第1章 開啟化學之門 第三節 怎樣學習和研究化學

第1章 開啟化學之門 第三節 怎樣學習和研究化學

教學目標 ：

認知目標：

1．通過教師的講解與實驗活動，了解研究和學習化學的基本方法；

2．了解學習化學需要進行科學研究

3．知道學習化學需要借助化學符號（或叫化學用語），初步認識化學符號在化學學習上的重要要求

能力目標：

能過進行一些簡單的實驗探究

情感目標：

認識化學實驗在學習和研究化學上的重要性

重點和難點：

教學內容：

一、化學學習需要進行化學實驗

化學實驗的觀察，可以用自己的感官或者借助于儀器來觀察物質及其變化的條件、現象和結果，應該注意對實驗前、中、后的觀察。

化學的觀察

變化前

變化中

變化后

（1）有哪些物質參加了反應

（2）物質的顏色、狀態、氣味等

（1）反應條件（如加熱、點燃、高溫、催化劑等）

（2）伴隨現象（發光、放熱、變色、生成氣體或沉淀等）

（1）有哪些物質生成

（2）生成物的顏色、狀態、氣味等

首先介紹一些實驗儀器：

1．試管（test tube）：該儀器是化學實驗中使用最廣泛的儀器。

（1）主要用于少量物質的溶解或發生反應的儀器，也常用于制取或收集少量氣體。

（2）實驗時盛放液體量不能超過試管容積的1/3，以防振蕩或加熱時濺出。

（3）用試管夾或者鐵夾固定時，要從試管底部向上套入并夾持在離管口1/3的部位。

（4）試管是可用燈焰直接加熱的儀器

（5）加熱前應先擦干試管壁上水珠，結束后不可驟冷

2．酒精燈（alcohol burner）：是實驗室中最常用的加熱儀器。

（1）實驗所盛酒精量不能超過容積的2/3，也不能少于1/4；

（2）使用時要用燃著的火柴點燃酒精燈，嚴禁用燃著的酒精燈去點燃另一酒精燈；

（3）向酒精燈內添加酒精應該用漏斗，禁止向燃著的酒精燈內添加酒精，以防發生火災；

（4）加熱時要用溫度最高的外焰加熱，不能將燈芯與玻璃儀器接觸；（做木條燃燒實驗）

（5）加熱完畢要用燈帽蓋滅火焰，不可用嘴吹滅。

（6）火焰可分為外焰、內焰、焰心。

    實驗：火柴被加熱實驗

3．試劑瓶（reagent bottle）：主要是稱放固體、液體試劑，氣體

（1）廣口瓶（wide-necked bottle）：盛放固體試劑。配上雙孔橡皮塞后，配成洗氣裝置；

（2）細口瓶（narrow-necked bottle）：盛放液體試劑。存放堿溶液應用橡皮塞；棕色試劑瓶盛放避光試劑

（3）集氣瓶（gas-collecting bottle）：用于收集或貯存少量氣體

廣口瓶與細口瓶瓶頸內壁磨砂，集氣瓶的瓶口是磨砂

4．試管夾（test tube holder）：用于夾持試管，給試管加熱

   從試管底部套入，撤出時也從試管底部撤出

5．托盤天平和砝碼（counter balance & weight sets）：

（1）托盤天平一般用于粗略量取固體物質質量，它的精確度為0.1g；

（2）是用托盤天平前，先調零，然后在左右兩盤放大小相同的紙，如果稱量的物體易潮解或有腐蝕性，應該用玻璃器皿稱量，如小燒杯，表面皿等；

（3）稱量時候要遵循“左物右碼”的原則（m左＝m右＋m砝碼）；

（4）取用砝碼的時候，絕對不能用手拿放，應該用鑷子，防治砝碼沾污腐蝕變質。

6．量筒（graduated cylinder）

（1）量筒一般用于粗略量取一定體積液體的儀器

（2）選取量筒時，量筒的容積應該大于并且盡量接近于所要量取液體的體積，盡量減少誤差；

（3）量筒讀數應該使視線與液體的凹液面最低點保持水平；在量取液體時，若俯視量筒則讀出數據大于實際液體體積，即取用液體的體積偏小，若仰視量筒，則讀出的數據小于實際液體的體積，即取用的液體的體積偏大；

（4）量筒不能加熱，不能量取溫度過高的液體，也不能作為化學反應和配置溶液的容器；

（5）量筒沒有零刻度線。

7．鐵架臺（iron support stand）簡單介紹

然后介紹幾種化學基本操作規范：

1．固體藥品的取用：

（1）固體藥品一般保存在廣口瓶（wide-necked bottle）中，堿性的固體一般用軟木塞代替玻璃塞；

（2）取用塊狀固體或者顆粒較大的固體時，一般使用鑷子，把容器橫放，把藥品放入容器口后，再把容器慢慢地豎立起來，以免打破容器；

（3）取用粉末狀固體或者顆粒小的固體時，一般使用藥匙或者紙槽，把試管傾斜，把盛有藥品的藥匙（或者紙槽）小心的送到試管底部，然后使試管慢慢豎直起來，讓藥品全部落到底部，以避免藥品沾到管口和管壁上；

（4）如果沒有指明具體取用量，固體藥品一般取用蓋滿試管底部即可。

2．液體藥品的取用：

（1）液體藥品一般保存在細口瓶（narrow-necked bottle）中，堿性溶液一般用橡皮塞代替玻璃塞；

（2）取用較大量液體時，可以用傾倒法，具體方法：取下瓶塞，倒放在桌子上，傾倒液體時，瓶口要緊挨著試管口，緩慢地倒入液體，拿細口瓶傾倒液體時，細口瓶的標簽一定要靠在手心處，以防液體腐蝕標簽，倒完液體后，應立即蓋緊瓶塞，并把瓶子放回原處；

（3）取用少量的液體，還可以用膠頭滴管（dropper）。

（4）取用一定量的液體時，一般用量筒量取體積

（5）倒取液體時，注意標簽朝手心

3．固體加熱方法：

（1）為了防止生成的水倒流而使試管底部破裂，在加熱固體時候，一般試管口向下傾斜；

（2）在加熱固體時，一定要預熱（左右移動試管），然后將外焰固定在固體下方加熱。

4．廢液的處理

（1）化學實驗過程中的廢液，應該倒入指定的容器中集中處理；

（2）取用過多的藥品，能放回試劑瓶，應該放入回收瓶中，集中處理。

5．儀器的洗滌

利用試管刷

洗過的玻璃儀器內壁附著的水既不聚成水珠，也不成股流下（即形成水膜），則表明儀器已經洗滌干凈。

演示實驗1：研究“銅綠”性質的有關實驗

實驗步驟

實驗現象

實驗結論

1．“銅綠”和鹽酸作用

產生大量氣泡，并且看到“銅綠”溶解形成藍色溶液。

銅綠能夠與鹽酸作用形成二氧化碳，氯化銅和水。

文字表達式：銅綠＋鹽酸→氯化銅＋二氧化碳＋水

2．“銅綠”受熱的變化

綠色的固體受熱后變成了黑色固體，在試管壁上有水珠生成，并且生成了能使澄清石灰水變渾濁的氣體。

銅綠受熱能分解黑色的氧化銅，水和二氧化碳

文字表達式：銅綠→氧化銅＋二氧化碳＋水

通過上述實驗，你對“銅綠”有什么認識？學習了哪些基本操作？

通過上述實驗，可以了解到“銅綠”[Cu2(OH)2CO3]是一種綠色粉末狀的固體，它能與鹽酸作用，生成氯化銅、水和二氧化碳[Cu2(OH)2CO3 + 4HCl ==2CuCl2 + CO2↑+ 3H2O]。“銅綠”受熱后能分解，生成氧化銅、水和二氧化碳[Cu2(OH)2CO3==2CuO + CO2↑+ H2O]。

在整個實驗中，需要學習了固體和液體藥品的使用。酒精燈的使用，固體加熱，廢液處理，儀器的洗滌等實驗基本操作。

二、化學學習需要進行科學探究

以觀察、實驗、實踐為主的探究活動是學習化學的重要方法。它包括以下幾個主要環節：

提出問題→猜想與假設→設計實驗→進行實驗→收集證據→解釋結論→反思與評價→表達與交流

實驗2：研究鎂、鐵、銅的性質實驗

金屬樣品

鎂條

鐵絲

銅絲

1．顏色狀態

銀白色條狀固體

銀白色固體

紫紅色固體

2．是否容易被折斷

容易

不容易

不容易

3．是否可以導電

可以

可以

可以

4．在空氣中點燃的現象

耀眼的白光，放出大量熱量，產生白煙，生成一種白色固體。

不能燃燒，表面紅熱

不能燃燒，表面變黑。

5．在食醋中的變化

有大量氣泡產生，試管發燙

有少量氣泡產生

沒有氣泡產生

一些煙花和照明彈都含有鎂粉，鎂粉的這一用途的原因主要是因為鎂可以在空氣中燃燒，產生耀眼的白光。

實驗3：模仿鎂的性質探究實驗，找一段鋁片研究鋁有哪些性質

猜想：

（1）鋁條是一種銀白色的固體，硬度不大；

（2）鋁條能與空氣中成分（氧氣）發生作用；

（3）鋁條能與酸發生反應；

（4）鋁條能夠導電

實驗設計：

（1）取一段鋁條觀察外觀，看看是否容易扭曲；

（2）經過砂紙表面的打磨后，用酒精燈加熱，觀察是否能夠燃燒；

（3）經過砂紙表面打磨后，投入到食醋中，觀察現象；

（4）用鋁條連接電珠和電池，觀察電珠變化情況；

進行實驗：

記錄現象：

（1）鋁條是銀白色的固體，容易扭曲；

（2）放在火焰上方，鋁條并沒有燃燒起來，但在表面出現白色物質；

（3）在酸液中，鋁條表面出現了氣泡；

（4）電珠發亮

結論：

（1）鋁是一種銀白色的有金屬光澤的固體，硬度小；

（2）鋁在空氣中加熱能與氧氣發生反應生成白色的氧化鋁；

（3）鋁能與酸發生反應生成氫氣

（4）鋁能夠導電