2019-2020学年新教材高中化学 第四章 素养提升课 实验活动与科学探究课件 新人教版必修第一册

一、人教版新教材章末“实验活动”挖掘实验活动——同周期、同主族元素性质的递变实验试剂实验仪器实验用品实验目的镁条、新制的氯水、溴水、NaBr溶液、NaI溶液、MgCl2溶液、AlCl3溶液、1mol·L－1NaOH溶液、酚酞溶液试管、试管夹、试管架、量筒、胶头滴管、酒精灯、白色点滴板、镊子、砂纸、火柴1.加深对同周期、同主族元素性质递变规律的认识。2.体会元素周期表和元素周期律在学习元素化合物知识中的重要作用。[实验步骤]实验(一)同主族元素性质的递变实验操作实验现象及分析在点滴板的3个孔穴中分别滴入3滴NaBr溶液、NaI溶液和新制的氯水，然后向NaBr溶液和NaI溶液中各滴入3滴新制的氯水①氯水呈_________色②滴入新制氯水的NaBr溶液由___色变为____色，其发生反应的离子方程式为______________________③滴入新制氯水的NaI溶液由____色变为_____色，其发生反应的离子方程式为___________________浅黄绿无橙黄Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－无黄褐Cl2＋2I－===I2＋2Cl－实验操作实验现象及分析在点滴板的两个孔穴中分别滴入3滴NaI溶液和溴水，然后向NaI溶液中滴入3滴溴水①溴水呈_____色②滴入溴水的NaI溶液由___色变为_____色，其发生反应的离子方程式为____________________实验结论：由上述实验可知，Cl2、Br2、I2三种卤素单质的氧化性由强到弱的顺序是______________，相应卤素离子的还原性由强到弱的顺序是______________。卤素原子的非金属性___________。橙黄无黄褐Br2＋2I－===I2＋2Br－Cl2＞Br2＞I2I－＞Br－＞Cl－Cl＞Br＞I实验(二)同周期元素性质的递变实验操作实验现象及分析取一小段用砂纸打磨好的镁条，放入滴有酚酞溶液的冷水中无色溶液_______，说明镁与冷水______将上述试管用酒精灯加热有气泡冒出，无色溶液变为_____色，镁与热水_____不变色不反应浅红反应实验操作实验现象及分析向MgCl2溶液中，逐滴加入1mol·L－1NaOH溶液至过量加入NaOH溶液后产生________，继续滴加，______________________________，反应的离子方程式为___________________________向AlCl3溶液中，逐滴加入1mol·L－1NaOH溶液至过量加入NaOH溶液后产生________，继续滴加，_________________________________________，反应的离子方程式为________________________、_______________________________，说明Al(OH)3是______氢氧化物，铝是金属，但已表现出一定的_________白色沉淀沉淀量逐渐增大，最后沉淀不消失Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓白色沉淀沉淀量逐渐增大，后逐渐溶解，最后完全消失Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O非金属性两性实验结论：①钠、镁、铝的金属活泼性由强到弱的顺序为_____________。②钠、镁、铝碱性由强到弱的顺序为__________________________。③钠、镁、铝元素的金属性由强到弱的顺序为_______________。Na＞Mg＞AlNaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3Na＞Mg＞Al[问题设计]1．新制氯水与久置氯水有何区别，本实验为何用新制氯水？提示：新制氯水中含有Cl2、HClO、H2O、H＋、Cl－、OH－、ClO－，呈浅黄绿色；因为HClO不稳定，受热或光照时会分解2HClO=====光照2HCl＋O2↑，所以久置氯水实际上为盐酸，含有H2O、H＋、Cl－、OH－，呈无色。本实验是证明Cl2的氧化性大于Br2和I2，而久置氯水中无Cl2，无法氧化Br－和I－，达不到实验目的。2．为什么在使用镁条前用砂纸打磨？提示：镁是性质活泼的金属，在空气中易在表面形成稳定的氧化镁，为了不影响实验的进行，需用砂纸除去表面的氧化镁。二、热点问题探究体验微项目——国家重要的战略资源(稀土元素)[项目学习目标]1．了解稀土元素的基本知识。2．知道稀土元素是不可再生的资源，在科技发展和社会进步中有着不可替代的作用。一、稀土元素概述稀土是一组金属的简称，包含化学元素周期表中镧、铈、镨等17种元素。稀土元素在现代工业中利用自己特有的“光、电、磁、核”等性质，在制造众多尖端技术功能材料和传统工业中充当着人类社会机体不可缺少的“维生素”，对多种物质进行了改性处理，带来了各种神奇性能，使其变废为宝，化石为金。二、稀土元素在高科技领域的广泛应用在军事方面稀土有工业“黄金”之称，由于其具有优良的光、电、磁等物理特性，能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料，其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能。比如大幅度提高用于制造坦克、飞机、导弹的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能。而且，稀土同样是电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。稀土科技一旦用于军事，必然带来军事科技的跃升。从一定意义上说，美军在冷战后几次局部战争中压倒性控制，以及能够对敌人肆无忌惮地公开杀戮，正缘于稀土科技领域的超人一等用稀土制成的分子筛催化剂，具有活性高、选择性好、抗重金属中毒能力强的优点，因而取代了硅酸铝催化剂用于石油催化裂化过程；在合成氨生产过程中，用少量的硝酸稀土为助催化剂，其处理气量比镍铝催化剂大1.5倍；在合成顺丁橡胶和异戊橡胶过程中，采用环烷酸稀土三异丁基铝型催化剂，所获得的产品性能优良，具有设备挂胶少，运转稳定，后处理工序短等优点；复合稀土氧化物还可以用作内燃机尾气净化催化剂，环烷酸铈还可用作油漆催干剂等在石油化工方面稀土金属或氟化物、硅化物加入钢中，能起到精炼、脱硫、中和低熔点有害杂质的作用，并可以改善钢的加工性能：稀土硅铁合金、稀土硅镁合金作为球化剂生产稀土球墨铸铁，由于这种球墨铸铁特别适用于生产有特殊要求的复杂球铁件，被广泛用于汽车、拖拉机、柴油机等机械制造业；稀土金属添加至镁、铝、铜、锌、镍等有色合金中，可以改善合金的物理化学性能，并提高合金室温及高温机械性能在冶金工业方面稀土氧化物或经过加工处理的稀土精矿，可作为抛光粉广泛用于光学玻璃、眼镜片、显象管、示波管、平板玻璃、塑料及金属餐具的抛光；在熔制玻璃过程中，可利用二氧化铈对铁有很强的氧化作用，降低玻璃中的铁含量，以达到脱除玻璃中绿色的目的；添加稀土氧化物可以制得不同用途的光学玻璃和特种玻璃，其中包括能通过红外线、吸收紫外线的玻璃、耐酸及耐热的玻璃、防X射线的玻璃等；在陶釉和瓷釉中添加稀土，可以减轻釉的碎裂性，并能使制品呈现不同的颜色和光泽，被广泛用于陶瓷工业在玻璃陶瓷方面稀土钴及钕、铁、硼永磁材料，具有高剩磁、高矫顽力和高磁能积，被广泛用于电子及航天工业；纯稀土氧化物和三氧化二铁化合而成的石榴石型铁氧体单晶及多晶，可用于微波与电子工业；用高纯氧化钕制作的钇铝石榴石和钕玻璃，可作为固体激光材料；稀土六硼化物可用于制作电子发射的阴极材料；镧镍金属是70年代新发展起来的贮氢材料；铬酸镧是高温热电材料；近年来，世界各国采用钡钇铜氧元素改进的钡基氧化物制作的超导材料，可在液氮温区获得超导体，使超导材料的研制取得了突破性进展。此外，稀土还广泛用于照明光源，投影电视荧光粉、增感屏荧光粉、三基色荧光粉、复印灯粉；在农业方面，向田间作物施用微量的硝酸稀土，可使其产量增加5%～10%；在轻纺工业中，稀土氯化物还广泛用于鞣制毛皮、皮毛染色、毛线染色及地毯染色等方面在新材料方面研究结果表明，稀土元素可以提高植物的叶绿素含量，增强光合作用，促进根系发育，增加根系对养分吸收。稀土还能促进种子萌发，提高种子发芽率，促进幼苗生长。除了以上主要作用外，还具有使某些作物增强抗病、抗寒、抗旱的能力。大量的研究还表明，使用适当浓度稀土元素能促进植物对养分的吸收、转化和利用。玉米用稀土拌种，出苗、拔节比对照早1～2天，株高增加0.2米，早熟3～5天，而且籽粒饱满，增产14%。大豆用稀土拌种，出苗提早1天，单株结荚数增加14.8～26.6个，3粒荚数增多，增产14.5%～20.0%。喷施稀土可使苹果和柑橘果实的Vc含量、总糖含量、糖酸比均有所提高，促进果实着色和早熟。并可抑制贮藏过程中呼吸强度，降低腐烂率在农业方面[思考]通过查阅相关资料，回答下列问题。1．请简述我国主要稀土资源矿藏有哪些？稀土资源有哪些特点？提示：有内蒙古白云鄂博特大型稀土矿床，山东微山稀土矿，江西、广东等地的风化淋积型(离子吸附型)稀土矿床、四川凉山“牦牛坪式”大型稀土矿床。全国稀土资源总量的98%分布在内蒙、江西、广东、四川、山东等地区，形成北、南、东、西的分布格局，并具有北轻南重的分布特点。具体特点如下：①储量大；②分布广；③类型多；④矿种全；⑤综合利用价值高。2．稀土是我国的战略资源，作为年青一代的你，谈谈对稀土资源应如何保护和利用？提示：开放性议题，合理合情即可。