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視頻標簽：研究物質性質
所屬欄目：高中化學優質課視頻
視頻課題：人教版高中化學選修六主題二1、研究物質性質的基本方法-福建省 - 廈門
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《揭秘“魚浮靈”》教學設計
一、教學目標
通過對“速效魚浮靈”增氧原理的探究以及對溶液酸堿性對雙氧水分解影響的探究，學習研究物質性質的基本方法與程序，建構單變量對照實驗思維模型。學生學習從實驗中獲取有效信息，建立“宏觀-微觀-符號-曲線”四重表征，培養學生從不同角度分析問題的能力，發展學生“實驗探究與創新意識”的學科素養。 二、教學重難點
1.學習并應用單一變量的對照實驗思維模型設計實驗，探究陌生情境下的化學問題； 2.學習并體驗研究物質性質的基本方法與程序。 三、教學過程
教學環節
教師活動 學生活動
設計意圖
1.身邊的化學—認識魚浮靈
廈門是一個美麗海濱城市，俗話說“靠山吃山，靠海吃海”，出海捕魚是沿海的漁民們的日常工作。那么同學們來想一想，漁民從海上捕的魚在運輸的過程，常遇到的問題會有什么？
水體缺氧是常見的一個問題，缺氧會導致魚蝦窒息死亡，造成經濟損失。那么漁民們怎么解決這個問題呢？（圖片，魚浮頭，水體含氧量太低，導致魚類因缺氧而浮在水面呼吸空氣，出現浮頭的現象。）
魚浮靈是常用的一種化學增氧劑。我們一起來認識一下。
查閱資料可知過碳酸鈉的成分是2Na2CO3•3H2O2。魚浮靈的增氧原理是什么呢？
思考，缺氧或者細菌感染等。
思考，可以想辦法給水體增氧。 聯想家里的魚缸，可以在水體里放入氧氣泵；也可以加入化學試劑產生氧氣。
共同閱讀“速效魚浮靈”的說明書。魚浮靈是一種速效增氧劑，能夠進行魚蝦缺氧的急救等。 學生對魚浮靈的成分感覺好奇，什么是“過碳酸鈉”？
碳酸鈉和雙氧水都是熟悉的物質，但是二者一起出現，學生有點迷糊。
從遠洋運輸海魚會遇到的實際問題入手，選擇魚浮靈作為探究對象，極大的激發了學生的探究興趣，并幫助學生形成從生活中發現化學問題的意識。 學習閱讀產品說明書，從中獲得信息，并學習運用現代網絡來查詢陌生信息。
2、活動一：探究魚浮靈點的增氧原理
【提出問題】
魚浮靈的增氧原理是什么？ 【進行猜想1】 【評價猜想1】
教師幫助學生找到如何分析Na2CO3與H2O2是否會發生化學反應的角度。 角度1.復分解反應視角 角度2.氧化還原視角
資料：H2O2是一種弱酸，酸性比碳酸弱。
問題1：分析碳酸鈉溶液中有什么微粒?
問題2：可能是什么微粒起到促進雙氧水分解的作用？
【進行猜想2】
可能是CO32-促進雙氧水分解 可能是OH-促進雙氧水分解
可能是OH-和CO32-共同促進雙氧水分解
過渡：我們進行大膽猜想，并分析猜想，得出最為合理的猜想，接下來通過實驗進行探究。
評價實驗方案：往等體積等濃度的
雙氧水溶液中，分別加入等體積、等pH的碳酸鈉和氫氧化鈉溶液，另外一只試管不加，觀察______
【分組實驗】
實驗目的：探究OH-或CO32-是否促進雙氧水分解
試劑和儀器：試管、等pH的碳酸
學生思考，進行猜想
猜想1，可能是Na2CO3與H2O2發生了化學反應生成了O2
猜想2，可能是碳酸鈉催化雙氧水分解，促進氧氣的釋放。
學生小組討論，認為Na2CO3與H2O2不會發生復分解反應，碳酸鈉也沒有還原性不會與雙氧水發生氧化還原反應。
排除猜想1，認為碳酸鈉有可能催化雙氧水的分解。
學生分析，碳酸鈉水溶液有H2O、Na+、CO32-、OH-
學生初步猜想，Na+、CO32- 和OH-都有可能。聯想到NaCl在海水里含量很高，故排除Na+。
評價教師給出的實驗方案。 1. 對照實驗，思想是控制變量
法。
2. 通過對照(2)(3)組實驗，可以判斷CO32- 對雙氧水分解的影響，對照(1)(2)實驗，可以判斷OH-對雙氧水分解的影響，得出結論。 3. 觀察氣泡產生的快慢。
學生分組實驗，得出結論。
初步體驗科學探究的過程：提出問題—進行猜想—設計方案—進行實驗—結果分析—得出結論。學生通過自主設計實驗，學習向科學家一樣思考問題，掌握探究實驗的一般思路，將所學知識融會貫通并應用與解決實際問題。
小組合作學習，培養學生在團隊中協調與自我表達的能力。
培養學生對照實驗思想。
定量思想是化學學習的重要思想，高一的學生應該逐步理解并掌握。 運用傳感器
鈉和氫氧化鈉溶液
實驗步驟：取三只試管，分別加入
等體積3%的雙氧水，再分別加入等體積、等pH的Na2CO3和NaOH
溶液，另外一只試管不加，再向三
只試管中分別加入少量肥皂水，振蕩，觀察現象。 說明：在加完藥品后，再分別往3支試管中加入約1滴管的肥皂水，
目的是什么？ 過渡：理論上這個實驗方案可行，但是我們實際動手做下來發現現
象不明顯，那么我們需要對實驗方案進行改進。 【實驗方案的改進】
無法通過定性觀察產生氣泡
的快慢，那我們需要從定量的角度進行測定。我們需要測定什么數據呢？
當我們不方便測定產生氣體
的體積時候，我們可以測定相同時間內反應容器壓強的改變量，通過測定壓強的改變量，可以得出產生
氣體的量和反應快慢。 【演示實驗】
藥品：等pH的Na2CO3和NaOH溶液，3%H2O2 ；
儀器：錐形瓶、燒杯、量筒、磁力攪拌器、相對壓強傳感器。
磁力攪拌器：往反應液中加入磁
子，磁子在磁力的作用下不斷旋轉，可以將液體混合均勻。
相對壓強傳感器：相對壓強一般和當地大氣壓相對，設定當地大氣壓
可以幫助我們更明顯的觀察到產生氣泡的情況。 【匯報交流】三只試管都產生不少泡泡，但是對照不明顯，無法得出結論。
生：相同時間內產生氣體的量。
可以讓學生體會定量思
想，同時提
高學生數據
分析的實戰能力。
小組討論，得出結論，結論應該是
發散的，多
元化的，而
不是老師指
定的。
學生內心仍
有很多疑惑，化學探
究過程不應牽著學生
走，而是讓
學生自己選
擇探究的方向，體現“自
主探究”的
原則。
理論研究即查閱資料是
科學探究的
另外一只
手，學生應該學習并習慣查閱資
料，包括網
絡和書籍，
來解決遇到的問題。
為0。通過數碼轉換器，可以在電腦上讀出任何時刻體系的相對壓強。
【結果討論】
OH-促進雙氧水分解。
過渡：什么原因呢？我們進行實驗探究得到的結論，還需要進行進一步的理論分析。通過查閱資料得到這些信息：
資料1：CO32-會部分與水反應生成OH-，使溶液顯堿性。 資料2：堿性條件下，過氧化氫分解機理：
H2O2 + OH- →HOO- + H2O H2O2+ HOO-→OH-+ H2O+ O2 【過渡】如果堿性更強，雙氧水分解會更快還是更慢呢？
觀察現象，記錄數據，結果討論
(1)(2)組相比，反應30s后，相對壓強(2)>(1)
(2)(3)組相比，反應30s，相對壓強相差不大。
思考：
碳酸鈉溶液中的OH-是由部分CO32-與水反應生成的；
OH-濃度越大，第一步反應更容易發生，于是放出氧氣更快。 酸性條件下，猜想雙氧水較為穩定，不容易放出氧氣。
3.活動二：探究溶液酸堿性對雙氧水分解快慢的影響
【提出問題】
不同的酸堿性條件下雙氧水分解快慢究竟是不是如我們所預測的呢？
【進行猜想】
【設計實驗】探究溶液酸堿性對雙氧水分解快慢的影響
【數據分析】
猜想1：堿性越強，雙氧水釋放氧氣越快。
猜想2：酸性條件下，雙氧水釋放氧氣較慢。
小組討論
往等濃度等體積的雙氧水溶液中，分別加入鹽酸、氫氧化鈉來調節溶液的pH。
pH大致為：3、8、10、14
在第一個探究活動基礎下，針對想解決的新問題設計了新的探究活動。
學生可以在第二次探究活動中，運用第一次探究活動習得的探究方法和一般思路。
應用對照實驗思想解決問題。
進行數據分析和結果討論，得出多元化的結論。
進行產品評測，讓學生體會生產生活中選擇過碳酸鈉的意義。初步體會化學工程的思想，包括速率、環保、經濟、運輸等。
【結果討論】
師，接下來我們需要通過查閱資料
來幫助我們進一步弄清反應的本
質原因。 資料：雙氧水分解反應快慢與堿性有關，當pH10~11.6時， pH越大，分解越快；當pH=11.6時，分解速度最快；當pH>11.6時，pH越大，分解越慢。 我們在之前的活動中，探究了魚浮靈的增氧原理以及溶液酸堿性對雙氧水分解快慢的影響，接下來我們運用我們獲得的結論進行產品評測。 活動三：【產品評測】 評價魚浮靈、雙氧水與過氧化鈉作為增氧劑的優劣 小資料：室溫下，碳酸鈉溶液的pH約為10-12。 師：從反應快慢、環保、經濟角度而言，碳酸鈉是雙氧水的一個好朋友。溶液呈堿性還可以吸收水體里的CO2等酸性物質，可以維持水體的酸堿度。加入碳酸鈉后可以制成固體粉末，方便雙氧水的運輸。因此，過碳酸鈉也得名固體雙氧水。
1. 酸性條件下，雙氧水分解明
顯變慢
2. 堿性條件下，雙氧水分解更
快
3. 堿性越強，雙氧水分解越快，但是堿性過大，雙氧水分解反而變慢。
生1：過氧化鈉與水反應生成強堿，堿性太強，對水體環境有較大的破壞。
生2：加入碳酸鈉后，使得雙氧水分解變快
生3：加入碳酸鈉后，溶液呈堿性，可以吸收生物釋放的CO2 生4：雙氧水是液體，不好運輸，制備成過碳酸鈉更好運輸。 …… 引導學生說出心中的疑惑，并運用理論研究加以分析。
4. 小
結
通過以上三個活動，我們體驗了一把化學探究的程序，分別是提出問題、做出猜想、進行實驗、結果討論，再通過理論研究來進行解釋獲得最終結論。我們從實驗和理論兩方進行化學探究，解決遇到的化學問題。同學們在今后的化學學習中，可以學習運用這樣的化學探究思路來解決身邊的化學問題。
學習、聆聽、分享
總結化學探究的程序。
5.思考題：
“鈣多寶”也是常見的化學增氧
劑。
閱讀“鈣多寶”說明書，與“魚浮靈”說明書比較，你了解到了什么？ 1.用化學方程式來表示鈣多寶增氧原理； 2.思考為什么鈣多寶是持續供氧劑，而魚浮靈是速效增氧劑？ 3.說一說你如果是漁民請來的幫手，會指導漁民們在什么情況下使用“魚浮靈”、“鈣多寶”？
生1：鈣多寶主要成分是過氧化鈣CaO2 生2：鈣多寶是一種持續供氧劑，而魚浮靈是速效增氧劑。 生3：鈣多寶比魚浮靈好在可以為甲殼類動物提供所需要的礦物質。 生：2CaO2+2H2O=2Ca(OH)2+O2↑ 猜想是否與過氧化鈣、氫氧化鈣的溶解度有關。
選擇另外一種增氧劑，是本節課情境的增進點，比對說明書，提出各種發散性的想法。并運用已有知
識加以分
析、解決問題。理論聯系實際，評測了2中增氧劑后，引導學生從使
用者的角度
進行分析。
體現了“化
學源于生活，又服務
于生活。”
四、板書設計
《揭秘“魚浮靈”》
研究物質性質的基本方法：觀察法、實驗法、分類法、比較法 研究物質性質的基本程序：
提出問題→做出猜想→進行實驗→結果討論→理論研究
五、設計反思
我們經常思考，為什么我們學生做了很多習題和試卷，但是遇到一些較為靈活的題目常常不知所措，答非所問。我想學生缺乏一個化學的認知視角去分析和解決問題，這應該是學生化學學科素養不足帶來的問題。對問題解決的研究歷來是我們教學研究的熱點問題，但長期以來我們較為重視對人工設計的一般問題解決的研究，忽視對真實情境問題解決的研究。
《揭秘“魚浮靈”》此課題來源于生活，可以將研究性學習實施具體化，體現了“化學源于生活，又服務于生活”。我們設計真實情境問題解決的課程，目標是促使程度較好的學生在進行真實情境問題解決的學習過程中，能像科學家一樣思考，進行有意義、有目的的活
化學探究、解決問題 實驗探究
動，并能把獲得的知識和經驗有效遷移應用到解決生活問題中去。
學生化學素養的培育應該是一個潛移默化且長久的過程，它絕非一堂課可以完成的。同時從現在的考卷可以看出，化學學科考試是以能力測試為主導，全面檢測考生的化學科學素養。因此，我們在日常教學外，還需要進行這樣應用性的教學活動，引領學生運用所掌握的化學知識、技能和方法去分析和解決現實的問題，發展學生的學科素養。
視頻來源：優質課網 www.jixiangsibao.com
