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 高师生分组探究木耳中铁\碘与钙的实验设计 字数:2962 字号:大 中 小 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、20%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力，在“中学化学实验研究”课教学中，组织学生对木耳中铁、碘与钙的定性检验进行了分组探究。 1 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。 100 mL烧杯若干，玻璃棒，量筒，白色与黑色点滴板若干，滴管， 仪器: 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。 实验原理 5 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: 在酸性溶液中检验木耳中的碘,可在木耳浸出液中滴入淀粉溶液，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，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: -- 木耳中的钙质与饱和草酸铵溶液、饱和碳酸钠溶液、20%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: - - - 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1号干木耳砸成小碎块，称取12份，每份1.0 g，分别放在洁净的100 mL烧杯中。 (2)配制不同浓度的盐酸，分别倒入12份木耳中25 mL，浸泡30 min后进行下一步。 (3)在洁净的白色点滴板穴内，分别滴入不同木耳的盐酸浸出液4滴，再分别滴入1~2滴KSCN饱和溶液，观察并记录发生的现象，见表1。 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;4~6 mol/L盐酸浸泡液由近无色?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30 min后，取其浸出液5滴+1~2滴KSCN溶液，都可以看到浅砖红色(或砖红色);盐酸为4~6 mol/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，分别滴入不同木耳的不同浓度的盐酸浸出液5滴，然后分别滴入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。 结论:用白色点滴板，盐酸浓度为，浸泡木耳30 min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 把6个洁净的黑色点滴板(每个6个穴)按穴3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行穴内分别滴入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象，见表3。 结论:用黑色点滴板，盐酸的浓度为0.1 mol/L时，浸泡木耳30 min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剂，浸泡木耳的盐酸浓度为1~3 mol/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。 注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文 本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文 , , ,