【word】 高师生分组探究木耳中铁、碘与钙的实验设计

【word】 高师生分组探究木耳中铁、碘与钙的实验设计 高师生分组探究木耳中铁、碘与钙的实验设 计 2011年第6期化学教育 高师生分组探究木耳中铁,碘与钙的实验设计 乔金锁刘冷 (晋中学院化学化工学院山西晋中030600) 摘要为了让高师生体验探究学习,掌握探究方法,发展实验设计和探究能力,探索用适宜浓 度盐酸溶液浸泡木耳,取其浸泡液与饱和硫氰酸钾溶液反应,检验木耳中的铁;取其浸泡液加入淀 粉溶液后与适量碘盐反应,检验木耳中的碘;取其浸泡液分别加入饱和草酸铵溶液,饱和碳酸钠溶 液,2O%氢氧化钠溶液,检验木耳中的钙. 关键词高师生分组探究定性检验碘盐探究学习草酸铵 中学生实践能力与科学探究能力的培养及实验 的微型化,生活化,绿色化设计是当前化学课程改革 的重要理念.为了使高师生感悟新课程改革,品味 新课程理念,体验探究性学习,增强适应新课程的能 ”中学化学实验研究”课教学中,组织学生对木 力,在 耳中铁,碘与钙的定性检验进行了分组探究. l探究目标 (1)探究木耳中铁,碘与钙检验的方法和技能; (2)通过检验方法的探讨,发展实验设计和探究 能力. 2情境创设与问题提出 木耳是富含铁,钙和碘的食品,补铁,钙和碘的 效果较好.因此,可以通过适量食用木耳,维持身体 中铁,钙和碘的平衡.木耳中的铁,钙和碘,可否用 实验进行定性检验呢? 3实验材料 用品:1号东北黑木耳(一级品,产地:牡丹江, 福建塞翁福食品股份有限公司生产),2号黑木耳 (压缩型:1:15,产地:吉林长白山,福建塞翁福食品 股份有限公司生产),3号木耳(一等品,产地:黑龙 江黑河,太原金利达商贸有限公司生产),30双氧 水,淀粉溶液,浓盐酸,饱和硫氰酸钾溶液,饱和草酸 铵溶液,饱和碳酸钠溶液,20氢氧化钠溶液,加碘 食盐,滤纸. 仪器:100mL烧杯若干,玻璃棒,量筒,白色与 黑色点滴板若干,滴管,药勺,天平. 4实验研究步骤 4.1思考与讨论 (1)木耳中铁,碘与钙元素分别以什么形态存在? (2)木耳中铁,碘与钙的检验主要利用的特征反 应是什么? (3)要使铁,碘与钙从木耳中游离出来,应选择 什么物质作浸泡液?应分别选择什么性质的物质与 其反应? (4)物质检验一般有什么基本要求和步骤? 4.2阅读与资料搜集 阅读以下内容,明确实验研究的目的与要求,实 验进行的关键,搜集与本实验研究相关的资料. (1)本实验内容; (2)本实验提供的参考资料及与本实验研究有 关的文献. 4.3实验研究方案的设计 在”思考与讨论”和”阅读与资料搜集”基础上, 设计如下实验研究的初步方案: (1)铁的检验.注意选择合适的显色剂. (2)碘的检验.从碘酸盐的强氧化性出发,通过 氧化还原反应原理选择合适的显色剂(含还原剂和 指示剂)进行设计. (3)钙的检验.注意选择合适的沉淀剂. 上述实验的设计要求符合物质检验的一般要 求,仪器简单,操作简便,安全,环保,经济,现象明 显,结论科学可靠. 5实验原理 在酸性溶液中,铁离子与硫氰酸盐(硫氰酸钾) 作用,生成砖红色的硫氰酸铁络合物,其颜色的深浅 与铁离子浓度成正比.反应式为: Fe2(SO4)3+6KSCN一2Fe(SCN)3+3K2SO4 在酸眭溶液中检验木耳中的碘,可在木耳浸出液 中滴人淀粉溶液,再用药勺加入适量碘盐,2种不同形 式的碘发生氧化还原反应生成碘单质I2,利用碘遇淀 粉变蓝色的原理,即可检验出木耳中的碘.反应式为: 5I一+IOy+6H+=3I2,}+3H2O 木耳中的钙质与饱和草酸铵溶液,饱和碳酸钠 *山西省教育科学”十一五”规划2009年度课题(GH一09080);中国化 学会化学教育委员会基础教育”十一五”规划课题(HJ2009—0029) 化学教育2011年第6期 溶液,2O氢氧化钠溶液反应,生成不溶于水的草酸 钙,碳酸钙,微溶于水的氢氧化钙.反应式为: Ca++C2ol一=CaC2O4 ca++c0i=CaCO3,} Ca++2OH一=Ca(OH)2 6实验研究 6.1实验研究方案的审阅 教师审阅实验方案的重点是:检验原理是否科 学,合理;用品与步骤是否简易,安全,经济,环保. 6.2分组实验探究 学生按教师审阅后可行的实验方案进行实验探 究,教师巡视指导.实验过程中应注意:铁,碘与钙的 实验条件,怎样才能尽可能多地把铁,碘与钙从木耳中 溶出,反应的pH,温度,浓度,时间,显色剂的配制等. 6.2.1木耳中铁的定性检验 (1)把l号干木耳砸成小碎块,称取12份,每份 1.0g,分别放在洁净的100mI烧杯中. (2)配制不同浓度的盐酸,分别倒人l2份木耳 中25mL,浸泡30min后进行下一步. (3)在洁净的白色点滴板穴内,分别滴人不同木 耳的盐酸浸出液4滴,再分别滴人1,2滴KSCN 饱和溶液,观察并记录发生的现象,见1. 表1木耳中铁的定性检验 实验显示,检验前各种木耳浸泡液颜色:0.1,3 mol/L盐酸浸泡液无色;4,6mol/L盐酸浸泡液由 近无色一浅黄色. 结论:用白色点滴板,盐酸的浓度为0.1,6 mol/L,浸泡木耳30min后,取其浸出液5滴+l, 2滴KSCN溶液,都可以看到浅砖红色(或砖红色); 盐酸为4,6mol/L,浸出液与KSCN溶液反应,可 以获得满意的效果. 6.2.2木耳中碘的定性检验 在洁净的白色点滴板穴内,分别滴人不同木耳 的不同浓度的盐酸浸出液5滴,然后分别滴人1,2 滴淀粉溶液,再用药勺把食用碘盐分别加入适量,观 察并记录发生的现象,见表2. 表2木耳中碘的定性检验 结论:用白色点滴板,盐酸浓度为0.1,4 mol/L,浸泡木耳30min后,取其浸出液5滴+1, 2滴淀粉溶液,分别与适量碘盐反应,都可以看到明 显的,较稳定的蓝色. 6.2.3木耳中钙的定性检验 行12列排在一起,分别把上述11种浓度盐酸的木 耳浸出液滴入每列的每个穴内6滴,然后在第1行 穴内分别滴入2滴饱和草酸铵溶液,第2行穴内分 别滴人2滴饱和碳酸钠溶液,第3行穴内分别滴入 2滴20氢氧化钠溶液,对比观察并记录发生的现 把6个洁净的黑色点滴板(每个6个穴)按穴3象,见表3. 表3木耳中钙的定性检验 (下转第61页) 2011年第6期化学教育 演示钾在空气中燃烧实验的改进 谭宗俊张莉 (四川师范大学化学与材料科学学院成都610068) 人教版《化学2(必修)》”物质结构元素周期律” 一 章里第一节”元素周期表”中安排了钾在空气中燃 烧的实验,并且明确规定此实验由教师演示[,但是 用教材中安排的操作”将一干燥的坩埚加热,同时取 一 小块钾,擦干表面的煤油后,迅速投到热坩埚中, 观察现象.”作为演示实验,钾在坩埚中燃烧不利于 学生观察. 为了使这个演示实验能够让所有的学生都能在 自己的座位上观察,同时又由教师来演示这个实验, 笔者仿照上次研究金属钠在空气中燃烧生成淡黄色 过氧化钠的实验研究思路[2]对这个实验进行了改进 研究,取得了理想的效果,在这里与同行分享,以便 在教学中有利教师演示和学生观察. 取50mL小烧杯一只,用坩埚钳夹着小烧杯边 缘,在点燃的酒精灯火焰上来回移动烧杯,使其底部 受热均匀.此时再将擦净煤油的黄豆大的金属钾粒 投入烧杯中,继续在酒精灯焰上移动烧杯,当观察到 烧杯中的钾粒开始燃烧时,再将烧杯移开酒精灯焰, 让钾燃烧完全(见图1,2).注意此时不能将烧杯放 在桌子上,以免烧杯底遇骤冷而炸裂.因为烧杯是 透明的,实验过程中金属钾燃烧的现象和火焰颜色 都一览无余,能让教室的全体学生都顺利观察到. 值得注意的是,因为金属钾切开后断面会很快变暗, 故不能先切好钾,只有当烧杯开始在酒精灯焰上烧 烤时才开始切金属钾.因此演示此实验时,应该找 一 个学生配合,并且先将钾表面的煤油用滤纸擦干, 以免在钾燃烧时产生大量的黑烟而影响观察效果. (上接第64页) 还有一点必需提及的是,不要以为”用坩埚钳夹 着小烧杯边缘,在点燃的酒精灯火焰上来回移动烧 杯”的操作麻烦,转而直接将烧杯放在铁架台和石棉 网上加热,这样做的结果是金属钾还没燃烧完毕烧杯 就会炸裂,应该是钾燃烧时放出的热量多而烧杯与石 棉网接触的部分和空气中的部分热量传导不均所致. 图1图2 还有点令人费解的现象是:笔者共在烧杯中燃烧金属 钾10次之多,且金属钾的量逐渐增多,最后都达到黄 豆大小,在燃烧过程中和结束时,烧杯无一炸裂.与 在烧杯中燃烧金属钠相比],如果金属钾的用量和金 属钠的用量一样少时,不易观察到燃烧的现象,钾的 用量比钠多时,燃烧安然无恙.但为安全和节约试剂 考虑,钾的量还是适宜为好. 参考文献 [1]宋心琦主编.普通课程标准实验教科书:化学2(必 修).北京:人民教育出版社,2007 [2]谭宗俊,王超文.化学教育,2010,31(2):75 续表 结论:用黑色点滴板,盐酸的浓度为0.1mol/L 时,浸泡木耳30min后,取浸出液6滴,分别与2滴 饱和草酸铵溶液,2滴饱和碳酸钠溶液,2滴20氢 氧化钠溶液反应,都可以看到明显的很少量白色沉 淀(或浑浊);该实验以20氢氧化钠溶液为沉淀 *四川师范大学教务处教改课题资助 剂,浸泡木耳的盐酸浓度为1,3mol/L时,可以获 得较多的白色沉淀,实验效果较好. 该实验内容与人们的生活,健康密切相关,生 动,有趣,实用,安全,可靠,灵敏度高,仪器简单,操 作方便,每个学生都可以动手操作,实验成功率高.