內(nèi)容的核心?;瘜W是一門以實驗為基礎的科學,要讓
4、學生學好化學,首先要了解化學學科的這一特征,并引導學生通過實驗去學習化學。實驗是了解無機物性質(zhì)的最好方法,也是認識元素周期律的最佳途徑;通過實驗可以感受化學反應與能量的關系,認識并研究能量的利用問題;通過實驗還能切實了解材料、環(huán)境、綠色化學等問題。教科書把化學實驗列為第一章體現(xiàn)了課程標準所反映的教學思想。 此外,教科書不僅把“化學實驗”作為專題內(nèi)容,還把它安排在第一章,突出了化學實驗的基礎性,既起到與初中化學實驗以及化學知識的銜接,又為高中化學新知識的學習穿針引線,通過實驗把學生引入化學世界,由此決定了本章教學內(nèi)容的基礎性和重要性。 2.內(nèi)容結(jié)構(gòu) 本章以化學實驗方法和技能為主要內(nèi)容和線索
5、,結(jié)合基本概念等化學基礎知識,將實驗方法、實驗技能與化學基礎知識緊密結(jié)合。 全章包括兩節(jié)內(nèi)容,第一節(jié)“化學實驗基本方法”在強調(diào)化學實驗安全性的基礎上,通過“粗鹽的提純”實驗,復習過濾和蒸發(fā)等操作。對于蒸餾,則是在初中簡易操作的基礎上,引入使用冷凝管這一較正規(guī)的操作。在復習拓寬的基礎上又介紹一種新的分離和提純方法──萃取。本節(jié)還結(jié)合實際操作引入物質(zhì)檢驗的知識。這樣由已知到未知,由簡單到復雜,逐步深入。 第二節(jié)“化學計量在實驗中的應用”則是在化學基本概念的基礎上,通過實驗介紹一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制方法。溶液的配制方法作為化學實驗基本方法和技能,也作為對知識的應用。而物質(zhì)的量的有關知識,作為
6、化學實驗中的計量來呈現(xiàn),從而突出實驗主題。 因此,這一章的教學內(nèi)容是以實驗基本方法和基本操作(包括一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制)為主要內(nèi)容,也包括相關的化學基礎知識,對整個高中化學的學習起著重要的指導作用。這一章是高中化學的第一章,課程標準所提到的有關實驗的要求,不可能在本章一步達到,這些要求將在整個必修化學的教學中逐步完成。 三、課時建議 第一節(jié) 化學實驗基本方法 3 課時 第二節(jié) 化學計量在實驗中的應用3 課時 復習 1 課時 第一節(jié) 化學實驗基本方法 一、教學設計 課程標準將“化學實驗基礎”專題的具體內(nèi)容標準確定為:“1.體驗科學探
7、究的過程,學習運用以實驗為基礎的實證研究方法。2.初步學會物質(zhì)的檢驗、分離、提純和溶液配制等實驗技能。3.樹立安全意識,能識別化學品安全使用標識,初步形成良好的實驗工作習慣。4.能夠獨立或與同學合作完成實驗,記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù),完成實驗報告,并能主動進行交流。5.初步認識實驗方案設計、實驗條件控制、數(shù)據(jù)處理等方法在化學學習和科學研究中的應用?!? 雖然初中化學介紹了常見的化學儀器和藥品的使用,以及一些基本操作,但高中新生對化學實驗還了解不多??紤]到學生的實驗基礎和知識基礎,本章對“化學實驗基礎”專題所確定的上述5個內(nèi)容標準沒有全部涉及,只是在初中化學實驗的基礎上,選擇一些基本的實驗知識和基本的
8、操作。對課程標準中的所有實驗要求,將在整個高中必修化學中貫穿,如實驗方案設計、實驗條件控制、數(shù)據(jù)處理等方法在化學學習和科學研究中的應用,一些實證方法、實驗探究過程的體驗,以及對實驗科學方法的認識等。 1.本節(jié)從實驗室安全注意事項入手,主要提醒學生從實驗室規(guī)則、安全措施和正確的操作方法等方面重視安全問題。并通過讓學生討論一些實際問題而加深對安全的認識。 2.初中化學已經(jīng)介紹了藥品的取用、物質(zhì)的加熱、儀器的洗滌、天平的使用等基本操作,也介紹了過濾、蒸發(fā)等分離方法。本節(jié)選擇“粗鹽的提純”實驗,其目的是:(1)學生已經(jīng)做過粗鹽的提純實驗,在此,從學生的經(jīng)驗出發(fā),既可起到復習的作用,又可降低實驗的難
9、度,逐步深入;(2)粗鹽的提純實驗中包含著較多的分離操作,而且過濾是所有分離方法中最常用的,有必要讓學生掌握;(3)粗鹽經(jīng)溶解、過濾后所得的濾液并不只是NaCl的溶液,仍然含有少量可溶性雜質(zhì),需要進一步檢驗并除去。這樣就可以利用這一實驗進一步介紹離子檢驗的方法。 3.蒸餾的操作在初中只介紹了簡易的方法,在此進一步介紹實驗室較正規(guī)的操作方法,比初中有所提高。而且本節(jié)最后介紹了萃取這一新的方法,讓學生對分離和提純的方法有更進一步的認識,同時使實驗技能進一步提高。 本節(jié)教學重點:混合物的分離與離子的檢驗。 本節(jié)教學難點:物質(zhì)檢驗試劑的選擇,蒸餾、萃取的操作,分離與提純過程的簡單設計。 教學建
10、議如下: 1.強調(diào)實驗室規(guī)則,嚴格規(guī)范實驗行為,培養(yǎng)學生良好的實驗習慣 第一課時應該先對學生進行化學學科特點和化學學習方法的教育,教育的重點放在實驗的必要性和重要性上。實驗安全教育可以結(jié)合具體實驗內(nèi)容,如當酒精燈內(nèi)酒精小于酒精燈容積的1/3時,用于加熱可能會發(fā)生什么后果?用一盞酒精燈點燃另一盞酒精燈,或向燃著的酒精燈添加酒精,會造成什么后果?給盛有液體的燒瓶加熱時,不加碎瓷片或沸石會造成什么后果?等等。使學生認識到化學實驗的操作應該規(guī)范,應該仔細檢查安全措施,確保實驗的安全和成功。 可利用教科書中的“思考與交流”,讓學生根據(jù)自己的經(jīng)驗或了解的情況進行討論,加深對實驗安全的認識。 教學中
11、要強調(diào)實驗的規(guī)范,讓學生掌握實驗程序:實驗名稱→實驗目的→實驗藥品與裝置→實驗操作步驟→實驗結(jié)果。要求學生做到:實驗前做好預習,熟悉實驗的內(nèi)容,制定實驗的方案,了解安全操作事項,檢查實驗的儀器和藥品;實驗時要認真觀察與記錄、分析實驗現(xiàn)象并得出結(jié)論。要使學生認識到良好的實驗習慣是實驗順利進行和實驗取得成功的保證。 2.通過復習粗鹽的提純方法,提高學生綜合實驗的能力 高一新生來自不同的初級中學,有的學校實驗條件較好,有的學校實驗條件可能較差,因此學生的實驗水平參差不齊。通過粗鹽的提純這一涉及基本操作比較多的典型實驗,復習實驗原理和步驟,使學生掌握溶解、過濾、蒸發(fā)等基本操作。 3.多采用演示、
12、邊講邊實驗的教學方法,認真指導實驗,培養(yǎng)學生實驗技能 實驗的體驗和成功,有利于激發(fā)學生學習化學的興趣。在教科書中,不區(qū)分演示實驗和學生實驗,提倡教師多采用邊講邊實驗的教學方式。這樣有利于學生掌握實驗技能,培養(yǎng)觀察、思維、獨立操作等能力,容易獲得成功感。在實驗過程中,教師通過分階段講解實驗的操作要點和注意事項,提高學生的注意力,并可減少實驗過程中不規(guī)范的操作。在教學中,教師應該做好以下幾方面工作,充分發(fā)揮教師的引導、示范和調(diào)控作用。 ●切實做好實驗的組織和準備工作 首先根據(jù)實驗內(nèi)容準備好實驗儀器和藥品,教師應預先做實驗,保證實驗成功;其次要把實驗內(nèi)容、要求和注意事項在黑板上寫清楚;再是要求
13、學生做好實驗預習。 ●加強對學生實驗的全面指導 實驗開始時教師應檢查學生的預習情況,針對實驗的目的向?qū)W生講清實驗的內(nèi)容和要求,強化注意事項。實驗過程中教師要進行巡視,發(fā)現(xiàn)學生實驗中存在的問題要及時糾正。 ●及時做好實驗的評價 實驗完成后教師應作簡要的總結(jié),評價學生實驗完成的情況。 ●組織學生完成藥品回收、儀器清洗和實驗室整理等工作 對于一些重要的實驗和操作,教師可先演示。演示實驗是教學雙方協(xié)調(diào)活動的一種實驗方式,在根據(jù)一般要求進行教學時,還應該注意: ●操作規(guī)范 學生實驗技能的形成,往往從模仿教師的行為開始,教師應該嚴格要求自己,一絲不茍地按規(guī)范化的要求操作,起好示范作用。力求
14、做到玻璃儀器透明潔凈,試劑、裝置排放井然有序,介紹儀器名稱、實驗原理清晰、簡捷,實驗操作準確、熟練,實驗速度快慢適當?shù)取? ●現(xiàn)象清晰 為增加實驗的直觀性,應選擇那些反應時有明顯顏色改變、氣體產(chǎn)生、沉淀生成、物質(zhì)溶解、熱量變化、發(fā)光發(fā)熱、燃燒爆炸(應保證安全)等鮮明現(xiàn)象的實驗;盡可能使用大型儀器,使演示實驗的整個裝置位于全體學生的視野范圍內(nèi);借用白色或黑色紙屏襯托,或作空白對比;如果是試管、燒杯等簡單儀器內(nèi)的反應,教師可作巡回演示;一些難以直接看清的實驗,可采用投影放大等方法。 ●力求成功 實驗前必須做好充分準備,演示實驗前教師要親自動手實驗,有把握才進教室。對一些難做的實驗,要設法改進
15、,能很好地控制化學反應的條件。實驗中要確保學生的安全,要努力減少學生對化學實驗的恐懼心理。 4.通過比較和歸納,使學生學會選擇物質(zhì)檢驗和分離的方法 過濾所得的食鹽溶液中仍含有SO42-、Ca2+、Mg2+等離子,除去這些離子,試劑的選擇是難點,要引導學生根據(jù)物質(zhì)的溶解性表選擇試劑。說明檢驗的試劑與除離子的試劑有所不同,應盡量具有單一性,因此需要加以比較和選擇;為了確定某一離子的存在,還要設法排除其他離子的干擾。在學生學習了過濾、蒸發(fā)、蒸餾、萃取等物質(zhì)分離方法后,要幫助學生比較和歸納,了解這些方法的原理、操作步驟和要點,引導學生從生活中尋找物質(zhì)分離的事例進行分析和應用。 二、活動建議 【
16、實驗1-1】 建議安排一節(jié)課復習粗鹽的提純。實驗前教師先準備好學生的實驗報告,格式參考:實驗名稱→實驗目的→實驗藥品與裝置→實驗操作步驟→實驗結(jié)果處理,把教材中的操作步驟和實驗現(xiàn)象作為實驗報告內(nèi)容。報告中可用討論形式復習溶解、過濾、蒸發(fā)的操作要點。操作步驟的填寫內(nèi)容可以參考下表: 步 驟 現(xiàn) 象 (1)溶解:稱取約4 g粗鹽加到盛有約12 mL 水的燒杯中,邊加邊用玻璃棒攪拌,直至粗鹽不再溶解為止 固體食鹽逐漸溶解而減少,食鹽水略顯渾濁 (2)過濾: 將燒杯中的液體沿玻璃棒倒入過濾器中, 過濾器中的液面不能超過濾紙的邊緣。 若濾液渾濁,再過濾一次 不溶物留在濾紙上,液體滲
17、過濾紙,沿漏斗頸流入另一個燒杯中 (3)蒸發(fā):將濾液倒入蒸發(fā)皿中,然后用酒精燈加熱,同時用玻璃棒不斷攪拌溶液,待出現(xiàn)較多固體時停止加熱 水分蒸發(fā),逐漸析出固體 思考分析:僅通過溶解、過濾、蒸發(fā)得到的固體仍然是不純的食鹽,因為從海水曬制的粗鹽中除含有不溶于水的泥沙等雜質(zhì)外,還含有可溶性的CaCl2、MgCl2及一些硫酸鹽,這些雜質(zhì)也被溶解,且過濾時進入濾液。檢驗這些離子存在的方法,可從分析它們鹽在水中的溶解性得出。大多數(shù)硫酸鹽都溶于水,而硫酸鋇不溶于水,所以可用BaCl2溶液來檢驗硫酸鹽。但鋇鹽除BaSO4外,還有BaCO3等,BaSO4不溶于稀鹽酸,BaCO3等溶于稀鹽酸。所以,檢驗
18、硫酸鹽時應先加入稀鹽酸,再加入BaCl2溶液,若產(chǎn)生的沉淀不溶于稀鹽酸,則存在硫酸鹽。同理,可用Na2CO3溶液檢驗CaCl2,用NaOH溶液檢驗MgCl2。 【實驗1-2】 與粗鹽的提純實驗同一課時內(nèi)完成。在進行物質(zhì)檢驗時,一般先對試樣的外觀進行觀察,確定其顏色、狀態(tài)、氣味等,然后準備試樣進行檢驗。當試樣是固體時,一般應將固體試樣溶解,觀察溶解后溶液的顏色、在溶解過程中有無氣體產(chǎn)生、有無沉淀生成以及沉淀的顏色等。如需要加鑒別試劑檢驗時,應從溶液中取出一小部分,再滴加幾滴試劑進行檢驗,觀察現(xiàn)象。 檢驗硫酸根離子所用的試劑是BaCl2溶液、稀鹽酸(或稀硝酸)。加入順序可先加酸、再加BaCl
19、2溶液,也可先加BaCl2溶液、再加酸。 實驗現(xiàn)象:若先加酸、再加BaCl2溶液,則有白色沉淀生成即說明有SO42-存在;若先加BaCl2溶液、再加酸,應是有白色沉淀生成,加酸后沉淀不溶解證明含有SO42-。 【實驗1-3】 實驗室制取蒸餾水的目的是通過蒸餾除去水中的雜質(zhì)。所以,本實驗的設計是,先檢驗自來水中含有氯離子,然后將自來水蒸餾,再檢驗所得的蒸餾水中是否含有氯離子。若蒸餾后的水中檢驗不出氯離子,則說明自來水中的氯離子已通過蒸餾除去。 由于【實驗1-1】、【實驗1-2】只介紹了SO42-的檢驗(討論了Ca2+、Mg2+的檢驗),在做此實驗前應先討論實驗的目的、氯離子的檢驗方法和蒸
20、餾裝置特點,再進行實驗。實驗中各步的現(xiàn)象可參照下表: 實 驗 現(xiàn) 象 (1)自來水中氯離子的檢驗 加AgNO3溶液后有白色沉淀,再加稀硝酸,沉淀不溶解。 (2)蒸餾,制蒸餾水 加熱,燒瓶中水溫升高至100 ℃后沸騰。在錐形瓶中收集到蒸餾水。 (3)檢驗蒸餾水中是否含有氯離子 加AgNO3溶液和稀硝酸,蒸餾水中無沉淀。 【實驗1-4】 實驗前介紹萃取的原理和萃取、分液的專用儀器──分液漏斗;講清加萃取劑、用力振蕩、分液前打開玻璃塞、分液時控制活塞等操作的目的。 實驗現(xiàn)象:(1)加四氯化碳時,四氯化碳不溶于水,密度比水的大,在下層;(2)用力振蕩的目的是使水與四氯化碳充分混合
21、;(3)靜置后四氯化碳層變紫色,水層黃色變淺或接近無色。 三、問題交流 【學與問】 化學上所指的雜質(zhì)不一定是有害或無價值的,如水中含有一些礦物質(zhì)和微量元素是對人體有益的。可見,要視雜質(zhì)性質(zhì)及含量來評價其是否有害或在人類活動中是否有利用的價值?;瘜W中除雜,主要是因為雜質(zhì)的存在會影響某物質(zhì)的利用價值,如在化學反應中雜質(zhì)的存在可能會引起一些副反應,或反應中雜質(zhì)的存在可能會引起催化劑中毒,等等。 【思考與交流1】 進行化學實驗和探究時應該注意的安全問題,可以從試劑的存放、試劑的取用、實驗操作和實驗過程中廢液等廢棄物的處理等方面考慮。例如: ① 氧化劑不能與還原劑一起存放; ② 取用化學試
22、劑時不能用手直接去取; ③ 不能用鼻子直接聞氣體; ④ 酒精燈內(nèi)酒精的量要適當; ⑤ 不能給燃燒著的酒精燈添加酒精; ⑥ 點燃可燃性氣體前要驗純; ⑦ 加熱固體時試管口要略低于試管底; ⑧ 加熱液體時要放碎瓷片; ⑨ 有加熱和洗氣(或氣體吸收)裝置的實驗要防止液體倒吸; ⑩ 稀釋濃硫酸時要使?jié)饬蛩崧仄鞅诹魅胨小? …… 討論實驗中應注意的安全問題時,要讓學生暢開思路,充分發(fā)表自己的意見。 【思考與交流2】 金是一種很不活潑的金屬,在自然界中通常以游離態(tài)存在。金的密度又很大,所以從沙里淘金,可用水沖洗的方法從沙里提取密度很大的金。在用水沖洗沙時,密度小的泥土、細沙等物
23、質(zhì)被水沖去,可提取含量極少的金。這也是最簡單的一種利用物質(zhì)物理性質(zhì)不同進行分離的方法。如果鐵屑和沙混合,根據(jù)鐵能被磁鐵吸引的性質(zhì),可以用磁鐵將混合物中的鐵屑分離出來。還可以讓學生討論能不能用其他方法分離等。 【思考與交流3】 除去粗鹽中含有的可溶性CaCl2、MgCl2及一些硫酸鹽,根據(jù)資料卡片和【實驗1-2】得出,除去這些雜質(zhì)的試劑可選用Na2CO3、NaOH、BaCl2,它們之間發(fā)生的反應有: 雜 質(zhì) 加入的試劑 化學方程式 硫酸鹽 BaCl2 BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl MgCl2 NaOH MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaC
24、l CaCl2 Na2CO3 CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl 為了使雜質(zhì)能除得比較干凈,所加試劑一般要過量,試劑過量則又出現(xiàn)原雜質(zhì)被除去卻可能引入新雜質(zhì)的問題。為此要設計加入試劑的順序,即要使前一過量試劑在后續(xù)除雜操作中除去。本實驗中,一般的加入順序是BaCl2、NaOH、Na2CO3、HCl。加Na2CO3時可除去過量的BaCl2,最后加HCl可除去過量的Na2CO3和中和過量的NaOH,當溶液達到中性微酸性時,得到幾乎不含其他雜質(zhì)的NaCl溶液。 四、習題參考 1.例如,農(nóng)村把稻谷加工成大米時,常用篩子分離大米與糠;農(nóng)村做豆腐常用紗布袋將豆腐花與豆?jié){水分離;
25、在淘米時,常用傾倒法將洗米水與大米分離;當水中混有較多油而分層時,用吸管可逐漸吸出上層的油等。 2.不慎將油湯灑在衣服上可用酒精、 洗滌劑等除去, 它們能將油污從湯液中萃取出來而除去。 3.提示:純堿的主要成分是Na22O3,大理石的主要成分是CaCO3,它們與鹽酸反應生成CO2。陶瓷是由黏土燒制而成,不含有CO32-;玻璃是用石灰石、純堿和二氧化硅等原料熔煉而成,在熔煉過程中發(fā)生了化學變化,因此,玻璃中不存在碳酸鹽。 4.在可能含有可溶性硫酸鹽、碳酸鹽和硝酸鹽的溶液中,加入BaCl2溶液時,生成的沉淀不一定是BaSO4,也可能是BaCO3,或兩者均有。可向有沉淀的液體中加入鹽酸(或稀硝
26、酸),振蕩。若沉淀消失,說明該沉淀是BaCO3;若沉淀不消失,說明該沉淀是BaSO4,若沉淀減少,但不完全消失,則說明兩種沉淀都有。 化學計量在實驗中的應用 一、教學設計 化學反應有很多是在溶液中進行的,在工業(yè)生產(chǎn)和科學研究中要定量研究在溶液中發(fā)生的化學反應通常用物質(zhì)的量濃度來計算比較方便。在農(nóng)業(yè)上需要配制一定濃度的農(nóng)藥,也必須了解溶液濃度的知識。在高中化學實驗中,有些反應反應物的濃度大了或小了都不行。在高中化學的計算中更是離不開物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度。 本教材抓住一般反應都在溶液中進行的特點,設計以介紹“配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液”作為主要教學目標,將物質(zhì)的量等基本概念作為化學計
27、量。這樣一方面突出重點知識,另一方面也可以大幅度減少化學計算的難度,從而有效地降低學生的學習難度。 介紹物質(zhì)的量濃度,就必須引入物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量等概念。物質(zhì)的量是用來計量肉眼看不到、現(xiàn)代稱量工具難以稱量的原子、分子、離子等微觀粒子的物理量。這個詞對學生來說比較陌生、抽象、難懂,而且非常容易將物質(zhì)的量與物質(zhì)的質(zhì)量混淆起來,以致錯誤地理解物質(zhì)的量的涵義。教科書在介紹物質(zhì)的量時,不介紹阿伏加德羅常數(shù)是根據(jù)什么確定的,而是提出6.021023個水分子或Al原子的質(zhì)量在數(shù)值上正好與水的相對分子質(zhì)量或Al的相對原子質(zhì)量相等,因此用6.021023個分子或原子作為1 mol來衡量宏觀物質(zhì)中所含的粒子數(shù)目
28、就十分方便。然后采用演繹推理和歸納推理的方法得出物質(zhì)的量的概念,從而降低了解物質(zhì)的量這個物理量涵義的坡度。 在介紹一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制方法之前,先介紹物質(zhì)的量濃度的概念,讓學生理解概念和對概念進行應用,并了解應用物質(zhì)的量濃度的好處,以及與溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)的區(qū)別等。一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制方法的介紹可采用邊講邊演示,然后總結(jié)出配制步驟的要點,有利于學生掌握。 本節(jié)教學重點:物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度的概念,物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量和物質(zhì)的量濃度的關系,一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制方法。 本節(jié)教學難點:物質(zhì)的量的概念,一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制方法。 教學建議如下: 1.從引入物質(zhì)的量的
29、必要性入手,激發(fā)學生了解物質(zhì)的量概念的積極性 原子是化學變化中的最小粒子,分子與分子、原子與原子按一定的比例定量地進行化學反應,而原子或分子都很小,我們?nèi)庋鄄豢赡苡^察到,更不可能一個一個地進行稱量。怎樣將微觀的粒子數(shù)目與宏觀的物質(zhì)的質(zhì)量聯(lián)系起來,來研究分子、原子或離子所進行的化學反應呢?這就需要確定一種物理量。第14屆國際計量大會通過以“物質(zhì)的量”作為化學計量的基本物理量,規(guī)定1 mol粒子所含的數(shù)目為6.021023個。此時1 mol任何物質(zhì)的質(zhì)量以克為單位時,其數(shù)值恰好等于相對原子質(zhì)量或相對分子質(zhì)量,這樣使用起來就十分方便。當物質(zhì)的量小于0.1 mol或大于1 000 mol時,正像小于
30、0.1 m或大于1 000 m一樣,需要采用“摩”的倍數(shù)單位。 2.使學生了解物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量的涵義,并能正確運用 要強調(diào)“物質(zhì)的量”是一個基本物理量,四個字是一個整體,不能拆開理解,也不能壓縮為“物質(zhì)量”,否則就改變了原有的意義。同時要與“物質(zhì)的質(zhì)量”區(qū)分開來。 還要說明“摩”是“物質(zhì)的量”的單位,不要將兩者混淆起來,如“某物質(zhì)的物質(zhì)的量是多少”不要說成“某物質(zhì)它的摩爾數(shù)是多少”。 應該強調(diào),物質(zhì)的量這個物理量只適用于微觀粒子,即原子、分子、離子等,使用摩作單位時,所指粒子必須十分明確,且粒子的種類要用化學式表示。如寫成2 mol H、1 mol H2、1.5 mol NaOH、1
31、 mol OH-和1 mol e-等。 摩爾質(zhì)量是單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量,單位是克/摩或千克/摩(g/mol或kg/mol)等。摩爾質(zhì)量以克/摩為單位時,在數(shù)值上與物質(zhì)的相對分子質(zhì)量或相對原子質(zhì)量相等。對于某一純凈物來說,它的摩爾質(zhì)量是固定不變的,而物質(zhì)的質(zhì)量則隨著物質(zhì)的物質(zhì)的量不同而發(fā)生變化。例如,1 mol O2的質(zhì)量是32 g,2 mol O2的質(zhì)量是64 g,但O2的摩爾質(zhì)量并不會發(fā)生任何變化,還是32 g/mol。 3.運用比較的方法,使學生正確理解“物質(zhì)的量濃度”的涵義 物質(zhì)的量濃度與溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)之間的不同點是:前者的溶質(zhì)用物質(zhì)的量表示,后者的溶質(zhì)用質(zhì)量表示;
32、前者的單位是molL-1,后者是質(zhì)量之比,單位為1;兩者的最大區(qū)別是相同物質(zhì)的量濃度、相同體積的不同溶液,它們所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量相等,而相同質(zhì)量分數(shù)、相同體積的不同溶液,它們所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量不相等。因為化學反應中物質(zhì)的粒子數(shù)目之間存在一定的比例關系,用質(zhì)量來表示不太方便,所以有必要引入物質(zhì)的量濃度。 4.做好一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制實驗,使學生掌握溶液配制的要點 配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的方法,是高中學生必須學會的化學實驗操作技能之一。教學中要介紹容量瓶的特點和使用方法,以及為什么轉(zhuǎn)移溶液時要用玻璃棒;為什么要用水將燒杯洗滌數(shù)次,并將洗滌液倒入容量瓶中;容量瓶中溶液接近瓶頸刻度時為什么
33、要改用膠頭滴管加水等。一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制步驟可歸納為:計算、稱量、溶解、洗液、定容、搖勻等。 5.運用量方程,使學生建立概念之間的聯(lián)系 通過簡單的量方程,使學生建立物質(zhì)的量等概念之間的聯(lián)系,會運用其進行簡單的計算。但應注意把握教學要求,不要強化計算。 二、活動建議 【實驗1-5】 (1)選用配制NaCl溶液,是因為NaCl價廉。配制100 mL,也是考慮所配的NaCl溶液用處不大,減少浪費。目前有的學校條件比較好,配備了分析天平,可用分析天平來稱量。若用托盤天平,可向?qū)W生簡單說明感量問題即可。此實驗的目的是使學生學習配制溶液的方法和技能。 (2)教學中教師可以先演示,然后學
34、生再進行實驗。 (3)學生實驗后可進行一些誤差分析。 三、問題交流 【學與問1】 24.5 g H2SO4的物質(zhì)的量是0.25 mol,1.50 mol Na2CO3的質(zhì)量是159 g。教師可以再編一些類似的題進行訓練,也可以讓學生兩人一組一問一答的形式進行訓練。 【學與問2】 1.配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液時,燒杯中的溶液轉(zhuǎn)移到容量瓶后,燒杯的內(nèi)壁上還粘有少量溶液,若不用蒸餾水洗滌燒杯,容量瓶中的溶質(zhì)就會減少,即容量瓶內(nèi)溶質(zhì)的物質(zhì)的量減少,導致所配溶液中溶質(zhì)的濃度偏低。為了減少溶質(zhì)的損失,應用蒸餾水洗滌燒杯2~3次,并將洗滌后的溶液也轉(zhuǎn)移到容量瓶中。 2.如果將燒杯中的溶液轉(zhuǎn)移
35、到容量瓶中時不慎灑到容量瓶外,最后配成的溶液中溶質(zhì)的實際濃度比所要求的小。因為灑出的溶液中含有溶質(zhì),所以轉(zhuǎn)移到容量瓶內(nèi)的溶質(zhì)比稱量時少,即容量瓶內(nèi)溶質(zhì)的物質(zhì)的量減少。 3.配制100 mL 1.00 mol/L NaCl溶液需要NaCl固體5.85 g。用托盤天平稱量時,托盤天平的感量為0.1 g,所以不能稱出5.85 g固體。如要比較準確地配制100 mL 1.00 mol/L NaCl溶液,應用分析天平進行稱量。分析天平的精度比托盤天平高。 【思考與交流】 1.濃硫酸和稀硫酸在性質(zhì)上有比較大的差異。例如,濃硫酸的密度比稀硫酸的大;將濃硫酸、稀硫酸分別滴在藍色石蕊試紙上,濃硫酸能使石蕊
36、試紙先變紅后變黑(紙被腐蝕),而稀硫酸只能使石蕊試紙變紅(久置后也會變黑);濃硫酸稀釋時會放出大量的熱,而稀硫酸稀釋時放出的熱量不大;濃硫酸露置在空氣中會變稀,稀硫酸露置在空氣中濃度變化不大;濃硫酸常溫下不與鐵反應,稀硫酸能與鐵反應產(chǎn)生氫氣等。 2.將5 mL濃硫酸稀釋為20 mL稀硫酸,得到的稀硫酸與原濃硫酸中所含H2SO4的物質(zhì)量相等。這是因為稀釋前與稀釋后H2SO4的質(zhì)量是不變的,只是溶液體積增大了,所以兩種溶液中H2SO4的物質(zhì)的量相等。(討論:如果從這20 mL稀硫酸中取出5 mL,與原5 mL濃硫酸相比,溶質(zhì)的物質(zhì)的量、溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度是否相同?為什么?) 四、習題參考
37、 1. 14 mL(建議學生分步計算,學會物質(zhì)的量濃度表達式的應用) 2. 5.56 mmol/L,屬于正常范圍。(提示:1 mol=1 000 mmol) 3.這種做法不對,會造成結(jié)果偏低。這是因為倒出的部分溶液中含有溶質(zhì),結(jié)果導致容量瓶內(nèi)的溶質(zhì)減少,即容量瓶內(nèi)溶質(zhì)的物質(zhì)的量減少,溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度也減小。 教學資源 1.實驗的安全和意外事故處理 (1)實驗安全 ● 防止火災 化學藥品中有很多是易燃物,在使用時若不注意可能釀成火災。所以,對易燃物:① 必須妥善保管,放在專柜中,遠離火源。易燃品、強氧化劑、鉀、鈉、鈣等強還原劑要妥善保管;② 使用易揮發(fā)可燃物如乙醇、乙醚、汽油等
38、應防止蒸氣逸散,添加易燃品一定要遠離火源;③ 進行加熱或燃燒實驗時要嚴格操作規(guī)程和儀器選用,如蒸餾時要用冷凝器等;④ 易燃物質(zhì)用后若有剩余,決不能隨意丟棄,如殘留的金屬鈉應用乙醇處理,白磷應放在冷水中浸泡等。 另外,實驗室必須配備各種滅火器材(酸堿滅火器、四氯化碳滅火器、粉末滅火器、沙子、石棉布、水桶等)并裝有消防龍頭。實驗室電器要經(jīng)常檢修,防止電火花、短路、超負載等引發(fā)火災。 在使用酒精燈時,一定要注意:① 不能用燃著的酒精燈去點燃另一盞酒精燈;② 不能用嘴吹滅酒精燈;③ 不能向燃著的酒精燈中添加酒精;④ 燈壺內(nèi)的酒精不能超過容積的2/3等。 ● 滅火 如果不慎在實驗室發(fā)生火災,應立
39、即采取以下措施: ① 防止火勢擴展:移走可燃物,切斷電源,停止通風。② 撲滅火源:酒精等有機溶劑潑灑在桌面上著火燃燒,用濕布、石棉或沙子蓋滅,火勢大可以用滅火器撲滅。小范圍的有機物、鉀、鈉、白磷等化學物質(zhì)著火可用沙蓋滅。③ 常用滅火器的種類和使用范圍見下表: 類 型 藥液成分 適用滅火對象 酸堿式 H2SO4和NaHCO3 非油類、電器 泡沫式 Al2(SO4)3和NaHCO3 油類 CO2滅火器 液態(tài)CO2電 器、小范圍油類、忌水的化學品 四氯化碳 液態(tài)四氯化碳 電器、汽油、丙酮。不能用于鉀、鈉、電石、CS2 干粉滅火器 NaHCO3等類,適量潤滑劑、防潮
40、劑 油類、可燃氣體、精密儀器、圖書文件等 撲救化學火災注意事項: ① 與水發(fā)生劇烈反應的化學藥品不能用水撲救,如鉀、鈉、鈣粉、鎂粉、鋁粉、電石、PCl3、PCl5、過氧化鈉、過氧化鋇、磷化鈣等,它們與水反應放出氫氣、氧氣等將引起更大火災。 ② 比水密度小的有機溶劑,如苯、石油等烴類、醇、醚、酮、酯類等著火,不能用水撲滅,否則會擴大燃燒面積;比水密度大且不溶于水的有機溶劑,如二硫化碳等著火,可用水撲滅,也可用泡沫滅火器、二氧化碳滅火器撲滅。 ③ 反應器內(nèi)的燃燒,如是敞口器皿可用石棉布蓋滅。蒸餾加熱時,如因冷凝效果不好,易燃蒸氣在冷凝器頂端燃著,絕對不可用塞子或其他物件堵塞冷凝管口,應先
41、停止加熱,再行撲救,以防爆炸。 ● 防止爆炸 各種可燃氣體與空氣混合都有一定的爆炸極限,點燃氣體前,一定要先檢驗氣體的純度。特別是氫氣,在點燃氫氣或加熱與氫氣反應的物質(zhì)前,都必須檢驗其純度。 ● 防止倒吸引起爆裂 加熱制備氣體并將氣體通入溶液中的實驗,要防止因反應容器內(nèi)壓強銳減而造成液體倒吸入熱的反應容器內(nèi)。玻璃的膨脹系數(shù)比較小,冷熱不均會造成玻璃容器爆裂,甚至濺傷實驗人員。為此,要注意以下幾點:① 加熱盡可能均勻;② 在反應容器后加一個安全瓶;③ 用倒扣漏斗等方法吸收易溶于水的氣體;④ 實驗結(jié)束前先從溶液中撤出導管再停止加熱。 ● 防止有害氣體污染空氣 有毒氣體如Cl2、HCl、
42、H2S、SO2、NO2等酸性氣體,用強堿溶液吸收(通常用濃NaOH溶液);CO點燃除掉;NO先與足量空氣混合后再通入堿溶液中;H2和其他可燃性氣體,如氣態(tài)烴雖無毒性,但彌散在空氣中有著火或爆炸的危險,應當點燃除掉;NH3用濃硫酸吸收;制備有毒氣體的實驗應在通風櫥內(nèi)進行。 ● 防止暴沸 加熱有機物時,由于它們的沸點一般比較低,一旦溫度過高,液體局部過熱,會形成暴沸現(xiàn)象,反應溶液甚至沖開橡皮塞濺傷實驗者,所以,在反應容器中要放一些碎瓷片。 ● 嚴格按照實驗規(guī)程進行操作 藥品用量要盡可能少,如金屬鉀與水反應,鉀的用量控制為綠豆般大小。用量過大,反應十分激烈會引起燃燒甚至爆炸。燒瓶內(nèi)反應溶液的
43、體積一般不宜超過瓶容積的一半,以防沖出瓶外。加熱應控制在規(guī)定的溫度范圍內(nèi),特別是有機反應,如酯的制備要用小火加熱等。易燃試劑在實驗時遠離熱源;取用試劑后及時塞好瓶塞;稀釋濃硫酸一定要將濃硫酸沿器壁慢慢倒入水中并不斷攪拌。聞氣體的氣味時要用手輕輕扇動,讓極少量氣體飄進鼻孔等。 (2)意外事故的處理方法 ● 創(chuàng)傷急救 用藥棉或紗布把傷口清理干凈,若有碎玻璃片要小心除去,用雙氧水擦洗或涂紅汞水,也可涂碘酒(紅汞與碘酒不可同時使用),再用創(chuàng)可貼外敷。 ● 燙傷和燒傷的急救 可用藥棉浸75%~95%的酒精輕涂傷處,也可用3%~5%的KMnO4溶液輕擦傷處到皮膚變棕色,再涂燙傷藥膏。 ● 眼睛
44、的化學灼傷 應立即用大量流水沖洗,邊洗邊眨眼睛。如為堿灼傷,再用20%的硼酸溶液淋洗;若為酸灼傷,則用3%的NaHCO3溶液淋洗。 ● 濃酸和濃堿等強腐蝕性藥品 使用時應特別小心,防止皮膚或衣物被腐蝕。如果酸(或堿)流在實驗桌上,立即用NaHCO3溶液(或稀醋酸)中和,然后用水沖洗,再用抹布擦干。如果只有少量酸或堿液滴到實驗桌上,立即用濕抹布擦凈,再用水沖洗抹布。 如果不慎將酸沾到皮膚或衣物上,立即用較多的水沖洗,再用3%~5%的NaHCO3溶液沖洗。如果是堿溶液沾到皮膚上,要用較多的水沖洗,再涂上硼酸溶液。 ● 其他化學灼傷的急救 溴:用1體積氨水+1體積松節(jié)油+10體積乙醇混合
45、處理。 磷:先用5%的CuSO4溶液洗,再用1 g/L的KMnO4溶液濕敷。 苯酚:先用大量水洗,再用乙醇擦洗,最后用肥皂水、清水洗滌。 (3)妥善處理實驗后的廢液和廢渣 化學實驗的廢液大多數(shù)是有害或有毒的,不能直接排到下水管道中,可先用廢液缸收集儲存,以后再集中處理。但一些能相互反應產(chǎn)生有毒物質(zhì)的廢液不能隨意混合,如強氧化劑與鹽酸、硫化物、易燃物,硝酸鹽和硫酸,有機物與過氧化物,磷和強堿(產(chǎn)生PH3),亞硝酸鹽和強酸(產(chǎn)生HNO2),MnO2、KMnO4、KClO3等不能與濃鹽酸混合;揮發(fā)性酸與不揮發(fā)性酸等。 常見廢液的處理方法見下表: 廢 液 處理方法 注意事項 酸或堿
46、 中和法 分別收集,混合無危險時將廢酸、廢堿混合 氧化劑 還原劑 氧化還原法 分別收集,查明廢液化學性質(zhì),將一種廢液分次少量加入另一種廢液中 含重金屬離子的廢液 氫氧化物沉淀法,硫化物共沉淀法 用過濾或傾析法將沉淀分離,濾液不含重金屬離子后再排放 含Ba2+ 沉淀法 加入Na2SO4溶液,過濾,除去沉淀即可排放 有機物 焚燒法,有機溶劑萃取回收利用 生成水、CO2等不污染環(huán)境 用溶劑萃取,分液后回收利用 固體殘渣往往有一些重金屬鹽,對水體和土壤會造成污染,要處理(一般變成難溶的氧化物或氫氧化物)后集中掩埋。汞不慎撒落地面時,要先用硫黃覆蓋,使其化合為硫化汞后掃除
47、并妥善掩埋。用剩下的鈉、鉀、白磷等易燃物,氧化劑KMnO4、KClO3、Na2O2等,易揮發(fā)的有機物等不可隨便丟棄,防止著火事件發(fā)生。有毒物質(zhì)用剩后不可隨意亂扔。 (資料1摘編自《化學中的探索──發(fā)現(xiàn)式實驗手冊》,高華;《高三化學實驗》,孫雪冰、宋國建) 2.幾種分離和提純方法 分離和提純方法 過 程 應用實例 傾析 從液體中分離密度較大且不溶的固體 分離沙和水 過濾 從液體中分離不溶的固體 凈化食用水 溶解和過濾 分離兩種固體,一種能溶于某溶劑,另一種則不溶 分離鹽和沙 離心分離法 從液體中分離不溶的固體 分離泥和水 結(jié)晶法 從溶液中分離已溶解的溶
48、質(zhì) 從海水中提取食鹽 分液 分離兩種不互溶的液體 分離油和水 萃取 加入適當溶劑把混合物中某成分溶解及分離 用庚烷提取水溶液中的碘 蒸餾 從溶液中分離溶劑和非揮發(fā)性溶質(zhì) 從海水中取得純水 分餾 分離兩種互溶而沸點差別較大的液體 從液態(tài)空氣中分離氧和氮; 石油的精煉 升華 分離兩種固體,其中只有一種可以升華 分離碘和沙 吸附 除去混合物中的氣態(tài)或固態(tài)雜質(zhì) 用活性炭除去黃糖中的有色雜質(zhì) 色層分析法 分離溶液中的溶質(zhì) 分離黑色墨水中不同顏色的物質(zhì) 3.物質(zhì)的量的單位──摩爾 摩爾一詞來源于拉丁文moles,原意為大量和堆集。早在20世紀40至50年代,
49、就曾在歐美的化學教科書中作為克分子量的符號。1961年,化學家E.A.Guggenheim將摩爾稱為“化學家的物質(zhì)的量”,并闡述了它的涵義。同年,在美國《化學教育》雜志上展開了熱烈的討論,大多數(shù)化學家發(fā)表文章表示贊同使用摩爾。1971年,在由41個國家參加的第14屆國際計量大會上,正式宣布了國際純粹和應用化學聯(lián)合會、國際純粹和應用物理聯(lián)合會和國際標準化組織關于必須定義一個物質(zhì)的量的單位的提議,并作出了決議。從此,“物質(zhì)的量”就成為了國際單位制中的一個基本物理量。摩爾是由克分子發(fā)展而來的,起著統(tǒng)一克分子、克原子、克離子、克當量等許多概念的作用,同時把物理上的光子、電子及其他粒子群等“物質(zhì)的量”也
50、概括在內(nèi),使在物理和化學中計算“物質(zhì)的量”有了一個統(tǒng)一的單位。 第14屆國際計量大會批準的摩爾的定義為: (1)摩爾是一系統(tǒng)的物質(zhì)的量,該系統(tǒng)中所含的基本單元數(shù)與0.012 kg 12C的原子數(shù)目相等。 (2)在使用摩爾時,基本單元應予指明,可以是原子、分子、離子、電子及其他粒子,或這些粒子的特定組合。 根據(jù)摩爾的定義,12 g 12C中所含的碳原子數(shù)目就是1 mol,即摩爾這個單位是以12 g 12C中所含原子的個數(shù)為標準,來衡量其他物質(zhì)中所含基本單元數(shù)目的多少。 摩爾跟其他的基本計量單位一樣,也有它的倍數(shù)單位。 1 Mmol=1 000 kmol 1 kmol=1 000 m
51、ol 1 mol=1 000 mmol 那么,什么樣的特定組合才符合摩爾定義中所規(guī)定的基本單元的涵義呢? 凡是物質(zhì)系統(tǒng)中能以化學式表示,同時又可以計數(shù)的特定組合都可以計量它的物質(zhì)的量。國際純粹和應用化學聯(lián)合會于1979年出版的“物理化學量和單位的符號與術(shù)語手冊”(第二次修訂本)中對摩爾的應用示例作了重要的增補,即: 1 mol HgCl其質(zhì)量為 236.04 g 1 mol Hg2Cl2其質(zhì)量為 472.08 g 1 mol Hg22+ 其質(zhì)量為 401.8 g,帶有192.97 kC的電量 1 mol Ca2+其質(zhì)量為 20.04 g,帶有96.49 kC的電量 1 mol
52、e- 其質(zhì)量為 548.60 μg,帶有-96.49 kC的電量 1 mol某種混合物,其組分的摩爾分數(shù)(x)為: x(N2)=0.780 9 x(O2)=0.209 5 x(Ar)=0.009 3 x(CO2)=0.000 3 具有的質(zhì)量為28.964 g。 1 mol頻率為1014 Hz的光子,具有39.90 kJ的能量。 4.在使用摩爾時,為什么必須指明粒子的種類 摩[爾]是微觀粒子的計量單位,它所量度的對象是構(gòu)成物質(zhì)的基本粒子(如原子、分子、離子、電子等)或是它們的特定組合。即凡是可以使用化學式表示的微觀粒子或它們的特定組合,都可以使用摩[爾]來量度。因此,在使用摩[
53、爾]時,必須要指明所量度的微觀粒子的名稱或微觀粒子特定組合的名稱。在表示所量度的微觀粒子的名稱或微觀粒子特定組合的名稱時,必須要使用名稱的符號,而不能使用中文。例如,說1 mol氫,概念就模糊了,是毫無意義的,違反了物質(zhì)的量的單位的使用規(guī)則。因為氫是元素的名稱,不是粒子的名稱,也不是粒子的符號或化學式。 5.國際單位制簡介 在日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學研究中,經(jīng)常要使用一些物理量來表示物質(zhì)及其運動的多少、大小、強度等。例如,1 m布、2 kg糖、30 s等等。有了米、千克這樣的計量單位,就能表達這些東西的數(shù)量。但是,由于世界各國、各民族的文化發(fā)展的不同,往往會形成各自的單位制,如英國的英制
54、、法國的米制等。因而使得同一個物理量常用不同的單位來表示。例如,壓強的單位有千克/平方厘米、磅/平方英寸、標準大氣壓、毫米汞柱、巴、托等多種。這樣多的單位在換算過程中很容易出現(xiàn)差錯,這對于國際科學技術(shù)的交流和商業(yè)往來是非常不方便的。因此,就有了實行統(tǒng)一標準的必要。 1960年以來,國際計量會議以米、千克、秒制為基礎,制定了國際單位制(簡稱SI)。國際單位制是在米制基礎上發(fā)展起來的,于1960年第11屆國際計量大會通過。目前已有80多個國家宣布采用國際單位制,工業(yè)比較發(fā)達的國家?guī)缀跞坎捎昧藝H單位制。1977年5月,我國國務院頒布了《中華人民共和國計量管理條例(試行)》,并在第三條中明確規(guī)定
55、“我國的基本計量制是米制(即公制),逐步采用國際單位制”。1981年4月,經(jīng)國務院批準頒發(fā)了《中華人民共和國計量單位名稱與符號方案(試行)》,要求在全國各地試行。 經(jīng)過多次的增補,現(xiàn)在的國際單位制由下列部分組成: 國際單位制的主要優(yōu)點在于它的統(tǒng)一性。它不僅是一個統(tǒng)一的單位制,有利于國際交流,而且還表現(xiàn)在每一個物理量只用一個單位來表示。例如,不論是機械能、電能、熱能、化學能或是原子能,只要是能量就都可以用焦[爾](符號是J)來表示。國際單位制的另一個優(yōu)點就是它能夠分清質(zhì)量、力和重量的關系。它采用牛[頓]作為力的單位,其他有關力的單位,如壓強、重量等,則都是由牛[頓]導出的。 下表列出一
56、些用SI單位表示的在中學常用的物理量: 物理量名稱 符號 SI單位數(shù)值 元電荷 阿伏加德羅常數(shù) 電子[靜]質(zhì)量 質(zhì)子[靜]質(zhì)量 中子[靜]質(zhì)量 法拉第常數(shù) 摩爾氣體常數(shù) 標準狀況時壓強和溫度 標準狀況時氣體摩爾體積 e NA me mp ma F R P、T Vm,o 1.602 177 3310-19 C 6.022 136 71023 mol-1 9.109 389 710-31 kg 1.672 623 110-27 kg 1.674 928 610-27 kg 9.648 530 9104 Cmol-1 8.314 510 Jmo
57、l-1K-1 101.325 kPa、273.15 K 0.022 414 10 m3mol-1 6.SI單位的倍數(shù)單位 (1)SI單位的倍數(shù)單位根據(jù)使用方便的原則選取。通過適當?shù)倪x擇,可使數(shù)值處于實用范圍內(nèi)。 (2)倍數(shù)單位的選取,一般應使量的數(shù)值處于0.1~1 000之間。 例1:1.2104 g可寫成12 kg 例2:0.003 94 mol可寫成3.94 mmol 例3:1 401 Pa可寫成1.401 kPa 例4:3.110-8 m可寫成31 nm (3)組合單位的倍數(shù)單位一般只用一個詞頭,并盡量用于組合單位中的第一個單位。 通過相乘構(gòu)成的組合單位的詞頭通常加
58、在第一個單位之前。 例如:力矩的單位kNm,不宜寫成Nkm。 通過相除構(gòu)成的組合單位,或通過相乘和除構(gòu)成的組合單位,其詞頭一般都應加在分子的第一個單位之前,分母中一般不用詞頭,但質(zhì)量單位kg在分母中時例外。 例1:摩爾熱力學能的單位kJ/mol,不宜寫成J/mmol。 例2:質(zhì)量能單位可以是kJ/kg。 當組合單位分母是長度、面積和體積單位時,分母中可以選用某些詞頭構(gòu)成倍數(shù)單位。 例如:體積質(zhì)量的單位可以選用g/cm3。 一般不在組合單位的分子分母中同時采用詞頭。 因數(shù) 詞頭名稱 符號 英文 中文 106 mega 兆 M 103 kilo 千 k 1
59、02 hecto 百 h 101 deca 十 da 10-1 deci 分 d 10-2 centi 厘 c 10-3 milli 毫 m 10-6 micro 微 μ 10-9 nano 納[諾] n 10-12 pico 皮[可] p 10-15 femto 飛[母托] f 第二章 化學物質(zhì)及其變化 本章說明 一、教學目標 1.感受分類方法對于化學科學研究和化學學習的重要作用。 2.知道膠體是一種常見的分散系,了解丁達爾效應。 3.了解電解質(zhì)的概念,知道酸、堿、鹽在溶液中能發(fā)生電離。
60、 4.通過實驗事實認識離子反應及其發(fā)生的條件。 5.了解氧化還原反應的本質(zhì)是電子轉(zhuǎn)移。 6.能正確認識氧化還原反應的價值。 二、內(nèi)容分析 1.地位和功能 如果說第一章是從化學科學研究手段──化學實驗方面展開化學科學的話,那么,本章則是從化學學科內(nèi)容方面展開化學科學。作為從學科內(nèi)容方面使學生認識化學科學的起始章,是連接義務教育階段《化學》《科學》與高中化學的紐帶和橋梁,對于發(fā)展學生的科學素養(yǎng),引導學生有效地進行高中階段的化學學習,具有非常重要的承前啟后的作用?!俺星啊币馕吨獜土暳x務教育階段化學的重要內(nèi)容,“啟后”意味著要在復習的基礎上進一步提高和發(fā)展,從而為化學必修課程的學習,乃至整
61、個高中階段的化學學習奠定重要的基礎。因此,本章在全書中占有特殊的地位,具有重要的功能,是整個高中化學的教學重點之一。 2.內(nèi)容結(jié)構(gòu) 化學物質(zhì)及其變化是化學科學的重要研究對象。對于多達千萬種的化學物質(zhì)和為數(shù)更多的化學反應,人們要想認識它們的規(guī)律性,就必須運用分類的方法,分門別類地進行研究。這既反映了化學科學的發(fā)展規(guī)律,也符合學生的認知規(guī)律。因此,對化學物質(zhì)及其變化的分類是本章的一條基本線索??紤]到學生在進入高中化學學習時,一般都需要復習初中的知識,如化學基本概念和原理、物質(zhì)間的化學反應等。因此,把化學反應與物質(zhì)分類編排在高中化學的第二章,使學生對物質(zhì)的分類、離子反應、氧化還原反應等知識的
62、學習,既源于初中又高于初中,既有利于初、高中知識的銜接,又有利于學生運用科學過程和科學方法進行化學學習,立意更高些。 從化學物質(zhì)的分類來看,純凈物的分類在初中已初步介紹過,這里主要是通過復習使學生進一步系統(tǒng)化。溶液和濁液這兩種混合物雖然初中也涉及過,但是,還沒有從分散系的角度對混合物進行分類。因此,分散系和液態(tài)分散系的分類、膠體及其主要性質(zhì)是高中化學的新知識。膠體的性質(zhì)表現(xiàn)在很多方面,這里只是從膠體與溶液區(qū)分的角度,涉及到膠體的丁達爾效應。 從化學反應的分類來看,本章涉及到化學反應分類的3個標準:(1)反應物和生成物的類別以及反應前后物質(zhì)種類的多少,按此標準劃分,可將化學反應分為化合反應、
63、分解反應、置換反應和復分解反應,這4種反應學生在初中已經(jīng)學習過,這里主要是通過復習使學生進一步系統(tǒng)化;(2)反應中是否有離子參加;(3)反應中是否有電子轉(zhuǎn)移。后兩種分類初中沒有涉及過,因而是高中化學的新知識。離子反應和氧化還原反應在高中化學學習中將大量涉及,因此,這兩種反應是重要的基礎知識,是本章的重點內(nèi)容。 三、課時建議 第一節(jié) 物質(zhì)的分類 2 課時 第二節(jié) 離子反應2 課時 第三節(jié) 氧化還原反應2 課時 復習1 課時 第一節(jié) 物質(zhì)的分類 一、教學設計 根據(jù)課程標準“能根據(jù)物質(zhì)的組成和性質(zhì)對物質(zhì)進行分類”的要求,本節(jié)從分類的角度出發(fā),安排了“簡單分類法及其應用”和“分散系及
64、其分類”這兩部分內(nèi)容。 分類是把某些特征相似的物體歸類到一起的方法,它是學習和研究化學物質(zhì)及其變化的一種常用科學方法。運用分類的方法不僅能使有關化學物質(zhì)及其變化的知識系統(tǒng)化,還可以通過分門別類的研究,發(fā)現(xiàn)物質(zhì)及其變化的規(guī)律。教科書通過“圖書館中陳列的圖書”的圖片,使學生直接感受分類的標準和分類的好處。通過“思考與交流”欄目中三個問題的討論,引導學生嘗試用不同的方法對化學物質(zhì)及其變化進行分類,使學生感悟到分類法是一種行之有效、簡單易行的科學方法。為了使學生能夠運用分類法進行學習,教科書又列舉了“交叉分類”和“樹狀分類”這兩種常用的、具體的分類方法,并安排了“實踐活動”來加深學生對這兩種分類方法
65、的了解,讓學生進一步體驗到“掌握方法比死記硬背更有效”。 膠體是物質(zhì)的一種存在形式,是一種混合物體系。因此,膠體知識與學生以前所學的知識有所不同,它研究的不是某種物質(zhì)所特有的性質(zhì),而是物質(zhì)的聚集狀態(tài)所表現(xiàn)出來的性質(zhì)。這對學生而言是一個較為陌生的領域,是學生通過分類思想來研究物質(zhì)、觀察物質(zhì)新的切入點。教科書根據(jù)這一特點,結(jié)合分類方法介紹了按照分散質(zhì)和分散劑所處的狀態(tài)得出9種分散系,然后從分散質(zhì)粒子的大小引出了膠體的概念,再通過實驗對膠體與溶液、濁液的探究,得出膠體的重要性質(zhì)──丁達爾效應。目的是使學生在了解膠體的這一重要性質(zhì)的基礎上,認識到物質(zhì)的性質(zhì)不僅與物質(zhì)的結(jié)構(gòu)有關,還與物質(zhì)的存在狀態(tài)有關,從而拓寬學生的視野。值得注意的是,教科書最后有意識地點明了膠體化學原理和方法與納米科技發(fā)展的關系,讓學生理解化學的基本原理和高科技的發(fā)展是息息相關的。 對于膠體這部分內(nèi)容,教科書只介紹了丁達爾效應,至于滲析、布朗運動和電泳現(xiàn)象并未涉及,膠體的介穩(wěn)性也只是在“科學視野”
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