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初三化学情境教学第一章物质的变化和性质冰雪融化木柴燃烧课堂互动冰雪在阳光下融化成水,是我们常见的物理变化木柴燃烧时,产生了热量、二氧化碳和水蒸气等现象这一过程中,物质的化学成分没有改变,新物质,这是典型的化学变化燃烧过程中,木只是物理状态发生了变化柴的化学成分被彻底改变物理变化的特征物理变化的本质物理变化是指物质只改变形态、状态等物理性质,而不改变化学组成的变化在物理变化中,没有新物质生成,物质的本质没有改变物理变化的例子•水的三态变化冰块融化、水蒸发•金属的形变铁丝拉长、金属锻造•物体的碎裂玻璃破碎、纸张撕碎•溶解过程糖溶于水、盐溶于水冰块融化是典型的物理变化过程在这个过程中,H₂O分子的排列方式发生了变化,但分子本身的化学结构保持不变,没有新物质生成这种变化是可逆的,水可以通过冷却再次变回冰,这也是物理变化的一个重要特征化学变化的特征新物质生成伴随现象化学变化的最本质特征是有新物质生化学变化通常伴随着明显的现象成原有物质的分子结构被破坏,形放热或吸热(温度变化)•成新的化学键,产生具有新性质的物颜色变化•质气体产生•沉淀形成•生活实例铁生锈铁与氧气、水反应生成氢氧化铁食物腐烂有机物在微生物作用下分解蜡烛燃烧蜡与氧气反应生成二氧化碳和水思考为什么燃烧会放热?这与化学键的断裂和形成有什么关系?化学反应中的能量变化来源于哪里?物理变化与化学变化对比对比项目物理变化化学变化新物质生成否,物质本质不变是,有新物质生成分子结构分子结构不变分子结构改变能量变化能量变化通常较小能量变化通常较大可逆性通常容易逆转通常难以简单逆转典型例子冰融化、金属弯曲燃烧、生锈、酸碱中和记忆口诀物理变化看形态,本质不变记心上;化学变化新物生,能量变化伴其行这个口诀帮助我们快速区分物理变化和化学变化的本质区别,便于记忆和理解情境实验燃烧与融化的对比观察实验目的通过对比蜡烛燃烧和蜡烛融化两种现象,直观认识物理变化和化学变化的区别实验材料•蜡烛•火柴•玻璃烧杯•电热水浴锅•温度计•记录表格分组讨论要点
1.哪种是化学变化?为什么?
2.从分子层面解释两种变化的本质区别
3.这两种变化能否相互转化?观察现象记录表格第二章物质的化学性质氧化还——原反应生活中的氧化还原铁锈的形成是最常见的氧化反应铁在潮湿的空气中逐渐被氧化成红褐色的氧化铁,这个过程中铁失去了电子,被氧化氧化与还原的定义氧化失去电子的过程还原得到电子的过程氧化还原反应总是同时发生的,一种物质的氧化必然伴随着另一种物质的还原互动提问你能举出生活中的哪些氧化还原反应例子?这些反应如何影响我们的日常生活?电池工作是怎样的氧化还原过程?氧化还原反应的实质电子得失过程氧化还原反应的本质是电子的转移过程•氧化失去电子的过程•还原得到电子的过程在氧化还原反应中,电子总是从一种物质转移到另一种物质,失电子的物质被氧化,得电子的物质被还原化合价变化在氧化还原反应中,元素的化合价会发生变化•化合价升高被氧化•化合价降低被还原经典反应示例铁与硫酸铜溶液反应Fe+CuSO₄→FeSO₄+Cu在这个反应中•Fe失去2个电子,从0价变为+2价,被氧化•Cu²⁺得到2个电子,从+2价变为0价,被还原氧化还原反应的表示方法双线桥法双线桥法是表示氧化还原反应中电子转移的一种方法,用两条平行线连接失电子和得电子的元素例如铁与氯气反应2Fe+3Cl₂→2FeCl₃Fe0→+3(失去3个电子,被氧化)Cl0→-1(得到1个电子,被还原)单线桥法单线桥法是另一种表示电子转移的方法,用一条线连接失电子和得电子的元素,并在线上标出转移的电子数例如铜与浓硝酸反应Cu+4HNO₃→CuNO₃₂+2NO₂↑+2H₂OCu0→+2(失去2个电子,被氧化)N+5→+4(得到1个电子,被还原)课堂练习请在以下反应中标出氧化剂和还原剂,并用适当的方法表示电子转移过程Zn+2HCl→ZnCl₂+H₂↑情境案例食品包装中的脱氧剂脱氧剂的化学成分食品包装中常见的脱氧剂主要成分是铁粉铁粉在一定条件下会与氧气发生氧化还原反应4Fe+3O₂+6H₂O→4FeOH₃在这个反应中•Fe被氧化Fe→Fe³⁺+3e⁻•O₂被还原O₂+4e⁻→2O²⁻防止食品变质的原理脱氧剂通过消耗包装内的氧气,创造一个低氧或无氧环境,有效抑制第三章酸碱中和反应酸的定义与特性碱的定义与特性生活情境应用酸是指能电离出H⁺的物质常见酸有盐酸碱是指能电离出OH⁻的物质常见碱有氢氧化蚊虫叮咬后,皮肤会产生酸性物质引起瘙痒用HCl、硫酸H₂SO₄、醋酸CH₃COOH等酸通钠NaOH、氢氧化钙CaOH₂等碱通常有苦小苏打(碱性)溶液涂抹可以中和这些酸性物常具有酸味、能使紫色石蕊试纸变红、能与金属味、滑腻感,能使红色石蕊试纸变蓝,能与酸反质,缓解瘙痒这是生活中常见的酸碱中和应用反应放出氢气应生成盐和水实例中和反应的实质与化学方程式中和反应的本质中和反应是酸与碱反应生成盐和水的过程从离子层面看,中和反应的本质是中和反应的特征•溶液酸碱性变为中性•通常伴随放热现象•生成相应的盐和水酸碱中和反应的应用123胃酸过多的缓解酸雨的治理工业废水处理人体胃液中含有盐酸,胃酸过多会引起胃酸雨是指pH值低于
5.6的雨水,主要由大气工业生产中产生的酸性或碱性废水会对环境痛、烧心等不适中的SO₂和NO₂溶于雨水形成硫酸和硝酸造造成污染成服用碱性药物如碳酸氢钠(小苏打)可以中处理方法和胃酸治理方法包括酸性废水用石灰乳中和•CaOH₂NaHCO₃+HCl→NaCl+CO₂↑+H₂O•控制SO₂和NO₂排放碱性废水用二氧化碳或稀酸中和•在受酸雨影响的土壤中撒施石灰粉但需注意长期大量使用碱性药物可能导致•中和后进行沉淀、过滤等进一步处理•中和酸性酸反弹现象CaO这种处理方法既保护环境,又节约资源在受影响的湖泊中投放碱性物质•互动问答你还知道生活或工业中哪些应用了酸碱中和反应的例子?情境实验盐的制备与性质实验目的通过酸碱中和反应制备硫酸铜晶体,观察晶体形成过程实验材料•氢氧化铜CuOH₂•稀硫酸H₂SO₄•玻璃棒•烧杯•蒸发皿•酒精灯•三脚架•铁丝网实验步骤
1.向烧杯中加入适量氢氧化铜
2.缓慢滴加稀硫酸并搅拌化学方程式
3.直至蓝色沉淀完全溶解
4.过滤得到清液CuOH₂+H₂SO₄→CuSO₄+2H₂O
5.蒸发浓缩讨论要点
6.冷却结晶
1.为什么蓝色沉淀会逐渐消失?
2.所得溶液为什么呈蓝色?
3.硫酸铜晶体的形状、颜色特点是什么?
4.盐类有哪些常见用途?
5.如何判断中和反应是否完全?通过这个实验,我们不仅可以理解酸碱中和反应的原理,还能观察到化学反应前后物质性质的变化,直观感受化学变化的奇妙第四章金属的性质与应用物理性质化学性质生活实例金属通常具有以下物理性质金属的主要化学性质铁的锈蚀及防护•良好的导电性和导热性•与氧气反应2Mg+O₂→2MgO铁锈蚀方程式4Fe+3O₂+2xH₂O→2Fe₂O₃·xH₂O•金属光泽•与酸反应Zn+2HCl→ZnCl₂+H₂↑防护方法•延展性(可拉伸成丝)•与水反应2Na+2H₂O→2NaOH+H₂↑•涂漆、涂油阻隔空气和水•展性(可锤打成片)•金属置换反应Fe+CuSO₄→FeSO₄+Cu•电镀锌、铬等金属形成保护层•通常呈固态(汞除外)•合金化提高抗腐蚀性•牺牲阳极保护铁及其化合物的化学性质铁与非金属元素的反应铁与氧气反应4Fe+3O₂→2Fe₂O₃(需加热)铁与氯气反应2Fe+3Cl₂→2FeCl₃铁与硫反应Fe+S→FeS(需加热)铁与酸的反应铁与稀硫酸反应Fe+H₂SO₄→FeSO₄+H₂↑铁与稀盐酸反应Fe+2HCl→FeCl₂+H₂↑铁的不同价态铁与浓硝酸反应铁主要有两种常见价态Fe+4HNO₃浓→FeNO₃₃+NO↑+2H₂O•二价铁Fe²⁺形成FeCl₂、FeSO₄等化合物•三价铁Fe³⁺形成FeCl₃、Fe₂O₃等化合物二价铁与三价铁的转化4FeSO₄+2H₂SO₄+O₂→2Fe₂SO₄₃+2H₂O(氧化)2FeCl₃+H₂→2FeCl₂+2HCl(还原)铁的不同价态化合物颜色不同,可以作为一些化学反应的指示高炉炼铁过程简介原料准备主要原料铁矿石(主要成分为Fe₂O₃或Fe₃O₄)、焦炭(C)、石灰石(CaCO₃)原料处理破碎、筛分、烧结等,提高反应效率化学反应高温下发生的主要反应C+O₂→CO₂(焦炭燃烧提供热量)CO₂+C→2CO(生成还原剂一氧化碳)Fe₂O₃+3CO→2Fe+3CO₂(铁的还原)CaCO₃→CaO+CO₂(石灰石分解)CaO+SiO₂→CaSiO₃(熔渣形成)产物获取生铁含碳量约4%的铁碳合金,熔点较低(约1200℃)熔渣主要成分为硅酸钙,可用于制水泥等高炉煤气含CO、CO₂等,可作燃料回收利用环保与安全问题高炉炼铁过程中会产生大量废气、废渣和粉尘,需要采取除尘、脱硫等环保措施同时,高温操作存在安全风险,需严格遵守安全规程情境探究铁锈的形成与防护铁锈的形成过程铁锈的主要成分是氢氧化铁和氧化铁的水合物,化学式可表示为Fe₂O₃·nH₂O铁锈形成的条件•铁与氧气接触•水或潮湿环境存在•电解质(如盐)的存在会加速锈蚀形成过程
1.铁表面形成微电池
2.铁失去电子被氧化Fe→Fe²⁺+2e⁻
3.氧气得到电子被还原O₂+2H₂O+4e⁻→4OH⁻
4.最终生成铁锈4Fe²⁺+O₂+2+4nH₂O→2Fe₂O₃·nH₂O+8H⁺铁锈的危害•降低铁制品强度,缩短使用寿命•造成经济损失,估计全球每年因金属腐蚀损失数万亿元•可能引发安全事故,如桥梁、管道腐蚀断裂防锈方法涂层保护涂漆、涂油、涂塑料等隔离空气和水电镀保护镀锌、镀铬、镀锡等形成保护层合金化添加铬、镍等元素制成不锈钢牺牲阳极保护连接更活泼金属(如锌、镁)保护铁阴极保护外加电源使铁成为阴极第五章化学方程式的书写与应用基本规则化学方程式书写的基本规则
1.正确写出反应物和生成物的化学式
2.用箭头→连接反应物和生成物
3.根据质量守恒定律配平方程式
4.标注物质状态s固态、l液态、g气态、aq水溶液
5.必要时标注反应条件△加热、压强、催化剂等质量守恒定律化学反应前后,参与反应的各元素的原子总数不变配平方法
1.检查方程式中的元素种类
2.调整系数使各元素原子数相等
3.验算各元素是否配平
4.将系数化为最简整数比例如CH₄+O₂→CO₂+H₂O配平为CH₄+2O₂→CO₂+2H₂O练习题请配平以下化学方程式
1.Fe+O₂→Fe₂O₃
2.Al+HCl→AlCl₃+H₂
3.KMnO₄+HCl→KCl+MnCl₂+Cl₂+H₂O
4.C₂H₅OH+O₂→CO₂+H₂O情境练习生活中的化学反应方程式010203燃烧反应酸碱中和反应金属置换反应蜡烛燃烧胃药中和胃酸铁钉与硫酸铜反应C₂₅H₅₂s+38O₂g→25CO₂g+26H₂Og+热MgOH₂s+2HClaq→MgCl₂aq+2H₂Ol Fes+CuSO₄aq→FeSO₄aq+Cus量小苏打与醋反应铝与氯化铁反应天然气燃烧NaHCO₃s+CH₃COOHaq→CH₃COONaaq+2Als+3FeCl₃aq→3Fes+2AlCl₃aqCH₄g+2O₂g→CO₂g+2H₂Og+热量H₂Ol+CO₂g生活应用生活应用生活应用金属提纯•炊事做饭治疗胃酸过多••金属表面处理•取暖清洁剂中和油垢••金属活动性顺序应用•工业锅炉中和蚊虫叮咬的酸性物质••注意事项燃烧需要充足的氧气,否则可能产生有毒的一氧化碳练习请根据你的生活经验,写出两个你观察到的化学反应,并尝试用化学方程式表示第六章物质的组成与元素周期表基本概念原子是化学变化中的最小粒子,由原子核和核外电子组成分子由两个或多个原子通过化学键结合形成的粒子,如H₂、O₂、H₂O离子带电的原子或原子团,如Na⁺、Cl⁻、SO₄²⁻原子是物质的基本构成单位,而分子和离子是很多物质存在的实际形式化学反应本质上是原子重新组合的过程元素周期表元素周期表是按照元素原子序数(核外电子数)递增排列的表格主要特点•横行周期,电子层数相同•纵列族,最外层电子数相同•左侧和中部金属元素•右上角非金属元素•金属和非金属之间半金属元素情境案例水的组成与性质物理性质分子结构熔点0℃水的分子式H₂O沸点100℃(标准大气压下)水分子呈V形结构,键角约
104.5°密度1g/cm³(4℃时)氧原子与两个氢原子通过共价键连接特殊性质4℃时密度最大水分子呈极性,形成氢键固态(冰)密度小于液态,因此冰漂浮在水面比热容大,温度变化缓慢水的电解化学性质电解方程式2H₂O→2H₂↑+O₂↑水的电离H₂O⇌H⁺+OH⁻阴极反应(还原)2H₂O+2e⁻→H₂↑+2OH⁻与活泼金属反应2Na+2H₂O→2NaOH+H₂↑阳极反应(氧化)2H₂O→O₂↑+4H⁺+4e⁻与某些金属氧化物反应CaO+H₂O→CaOH₂体积比H₂:O₂=2:1与非金属氧化物反应CO₂+H₂O→H₂CO₃实验装置霍夫曼电解水装置水合作用CuSO₄+5H₂O→CuSO₄·5H₂O第七章化学实验安全与仪器使用实验室安全守则常用实验仪器
1.进入实验室前仔细阅读实验指导书量筒用于测量液体体积,读数时视线应与刻度线相平
2.穿戴合适的防护装备(如实验服、护目镜)
3.不得在实验室内追跑打闹、饮食烧杯用于盛放液体、溶解物质、进行反应等
4.不随意混合化学药品试管用于小量溶液反应、加热液体等
5.不用鼻子直接嗅闻气体玻璃棒用于搅拌溶液、引流液体等
6.离开实验室前清洗双手酒精灯用于加热,蓝色火焰部分温度最高pH试纸用于测定溶液酸碱性突发状况处理酸碱溅到皮肤立即用大量清水冲洗药品溅入眼睛用洗眼器冲洗并就医火灾使用灭火器,切断电源,疏散人员玻璃器皿破碎用扫帚和簸箕清理,不用手直接接触有毒气体泄漏立即开窗通风,撤离现场情境模拟如果你在实验中不小心将酸溅到了衣服上,应该怎么处理?如果酒精灯意外翻倒引起火灾,你会采取哪些措施?情境互动设计简单实验制备氧气的实验设计实验原理过氧化氢在二氧化锰催化下分解产生氧气化学方程式2H₂O₂→2H₂O+O₂↑实验材料•3%过氧化氢溶液•二氧化锰粉末(催化剂)•锥形瓶•导管•集气瓶•水槽•玻璃棒•点燃的木条(用于检验氧气)实验步骤
1.在锥形瓶中放入适量过氧化氢溶液
2.装好导管,将另一端插入装满水的集气瓶中
3.向锥形瓶中加入少量二氧化锰粉末
4.观察反应现象,收集产生的气体
5.用点燃的木条检验收集到的气体注意事项•反应可能较剧烈,二氧化锰应少量多次加入•导管应确保气密性良好•收集气体时,应使用排水法•氧气支持燃烧,实验时应远离易燃物讨论题
1.为什么要使用二氧化锰?它在反应中起什么作用?第八章化学与生活厨房中的化学家居清洁与化学环保与可持续发展烹饪过程充满了化学变化日常清洁产品中的化学原理化学在环保中的应用•蛋白质受热凝固(煮鸡蛋)•洗洁精表面活性剂降低水的表面张力•水处理技术净化污水•美拉德反应(肉类烤制表面变褐)•漂白剂氧化作用去除色素•可降解材料减少白色污染•发酵过程(面包膨胀)•除垢剂酸性物质溶解碱性水垢•太阳能电池转化清洁能源•酸碱中和(用小苏打使面团松软)•空气清新剂中和或吸附异味分子•催化转化器减少汽车尾气污染食品保鲜也是应用化学知识防止氧化变质了解这些原理有助于正确选择和使用清洁产品作为环保小化学家,我们可以减少使用一次性塑料、正确分类回收、选择节能产品、避免使用含磷洗涤剂情境故事化学改变世界居里夫人的故事玛丽·居里(Marie Curie)是历史上第一位获得两次诺贝尔奖的科学家,也是唯一一位在两个不同领域(物理学和化学)获奖的人她与丈夫皮埃尔·居里一起发现了镭和钋两种元素,开创了放射化学领域在当时女性科学家极为罕见的时代,她凭借坚韧不拔的精神和科学才能取得了卓越成就居里夫人的故事告诉我们科学探索需要坚持不懈的精神,不应受性别或其他社会因素的限制在科学上,我们必须对事物本身感兴趣,而不是对工作可能带来的直接好处感兴趣——玛丽·居里化学发明改变生活化学发明如何改变我们的日常生活合成氨工艺(哈伯法)解决了全球粮食短缺问题,为农业提供了充足的氮肥抗生素的发现青霉素等抗生素的发现和合成大大降低了传染病的死亡率合成高分子材料塑料、合成纤维、橡胶等材料彻底改变了我们的衣食住行锂离子电池使便携式电子设备和电动汽车成为可能复习与总结物质的变化与性质1•物理变化形态改变,无新物质生成•化学变化有新物质生成,伴随能量变化2氧化还原反应•物质性质分为物理性质和化学性质•本质是电子转移过程•氧化失电子,化合价升高酸碱中和反应3•还原得电子,化合价降低•酸电离出H⁺的物质•常见类型燃烧、金属置换、金属腐蚀等•碱电离出OH⁻的物质4金属的性质与应用•中和反应H⁺+OH⁻→H₂O•生成物盐和水•物理性质导电、导热、金属光泽等•化学性质与氧气、酸、水的反应化学方程式与元素周期表5•应用冶金、电镀、合金等•方程式书写规则与配平方法•防腐蚀方法涂层、电镀、合金化等•原子、分子、离子的区别•元素周期表的结构与规律典型题型解析
1.辨别物理变化与化学变化的题目,关键是看是否有新物质生成
2.氧化还原反应中判断氧化剂和还原剂,关键是确定元素化合价的变化
3.书写化学方程式时,先写出反应物和生成物的化学式,再根据质量守恒定律配平课堂互动测验选择题判断题下列变化中,属于化学变化的是()A.冰雪
1.水银温度计里的液体是纯净物()融化B.铁丝弯曲C.食物腐烂D.酒精蒸发
2.铁在空气中燃烧会直接生成Fe₂O₃()
3.氧化反应一定需要氧气参与()下列物质中,不属于纯净物的是()A.铁B.
4.酸和碱混合一定能完全中和()二氧化碳C.食盐水D.蒸馏水下列反应中,不属于氧化还原反应的是()A.铁生锈B.光合作用C.酸碱中和D.镁带燃烧简答题
1.为什么说化学反应的实质是原子的重新组合?
2.简述金属活动性顺序的意义及应用
3.配平方程式KMnO₄+HCl→KCl+MnCl₂+Cl₂+H₂O测验结束后,我们将立即进行答案讲解和疑难解答请记住,测验的目的不仅是检验知识掌握情况,更是为了巩固所学内容,发现学习中的薄弱环节拓展阅读与学习资源推荐学习资源网站资源•中国大学MOOC平台-初中化学课程•中国教育在线-化学学习资源•科学松鼠会-科普文章•科学网-最新科学发现视频资源•B站科学声音频道•中国教育电视台《化学实验》系列•《科学嘻游记》科普动画应用程序•化学助手APP-元素周期表与反应查询•实验帮APP-化学实验步骤演示•化学方程式大全APP-常见反应方程式课外实验小项目家庭安全实验•用红卷心菜制作酸碱指示剂•探究不同饮料的酸碱性•研究水果保鲜的方法•制作简易电池•探究茶叶中的成分自主探究课题•学校周边空气质量调查•家庭节能减排方案设计化学让生活更美好亲爱的初三化学学子们,通过这段时间的学习,我们共同探索了化学的奥秘,感受了科学的魅力化学不仅是一门学科,更是理解世界的一把钥匙希望你们能够保持好奇心,继续探索未知的化学世界•将化学知识应用于生活,解决实际问题•培养科学思维,用批判性思考看待世界•关注化学与环境、健康的关系,成为负责任的公民•记住,化学就在我们身边,从早晨的牙膏到晚上的灯光,从餐桌上的食物到手中的手机,无处不在希望化学知识能点亮你们的未来,照亮前行的道路化学是一门中心科学,连接物理和生命世界,也连接过去和未来加油,初三化学学子!未来的科学家们!。
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