資源簡介

第二章元素與物質世界第一節元素與物質分類
一、教材分析
“元素與物質分類”是魯科版化學（2019）必修第一冊第二章《元素與物質世界》第一節內容，是學習了第一章認識化學科學的基礎上進行學習，其將初中所學的單一、孤立的物質及反應梳理擴展為高中階段多樣、系統的物質反應體系，滲透分類觀、物質轉化觀等化學學科學習的基本思想方法，按照物質類別進行分類，根據常見物質的性質歸納物質及變化的規律，并預測物質的性質及可能發生的變化。本部分內容在《普通高中化學課程標準（2017年版）》中屬于“主題 2：常見的無機物及其應用”這一部分，內容要求“認識元素可以組成不同種類的物質，根據物質的組成和性質可以對物質進行分類；同類物質具有相似的性質，一定條件下各類物質可以相互轉化；認識元素在物質中可以具有不同價態，可通過氧化還原反應實現含有不同價態同種元素的物質的相互轉化。認識膠體是一種常見的分散系”。具體先介紹了物質分類的方法，并從多種分類的角度來認識物質世界；通過典型物質及其實驗，歸納總結了單質、氧化物、堿、鹽具有的一般性質，總結了個類別物質之間的轉化規律，并用于預測和判斷陌生物質的性質。通過本節課內容的學習，學生不僅需要將初中所學的知識由點構成線合理關聯起來，更需要在掌握的事實性知識的基礎上開始建構并逐步形成基本的化學學科觀念，指導高中階段后續內容的學習，從而實現學科素養的提升。
二、學情分析
經過初中階段的學習和必修一第一章的學習，學生已經有單質、氧化物（金屬氧化物和非金屬氧化物）、酸、堿、鹽等物質類別的概念，已經掌握一些典型物質的基本性質，如金屬鈉的性質。但學生的知識是單一的，分散且不夠系統。而高中階段，學生將面臨的不再是單一的物質，而往往是復雜的實際的甚至是陌生的物質，更需要學生掌握一類物質具有的一般性質和陌生物質性質判斷的方法。因此，在本節課教學中要著力培養學生的化學科學探究與創新意識的化學核心素養，發展證據推理與模型認知化學核心素養。由此可分析學生的發展點如下：
1.基于分類思想，構建化學知識框架，并在后續學習中不斷豐富，形成化學學科學習的基本模式。
2.認識物質轉化基本規律，將初中記憶型的思維模式進階成高中階段推理型的思維模式，提高學習興趣。
3.學會遷移，將本節的學習策略遷移至化學學科其他思想方法的習得過程中，在面對復雜陌生的化學問題時，能有理可循，有據可依。
三、學習目標
1．能從元素組成(宏觀)和構成微粒(微觀)的角度分析認識物質，根據物質的組成和性質對物質進行分類，培養宏觀辨識與微觀探析的意識和能力。
2．知道分類是研究物質性質的重要方法，學會單質、氧化物、酸、堿、鹽之間的轉化關系。
3．能通過實驗探究，學習研究一類物質性質的方法，掌握各類物質的一般性質，培養學生科學探究與創新意識的化學核心素養。
4．學會利用物質類別和元素價態構建元素的物質家族，認識同類物質具有相似性，學會分析研究物質性質與物質相互轉化的方法，促進證據推理與模型認知化學核心素養的發展。
四、教學重難點
1.通過對常見物質進行分類，能夠按照化合價和物質類別對物質進行分類。
2.學會一類物質的一般性質，并能夠對陌生物質進行預測。
五、教學過程
情境導入：
1.結合實例，引入分類法，明確其應用價值。教師用聯想質疑進行情境導入學習，激發學生興趣：面對豐富多彩的物質世界，你是否想過，這些物質之間有什么內在聯系？我們可以分類認識和研究物質，那么，怎樣分類才能更有效地幫助我們認識和研究物質呢？展示含碳物質的圖片，明確分類法在實際應用中的重要性。
任務一 元素與物質的關系交流
2、研討
你已經接觸過許多物質，如鈉、鎂、鐵、氧化鎂、氯化鈉、氫氧化鈉、一氧化碳、二氧化碳、氯氣、氫氣、氧氣、氯化亞鐵、三氧化二鐵、碳酸鈉、碳單質、硫酸、碳酸、氯化鐵、鹽酸等。組成這些物質的元素有哪些？你能從元素組成的角度將這些物質分類嗎？學生能夠列舉“交叉分類法”“樹狀分類法”等分類方法。
教師引導：
【任務 1】將“物質”進行分類，明確各類物質共性（定義），并舉例說明。學生活動：感受分類法的優點，明確分類法需要概括物質共性，確定分類標準，標準不同，分類結果會有差異。設計意圖：生活中的分類例子學生熟悉，更有代入感，感興趣的同時更能強化分類的重要應用。同時明確分類需要有標準，找共性，作為后續分析一類物質的共同性質提供理論基礎。
3.上圖列出了一些含碳元素的物質，還有哪些含有碳元素的物質？在這些物質中，碳元素的化合價是怎樣的？含有碳元素的這些物質之間具有怎樣的關系？　　
學生活動：學生舉例常見的含碳物質，判斷化合價，將其標注碳及其化合物的-“價—類”二維圖中。
從而得出認識物質分類的新視角---“價—類”二維角度。由含碳元素的物質可知，同一種元素可以存在于不同類別的物質中；有些元素在不同化合物中可能呈現不同的化合價；同一元素組成的不同物質之間可以相互轉化。有物質分類引出物質性質，進入任務二的學習。任務二物質分類與物質性質同一類別的物質具有一定的相似性。我們經常根據核心元素的化合價和物質的類別研究物質的性質，選取典型代表物質進行分析，發現同類物質之間的內在聯系。
活動
探究研究一類物質的性質
你已經學習過金屬單質、非金屬單質、氧化物、酸、堿、鹽等類別的物質，那么，各類物質分別具有怎樣的性質？各類物質之間的反應關系是怎樣的？請你和小組同學分工合作完成下列任務。金屬鐵、碳單質、二氧化碳、碳酸鈣、碳酸鈉、氧氣、氧化鈣、氫氧化鈣、鹽酸、氯化鈉、氯化鋇、硫酸、硫酸鈉、硫酸銅、氫氧化銅、氫氧化鈉、硝酸銀。
1. 按照物質類別將以上物質分類。
2.預測各類物質分別具有哪些相似的性質。
3.選擇一類物質，選取相應試劑，設計實驗，證明你的預測。教師引導：將“物質”進行按照類別分類，小組討論預測各類物質分別具有哪些相似的性質選擇一類物質，選取相應試劑，設計實驗，證明預測。
學生活動：感受物質類別分類的方法，概括物質共性，討論各類別物質的性質，分小組板書展示。
（1）酸的通性：使指示劑變色；與活潑金屬反應生成鹽和氫氣；與堿性氧化物反應生成鹽和水；與堿反應生成鹽和水；與鹽反應生成新鹽和新酸。
（2）堿的通性：使指示劑變色；與酸性氧化物反應生成鹽和水；與酸反應生成鹽和水；與鹽反應生成新堿和新鹽。
（3）鹽的通性：與金屬反應生成新的金屬和新鹽（金屬活動性規律）；與酸反應生成新鹽和新酸；與堿反應生成新鹽和新堿；與鹽反應生成兩種新鹽（符合復分解反應規律）。
（4）金屬的通性：與酸反應生成鹽和氫氣；與非金屬單質；與鹽反應。
（5）酸性氧化物的通性：與水反應生成酸；與堿性氧化物反應生成鹽；與堿反應生成鹽和水。堿性氧化物的通性：與水反應生成堿；與酸性氧化物反應生成鹽；與酸反應生成鹽和水。分小組選擇一類物質，選取相應試劑，設計實驗，證明補充預測。分小組展示實驗結果，小組之間進行評價、補充。
設計意圖：分小組進行實驗探究，培養學生合作學習的能力。能通過實驗探究，學習研究一類物質性質的方法，掌握各類物質的一般性質，培養學生科學探究與創新意識的化學核心素養。總結歸納酸、堿、鹽的反應規律，體現物質類別是在探究物質轉化中的重要依據。培養學生歸納總結提升的能力。
交流與討論：基于以上探究，
單質→化合物：堿性氧化物→堿：酸性氧化物→酸：酸+堿→鹽：酸+活潑金屬：酸+堿性氧化物：酸+某些鹽：......總結各類物質之間的轉化，完成思維導圖。總結復分解反應發生的特點，并完成小結。
設計意圖：各物質之間的轉化關系圖，是物質轉化規律的集中體現，也是重要的工具，可用于深入理解物質類別與各類物質之間轉化的關系，也可用于設計物質轉化的路徑。
跟蹤練習：
1、根據所學知識設計下列物質轉化實現途徑，并寫出有關的化學方程式。Ca→CaSO4C→CaCO3
2、思考：如何研究 Na2SO3 ，可能具有哪些化學性質呢？說說你的思路
【資料卡片】
1.H2SO3 ，易解為 SO2 ,SO2 能使品紅溶液褪色
2.溶解度表
設計意圖：診斷并評價學生對物質分類及物質轉化規律的掌握程度，體會分類觀、轉化觀在解決實際問題中的應用價值。
拓展練習：
NaOH是重要的化學試劑，結合所學知識，盡可能多地寫出 NaOH制取反應方程式。并考慮反應進行的可能性、原料來源、成本高低和設備要求等因素，選取適合工業生產的方法。
教師引導：基于物質類別具有的性質及其轉化規律，設計實驗，驗證亞硫酸鈉的性質。學生活動：預測并驗證亞硫酸鈉的性質。
設計意圖：診斷并評價學生對物質分類及物質轉化規律的掌握程度，體會工業實際生產與理論知識的差別，體會在解決實際問題中反應進行的可能性、原料來源、成本高低和設備要求等因素對設計路線的要求，綜合考慮選取適合工業生產的方法。
教學反思：
本節課的重難點體現在研究物質性質的過程與方法，從生活中常見的物質入手，在化學課堂喚起學生的科學探究意識，讓學生通過自身的經歷和感悟，去學會認識和掌握物質的基本分類方法，在物質分類基礎上，研究一類物質性質的方法。化學學科中蘊含的化學思想眾多，最為人所熟知的有：多角度多層次的分類思想、結構決定性質、現象與本質、宏觀與微觀、一般與特殊思想等。這些化學思想從不同緯度體現著化學學科的本質，并謀求賦予化學學科以“精神”。這種“精神”就是本文所提到的化學學科的核心觀念。
本節課課容量大，時間安排不太合理，由于時間關系，課程后半段進行稍快。在各類別物質實驗驗證總結的時候關于鹽的性質，氫氧化鈉跟硝酸銀反應出現了黃色渾濁，學生對于異常實驗現象的發現非常好，能夠認真觀察實驗并對實驗異常現象注重觀察并引發興趣，也為我們后面課程的探究實驗提供了內容。在教師演示，實驗制取二氧化硫和檢驗二氧化硫性質的時候，由于實驗空間有限，可能會導致部分學生沒有看清，這是我在備課過程中，沒有考慮到的。拓展中多渠道尋找氫氧化鈉制備方法，學生只頭腦風暴回答了制取方法，由于時間問題，沒有拿出來討論，沒有給予學生足夠的時間考慮工業生產的可行性，這也是需要改進的地方。本節課幫助學生從多個層面認識物質的分類，學會利用物質類別和元素價態構建元素的物質家族，學會分析研究物質性質與物質相互轉化的方法，培養學生科學探究與創新意識的化學核心素養；認識同類物質具有相似性，促進證據推理與模型認知化學核心素養的發展，奠定學生的基礎科學素養，完善其理性思維，體現化學學科的育人價值，而這才是化學獨特魅力的所在。讓我們在課堂上利用一切資源，創設生動的教學情境，設計富有層次感的教學方案，讓化學的核心觀念“隨風潛入夜，潤物細無聲”。充分發揮化學學科的育人價值，實現培養具備一定素養的社會公民。

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