1、 华师大 版 科学 学科第 九下 册第 三 单元教学设计 总课时：13教材内容 物质的转化（一） 第 1 课时 教学目标 1. 从整体上理解物质之间转化的主要规律； 2.通过实验从得氧、失氧角度来理解金属的氧化和金属氧化物的还原。 3.了解日常生活中金属的氧化现象及应用。 4.了解常见的还原剂 C、H2、CO 等对金属氧化物的还原。 5.通过学习进一步理解金属的锈蚀和冶炼的实质 教学重点 1. 从得氧、失氧角度来理解金属的氧化和金属氧化物的还原。 教学难点 1. 通过 H2 还原氧化铜实验来认识其他还原剂 教学准备 多媒体演示仪。 器材：酒精灯、坩埚钳、试管、直导管、铁架 台。 药品：铜丝、浓
2、硫酸、浓硝酸、稀硫酸、氧化 铜。 执教时间：2012 年 2 月 8 日 教学过程 师生双边活动 教案探索 创设情境，导入新课： 多媒体呈现 P55 图 3.1.1-3.1.4，学生讨论图片的事例说明了 什么. 结论：物质间可以通过发生化学变化而相互转化，从而生 成新物质。 想一想：物质之间转化又有什么规律呢？ 合作交流，探究新知： 一、金属的氧化和金属氧化物的还原 实验： 实验名称：铜与氧化铜之间的转化。 实验步骤： 1.用坩埚钳夹着铜片在酒精灯的外焰上加热，发现紫红色铜 片变成黑色，铜的表面生成了氧化铜。 2.再把酒精等外焰上加热的铜片，马上插入酒精灯中，铜片 又由黑色变红色 分析：22C
3、uO （一）氧化反应和还原反应 1. 氧化反应：获得氧的过程。如： 3234Fee 点 燃 CuO 4525P 点 燃 通过图片让学生进入物质世 界引入主题 此实验为金属氧化和氧化物 的还原提供实验数据 此实验设计进一步让学生了 解除了氧气，其他物质也可 以使金属氧化。 以上例子中，Fe、Cu、P 分别得到氧，被氧化。 2. 还原反应：失去氧的过程。如： CuOH22 2C FeOFeO233 高 温 以上例子中，CuO，Fe 2O3 分别失去氧，被还原。同时， H2、CO、C 分别得到氧，被氧化。 3. 还原性物质，如：H 2， CO，C 那样，能夺取别的物质 中的氧，使别的物质发生还原反应
4、。 （二）实验：氢气还原氧化铜 1. 化学反应： CuO22 2. 实验装置： 3. 实验操作： （1）先通 H2 及加热（为什么？） （2）黑色固体全部变为红色后，停止加热，再继续通 一会儿 H2，直至冷却。 （为什么？） （3）试管口略向下倾斜，导气管伸入试管底部。 4. 实验现象： 黑色固体变为光亮的红色，试管口有水珠生成。 使学生对金属氧化有正确的 认识，从而建立辩证唯物主 义思想。 通过实验使学生进一步了解 金属氧化物的还原过程。 板书 设计 物质的转化 氧化反应：获得氧的过程。 还原反应：失去氧的过程。 实验：氢气还原氧化铜 实验步骤： 实验现象： 实验结论： 教学 反思 备课人：
5、xx 华师大 版 科学 学科第 九下 册第 三 单元教学设计 总课时：13教材内容 物质的转化（二） 第 2 课时 教学目标 1.通过酸雨的模拟实验，了解酸雨形成的原因。 2.通过酸雨形成过程中硫元素的转化，得出非金属单质、化合物之间的转化关系。 3.学会利用物质转化的规律，寻求制取物质的方法。 教学重点 非金属单质及化合物的转化规律。 教学难点 学会利用转化规律，寻求制取物质的方法。 教学准备 多媒体投影仪、硫、集气瓶、燃烧匙、PH 试纸、玻璃棒、水、酒精灯。 执教时间：2012 年 2 月 10日 教学过程 师生双边活动 教案探索 创设情境、导入新课： 复习回忆，写出下列有关化学方程式：
6、1.铁在空气中燃烧： 3234FeOe 点 燃 2.铜片在空气中燃烧: Cu 3.磷在空气中燃烧： 4525P 点 燃 想一想：金属能被氧化成为氧化物，而金属氧化物又能被还原剂还原成 金属单质，那么非金属是否能转化为其他物质呢？ 合作交流，探究新知。 一、 非金属单质与其化合物的转化。 二、 实验 酸雨形成的模拟实验 实验步骤：1、在燃烧匙里放入少量硫粉，加热，直至燃烧，看到的 现象是_，然后把燃着硫的燃烧匙伸入盛有氧气的集气 瓶，看到_。燃烧停止后，小心闻一下气体。有 _气味。 2、立即向瓶内倒入少量水，振荡，加入几滴石蕊试液，看到石蕊试液 变_色，说明溶液为_。 S + O2 = SO2
7、SO2+ H2O = H2SO3 二、酸雨 当雨水被二氧化碳饱和时，略呈酸性，pH 值为 5.6。当大气被酸性气体 污染时,pH 值小于 5.6 的雨叫酸雨； pH 值小于 5.6 的雪叫酸雪；在高空 通过酸雨模拟实验实现非 金属与其化合物的转化的 感性认识。 或高山上弥漫的雾,pH 值小于 5.6 时叫酸雾。 想一想： 1、天然降水显酸性还是碱性？ 由于空气中的 CO2 与水反应生成 H2CO3，因而天然降水显弱酸性。 2、形成酸雨的主要污染物： 空气中的二氧化硫和氮氧化合物。 污染物的来源： 主要来源于煤和石油制品的燃烧。 3、酸雨形成的原因： 空气中的二氧化硫和氮氧化合物在降水时溶解在水
8、中生成了相应的酸。 主要反应的化学方程式： S + O2 = SO2 SO2+ H2O = H2SO3 2H2S03 + 02 = 2H2SO4 4、酸雨的危害？ （1）酸雨直接危害人类健康。 （2）使水体、土壤酸化，影响农业和渔业。 （3）腐蚀建筑物、工厂设备和文物古迹。 通过实验，说明酸与非金 属氧化物间的转化。 板书 设计 教学 反思 备课人：xx 华师大 版 科学 学科第 九下 册第 三 单元教学设计 总课时：13教材内容 物质的转化（三） 第 3 课时 教学目标 1.通过氢氧化铜的制备实验，得出金属与其化合物的转化关系。2.学会利用物质之间的转化规律，寻求制取物质的方法。 教学重点
9、金属单质及其化合物的转化规律 教学难点 学会利用转化规律，寻求物质制取的方法。 教学准备 CUO、水、CaO、NaOH 溶液、酚酞、硫酸溶液、酒精灯。 执教时间：2012 年 2 月 13 日 教学过程 师生双边活动 教案探索 合作交流，探究新知。 （一）单质、氧化物、酸（碱）之间的转化 1. 非金属O 2非金属氧化物 例：CO 2CO 2 2. 非金属氧化物H 2O酸 例：CO 2H 2OH 2CO3 注：SiO 2H 2OH 2SiO3 3. 金属O 2金属氧化物 例 ： 点 燃42Na 4. 金属氧化物H 2O碱。例： Na2OH 2O2NaOH K2OH 2O2KOH CaOH 2OC
10、a(OH) 2 BaOH 2OBa(OH) 2 注：CuOH 2OCu(OH) 2 Fe2O3H 2OFe(OH) 3 （二）其它酸、碱、盐与氧化物等之间的转化 1. 非金属氧化物碱盐H 2O 例：CO 22NaOH Na 2CO3H 2O 2. 金属氧化物酸盐H 2O 例：CuOH 2SO4CuSO 4H 2O 3. 酸碱盐H 2O 例：H 2SO42NaOHNa 2SO42H 2O 4. 酸盐酸盐 例：HClAgNO 3AgClHNO 3 此两点转化规律，可由 学生回忆总结。 通过两个对比实验，得 出金属氧化物与水化合 的情况。 事实胜于雄辩，通过设 计对比实验，学生自主 得出规律。 H2
11、SO4BaCl 2BaSO 42HCl 5. 碱盐碱盐 例：Ca(OH) 2CuSO 4Cu(OH) 2CaSO 4 Ca(OH)2Na 2CO3CaCO 32NaOH 6. 盐盐盐盐 NaClAgNO 3NaNO 3AgCl Na2SO4Ba(NO 3)22NaNO 3BaSO 4 【典型例题】 1. 下列物质中，既是纯净物，又是化合物、氧化物的是（ ） A. 纯净的盐水 B. 液氧 C. 干燥的氯酸钾 D. 冰水混合物 答案：D 2. 下列各组物质中，按酸、碱、盐、单质的顺序排列的是（ ） A. H2SO4、Na 2O、MgCl 2、C B. NaHCO3、Ba(OH) 2、NaCl 、Z
12、n C. HNO3、KOH、Na 2CO3、O 2 D. HCl、KOH、Na 2CO3、SiO 2 答案：C 3. 下列化学反应中，属于氧化反应的是（ ） A. FeCuSO 4FeSO 4Cu B.2H 通 电 2 C+MgOg 点 燃 D. 33 22KlnCl 答案：C 4. 在下列各种情况下，埋在地下的铸铁输气管被腐蚀的速度最慢的是（ ） A. 在潮湿、疏松透气的土壤中 B. 在呈酸性的潮湿土壤中 C. 在干燥、致密、不透气的土壤中 D. 在含沙粒较多、潮湿、透气的土壤中 答案：C 5. 下列具有还原性的气体是（ ） A. 空气 B. 氧气 C. 氢气 D. 氮气 答案：C 6. 用
13、氢气还原氧化铜时，若要将 16 克氧化铜还原成铜的实际操作中，消 耗氢气的质量是（ ） A. 0.4 克 B. 小于 0.4 克 C. 大于 0.4 克 D. 0.2 克 答案：C 此类推断题，关键找如 题点，学生在平时应注 意知识累积和 Fe（OH）3 为红褐色 沉淀等。 板书 设计 教学 反思 备课人：xx 华师大 版 科学 学科第 九下 册第 三 单元教学设计 总课时： 13教材内容 物质的转化（四） 第 4 课时 教学目标 1.了解化合物之间的物质转化规律。 2.学会利用物质规律图，查找各类物质的化学性质。 3.学会利用转化规律，寻找各类物质的制取。 教学重点 化合物之间的转化关系。
14、教学难点 利用转化规律，解决各类问题 教学准备 多媒体、硫粉、铁粉、磁铁、石棉网、三脚架 执教时间：2012 年 2 月 15 日 教学过程 师生双边活动 教案探索 【合作交流，探究新知】 一、金属单质机器化合物之间的转化 1. 金属+O2 金属氧化物 绝大多数金属在空气或氧气中都能氧化 成金属氧化物，少数如金、银很难与 空气反应。 2Mg + O2 = 2MgO 2Cu + O2 = 2CuO 2.金属氧化物+还原剂 金属+另一种化合物 C + 2CuO = 2Cu+CO2 3CO + Fe2O3 = 2Fe +3CO2 3.某些金属氧化物+水 可溶性碱 CaO + H2O = Ca(OH)
15、2 Na2O + H2O = 2NaOH 注：不溶性碱所对应的金属氧化物不能与水反应，得到对应的碱。 如：Mg(OH)2 、Al(OH)3 Fe(OH)3 等 4. 不溶性碱 金属氧化物+水 Cu(OH)2 = CuO + H2O 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O 注：可溶性碱加热不发生分解反应。 如：NaOH 、KOH 、 Ba(OH)2 等 1.写出下列物质间转化的化学方程式。 在讲解此内容时，教 师以复习回忆为主， 构建学生对已学知识 的巩固。 练习：1. 化肥碳酸氢铵的化学式为 NH4HCO3，求： （1）碳酸氢铵中 N 元素、 H 元素和 C 元素，O 元素的质量之比为
16、 _。 （2）碳酸氢铵中的氮元素的质量分数为多大？ （3）50kg 的碳酸氢铵中，含氮元素多少 kg？ 答案：（1）N：H：C：O 141：15：121：163 14：5：12：48 （ ）20%47907%43%. （3）50kg17.78.86kg 板书 设计 教学 反思 备课人：xx 华师大 版 科学 学科第 九下 册第 三 单元教学设计 总课时：13教材内容 根据化学方程式计算（一） 第 5 课时 教学目标 1. 在质量守恒定律的基础上，定量的研究物质之间的关系。 2. 在学习了有关化学知识和化学方程式的基础上，进行化学方程式的简单 计算。 教学重点 有关化学方程式的计算的步骤及方法。
17、 教学难点 分析提供的信息，正确处理各物质间量的关系。 教学准备 多媒体投影仪 执教时间：2012 年 2 月 16 日 教学过程 师生双边活动 教案探索 根据化学方程式进行计算的步骤方法 1. 设未知量 2. 写出有关化学方程式 3. 写出有关物质的式量之和，质量 4. 列出比例式，求解 5. 写明答案 注：要遵循质量守恒定律 例题： 实验室有一瓶存放时间较长的氢氧化钠，其中的 一部分已转化成了碳酸钠。设要用该药品配制 10的氢 氧化钠溶液，取 50.6g 该药品溶于 200g 水中，然后慢慢 滴入 17.1%的氢氧化钡溶液，当用去 100g 氢氧化钡溶液 时，碳酸钠恰好完全反应Na 2CO
18、3Ba(OH) 2BaCO 32NaOH ，求： （1）50.6g 该药品中碳酸钠的质量分数。 （2）滤出沉淀后所得溶液中溶质的质量和溶液的质 量。 （3）向所得溶液中再加入多少克水才能配制成 10 的氢氧化钠溶液。 答案：解：设 50.6g 药品中含 Na2CO3 xg，生成 NaOH yg，生成 BaCO3 沉淀 zg Na2CO3 Ba(OH)2BaCO 32NaOH 106 171 197 80 xg 100g17.1% zg yg 1067xg. 197zg.8y. xzy1061978. （ ） 0652%23NaCOg （2）溶液质量： 50.6g200g100g19.7g330
19、.9g 溶质 NaOH 质量： 85061840ggg() （3）设加入 ag 水才能配制成 10的 NaOH 溶液 49%a. g1 板书 设计 教学 反思 备课人：xx 华师大 版 科学 学科第 九下 册第 三 单元教学设计 总课时：13教材内容 根据化学方程式计算（二） 第 6 课时 教学目标 1、掌握由一种反应物(或生成物)的质量求生成物(或反应物)的质 量的计算技能。 2、发展思维能力，培养思维的全面性、严密性、发散性和求异性。 3、领悟质和量是统一的辩证唯物主义观点，培养良好的思维习惯。 教学重点 1书写格式规范是本节的重点 教学难点 1.含杂质的计算是本节的教学难点 教学准备 多
20、媒体投影仪 执教时间：2012 年 2 月 17 日 教学过程 师生双边活动 教案探索 命题趋势分析 根据一定的条件，求某原子的相对原子质量或化学式 的相对分子质量，根据一定条件，确定某化学式；进行有 关含杂质的计算. 核心知识 一、涵义：化学计算是从“量”的方面来研究物质及 其变化的规律，化学知识是化学计算的基础，数学运算是 化学计算的工具 二、步骤：1设未知量 X 2写正确的化学方程式 3找已知与未知之间的质量比；并在相应的化学式 下面写出已知量和待求量 4列比例式 5解比例式，求出本知量 6答 三、从量的角度理解化学反应：在熟悉了一般的计算 题的步骤和格式基础上，使学生从定量的角度理解化
21、学反 应 典型例题 例 1 10g 水通电可制得氢气多少 g？氧气多少 g？ 分析 本题是已知反应物的质量，同时求两种生成物 的质量，可根据化学方程式的计算步骤，同时设两个未知 全，分别与已知量列比例式求解 解 设 10g 水通电可制得氢气的质量为，氧气的质量为 y 2H2 2H2 + O2 36 4 32 10 克 y x=1.1 y=8.9 答：可制得 H21.1g， O2 为 8.9g 例 2 下列根据化学方程式的计算题有错误，简述发 生错误的原因，并加以改正 加热 12.25 克 KClO3，充分反应后可制得氧气多少克？ 解 设生成氧气的质量为g KClO2 = KCl + O2 12
22、2.5 32 12.25g x x=3.2g 答：加热 1225gKClO3，可制得 O23.2g （1）错误原因；（2）改正 分析 根据化学方程式的计算常发生 5 类错误，本题 的错误在于化学方程式没有配平 解 （1）化学方程式末配平； （2 ）设反应后可制得 O2 的质量为g 2KClO2 = 2KCl + 3O2 2122.5 332 12.25g x x=4.8g 答：加热 1225gKClO3，可制得 O24.8g 例 3 把干燥纯净的 KClO3 和 MnO2 的混合物 13.32 克，加热至不再产生气体为止，称量剩余物质量为 g.48 克，求生成氧气的质量；剩余物质各是什么？质量
23、分 别是多少克？ 分析 MO2 作为催化剂在反应前后其质量和化学性 质都不改变，所以 13.32g-9.48g=3.84g, 这 3.84g 就是 放出 O2 的质量，这也是解本题的关键 解 根据质量守恒定律 mO2 = 13.32g 9.48g = 3.84g 设生成物中 KCI 质量为g 2KClO2 = 2KCl + 3O2 149 96 x 3.84g x=5.96g MnO2 的质量 9.48g 5.96g = 3.52g 答：氧气的质量为 3.84g，剩余物为 KCl 和 MnO2 质 量分别为 5.96g 和 3.52g. 例 4 在标准状况下，6.2g 磷在氧气中充分燃烧，需
24、要氧气多少克？这些氧气的体积是多少升？能生成 P2O5 多少克？（已知标况下 O21.43gL） 分析 根据化学方程式的计算要求单位一致，初中阶 段只涉及反应物和生成物的质量比计算，所以本题不能直 接求出 O2 的体积，只能先求出生成 O2 的质量再根据 气 = 进行换算 解 设需要氧气的质量为，生成25 的质量为 y 4P + 5O2 = 2P2O5 431 532 2142 6.2g x y x=8g y=14.2g VO2 = = =5.6L 答：需要氧气 56 升 例 5 含锌 65的锌粒 200g，与足量的稀 H2SO4 反 应，可制得 H2 多少升？（标况下 H20.09gL） 分
25、析 化学方程式中反应物与生成物之间的质量关系 指的是纯净物之间的质量关系，不纯物的质量必须转化成 纯净物的质量，才能代入化学方程式中进行计算，其换算 关系式为： 物质的纯度（）= 100% 纯净物的质量 = 不纯物的质量物质的纯度（） 解 设可制得 H2 的质量为g Z + H2SO4 ZSO4 H2 65 2 200g65% x = 答：可制得 444 升 H2 板书 设计 教学 反思 备课人：xx 华师大 版 科学 学科第 九下 册第 三 单元教学设计 总课时：13教材内容 自然界中的碳循环和氧循环 第 7 课时 教学目标 1.了解自然界中的碳循环和氧循环 2.了解人类活动对碳循环和氧循环
26、的影响。 3.增强环境保护的意识和责任感。 教学重点 了解自然界中的碳循环和氧循环 教学难点 自然界中碳循环和氧循环的方式。 教学准备 多媒体投影仪，酸的试剂、烧杯、吸管、黑纸、橡皮塞。 执教时间：2012年 2 月 19 日 教学过程 师生双边活动 教案探索 一、自然界中的碳循环 1、关于碳：碳是构成生物体的基本元素之一。大气中碳的气态化合物主要有一 氧化碳和二氧化碳。自然界的碳循环主要通过二氧化碳来完成。 2、碳循环的主要途经： CO 2 光合作用 有机物 植物的呼吸作用 CO 2 CO 2 光合作用 有机物 动物吸收 体内氧化 CO 2 CO 2 光合作用 有机物 动植物残体 微生物分解
27、作用 CO 2 CO 2 光合作用 动植物残体 地下漫长反应 煤、石油、天然气燃 烧 CO 2 说明：二氧化碳通过植物的光合作用被消耗，是大气中的二氧化碳变成有 机物的唯一途经。动植物的呼吸作用、有机物的燃烧以及腐烂分解等的过程， 又被重新释放。这样使得吸收得二氧化碳的数量与释放出的数量大致相等。 作用：大气中二氧化碳的稳定的含量对地球上的生物生存提供了良好的条 件。这是因为二氧化碳在中层大气的热平衡中起着重要的作用，能对地球产生 一种“温室效应” 。 二、温室效应 1、 【问题】为什么二氧化碳产生的温室效应会使地球变暖? 【实验】温室的保温原理 实验现象：B 杯的水温高。 原因：玻璃片阻止热
28、量向外扩散。 说明：温室的保温原理就是如此。太阳光透过温室的玻璃后，会使室 内的地面温度升高，而地面的反射却很少能穿透玻璃，因此温室具有保温作用。 2、温室效应的利弊： 温室效应是保证地球上的气温适应动植物生存的必要条件，适宜的温室效 应对于人类和各种生物来说是非常有益的。科学研究表明：由于温室效应地球 表面的平均温度为 15 摄氏度，否则将会下降到18 摄氏度。而且，如果大气 中二氧化碳和水蒸气的含量保持不变的话，大气表面的温度也将维持恒定。 【讨论】过强的温室效应会导致怎样的后果？ 【讨论】为什么温室效应会加剧？ 1、煤、石油、天然气等矿物燃料的大量使用； 2、森林面积的急剧减少。 所以控
29、制温室效应的增长速度，关键是控制二氧化碳的排放 一、自然界中氧元素的循环： 【知识小结】氧是构成生命的物质（蛋白质和核酸）的元素之一。氧也是地球 上最丰富的元素之一，占地壳总质量近一半。在江河湖泊中，氧元素占水体总 质量的 90。据化学家估计，在每平方米地球上空约有 2 吨氧气。 【讨论】有什么办法能使鱼缸内水中溶解的氧气含量增加？换水、使用增 氧气泵、养水草等。 【问题】为什么在鱼缸里养一些水草，可以增加溶解氧呢？ 【实验】证明植物光合作用产生氧气的实验 实验现象：钟罩内蜡烛熄灭的时间是放有绿色植物的时间长。 实验结论：绿色植物光合作用释放氧气。 板书 设计 教学 反思 备课人：xx 华师大
30、 版 科学 学科第 九下 册第 三 单元教学设计 总课时：13教材内容 自然界中的氮循环 第 8 课时 教学目标 1.了解常用肥料的种类及农家肥的优劣性。 2.说出氮肥、钾肥、磷肥、复合配料的组成和作用。 3.增强环境保护的意识和责任感。 教学重点 化肥对农作物的作用。 教学难点 化肥对环境的影响。 教学准备 多媒体课件 执教时间：2012 年 2 月 21 日 教学过程 师生双边活动 教案探索 合作交流、探究新知： 化学肥料 植物生长除了需要一定的光照、水分、空气和温度外，还需要吸收 C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe 等元素，土壤中的 N、P、K 通常不能满足植 物生长需要，人们
31、通常在土壤中加入氮肥、磷肥和钾肥。 插入“化肥表格” 微量元素肥料 关键是熟练几种肥 料的特点，辩证的 看问题。 植物生长除了需要氮、磷、钾、钙、镁、铁等元素外，还不同程度地需要 硼、锌、锰、铜、钼等元素。这些元素虽然只占植物本身质量的十万分之几到千 万分之几，但植物缺少这些元素，就会影响正常的生长和发育，减弱抗病的能力。 例如，植物缺乏硼，根、茎、芽等器官的生长会受阻碍，分生组织会枯萎、退化。 植物缺乏锌会影响呼吸作用，还能引起很多病害，如果树的小叶病、叶斑病，玉 米的白芽病等。铜肥可增强作物幼苗的蒸腾作用和叶的持水力，对抗旱有良好的 作用，并有改良有机质土壤的功效。 微量元素肥料一般是把所
32、需的微量元素的化合物跟玻璃熔化在一起，研成 粉末，撒在地里，不易被雨水冲失、肥效可持续几年。 钙镁磷肥 钙镁磷肥是灰绿色或灰棕色粉末，含磷量为 8%14%，主要成分是能溶于柠檬 酸的 -Ca3(PO4)2，还含有镁和少量硅等元素。镁对形成叶绿素有利(叶绿素分子 的重要成分是 C55H72O5N4Mg 和 C55H70O6N4Mg)，硅能促进作物纤维组织的生长，使植 物有较好的防止倒伏和病虫害的能力。 氮循环 氮是蛋白质的基本成分，因此，它是一切生命结构的原料。 虽然大气中氮的含量非常丰富（78%） ，然而氮是很稳定的气体，植物不能直 接利用。必须通过固氮作用将游离的氮结合成为硝酸盐或亚硝酸盐，
33、或与氢结合 成氨，才能为大部分生物所利用，参与蛋白质的合成。因此，大气中的氮被固定 后，才能进入生态系统，参与循环。 氮以气态的形式通过生物、尤其是微生物（某些细菌）的作用而循环。大气 体积的 78%是氮气，因此大气是氮的巨大的储存库。在大气中，分子态的 N2不易 为动物或植物所吸收、利用，只有某些微生物具有直接利用 N2 的能力。直接利 用 N2 的过程叫做固氮作用。某些细菌将可以利用形态的氮转变为 N2 的作用，叫 做反硝化作用。 固氮菌、固氮蓝藻以及豆科植物的根瘤，直接吸收大气中的氮气，将之转化 为植物可以利用的形态，生产肥料的工厂通过工业技术将大气中的氮气转化为作 物可以利用的形态，这
34、些氮首先进入土壤，然后被植物吸收，形成有机化合物。 有机化合物沉积在海底或陆地上的适宜环境中，储存在岩石中。当岩石上升到地 面，岩石风化分解，在生物作用下形成土壤。土壤细菌的反硝化作用，使氮从岩 石、土壤中释放出来回到大气中。 可以看出，尽管生物在氮循环中起到了重要作用，但氮循环还是跨越了大气 圈、水圈、岩石圈与生物圈，是跨圈层的物质循环。 全 球 生 态 系 统 中 碳 循 环 氮是构成生物蛋白质和核酸的主要元素，因此它与碳、氢、氧一样在生物学上具 有重要的意义。氮的生物地化循环过程非常复杂，循环性能极为完善。氮的循环 与碳的循环大体相似，但也有明显差别。虽然大气中有 79%的氮，但一般生物
35、不 能直接利用，必须通过固氮作用将氮与氧结合成为硝酸盐和亚硝酸盐，或者与氢 结合形成氨以后，植物才能利用。 氮循环的很多环节上都有特定的微生物参加。 （一）固氮作用 由于大气成分的 79是氮气，所以氮最重要的储存库就是大气圈，但是大多 数生物又不能直接利用氮气，所以以无机氮形式（氨、亚硝酸盐和硝酸盐）和有 机氮形式（尿素、蛋白质和核酸等）存在的氮库对生物最为重要。大气中的氮只 有被固定为无机氮化合物（主要是硝酸盐和氨）以后，才能被生物所利用。虽然 固氮的方法有物理化学法和生物法两种，但其中以生物固氮法最为重要。据估计， 靠电化学和光化学固氮，每年平均可固氮 7.6 吨，而生物固氮平均每年的固氮
36、量 为 54 吨，人类每年合成氮肥约 30 吨，这也是一个不小的数字。在共生固氮生物 中，根瘤菌（Rhizobium）是最重要的，也是人类了解最清楚的。一定种类的根 瘤菌只同一定种类的豆科植物发生共生关系，这些根瘤菌可潜入豆科植物的根毛， 然后进行繁殖。已知有 10 多种高等植物（如鼠李、杨梅和桤木等）也有共生生 物固氮作用。由于豆科植物与根瘤菌之间已经形成了密切的共生关系，所以豆科 植物离开了根瘤菌就不能固氮，而把根瘤菌接种在其他植物上也不能固氮。 （二）氨化作用 当无机氮经由蛋白质和核酸合成过程而形成有机化合物以后，这些含氮的有 机化合物通过生物的新陈代谢又会使氮以代谢产物（尿素和尿酸）的
37、形式重返氮 的循环圈。土壤和水中的很多异养细菌、放线菌和真菌都能利用这种富含氮的有 机化合物。这些简单的含氮有机化合物在上述生物的代谢活动中可转变为无机化 合物（氨）并把它释放出来。这个过程就称为氨化作用（ammonification）或矿 化作用（ mineralization ） 。 （三）硝化作用 虽然有些自养细菌和海洋中的很多异养细菌可以利用氨或铵盐来合成它们自 己的原生质，但一般说来，这些含氮化合物难以被直接利用，而必须使它们在硝 化作用（nitrification）中转化为硝酸盐。这个过程在酸性条件下分为两步， 第一步是把氨或铵盐转化为亚硝酸盐；第二步是把亚硝酸盐转变为硝酸盐。 （
38、四）反硝化作用（也称脱氮作用） 反硝化作用是指把硝酸盐等较复杂的含氮化合物转化为的过程。由于反硝化 作用是在无氧或缺氧条件下进行的，所以这一过程通常是在透气较差的土壤中进 行的。依据同样的道理，在氧气含量很丰富的湖泊和海洋表层，反硝化作用便很 难发生。但是在水生生态系统缺氧的时期，分子氮就可以通过反硝化过程而产生。 分子氮如果未在固氮活动中被重新利用则会返回大气圈库。 （五）氮的全球平衡 据估计，全球每年的固氮量为 92 吨（其中生物固氮 54，工业固氮 30，光化 学固氮 7.6 和火山活动固氮 0.2） 。但是，借助于反硝化作用，全球的产氮量只有 83 吨（其中陆地 43，海洋 40 和沉
39、积层 0.2） 。两个过程的差额为 9 吨，这种不平 衡主要是由工业固氮量的日益增长所引起的，所固定的这些氮是造成水生生态系 统污染的主要因素。 人工固氮对于养活世界上不断增加的人口作了重大贡献，同时，它也通过全 球氮循环带来了不少不良的后果，其中有些是威胁人类在地球上持续生存的生态 问题。大量有活性的含氮化合物进入土壤和各种水体以后对于环境产生的影响， 其范围可能从局域卫生到全球变化，深至地下水，高达同温层。 板书 设计 教学 反思 备课人：xx 华师大 版 科学 学科第 九下 册第 三 单元教学设计 总课时：13教材内容 本章复习 第 10-13 课时 教学目标 中考化学试题分类解析科学探
40、究 教学重点 无机物物质之间的转化规律，根据化学方程式、化学式的计算。 教学难点 根据化学方程式、化学式计算及转化规律的应用。 教学准备 多媒体投影仪。 执教时间：2012 年 2 月 22-27 日 教学过程 师生双边活动 教案探索 习题一：向 12.4g 硫酸钠和碳酸钠的混合物种滴加 49g 稀硫酸溶液，直到不再产 生气体为止，得到 2.2g 气体。求（1）混合物中 Na2CO3 的质量。 （2）硫酸中硫 酸的质量分数。 （3）反应后溶液中溶质的质量分数。 习题二：31实验室制取氧气是初中化学阶段的重要实验。小元同学准确称取 7.9g 纯净的高锰酸钾加热一段时间后，收集到氧气 580mL（
41、标准状况） 。 （1）请写出两个实验室用固体反应物制取氧气的化学方程式： 、 。 （2）意外发现：根据化学方程式计算，7.9g 高锰酸钾完全分解，应生成氧气 560mL（标准状况） 。小元通过数据分析，意外发现收集到的氧气体积和 理论计算的氧气体积不相符合，并且在实验中还意外发现锰酸钾溶液呈 墨绿色。 （3）提出假设：小元取实验后的少量固体残渣再次加热，经检验又产生了氧 气。根据小元发现的问题和上述实验结果可以做出如下假设： 假设 1：二氧化锰也可以受热分解产生氧气 假设 2：锰酸钾也可以受热分解产生氧气 假设 3：二氧化锰和锰酸钾受热都可以放出氧气 假设 4： （只填一种） （4）设计实验：
42、小元用最初加热所得的残渣及必要的实验用品，设计了如下 实验流程验证 假设 2。请在下面实验流程方框中的相应位置填写各步骤的实验操作名称。 请简要叙述步骤 5 的操作 。 （5）得出结论：若观察到 ，则假设 2 成立；若观察到 ，则假设 2 不成立。 【解题思路】 （1）常见固体制氧气的有：氯酸钾在二氧化锰的催化下加热制氧气、 高锰酸钾加热制氧气。 （3）围绕 MnO2和 K2MnO4两物质思考，还有 MnO2可以催化 K2MnO4受热分解产生 O2或 K2MnO4可以催化 MnO2受热分解产生 O2没有分析到。 （4）由于 MnO2不溶于水，K 2MnO4可溶于水，所以可以用溶解、过滤、蒸发的
43、方 法来分离它们。验证 K2MnO4制氧气的方法是验证氧气的方法用带火星的木条 伸入试管。 （5）如果假设 2 成立则带火星的木条复燃，否则则不复燃。 【答案】 （1） （不要求顺序） （3）MnO 2可以催化 K2MnO4受热分解产 生 O2（或“K 2MnO4可以催化 MnO2受热分 解产生 O2”或“KMnO 4在不同温度下以其它方式分解产生更多氧气”或 “升高温度 K2MnO4和 MnO2相互反应产生 O2”） （合理假设均给分） （4）溶解 过滤 蒸发 取干燥后的固体于试管中充分加热，将带火星的木条（或燃烧的木条） 插入试管中（2 分，未表达出“充分加热”的含义扣 1 分，其它合理答
44、案 给分） （5）带火星的木条复燃（木条燃烧更旺） 带火星的木条没有复燃（木条没 有燃烧更旺） 【点评】本题重点考查学生对制氧气过程中发生的情况进行合理分析，知识来源 于实验却又高于学生所做的实验。要从反应物、生成物的角度仔细分析造成这样 数据的原因。难度较大。 习题三：根据下列装置图回答问题。 A B C D E （1）写出图中标示仪器的名称： ， 。 （2）用 A 装置制取 O2的化学方程式为 ，O 2可以用 法收集（写出一种即可，下同） 。该装置还可以用来制取 气体。 （3）若按 BCDE 顺序连接装置，制取 O2并进行碳及其氧化物的部分性质实 验。 NaOH 溶液 木炭粉 f gb a
45、 c d e 湿 润 的 紫 色 石 蕊 试 纸 MnO2 正确的接口顺序为 abcde ，实验中 C 装置处观察到的现象为 。 （4）实验结束，应先撤离 g 处导管，再熄灭酒精灯。如果先熄灭 B、C 两处酒精 灯，则 D 中观察到的现象有： ； 。 【解题思路】 （2）A 装置不能用于加热，所以用过氧化氢和二氧化锰制取氧气， 氧气可以用排水法收集也可以用向上排空气法收集；利用 A 装置可以制取固液不 加热生成的气体，有二氧化碳、氢气等 （3）产生的氧气与木炭反应生成二氧化 碳，然后进行二氧化碳的性质实验，与石蕊反应和与氢氧化钠反应。所以 e 应该 与 g 相连（4）如果先熄灭 B、C 两处酒
46、精灯，会使装置内的气体压强变小，E 中 的氢氧化钠会被到吸入 D 中，使紫色石蕊试纸变蓝色。 【答案】铁架台 试管 2H 2O2 2H2OO 2（2 分） 排水（或向上排空气）CO 2（或 H2） g 黑色粉末持续红热（或发出白光） E 中液体倒吸进入瓶中 石蕊试纸变蓝色（答案可互换） 【点评】本题是实验探究题，考查气体的制备和性质实验。解答实验探究的关 键是看懂装置的特点，仔细读完题目弄懂题目的实验目的或意图，对装置连接的 题目一定要沿着连接顺序去看看题目的意图，然后着手分析进行解答，回答要从 整个题目入手。本题难度较大。 习题四：小 明 发 现 家 中 一 枚 戒 指 生 满 了 铜 绿
47、， 他 和 同 学 利 用 这 枚 戒 指 展 开 了 研 究 性 学 习 。 查阅资料真金在空气中不会生锈，生满 铜 绿 的“金戒指”材质为铜锌合金； 铜长期露置在潮湿的空气中能生成铜绿，其主要成分是碱式碳酸铜，碱式碳酸铜 受热易分解生成 CuO、H 2O 和 CO2 。据上述资料可推知，碱式碳酸铜由 种元素组成。 实验探究将该枚戒指加入过量稀盐酸中，有气泡产生，溶液由无色逐渐 变为蓝绿色。 （1）小明认为：气体中除了含有 CO2，还可能含有少量 。实验室常用 的方法检验这种可能含有的气体。 （2）小红认为蓝绿色溶液中的溶质只有氯化锌。小华认为溶液中的溶质除了氯 化锌外， 还应该含有 、 。他取适量上述蓝绿色溶液，加入光亮的 铁片，观察到了现象： ， ，证实了自己的观点。 （3）小娟取适 量新制的 FeCl2溶液，加入锌粒，一段时间后，溶液颜色变浅。 结
