《从硫酸铜废液中回收铜的探究》教学设计

铁粉与硫酸铜溶液反应，除了有红色固体生成外，还有气体产生。为确定气体的成分，进行下列实验探究。
猜想与假设：依据可知气体可能是SO2、O2、H2中的一种或几种。
查阅资料：
①SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色。
②O2+4KI+4HCl=2I2+4KCl+2H2O，淀粉遇I2变蓝。
③H2、CO等气体能将氧化铜还原成铜。
教学设计
课题名称
从硫酸铜废液中回收铜的探究
课型
实验课
课时
共（1）课时完成
一、教学内容分析
化学科学探究在近年的教学改革中占据着十分重要的地位，中考中的分也值越来越大。科学探究又是初三化学学习中综合性最强，最能考察学生学科素养的题目。
二、学习者分析
学生已经学完初中化学新课内容，有了基本的实验能力和实验探究能力，有一定的逻辑推理能力，希望获得新的知识或用自己所学知识解决实际问题。虽然不同学生的实验能力、学习能力和探究能力有些差异，但是所有同学都喜欢化学实验，喜欢化学探究。所以在教学中要重视学生分析问题的思维过程，引导学生大胆探究、勇于质疑，带着一颗好奇心，带着兴趣去解决实际问题，形成学以致用，勇于创新的科学品质。
3.教育是既见树木又见森林的过程。
通过精心设计与实施，使学生通过科学探究，不仅得出化学变化的本质更能运用知识和方法去解决实际问题。
4.激发学生学习兴趣，打开学生探究大门
课堂上要让学生始终感到自己是一个发现者、研究者、探索者，学生的探究兴趣得到充分激发。
5.关注课堂延伸，重视学生学习的延续性
下课后孩子们停留在电教室，久久不愿离开，问了许多后续的问题，提出了许多探究方法。
七、板书设计
从硫酸铜废液中回收金属铜的探究
K Ca Na Mg Al Zn Fe SnPbCu
一、产生气体的探究
Mg + CuSO4+H2O SO2O2H2
猜想：气体成分可能是SO2或O2或H2。
结论：产生的气体是H2。
二、黑色固体成分探究
猜想：黑色固体可能是氧化铜。
结论：反应中有铜生成。
八、作业与拓展学习设计
6.今后教学中还要带领学生多多进行探究，搜集学生的疑问，引导学生进行探究。
第二组：取黑色固体---用蒸馏水冲洗。
提出疑问：为什么生成的铜是黑色的？
活动意图说明：体会完整的科学探究过程。用自己已有的知识逐步的去解决问题，激发学生信心。体会科学探究的思路和知识的完整性。
活动五：更活泼金属K Ca Na 置换金属铜的效果探究。
教师活动5
K Ca Na与硫酸铜溶液的反应太剧烈，有一定的危险。
提出问题：生成的气泡是什么？黑色固体是什么？
活动意图说明：与已有认知发生冲突，学生的兴趣被调动起来。
活动三：探究活动一，探究生成气体的成分
教师活动3
引导学生根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，提出猜想。
猜想：气体的成分可能是①SO2②H2③O2。
追问：如何设计实验，来验证你的猜想。
温馨提示：①不纯的氢气燃烧有爆鸣声。②SO2能使酸性高锰酸钾溶液褪色。③打磨过的镁条取7—8小段，硫酸铜溶液取约占小试管容积的三分之一。
因此给学生播放教师录的一段探究钠与硫酸铜溶液反应的实验视频。
学生活动5
认真观看视频。
活动意图说明：体会K Ca Na三种金属的活泼性，体会从硫酸铜废液中 回收金属铜，选择适当金属的原则。
课堂小结
1.从硫酸铜废液回收铜，选择金属时，要充分考虑金属的活动性。
2. 要有严谨、科学的态度。
3. 要有好奇心，要敢于挑战、学会探究。
活动二：实验验证自己的猜想
教师活动2
教师引导：老师提供了铁钉，锌粒，镁条这三种铜前金属，请每组同学做三种金属置换铜的对比试验。
指导学生实验验证
学生活动2
认真实验，记录现象。
发现问题：镁条与硫酸铜溶液反应时又大量气泡和黑色固体生成，溶液变浑浊。
锌粒与硫酸铜溶液反应有少量气泡和少量黑色固体生成。
铁钉的反应与猜想的一样：有红色固体生成。
学习难点：使学生通过探究活动获得新知、解决实际问题。
五、学习评价设计
项 目
写进行实验验证
对异常实验现象的分析
与同学的合作交流
运用已有知识解决问题的能力
同伴眼里的我
教师的话
我眼中的老师
教师对自己的评价
本节课构思新颖，思路清晰，能打开学生探究大门。关注学生发展，提高学生学习兴趣，培养科学探究的能力，学生参与度很高，教学落实了教学目标。
提出猜想：硫酸铜溶液显酸性。
讨论，决定用pH试纸验证猜想。
测出所用硫酸铜废液pH大约等于4，猜想正确。
活动意图说明：提高学生发现问题的能力和提取信息、应用信息能力。提高设计实验、组装仪器小组合作的能力，深刻体验探究过程。提高学生发现问题、解决问题的能力。
活动四：探究活动二，探究黑色固体的成分。
教师活动4
十、教学反思与改进
1. 学生体会完整的科学探究过程。
发现问题 做出猜想 制定方案 实验探究 得出结论
2. 体现学生思维特征，充分锻炼学生思维。变“教学”为“导学”。
使学生从“学会”变为“会学”。遵循可持续发展的原则，注重学生在教学过程中的主体参与，主动质疑，主动思考与主动建构，为学生提供学习的源动力。
提问：反应中生成的黑色固体成分是什么？
追问：如何设计实验，验证猜想。
【温馨提示】金属氧化物能与酸反应。
引导学生，还用镁条做实验，并将全班同学分两大组，用不同方法做对比试验。
汇总学生实验现象：均出现了红色固体。
得出结论：试验中有铜生成。
知识提升：固体的颗粒小到一定程度时，会由于颗粒排列不规律，颜色会改变，例如细铁粉为黑色。
实验验证：
（1）将气体通入酸性高锰酸钾溶液中，无现象，则该气体中SO2（填“有”或“无”）。
（2）用下列所示实验检验氢气和氧气：
A中观察到，证明无O2； B中观察到，证明该气体是H2。
实验反思：（1）若没有浓H2SO4对实验结论的影响是。
（5）由上述实验可知，硫酸铜溶液显性（填“酸”或“碱”或“中”）。
总结:从硫酸铜废液中回收金属铜，Fe Zn Mg 三种金属相比，铁的效果最好，那么更活泼的金属K Ca Na 置换金属铜的效果怎样呢？
学生活动4
思考，提出猜想：黑色固体是CuO。
思考、讨论。
提出方法：取黑色固体与稀硫酸或稀盐酸反应，看能否溶解。
分组做对比试验：第一组：取黑色固体---用蒸馏水冲洗干净---滴加稀硫酸。
三、学习目标确定
知识与技能：知道科学探究的一般要素。在探究过程中体会学科知识的综合应用。
过程与方法：运用控制变量和对比试验方法，提高学生对实验事实分析、推理能力，得出化学变化的本质结论。
情感态度与价值观：形成勤于思考、敢于质疑、严谨求实、乐于实践、善于合作、勇于创新的科学品质。
四、学习重点难点
学习重点：通过合作探究，回收硫酸铜废液中的金属铜。
六、学习活动设计
教师活动
学生活动
活动一：创设情境，发现问题
教师活动1
同学们，这是咱们实验室的硫酸铜废液。
提出问题：怎样从硫酸铜废液中回收金属铜呢？
引申问题：你认为反应中会有什么现象？
学生活动1
倾听、思考
回答：金属活动性顺序中铜前金属，都可以将金属铜置换出来。
思考、回答：会生成红色固体。
活动意图说明：硫酸铜是孩子们初中接触到的第一种有颜色的溶液，其大海般的蓝色深深吸引着孩子们，所以本节课引入就会显得很自然。
教师演示实验：检验气体是否为氢气。有明显的爆鸣声。
师生得出结论：生成的气体是氢气。
追问：为什么会生成氢气呢？
学生活动3
思考、讨论？氧气可以用带火星的木条检验，氢气和二氧化硫应如何检验呢？
根据教师的提示，设计实验，用现象最明显的镁条实验，收集气体，验证气体成分。
根据酸性高锰酸钾溶液不褪色和带火星的木条不复燃的现象，得出结论：生成气体不是SO2也不是O2。
九、特色学习资源分析、技术手段应用说明
（一）将知识的逻辑性和学生的认知顺序、思维发展特征结合起来，围绕一次有趣的科学探究展开教学。
（二）由感性到理性的策略：在学生已有知识的基础上，逐层训练，引导学生不断深入，总结方法，让学生充分感受由感性上升到理性的过程，进而解决实际问题，享受学习的乐趣。
（三）课堂上利用微信技术，及时上传分享学生实验成果，大大提高学生课堂效率。