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1、古埃及探“铜”之旅 炼铜产物的成分探究 上海市淞谊中学 周 静一、 教学目标：1. 通过设计“探究红褐色固体的组成成分”的实验，复习木炭、氧化铜、铜的化学性质，初步学会化学实验探究的方法，提高实验探究的能力。2. 通过“测定红褐色固体中铜的质量分数”方案的设计和比较，知道测定混合物中某成分质量分数的基本思路，并在进一步提出方案的改进和优化的过程中，提升化学思维能力。3. 通过古埃及炼铜原理的分析和世界炼铜发展史的介绍，理解化学、技术、社会与环境之间的相互关系，感悟化学对社会发展的重大贡献。二、 教学分析1. 内容分析初中化学课程标准中规定有以下内容：碳、一氧化碳、铜的性质，初步学会探究的方法。
2、本课时是九年级下学期的复习课，在一学年的化学学习中，都涉及到铜和氧化铜的部分性质，这既体现了化学学习不断完善的过程，也是复习阶段的一个整合契机。展开本课时内容，不仅可以将木炭的性质、碱性氧化物与酸的反应、金属与酸的反应通过在教学情境的运用和分析中，夯实基础知识，提升应用的能力，与此同时，还在对炼铜成分的定性到定量分析的过程中，提高了化学实验探究的能力。2. 学情分析九年级学生已掌握木炭、氧化铜、金属的化学性质，初步学会了物质成分判断的一般方法，并已具有运用物质的性质解决实际问题的能力。因而对“探究红褐色固体的组成成分”的方案设计困难不大，但如何从多种鉴别的方法中甄选出便于操作、绿色节能的方法，
3、是本节课需要同学们讨论和比较的。学生在学习后，可以对物质的鉴别有更全面的认识和理解，对学习物质性质的必要性有了更感性的认识。测定物质的质量分数是本节课学生的障碍点，如在各种测定方法中确定测定的原理，以及方案的设计等，学生对物质成分定量分析的能力还不足，因而本课时内容较适合学习能力较强的学生。3. 重点、难点 重点：复习木炭、氧化铜、铜的化学性质。初步学会化学实验探究的方法。初步了解测定混合固体中某成分的质量分数的一般方法。 难点：初步了解测定混合固体中某成分的质量分数的一般方法。4. 教学设计思路 本课时以对古埃及炼铜成分的探究为教学情境，意在激发学生的兴趣，唤起他们的求知欲，学生能自主地进行
4、实验探究。并通过了解人类在社会、科技的发展中作出的重大创举，领略人类所展现出的非凡智慧和不断求索的精神，感悟化学对社会发展的重大贡献。课中针对古埃及炼铜中，若得到红褐色的铜的成分展开分析和讨论，通过“探究红褐色固体的组成成分是什么？”、“测定红褐色固体中单质铜的质量分数”、“提高单质铜的纯度”三个环节，引发学生的思考，碰撞出思维的火花。在“探究红褐色固体的组成成分是什么”的环节中，根据化学实验探究的步骤，学生能作出假设，并在讨论和比较验证猜想方案的过程中，用操作简便、绿色节能的检验方法解决问题。在“测定红褐色固体中单质铜的质量分数”环节中，引导学生要先确定计算式，再根据测定的原理设计实验方案。
5、而在分析测定原理时，以所测定物质的化学性质为出发点，设计出多种方案，同样用操作简便、绿色节能的思想，选择最佳方案。在“提高铜的纯度”环节中，学生了解和意识到现代工业生产中，我们对反应物质量比的控制。在各环节中，不断巩固物质性质的同时，还在渗透化学学科思维。三、 教学流程引入课题古埃及炼铜红褐色固体成分的探究作出假设设计实验学生实验测定单质铜的质量分数分析提高单质铜的纯度的方法总结计算式测定原理设计方案四、 教学内容环节教师学生设计意图引入课题引入：埃及与我们中国同为四大世界文明，他们早在6000年前就可炼得铜并制成各种铜器，甚至用一种象形文字ANKH表示铜。大家想知道他们是如何炼铜的吗？今天就
6、跟着老师一起去古埃及穿越一下吧！抵达古埃及后，我们看到原来他们是利用了一种矿石孔雀石。阅读资料：孔雀石是一种蓝绿色固体，被称为碱式碳酸铜【Cu2(OH)2CO3】。古埃及人炼铜时，不断地向窖炉投放木炭和孔雀石，重复操作，熔化的铜就会源源不断地流到炉底，得到铜块。Cu2(OH)2CO3 2CuO + CO2+ H2O师：现代的我们能用化学方程式解释其如何冶炼得到铜的吗？师：铜是什么颜色的固体？可是我们发现他们得到的是红褐色的铜。今天我们就来当一回古埃及的科学家，一起探究一下这种红褐色固体的组成成分并且测定其中单质铜的质量分数。Ppt：引出课题阅读激发学习兴趣，感悟人类非凡智慧。书写化学方程式：C
7、2CuOCO22Cu 红色。学以致用，体验学习获得的成就感。探究红褐色固体成分师：大家还记得化学实验探究的步骤吗？提出问题、作出假设、制定计划、搜集证据、解释问题、表达交流。今天我们提出的问题是：红褐色固体的组成成分是什么？红褐色固体就是指红色固体中有黑色固体。请同学们对红褐色固体成分作出假设。师：检验物质成分通常先考虑物理方法，你有办法吗？师：因而需要使用化学方法。你们能制定计划，设计实验验证假设吗？请书写实验步骤。多种方案中，哪个方案最好？稀硫酸。操作简便、节能、绿色安全。为什么硫酸要过量？师：今天老师为同学们准备的实验中，分别在两个试管中装了少量的铜粉和红褐色固体样品。请同学们考虑一下老
8、师的用意，根据我们讨论出的实验方案进行实验，验证我们的猜想。交流实验现象和结论。生成蓝色溶液，有红色固体，固体是CuO、Cu。形成无色溶液，有黑色和红色固体，固体是C、Cu。生成蓝色溶液，有黑色和红色固体，固体是CuO、C、Cu。作出假设：CuO、Cu C、CuC、CuO、Cu不能，碳和氧化铜都是黑色不溶于水的固体。取样，加入过量的稀硫酸，充分反应。将氧化铜完全反应完，不干扰判断碳的存在。铜粉是进行对比实验。 同学交流。根据探究实验的步骤，设计实验，学习化学实验探究的一般方法。 学生运用木炭、氧化铜、铜的化学性质设计实验方案，并能从多种方案中找出最佳方案，提升了化学学科思维品质。设计实验测定红
9、褐色固体中单质铜的质量分数师：接下来就继续帮助古埃及人，测定一下混合固体中单质铜的质量分数。以假设为例，测固体中单质铜的质量分数。师：要定量测定，大家就要先思考列出铜在样品中的质量分数的计算式。师：因而我们必须要得到两个数据，样品质量只需在取样后称量即可，如何能测出铜的质量呢？（测出铜的质量）师：现在老师介绍一种用化学方法测出铜的质量的方法。往往测出某物质的质量，可利用该物质的化学性质。如铜可与氧气反应，利用氧气可将CuO、Cu充分反应为CuO。此时大家发现可用什么方法得到铜的质量呢？方案：取样称量，向样品中通入足量的氧气，直至固体质量不再改变，称量。师：要使所得数据更准确，我们一定要保证实验
10、过程中做到哪一点？师：现在请大家根据老师的设计思路，再寻找一下还有哪些方法能测得铜的质量。铜与盐溶液反应， 取样称量，向样品中滴加足量的硝酸银溶液，过滤，取滤渣，洗涤，烘干，称量。CuO与硫酸反应，取样称量，加入足量的稀硫酸充分反应，过滤，取滤渣，洗涤，烘干，称量。（间接测出铜的质量，测氧化铜的质量）师：其实除了直接测出铜的质量外，还有一种思路就是可间接测出铜的质量，因为该混合固体是由两种物质组成，测出氧化铜的质量即可推导出铜的质量。师：请大家从测出氧化铜质量的角度设计实验。利用CuO与H2或CO反应，两种物质都为气体，并且生成的固体都是铜，所以原理类似，我们以氢气为例，具体讨论一下实验方案。
11、展示实验装置，分析测反应前后固体质量和测另一种产物质量的方法和比较，哪组数据更准确呢？方案：取样称量，通入足量的H2或CO加热反应，称反应后固体质量（吸收生成的H2O或CO2的质量）利用CuO与C反应，大家觉得能否准确测出氧化铜的质量？这个问题留给大家回去好好思考一下，并设计出实验方案。师：如何改进？师：现在我们已经得到多种方案可测得铜的质量分数，你会选择哪个方案呢？为什么？mCu / m样品称量反应前后固体质量。 使铜被充分反应。小组讨论。交流，改进。 小组讨论。测反应前后固体质量更准确，因为测生成的水的质量时，会从制氢气的装置和空气中分别吸收水。加两个干燥装置。 稀硫酸。操作简便，节能、绿
12、色等。 根据实验目的从定性分析固体成分到定量分析固体含量的改变，改进实验装置，并从多组装置中进行装置的判断和评价，形成自主、合作的学习精神，提高实验探究能力。通过对测定装置、原理的分析，初步了解测反应前后固体的质量和测生成气体质量的区别和注意要点，深化对该定性实验的理解。提高铜的纯度师：今天我们集众人之智慧成功帮助埃及人判断出了炼铜产物的成分及测定，但老师也在思考，为什么我们不帮助他们改进实验操作以提高他们的铜含量呢？让我们重新回顾一下他们的炼铜过程，找到问题所在。师：我们来推算一下氧化铜和碳的质量比是多少吧。要控制木炭和孔雀石的质量比。160:12木炭稍过量通过运用化学方程式各反应物的质量比解决问题，认识到控制反应物质量比在工业生产中的运用。总结师：今天我们的穿越之旅也即将结束，大家谈一谈你们的收获吧！师：随着古埃及炼铜技术的出现，他们又发明了犁和车轮，将人类文明推入了另一篇章。师：我们中国，也有着自己几千年的炼铜史，今天大家回家不妨自己查阅一下资料，展开一场中国炼铜史之旅。老师期待你们明天的分享。通过简单介绍古埃及的炼铜史和发展历程，学生感悟到化学对社会的发展、人类的进步作出的巨大贡献。并通过对中国炼铜史的探寻，形成民族自豪感。
