第8課物質變化與我們(一)背景和目標本單元的核心概念是物質的變化，學習的重點是物質的化學變化。從觀察物質變化伴隨的現(xiàn)象開始，通過尋求證據，證明產生了新物質，進而確定這種變化是否屬于化學變化。因此，是否“產生新物質”是區(qū)別物理變化和化學變化的標志。 本課在前面學習內容的基礎上，對物質變化的形式、物質變化的種類進行梳理和總結，幫助學生形成關于物質變化的概念。同時希望學生了解物質變化與人類生產生活的關系，理解科學與生活的關系。 本課的課題完整的表述應該是“物質變化與我們的生活”，不論是物理變化還是化學變化，均是人們生產、生活的主要內容，這是學生應該認識到的。 最后通過制作飲料的活動，引導學生進一步體驗物質變化與人類生活的關系，結束本單元的學習。 科學概念 .物質的變化與人類的生產生活有著緊密的聯(lián)系，人類進行的所有的生產活動和人類的生活，都是利用了物質的變化。 過程與方法 .用總結、整理知識的方法幫助建構科學概念。 .用閱讀資料、體驗的方法了解知識。 情感態(tài)度價值觀 .體會到科學知識與生活之間是緊密相關的。(二)教學準備 每人準備白糖、檸檬酸、小蘇打、玻璃杯、小飲料瓶，自己收集的關于物質變化與我們的生活之間關系的資料。(三)教科書說明 本課由三部分組成，分別是“整理本單元的主要內容”“物質變化與我們的生活”“制作飲料”。 第一部分:整理本單元的主要內容 這是對本單元的主要內容進行總結整理，幫助學生從整個單元去把握學習的內容，有利于培養(yǎng)學生的概括能力，也是學生應該掌握的學習方法。 這個單元從物質構成世界開始，講述物質是變化的道理，物質的變化從是否產生新物質的角度，分為物理變化和化學變化，然后觀察化學變化伴隨的各種現(xiàn)象，探索化學變化的本質，形成一系列的科學概念。 教科書第40頁的圖表，簡單地列出本單元的框架結構，在“化學變化”這個方框下面，還可以增加化學變化伴隨的現(xiàn)象這一內容，這樣對學生把握整個單元的內容會更加有利。同時，教科書沒有呈現(xiàn)本單元的主要學習過程，我們可以幫助學生總結:主要的學習方法是從觀察現(xiàn)象開始，通過提出假設，尋求證據檢驗，最后獲得結論。這樣的學習過程，是一個科學研究的過程，也是科學思維發(fā)展的過程，也是科學課程的重要學習方法。 第二部分:物質變化與我們的生活 這部分的內容，是通過列舉的方法進行講述的，列舉的內容都是學生生活中經常接觸到的，這樣有助于學生的理解和掌握。 教科書第40頁講述的基本上是物質的物理變化與生產、生活的聯(lián)系，木材加工、熱脹冷縮現(xiàn)象都是物質的物理變化;物質的溶解有些是物理變化，也有一些既有物理變化又有化學變化的情況、這里沒有要求學生去分辨兩種變化。實際上，生活中許多物質的變化，都夾雜有物理變化和化學變化這兩種形式。 教科書第41頁上部分，主要講述的是物質的化學變化與我們的關系，還講述了人類在利用物質的變化的過程中，也產生了污染環(huán)境的問題，這應當引起嚴重關注。 第三部分:制作飲料 這是本課的動手制作內容，這項活動既體現(xiàn)了物質變化與我們生活的關系，又是一項體驗活動，可以激發(fā)學生的學習興趣，做到學習時動靜搭配。橙子、白糖、檸檬酸、小蘇打都能夠在市場上買到，希望學生能夠在課后，繼續(xù)進行探索。(四)教學建議 1.整理本單元的主要內容。 這部分的總結整理，要從具體的物質變化開始，一步一步歸納到物質的變化。 (1)回憶一下，這個單元我們研究了哪些物質的變化，把這些物質的變化全部羅列在黑板上。 (2)下列變化中，屬于物理變化的是哪些?屬于化學變化的是哪些? (3)物理變化和化學變化的區(qū)別在哪里? (4)物質是變化的這個概念我們是怎樣理解的? 2.物質變化與我們的生活。 這部分的內容，可以讓學生在閱讀教科書的基礎上，結合自己收集的資料，進行交流匯報，教師也可以適當講解，穿插一些學生感興趣的話題。同時結合一些觀察活動和演示活動，不要把這部分內容變成純講解的內容。 如:做茶葉溶解在水中的活動，觀察物質溶解擴散的過程;觀看水泥生產與應用的錄像，體會物質的變化與生活的密切關系。還可以把制作飲料的活動結合起來，做到講解、觀察、動手制作有機結合，調動學生的學習積極性。 3.制作飲料。 這項活動必須準備充足的材料，應該讓每個學生親自動手制作，這樣才能產生較好的效果。 橙汁飲料的制作，可以讓學生在課外完成;檸檬汽水的制作要在課堂上進行。按照教科書上的方法制作即可。也可以把物質放人小飲料瓶中制作，這樣學生還可以帶回家中，與父母分享成果。四、評價建議 評價應該成為單元整體和每一節(jié)課中自然產生的教學活動。平時教師的觀察非常重要，及時記錄有突出表現(xiàn)的學生并給與積極的評價。每個單元結束時，學生可以完成自我評價和書面測驗。 一、評價要求 1.學生在課堂教學過程中，樂意以各種不同形式參與到一系列的觀察研究活動中，獲得各種觀察研究活動的經歷。 2.學生能在小組或班級里交流自己的觀察研究發(fā)現(xiàn);能獲得關于物質變化的相關證據。 3.學生能否順利完成各項實驗項日。 4.學生能否準確表述觀察到的現(xiàn)象。 5.學生在科學概念的發(fā)展上是否有新進展。 二、評價方法 1.教師觀察:平時留意學生的各方面表現(xiàn)，記錄一些典型事例，作為對學生的整體印象。 2.記錄單:學生畫的示意圖、計劃單等搜集整理，裝訂成冊，便于檢查。 3.學生作品:根據學生制作的作品和作業(yè)進行評價。 4.材料準備:要求學生自己準備一些簡單的材料，從中可以看出學生的態(tài)度。 5.記載突出表現(xiàn):在課堂教學和課外，學生有突出的表現(xiàn)，隨時記錄在評價本上。 6.學生的自我評價:采用問卷形式，對本單元的學習過程進行調查。 7.書面測驗:靈活運用本單元的知識技能，不要考死記硬背的文字條日。 三、本單元可以在以下幾個方面給予特別關注: 1.學生的科學概念是否清楚明白。 2.學生的實驗操作是否嚴謹、規(guī)范。 3.學生的課外觀察實驗是否及時完成。 4.學生在觀察實驗中的記錄數據是否完整。 5.學生能否把觀察到的現(xiàn)象轉化為證據。 6.學生的分析綜合水平是否提高。五、參考資料電、聲音、光等是物質嗎 火、光(是一種電磁波)、磁場、電、聲音、風、離子、電子、都是物質。物質就是指可以用人體的客觀意識感知的，占有時間、空間和質量的東西。其他東西很容易理解，火和光也是物質則可以這樣來理解。電磁波(光)占有時間、空間，具有運動質量(靜止時無質量)，也可以用客觀意識感知其存在，所以是物質。至于火，是物質燃燒放熱并向周圍輻射能量，所以是物質;風、聲音也是一種能量，某些物質的運動導致它們具有一定的能量，而讓我們感知其存在。物理變化和化學變化 物理變化是指物質的形態(tài)、形狀、大小或位置的變化，沒有新物質的生成。化學變化是由于某種因素使構成物質的微粒之間的化學鍵發(fā)生了斷裂和組合，生成了新的物質的變化，化學變化中的最小單元是原子。物理變化和化學變化的本質區(qū)別是:是否生成新物質。 化學變化又叫化學反應，在生產和生活中普遍存在。在化學變化的過程中同時發(fā)生物理變化。如鐵的生銹、節(jié)日的焰火、酸堿中和，等等。宏觀上可以看到各種化學變化都產生了新物質，這是化學變化的特征。從微觀上可以理解化學變化的實質:化學反應前后原子的種類、個數沒有變化，僅僅是原子與原子之間的結合方式發(fā)生了改變。例如對于分子構成的物質來說，就是原子重新組合成新物質的分子?；瘜W變化常伴有光、熱、氣體、沉淀產生或顏色氣味改變等表觀現(xiàn)象發(fā)生，可以參照這些現(xiàn)象來判斷有無化學反應發(fā)生。但要注意跟物理變化的區(qū)別，物理變化也常伴有發(fā)光(電燈)、發(fā)熱(摩擦)、放出氣體(啟開汽水瓶蓋)、顏色變化(氧氣變成液氧)等現(xiàn)象發(fā)生，只是沒有新物質生成，這是物理變化與化學變化的根本區(qū)別?；瘜W性質 物質在發(fā)生化學變化時才表現(xiàn)出來的性質叫做化學性質。如可燃性、不穩(wěn)定性、酸性、堿性、氧化性、還原性、跟某些物質起反應等。用使物質發(fā)生化學反應的方法可以得知物質的化學性質。例如，加熱氯酸鉀到熔化，所生成的氣體可以使帶火星的木條復燃，表明氯酸鉀受熱達較高溫度時，能夠放出氧氣。因此氯酸鉀具有受熱分解產生氧氣的化學性質。應該注意化學變化和化學性質的區(qū)別，如蠟燭燃燒是化學變化;蠟燭能夠燃燒是它的化學性質。物質的化學性質由它的結構決定，而物質的結構又可以通過它的化學性質反映出來。物質的用途由它的性質決定。化學反應的類型 無機化學中有四種基本反應類型，根據反應物、生成物種類不同可以把化學反應分為化合反應、分解反應、置換反應和復分解反應四種基本類型。也可以從其他角度給化學反應分類，如分成氧化還原反應與非氧化還原反應;吸熱反應與放熱反應等。 化合反應:兩種或兩種以上物質生成另一種物質的反應，即多變一。 分解反應:由一種物質生成兩種或兩種以上其它物質的反應，即一變多。 置換反應:由一種單質與一種化合物反應，生成另一種單質和另一種化合物的反應。置換反應都屬于氧化還原反應。 復分解反應:由兩種化合物互相交換成分，生成另外兩種化合物的反應。復分解反應都屬于非氧化還原反應。 另一種根據電子轉移分為:氧化反應，還原反應;氧化還原反應和非氧化還原反應。氧化還原反應:物質在化學變化時，元素化合價發(fā)生變化的反應。即在反應過程中元素的原子發(fā)生了電子的轉移(或共用電子對的偏移)。 氧化反應:物質(或元素)失去電子的反應(元素化合價升高過程)。 還原反應:物質(或元素)得到電子的反應(元素化合價降低過程)。碘酒和淀粉的反應 淀粉是一種高分子化合物，淀粉與碘酒反應的本質是生成了一種色合物(碘分子被包在了淀粉分子的螺旋結構中了)，這種新的物質改變了吸收光的性能而變了色。淀粉跟碘生成的色合物的顏色跟直鏈淀粉的聚合度或支鏈淀粉直鏈部分的平均聚合度有關。直鏈淀粉的聚合度是200-980，此時色合物是藍色的，支鏈較多的支鏈淀粉的直鏈部分的平均聚合度為20-28，此時形成的色合物呈紫色，糊精的聚合度較低，顯棕紅色或紅色。 鐵釘生銹實驗 化學家們證明:在絕對無水的空氣中，鐵放上幾年也不生銹。然而光有水也不會使鐵生銹。人們曾試驗過，把一塊鐵放在煮沸過的、密閉的蒸餾水瓶里，鐵也不生銹。只有當空氣中的氧氣溶解在水里，才會使鐵生銹。 鐵生銹的對比實驗: 將4根潔凈的鐵釘分別放人4支試管中，向第一支試管中加人少量自來水，使鐵釘的一部分浸人水中，另一部分暴露在空氣中;向第二支試管中加人自來水，使鐵釘全部浸人水中;向第三支試管中加滿冷卻的沸水，塞緊橡皮塞;向第四支試管中加人少量生石灰或無水氯化鈣固體，塞緊橡皮塞。觀察并記錄實驗現(xiàn)象。我們會觀察到:第一支試管內鐵釘生銹速度最快，銹蝕情況也最嚴重，幾天后鐵釘露在空氣中的部分，表面形成一層紅褐色的銹。第二支試管中，鐵釘生銹速度慢，程度小。第三支試管和第四支試管中的鐵釘沒有生銹。為什么第一支試管內鐵釘生銹最嚴重?因為鋼鐵是由鐵元素組成的，含有少量的碳，在潮濕的空氣中由于受水分、氧氣、二氧化碳等物質的作用，表面很容易生成鐵銹，鐵銹疏松多孔，因而使內層的鐵繼續(xù)被腐蝕，出現(xiàn)層層脫落現(xiàn)象。第二支試管內鐵與水中氧氣作用，由于溶在水中的氧氣少，所以生銹速度慢。而第三支試管中幾乎沒有氧氣，煮沸水的過程中將溶在水中的少量氧氣幾乎全部除掉了，所以鐵釘不會生銹。第四支試管中有氧氣，但幾乎無水，生石灰或無水氯化鈣固體將空氣中的水分除去了，在室溫下鐵與氧氣是不會發(fā)生化學反應的。蘇打 蘇打是Soda的音譯，化學式為Iaz C()3。它的名字頗多，學名叫碳酸鈉，俗名除叫蘇打外，又稱純堿或蘇打粉。帶有結晶水的叫水合碳酸鈉，有一水碳酸鈉(Iaz C()3Hz()、一七水碳酸鈉(Iaz C()37Hz()和十水碳酸鈉(Iaz C()3lOHz()三種。十水碳酸鈉又叫洗灌蘇打、洗灌堿或晶堿。無水碳酸鈉是白色粉末或細粒，易溶于水，水溶液呈堿性。它有很強的吸濕性，在空氣中能吸收水分而結成硬塊。十水碳酸鈉是無色晶體，室溫下放置空氣中，會失去結晶水而成為一水碳酸鈉。無論十水碳酸鈉還是一水碳酸鈉，加熱都會變成無水碳酸鈉。碳酸鈉很穩(wěn)定，受熱不易分解。遇酸能放出二氧化碳: Iaz C()3十2 HCl 2 IaCl十Hz ()十C()z個碳酸鈉溶液還能吸收二氧化碳而成碳酸氫鈉: Iaz C():十H,()十C()z 2IaHC()3 在三種蘇打中，碳酸鈉的用途最廣。它是一種十分重要的化工產品，是玻璃、肥皂、紡織、造紙、制革等工業(yè)的重要原料。冶金工業(yè)以及凈化水也都用到它。它還可用于其他鈉化合物的制造。早在十八世紀，它就和硫酸、鹽酸、硝酸、燒堿并列為基礎化工原料三酸兩堿之一。在日常生活中，蘇打也有很多用途，比如它可以直接作為洗滌劑使用，在蒸饅頭時加一些蘇打，可以中和發(fā)酵過程中產生的酸性物質。小蘇打 小蘇打的化學式是IaHC()3。它的名字也有很多，學名碳酸氫鈉，又稱重碳酸鈉或酸式碳酸鈉。小蘇打是白色晶體，溶于水，水溶液呈弱堿性。在熱空氣中，它能緩慢分解，放出一部分二氧化碳;加熱至270 0C時全部分解放出二氧化碳。2IaHC()3Iaz C()3十Hz ()十C()z個，它也能與酸(如鹽酸)作用放出二氧化碳:IaHC():十HClIaCl十Hz ()十C()z個。小蘇打的這些性質，使它在生產和生活中有許多重要的用途。在食品工業(yè)上，它是發(fā)酵粉的一種主要原料;在制造清涼飲料時，它也是常用的一種原料;在醫(yī)療上，它是治療胃酸過多的一種藥劑?；旌?把兩種或多種成分攙和在一起就是混合。 物質混合以后有兩種可能，一種不生成其他物質，一種生成了新的物質。沒有生成其他物質的變化叫做物理變化，生成了其他物質的變化叫做化學變化。混合物 混合物是由多種成分組成的物質，但是這些成分只是簡單地混合在一起，相互間并沒有發(fā)生化學反應。例如:空氣是氧氣、氮氣、惰性氣體、二氧化碳等多種成分組成的混合物，各種成分間沒有發(fā)生化學反應。蔗糖與面粉攙和后，也是一種混合物。混合物里各成分都保持原來的性質。純凈物 純凈物與混合物不同，它是由一種物質組成的。例如氧氣、水、氯化鈉等。在由分子構成的物質中，如果是由不同種分子構成的就是混合物，由同種分子構成的就是純凈物。 實際上，完全純凈的物質是沒有的，通常所謂的純凈物都不是絕對純凈的。純凈物指的是含雜質很少的具有一定純度的物質。混合物的分離 混合物的分離方法很多。有蒸發(fā)、結晶、沉淀、過濾、萃取、紙上層析、離心分離、蒸餾、磁析等，甚至農民在場院里靠風力揚場等都是分離混合物的方法。具體哪一種混合物用哪一種分離方法，要根據混合物的性質而定。