化学教学问题的思考郭裕茂省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、中学化学教学若干问题中学化学教学若干问题思索思索杭州第十四中学杭州第十四中学 郭裕茂郭裕茂()第1页深刻了解化学概念深刻了解化学概念准确把握知识关键点准确把握知识关键点深入探究化学试验深入探究化学试验第2页 关键词关键词:了解了解 应用应用 尺度尺度 化学反应速率化学反应速率教材叙述为:通惯用单位时间内教材叙述为:通惯用单位时间内反应物浓度反应物浓度(惯用物质量惯用物质量)降低或降低或生成物浓度增加来表示生成物浓度增加来表示化学反应化学反应速率速率。深刻了解化学概念深刻了解化学概念新课标新课标27第3页深刻了解化学概念深刻了解化学概念问题问题 1.1.酒精溶液导电吗酒精溶液导电吗?2.2.蔗糖
2、溶液导电吗蔗糖溶液导电吗?3.3.能否用电解氯化铝制取铝能否用电解氯化铝制取铝?第4页化学反应原理化学反应原理P62 你能解释你能解释潮湿手潮湿手触摸正在工作电器触摸正在工作电器,可能会发生触电事故可能会发生触电事故.P66 水是一个弱电解质水是一个弱电解质,广东广东镀铝电解池镀铝电解池 Al和和Cl主要以主要以AlCl4-和和Al2Cl7-存在。存在。阴极:阴极:4Al2Cl7-+3e-=7AlCl4-+Al 阳极:阳极:Al-3e-=Al3+电解质电解质教材叙述为:在水溶液里或熔化教材叙述为:在水溶液里或熔化状态能导电化合物叫做电解质。状态能导电化合物叫做电解质。第5页第一层:这里所指对象
3、是化合物,而不是单质;第一层:这里所指对象是化合物,而不是单质;条件是在水溶液里或熔化状态能导电;主要字条件是在水溶液里或熔化状态能导电;主要字和词是和词是“或或”和和“化合物化合物”。第二层:电解质导电是离子导电,导体导电是电第二层:电解质导电是离子导电,导体导电是电子导电。不能混同起来。子导电。不能混同起来。第三层:不论是在水溶液里或熔化状态都不能导第三层:不论是在水溶液里或熔化状态都不能导电化合物叫做电解质。非电解质所指对象也电化合物叫做电解质。非电解质所指对象也是化合物。是化合物。第四层:第四层:CO2、SO2、NH3水溶液都能导电,它水溶液都能导电,它们为何不属于电解质而属于非电解质
4、。原因是它们为何不属于电解质而属于非电解质。原因是它们在水溶液里们在水溶液里本身不能电离本身不能电离,而是生成,而是生成H2CO3、H2SO4、NH3H2O发生电离。发生电离。第6页第五层:液氨也能电离(第五层:液氨也能电离(2 2NHNH3 3NHNH4 4NHNH2 2),),乙醇等也能电离,为何它们乙醇等也能电离,为何它们不属于电解质?不属于电解质?第六层:电解质是离子化合物或含极性键第六层:电解质是离子化合物或含极性键共价化合物。但含有强极性键化合物共价化合物。但含有强极性键化合物不一定是电解质。如:不一定是电解质。如:NHNH3 3、乙醇等。乙醇等。第七层:依据电解质第七层:依据电解
5、质电离程度电离程度不一样分为不一样分为强电解质和弱电解质。强电解质和弱电解质。BaSOBaSO4 4、CaCOCaCO3 3等难溶于水,溶液导电性弱,等难溶于水,溶液导电性弱,但溶于水部分完全电离,属于强电解质。但溶于水部分完全电离,属于强电解质。第7页强电解质和弱电解质强电解质和弱电解质教材上概念叙述为在水溶液里全部教材上概念叙述为在水溶液里全部电离成离子电解质是强电解质;电离成离子电解质是强电解质;在水溶液里只有一部分分子电离成离在水溶液里只有一部分分子电离成离子电解质是弱电解质。子电解质是弱电解质。深刻了解化学概念深刻了解化学概念第8页(1 1)强电解质和弱电解质是按水溶液是否全部)强电
6、解质和弱电解质是按水溶液是否全部电离来分类。而不是按熔化状态是否全部电离来电离来分类。而不是按熔化状态是否全部电离来分类。分类。(2 2)强电解质水溶液导电性不一定比弱电解)强电解质水溶液导电性不一定比弱电解质水溶液导电性强。如难溶强电解质或易溶强质水溶液导电性强。如难溶强电解质或易溶强电解质稀溶液。溶液导电性强弱取决于离子电解质稀溶液。溶液导电性强弱取决于离子浓度大小。浓度大小。(3 3)绝大多数盐为强电解质。但也有盐属)绝大多数盐为强电解质。但也有盐属于弱电解质。如于弱电解质。如(CHCH3 3COO)COO)2 2PbPb、Fe(SCN)Fe(SCN)3 3等。等。第9页深刻了解化学概念
7、深刻了解化学概念教材上描述为:在水溶液中电离出来教材上描述为:在水溶液中电离出来阳离子全都是氢离子化合物。阳离子全都是氢离子化合物。酸概念酸概念酸性强弱有何规律?酸性强弱有何规律?问题问题:浓度均为浓度均为0.10mol/LH2SO4、HClO4溶溶液比较,酸性较强是液比较,酸性较强是 。第10页为何为何H4SiO4、H3PO4、H2SO4、HClO4酸性依次增强?酸性依次增强?非羟基氧增加,中心原子正电荷非羟基氧增加,中心原子正电荷增加,吸引电子能力增强,使羟基氢增加,吸引电子能力增强,使羟基氢更轻易电离。更轻易电离。深刻了解化学概念深刻了解化学概念第11页深刻了解化学概念深刻了解化学概念为
8、何为何HF、HCl、HBr、HI水溶水溶液酸性依次增强?液酸性依次增强?无氧酸酸性强度是指氢化物水溶液酸性强度。无氧酸酸性强度是指氢化物水溶液酸性强度。同主族元素氢化物水溶液酸性自上而下增强。同主族元素氢化物水溶液酸性自上而下增强。如酸性如酸性HFHClHBrHIHFHClHBrHI,H H2 2OHOH2 2SHSH2 2SeHSeH2 2TeTe。同周期自左至右酸性增强,如同周期自左至右酸性增强,如H H2 2OHFOHF,H H2 2SHClSHH2 2SOSO4 4HClHNOHClHNO3 3 第16页问题问题1.原电池电极材料一定是金属或金属与非金原电池电极材料一定是金属或金属与非
9、金属吗属吗?2.铅蓄电池电极材料分别是什么铅蓄电池电极材料分别是什么?化学反应原理化学反应原理P17:铅蓄电池是由两组铅蓄电池是由两组平等排列栅状平等排列栅状铅合金极板铅合金极板作为作为主架主架,正极正极板上覆盖板上覆盖PbO2,负极板上覆盖负极板上覆盖Pb.氯碱工业、次氯酸钠发生器普通用氯碱工业、次氯酸钠发生器普通用“钛阳极钛阳极”(涂层涂层阳极,氧化膜中有阳极,氧化膜中有微孔微孔)第17页原电池及其应用原电池及其应用1 1、定义:把化学能转变为电能装置。、定义:把化学能转变为电能装置。2 2、形成条件:前提条件是能自发发生氧化、形成条件:前提条件是能自发发生氧化还原反应。组成条件是:还原反
10、应。组成条件是:(1 1)有两根电极(分惰性电极和活性电极)有两根电极(分惰性电极和活性电极)(2 2)电解质溶液(或熔融电解质)电解质溶液(或熔融电解质)(3 3)形成闭合回路。)形成闭合回路。3 3、电极判断:、电极判断:负极为电子流出,发生氧化反负极为电子流出,发生氧化反应极;正极为电子流入,发生还原反应极。应极;正极为电子流入,发生还原反应极。4 4、电子流向:负极沿导线流向正极。、电子流向:负极沿导线流向正极。离子流向:阴离子移向负极,阳离子移离子流向:阴离子移向负极,阳离子移向正极。向正极。第18页CuZn-Zn2+H+负极负极正极正极阳离子阳离子阴离子阴离子正极正极负极负极SO4
11、2-Ae-电子流向:电子流向:负极负极正极正极离子流向:离子流向:Zn原电池模型:原电池模型:第19页燃料电池电极反应式书写燃料电池电极反应式书写 问题问题11氢氧燃料电池。氢氧燃料电池。(1 1)若用)若用溶液作为电解质溶液,石溶液作为电解质溶液,石墨做电极。则负极反应为墨做电极。则负极反应为 ,正极反应式为正极反应式为 。(2 2)假如将电解质溶液改为)假如将电解质溶液改为稀硫酸稀硫酸,仍以,仍以石墨做电极,则负极反应为石墨做电极,则负极反应为 ,正极反应式为正极反应式为 .第20页 问题问题22熔融盐燃料电池含有高发电效率,因而受到重视。可用熔融盐燃料电池含有高发电效率,因而受到重视。可
12、用LiLi2 2COCO3 3和和NaNa2 2COCO3 3熔融盐混合物作电解质,熔融盐混合物作电解质,COCO为阳极燃气,空气与为阳极燃气,空气与COCO2 2混合气为阴极助燃气,制得在混合气为阴极助燃气,制得在650650下工作燃料电池。请完成下工作燃料电池。请完成相关电极反应式:相关电极反应式:阳极反应式:阳极反应式:2CO+2CO2CO+2CO3 32 2=4CO=4CO2 2+4e+4e;阴极反应式:阴极反应式:,总电池反应式:,总电池反应式:。解析:要搞清原电池概念,负极失电子发生氧化反应,即题解析:要搞清原电池概念,负极失电子发生氧化反应,即题中所表示阳极反应式;正极得电子发生
13、还原反应。依题意,中所表示阳极反应式;正极得电子发生还原反应。依题意,总电池反应式为:总电池反应式为:2CO+O2CO+O2 2=2CO=2CO2 2。依据负极(阳极)反应正极(阴极)反应总电池反应,依据负极(阳极)反应正极(阴极)反应总电池反应,可推知阴极反应式为:可推知阴极反应式为:O O2 2+2CO+2CO2 2+4e+4e-=2CO=2CO3 32 2。第21页问题问题3 固体氧化物燃料电池是由美国西屋(固体氧化物燃料电池是由美国西屋(Westinghouse)企业研制开发。它企业研制开发。它以以固体氧化锆一氧化钇固体氧化锆一氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许氧离子(为电解质
14、,这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在)在其间经过。该电池工作原理如图所表示,其中多孔电极其间经过。该电池工作原理如图所表示,其中多孔电极a、b均不参加电极反应。均不参加电极反应。以下判断正确是以下判断正确是 ()A.有有O2放电放电a极为电池负极极为电池负极B.有有H2放电放电b极为电池负极极为电池负极C.a极对应电极反应为极对应电极反应为O2+2H2O+4e-4OH-D.b极对应电极反应为极对应电极反应为2H2-4e-+2O2-2H2O解析解析 原电池中失去电子物质在负极发生反应,故通原电池中失去电子物质在负极发生反应,故通H H2 2b b极为负极,通极为负极,通O O2 2a
15、a极为极为正极。据图示正极。据图示a a极对应电极反应为:极对应电极反应为:1/2O1/2O2 2+2e+2e-O O2-2-,b b极对应电极反应为:极对应电极反应为:H H2 2+O+O2-2-2e-2e-H H2 2O O答案答案 BD第22页燃料电池正极反应燃料电池正极反应:酸性溶液中酸性溶液中:244-22(质子交换膜质子交换膜)碱性溶液中碱性溶液中:2224-4中性溶液中中性溶液中:2224-4熔融盐中(如氧气中含熔融盐中(如氧气中含CO2):O2+2CO2+4e-=2CO32熔融氧化物中熔融氧化物中:O2+4e-=2O2-第23页问题:问题:铜丝燃烧法铜丝燃烧法苏教版教材苏教版教
16、材化学化学1第第22页相关于焰色反应叙述:页相关于焰色反应叙述:许多金属或它们化合物在火焰上灼烧时都会使火焰许多金属或它们化合物在火焰上灼烧时都会使火焰展现特殊颜色,这叫做焰色反应。比如,钠焰色展现特殊颜色,这叫做焰色反应。比如,钠焰色为黄色,钾焰色为紫色。依据火焰所展现特殊焰为黄色,钾焰色为紫色。依据火焰所展现特殊焰色,能够检验金属或金属离子存在。色,能够检验金属或金属离子存在。苏教版教材苏教版教材有机化学基础有机化学基础第第7页页“资料卡资料卡”中有这中有这么一段文字:用么一段文字:用铜丝燃烧法铜丝燃烧法可定性确定有机物中是否可定性确定有机物中是否存在卤素。将一根纯铜丝加热至红热,蘸上试样
17、,放存在卤素。将一根纯铜丝加热至红热,蘸上试样,放在火焰上灼烧,在火焰上灼烧,如存在卤素,火焰为绿色如存在卤素,火焰为绿色。经过检索资料可得,经过检索资料可得,铜焰色为绿色铜焰色为绿色 第24页Cu(I)铜铜(没没卤素卤素)浅蓝浅蓝Cu(II)铜铜(II)(没没卤素卤素)祖母祖母绿绿Cu(II)铜铜(II)(有有卤素卤素)蓝绿蓝绿资料信息:铜元素焰色反应资料信息:铜元素焰色反应 没有单质铜焰色没有单质铜焰色第25页教材上两教材上两能量反应过程示意图能量反应过程示意图比较比较:化学反应原理化学反应原理P36以下列图以下列图2-10试验化学试验化学P48“如图如图4-3能量能量反应过程反应过程图图
18、2-10 催化剂对反应催化剂对反应活化能影响活化能影响生成物生成物反应物反应物HEaEa无催化剂无催化剂有催化剂有催化剂能能量量反应物反应物反应进程反应进程无催化剂无催化剂EaA生成物生成物EaA有催化剂有催化剂 图图4-3 催化剂降低反应活化能示意图催化剂降低反应活化能示意图第26页准确把握知识关键点准确把握知识关键点关键词关键词 准确准确 内函内函 释疑释疑1、氯气与铁反应条件、氯气与铁反应条件铁是较活泼金属,但实际上液氯常贮存在钢铁是较活泼金属,但实际上液氯常贮存在钢瓶中,只是钢瓶必须干燥。瓶中,只是钢瓶必须干燥。试验事实试验事实1铝粉与碘混合物分为三等份,分别铝粉与碘混合物分为三等份,
19、分别加入加入1g无水无水CuSO4,1g CuSO45H2O,1g水。可水。可观察到:加水一份反应猛烈,产生紫色烟;加观察到:加水一份反应猛烈,产生紫色烟;加CuSO45H2O一份反应较慢,也有产生紫色烟一份反应较慢,也有产生紫色烟生成;加无水生成;加无水CuSO4一份几乎不反应,无显著变一份几乎不反应,无显著变化。化。试验事实试验事实2滴水生烟趣味试验:锌粉与碘混合滴水生烟趣味试验:锌粉与碘混合物,滴加少许水将产生紫色烟。物,滴加少许水将产生紫色烟。第27页准确把握知识关键点准确把握知识关键点2、纯碱溶解度比碳酸氢钠大、纯碱溶解度比碳酸氢钠大普通是酸式盐比正盐溶解度大,但碳酸普通是酸式盐比正
20、盐溶解度大,但碳酸氢钠溶解度比碳酸钠小,其原因是什么?氢钠溶解度比碳酸钠小,其原因是什么?第28页3、乙醇、乙醛、丙酮判别、乙醇、乙醛、丙酮判别学生错解:用三支试管分别加少许试液,学生错解:用三支试管分别加少许试液,依次加入金属钠一小块,有氢气放出依次加入金属钠一小块,有氢气放出是乙醇;另取两支试管各加入银氨溶液是乙醇;另取两支试管各加入银氨溶液2mL,分别加少许余下二试液,水浴分别加少许余下二试液,水浴加热,有银镜产生是乙醛;无显著变加热,有银镜产生是乙醛;无显著变化是丙酮。化是丙酮。准确把握知识关键点准确把握知识关键点第29页试验事实是三种物质与金属钠反应时都有氢气试验事实是三种物质与金属
21、钠反应时都有氢气放出,乙醛和丙酮可能是甲基上氢(活泼氢)放出,乙醛和丙酮可能是甲基上氢(活泼氢)被置换,同时还有其它反应发生,如乙醛分子被置换,同时还有其它反应发生,如乙醛分子间发生羟醛缩合生成间发生羟醛缩合生成,不饱和醛。丙酮不饱和醛。丙酮与钠反应更复杂,除生成氢气外,还发生双分与钠反应更复杂,除生成氢气外,还发生双分子还原反应生成子还原反应生成(CHCH3 3)2 2C C(ONaONa)C(ONa)C(ONa)(CHCH3 3)2 2和缩合反应。和缩合反应。第30页正确判别方法是:先用银氨溶液作正确判别方法是:先用银氨溶液作试剂判别出乙醛;然后用酸性试剂判别出乙醛;然后用酸性KMnOKM
22、nO4 4溶液作试剂判别出乙醇和丙酮,乙醇溶液作试剂判别出乙醇和丙酮,乙醇能使酸性能使酸性KMnOKMnO4 4溶液褪色,丙酮较难溶液褪色,丙酮较难使酸性使酸性KMnOKMnO4 4溶液褪色。溶液褪色。第31页4、做浓硫酸脱水性试验时用干燥、做浓硫酸脱水性试验时用干燥纸片(或)还是潮湿纸片(或火柴纸片(或)还是潮湿纸片(或火柴杆)好?杆)好?准确把握知识关键点准确把握知识关键点第32页5、(1)亚硫酸与硫化氢能反应而稀硫酸亚硫酸与硫化氢能反应而稀硫酸与硫化氢不反应?与硫化氢不反应?(2)二氧化硫通入次氯酸钠溶液反应二氧化硫通入次氯酸钠溶液反应?准确把握知识关键点准确把握知识关键点第33页6从铝
23、土矿中提取铝反应原理从铝土矿中提取铝反应原理 铝土矿中主要含有铝土矿中主要含有Al2O3、Fe2O3、SiO2等,提取铝方法中学教材介绍主要等,提取铝方法中学教材介绍主要有:酸溶法和碱溶法有:酸溶法和碱溶法。准确把握知识关键点准确把握知识关键点第34页第35页碱溶法时碱溶法时Al2O3、SiO2与与NaOH也会反应,转变也会反应,转变成方钠石型水合铝硅酸钠成方钠石型水合铝硅酸钠(Na2OAl2O31.7SiO2nH2O),随同赤泥排出。,随同赤泥排出。实际工业上从矿石提取氧化铝实际工业上从矿石提取氧化铝有各种方法,比如有各种方法,比如:拜耳法、碱拜耳法、碱石灰烧结法、拜耳石灰烧结法、拜耳-烧结
24、联正当烧结联正当等。等。拜耳法适合用于低硅铝土矿拜耳法适合用于低硅铝土矿,碱石灰烧结法适合用于高硅铝土矿。碱石灰烧结法适合用于高硅铝土矿。第36页农作物需要施用钾肥,不是因为土壤中农作物需要施用钾肥,不是因为土壤中含钾太少,而是土壤中还含有一些含含钾太少,而是土壤中还含有一些含钾硅酸盐(如:正长石钾硅酸盐(如:正长石K2OAl2O36SiO2,白云母,白云母K2O3Al2O36SiO22H2O)等难溶于水,含有钾不能被)等难溶于水,含有钾不能被农作物吸收。农作物吸收。第37页准确把握知识关键点准确把握知识关键点8二氧化碳通入氯化钙溶液有没有沉淀生成?二氧化碳通入氯化钙溶液有没有沉淀生成?试验显
25、示,将二氧化碳通入氯化钙溶液中试验显示,将二氧化碳通入氯化钙溶液中无沉淀生成。其原因是碳酸为弱酸,碳酸第无沉淀生成。其原因是碳酸为弱酸,碳酸第二电离产生二电离产生c(CO32)浓度很小,不能)浓度很小,不能生成生成CaCO3沉淀。沉淀。20时时,H2CO3,Ka14.30107,Ka25.61011,CaCO3Ksp=8.7109 CaCl2(aq)+CO2(g)+H2O(l)=CaCO3(s)+2HCl(aq)也可用也可用H0、S0解释。解释。二氧化硫通入氯化钡溶液中,也是没有沉淀二氧化硫通入氯化钡溶液中,也是没有沉淀生成生成。第38页10.氢键氢键1、氢键本质、氢键本质 普通分子形成氢键必
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