2023-2024學(xué)年人教版高中化學(xué)必修2 8.2基于課堂真實問題情境的“海帶提碘”實驗條件優(yōu)化 課件（共22張PPT）

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基于課堂真實問題情境的“海帶提碘”實驗條件優(yōu)化

CONTENTS

目錄

實驗教學(xué)目標(biāo)

1

教學(xué)反思

4

實驗內(nèi)容設(shè)計

2

實驗微項目：

海帶提碘實驗條件優(yōu)化

3

實驗教學(xué)目標(biāo)

Part01

實驗教學(xué)目標(biāo)

方法線

素養(yǎng)線

建構(gòu)物質(zhì)富集、提取、分離的認(rèn)知模型

理解條件調(diào)控的思路與方法

促進(jìn)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的多維度提升

知識線

方法線

深化認(rèn)識

海帶提碘實驗

實驗內(nèi)容設(shè)計

項目式教學(xué)實踐

Part02

學(xué)生借助文獻(xiàn)查詢等方式，自主設(shè)計海帶提碘的實驗方案，并進(jìn)行了實踐。

實驗內(nèi)容設(shè)計——項目式教學(xué)實踐

原料的預(yù)處理

核心反應(yīng)

分離提純目標(biāo)產(chǎn)物

物質(zhì)富集、提取、分離的認(rèn)知模型：

實驗記錄

實驗反思——思考討論

左側(cè)試管滴加雙氧水，右側(cè)試管滴加等體積、濃度相近的氯水。滴加雙氧水的試管顏色更深。

以氯水為氧化劑，按照方案正確操作后，加入四氯化碳，溶液未變紫；水層滴加淀粉，溶液不變藍(lán)。

向未酸化的海帶灰浸取液（已加入淀粉）中滴加過氧化氫，溶液不變藍(lán)，過氧化氫分解。

實驗反思——思考討論

反思Ⅰ：氯水的氧化性較強，易將I2過度氧化為IO3－。

反思Ⅱ：過氧化氫的氧化性可能跟溶液酸堿性有關(guān)，酸化時加入硫酸的量會影響實驗結(jié)果。

學(xué)生實驗反思

結(jié)論：上述問題主要是氧化劑類型、用量及溶液pH造成的。

該實驗只能定性測定，難以定量測定！

實驗微項目：海帶提碘實驗條件優(yōu)化

Part03

任務(wù)1：氧化劑的選擇

實驗微項目：海帶提碘實驗條件優(yōu)化

氧化劑

使I－被氧化為I2，但不能將I2進(jìn)一步氧化為IO3－

高錳酸鉀

新制氯水

過氧化氫

溶液電勢的高低反映了溶液氧化性的強弱變化。電勢越高，氧化性越強。電勢出現(xiàn)較大變化，說明生成了新的物質(zhì)。

資料卡片

方案設(shè)計1：向海帶灰浸取液中分別滴加不同的氧化劑溶液，使用淀粉溶液作為指示劑，利用氧化還原傳感器測定全過程中溶液的電勢并繪制曲線。

結(jié)果匯報

任務(wù)1結(jié)論：高錳酸鉀、氯水因氧化性太強，無法精確將碘離子氧化為I2，因此不適合作為本實驗的氧化劑；過氧化氫可使碘元素停留在I2的狀態(tài)，可做進(jìn)一步研究。

x軸：時間(s)，y軸：電勢(mV)

利用OriginLab繪圖

高錳酸鉀

氯水

過氧化氫

過氧化氫的氧化性隨pH變化較大，溶液的酸性增強，過氧化氫的氧化性也隨之增強，使用時需要控制pH。

查閱資料

任務(wù)二：氧化劑適宜pH范圍的選擇

實驗微項目：海帶提碘實驗條件優(yōu)化

方案設(shè)計2：選擇過氧化氫氧化劑，設(shè)計了從pH=1到pH=6.5的平行實驗，每組實驗間pH差值為0.5，與海帶灰浸取液反應(yīng)，利用氧化還原傳感器測定全過程中溶液的電勢并繪制曲線。

學(xué)生提出問題：過氧化氫在該實驗中的最適宜pH范圍是多少呢？

結(jié)果匯報

組別12345

初始pH1.01.53.55.56.5

最終pH1.31.74.75.96.8

溶液顏色黃黃綠藍(lán)綠藍(lán)綠藍(lán)綠

出現(xiàn)藍(lán)色的時間(s)1116243953

結(jié)果匯報

組別12345

初始pH1.01.53.55.56.5

最終pH1.31.74.75.96.8

溶液顏色黃黃綠藍(lán)綠藍(lán)綠藍(lán)綠

出現(xiàn)藍(lán)色的時間(s)1116243953

任務(wù)2結(jié)論：以過氧化氫為氧化劑，pH過小會過度氧化，pH過大則過氧化氫的氧化能力太弱，用時長，且影響碘的產(chǎn)率。最適宜的pH為3.5左右。

查閱文獻(xiàn)可知，在該實驗中pH由4變?yōu)?，提取出的I2的質(zhì)量下降兩個數(shù)量級。

思維進(jìn)階——發(fā)現(xiàn)、解決課堂生成性問題

反應(yīng)過程中H+在消耗，pH上升，影響碘的產(chǎn)率。

2I－＋H2O2＋2H＋＝I2＋2H2O

任務(wù)3（生成性任務(wù)）：怎樣讓pH維持在3.5左右呢？

方案再改進(jìn)：醋酸/醋酸鈉緩沖體系，可將pH維持在3.5

（醋酸鈉5.1g，冰醋酸20mL，加水稀釋至250mL）

結(jié)果匯報

未使用緩沖體系萃取后結(jié)果

使用緩沖體系萃取后結(jié)果

項目結(jié)果匯報

在過氧化氫氧化劑、pH=3.5的醋酸/醋酸鈉緩沖溶液酸化的條件下進(jìn)行海帶提碘實驗，通過碘量法測定海帶中碘的含量。

組別海帶灰重量/g硫代硫酸鈉濃度/mol·L-1硫代硫酸鈉體積/mL得到碘的質(zhì)量/g碘質(zhì)量平均值/g碘的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%

13.00.00515.800.01000.01010.337

23.20.00516.110.0102

33.00.00515.900.0101

查閱文獻(xiàn)可知，海帶中碘含量為0.3%以上，結(jié)果可信度較高。

教學(xué)反思

Part04

教學(xué)反思

亮點創(chuàng)新

01

02

03

利用傳感器，將實驗數(shù)字化，直觀地加深學(xué)生對于氧化還原的理解。

手持技術(shù)

發(fā)掘課堂生成性問題，設(shè)計為下一步的項目任務(wù)，提升解決真實問題的能力。

注重生成性問題

以新的項目解決項目式教學(xué)中出現(xiàn)的問題，實現(xiàn)“在做中學(xué)”。

項目式教學(xué)

教學(xué)反思

尚要解決的問題

海帶灰浸取液成分檢驗

海帶灰化不充分

受中學(xué)實驗室條件限制，海帶灰化不充分，雜質(zhì)影響