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浅议“物质转化观”的元素化合物教学

作者:小刁  来源:www.blogome.com  阅读:1405

  摘要:以“奇妙的碘”为例亚博买球APP安全,从化学反映的本质亚博买球APP安全、反映的条件亚博买球APP安全、性质的差异及化学性质的使用四个层面就怎样培养学生的“物质转化观”进行了测验亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全。

  关键词:反映本质亚博买球APP安全;反映条件亚博买球APP安全;性质差异亚博买球APP安全;性质使用;物质转化观

  文章编号:1005–6629(2016)7–0047–03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

  “物质转化观”是化学学科观念之一亚博买球APP安全,化学的中心问题是物质及其彼此转化亚博买球APP安全,化学科学认识活动对其基本问题“物质及其转化”的认识,一是探寻“物质及其转化”基本规律,二是建构“物质及其转化”的科学理论亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全。

  怎样培养学生的“物质转化观”亚博买球APP安全?2015年10月30日,苏州市高中课改展现课在昆山震川中学举办,笔者上了一节高三化学的研究课亚博买球APP安全,课题是“奇妙的碘”亚博买球APP安全。笔者以这节课为事例亚博买球APP安全,谈谈自己在这方面的做法亚博买球APP安全。

  卤族元素的性质具有相似性,又具有递变性亚博买球APP安全。相似性:因为卤族元素原子最外层都有7个电子亚博买球APP安全,所以都易得到一个电子而达到8电子安稳结构亚博买球APP安全亚博买球APP安全,所以它们的单质都表现为较强的氧化性和较强的生动性,都能与氢气、水亚博买球APP安全、碱产生反映亚博买球APP安全。卤化氢的水溶液均显酸性亚博买球APP安全亚博买球APP安全,除HF为弱酸外亚博买球APP安全,其他均为强酸亚博买球APP安全亚博买球APP安全。除F-外亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全,Cl-亚博买球APP安全亚博买球APP安全、Br-、I-均与Ag+生成AgX沉积,且不溶于稀硝酸。递变性:卤族元素原子的核外电子层数顺次增大亚博买球APP安全,原子半径顺次增大,核对核外电子的吸引力顺次减小亚博买球APP安全,所以得到电子的能力也就顺次减小亚博买球APP安全亚博买球APP安全,它们单质的氧化性和生动性顺次减小亚博买球APP安全亚博买球APP安全,与氢气亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全、水亚博买球APP安全亚博买球APP安全、碱反映的程度顺次减少亚博买球APP安全,阴离子的还原性逐步增强等亚博买球APP安全。

  苏教版教材中对碘的特性和用处的描述扼要如下:

 ⊙遣┞蚯駻PP安全亚博买球APP安全。1)碘单质是紫黑色的固体亚博买球APP安全亚博买球APP安全,易提高亚博买球APP安全。

 亚博买球APP安全亚博买球APP安全。2)淀粉遇碘溶液变成蓝色亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全,该性质可用于查验碘单质的存在亚博买球APP安全。

 亚博买球APP安全。3)在水溶液中碘离子能与银离子反映,生成难溶于水和稀硝酸的黄色碘化银沉积亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全。试验室常用硝酸银和稀硝酸来查验I-亚博买球APP安全。

 ⊙遣┞蚯駻PP安全。4)碘和碘的化合物在出产和生活中有广泛的使用。碘是一种重要的药用元素亚博买球APP安全,含碘食物的出产也需求碘元素亚博买球APP安全,碘化银可用于人工降雨[1]亚博买球APP安全。

  通过比较亚博买球APP安全,我们不难发现亚博买球APP安全,碘的性质既有着卤族的通性,又有着自己显着的特性。这些都是我们在教学过程中探求含碘物质转化现象及其规律的重要抓手亚博买球APP安全。

  1 探求有关化学反映的本质

  [情境]播映电视剧《山崖》片段

  女地下工作者拿出一瓶药水亚博买球APP安全,拆开一本教科书的纸质书套亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全,用毛笔蘸些药水在书套反面来回地涂,一行行蓝色的笔迹便闪现出来亚博买球APP安全;庖簦骸澳阆忠驯患喽亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全,老武已受到置疑亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全,明日我把孩子接走,你乘机抽身,他要你把狗处理好亚博买球APP安全。明日晚上之前亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全,他们不会着手亚博买球APP安全,珍重亚博买球APP安全亚博买球APP安全!”


  [问题1]那瓶药水的主要成是什么亚博买球APP安全,为什么蘸着药水涂在书套的反面亚博买球APP安全,会有蓝色的笔迹闪现亚博买球APP安全?

  这个问题学生答复得很好,他们以为药水的主要成分是碘水亚博买球APP安全,书套反面是用米汤写的字亚博买球APP安全,米汤干了后字就观察不到了亚博买球APP安全。书套用碘水涂后亚博买球APP安全,因为米汤的成分有淀粉亚博买球APP安全,淀粉遇碘水会变蓝色亚博买球APP安全亚博买球APP安全。

  [问题2]碘遇淀粉一定变蓝吗亚博买球APP安全?

  学生以为碘遇淀粉一定变蓝。笔者没有直接说错仍是对,而是做了下列两则演示试验:

  演示试验1:在试管中参加少数淀粉,往其间参加2毫升酒精后振动,再向试管中滴加碘酒2~3滴,观察试验现象亚博买球APP安全。

  演示试验2:在试管中参加少数淀粉亚博买球APP安全,往其间参加2毫升蒸馏水后振动亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全,再向试管中滴加碘酒2~3滴,观察试验现象亚博买球APP安全。

  [问题3]通过上述试验不难发现亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全,淀粉中加酒精亚博买球APP安全,再加碘酒,无现象。而淀粉中加蒸馏水,再加碘酒亚博买球APP安全亚博买球APP安全,淀粉溶液会变蓝亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全。这是什么原因呢?

  笔者进一步引导学生考虑亚博买球APP安全,上述两则试验的差异在于在淀粉中加了不同的溶剂亚博买球APP安全,其间酒精与碘不会产生反映亚博买球APP安全,而水会和碘产生反映生成I-离子。试验证明淀粉遇碘变蓝有必要有I-离子存在亚博买球APP安全,而且I-离子的浓度越高则显色的灵敏度也越高亚博买球APP安全。

  学生试验1:在淀粉溶液中滴加碘水,将溶液稀释20倍左右,取两支试管各参加2mL左右稀释后的溶液亚博买球APP安全,在其间一份中滴加少数KI固体亚博买球APP安全亚博买球APP安全,比照两份溶液的色彩亚博买球APP安全亚博买球APP安全,发现滴加KI固体的那份溶液的蓝色显着加深(如图2)亚博买球APP安全。

  [学习材料]

  在化学试验中常用碘遇可溶性淀粉呈深蓝色的反映,这“反映”的本质是直链淀粉的螺旋状柱形刚好能包容碘钻入并吸附成包合物(如图 3)[2]。

  2 研究有关化学反映的条件

  有人说:“化学反映条件的控制是试验的魂灵亚博买球APP安全⊙遣┞蚯駻PP安全!比鲜斗从程跫曰Х从车挠跋亚博买球APP安全亚博买球APP安全,对学好化学具有重要意义。我们认识在不同的反映条件下亚博买球APP安全,化学反映的速率可能不同亚博买球APP安全;在不同的反映条件下,反映产品也有可能不同亚博买球APP安全;反映条件还能够控制反映能否产生和化学反映的方向亚博买球APP安全。因而在研究化学反映的过程中亚博买球APP安全,有必要着重条件的影响。笔者设计了如下问题亚博买球APP安全。

  [问题4]碘遇淀粉溶液一定变蓝吗亚博买球APP安全亚博买球APP安全?

  学生对这个问题模棱两可,笔者做了第3个演示试验。

  演示试验3:取一支试管将演示试验2加碘酒后的淀粉溶液一分为二亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全,取其间一份逐滴参加氢氧化钠溶液亚博买球APP安全。将另一份放在酒精灯上加热亚博买球APP安全,观察试验现象亚博买球APP安全,再将试管中的混合液冷却亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全,观察试验现象(如图4)亚博买球APP安全亚博买球APP安全。

  通过演示试验3学生能够观察到在加碘酒后的淀粉溶液中逐滴参加氢氧化钠溶液,试管中溶液的蓝色会逐步褪去亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全;将加碘酒后的淀粉溶液在酒精灯上加热亚博买球APP安全亚博买球APP安全,蓝色也会褪去,冷却后蓝色复现亚博买球APP安全!⊙械胶芄殴,细心一想亚博买球APP安全,加碱溶液亚博买球APP安全,蓝色褪去能够了解,因为碘在碱性条件下能够产生歧化反映。但加热为什么会褪色亚博买球APP安全亚博买球APP安全,冷却后蓝色又复现呢亚博买球APP安全亚博买球APP安全?笔者提供了下列材料亚博买球APP安全。

  [学习材料]

  碘遇淀粉变蓝色与淀粉的凌乱结构有关亚博买球APP安全亚博买球APP安全,加热后,淀粉分子链伸直亚博买球APP安全,所以蓝色会褪去,冷却后,淀粉分子康复为螺旋状亚博买球APP安全,因而蓝色复现亚博买球APP安全亚博买球APP安全。

  通过演示试验3我们能够得出淀粉溶液遇碘变蓝是有条件的亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全,它会受到温度和酸碱度的影响亚博买球APP安全,在碱性或加热的条件下亚博买球APP安全亚博买球APP安全,蓝色会褪去。

  3 比较卤族元素化学性质的差异
  
  卤族元素的性质既有相似性亚博买球APP安全亚博买球APP安全,又有递变性。我们教学中能够多使用比照分析的方法亚博买球APP安全亚博买球APP安全,会使各卤族元素的性质及其化合物的性质因为结构的相似而表现相似的性质,又因为结构的差异而表现了性质的递变性这一规律一望而知亚博买球APP安全亚博买球APP安全,也使凌乱的元素化合物知识变得系统化、规律化亚博买球APP安全,然后提高课堂教学的效率。

  笔者在教学中设计了下列两个问题:

  [问题5]在一定条件下,Fe在Cl2中焚烧生成Fe3Cl8亚博买球APP安全,请问该化合物中Fe的化合价亚博买球APP安全?

  [问题6]将铁粉与碘加水进行研磨反映激烈,生成Fe3I8亚博买球APP安全,即“滴水生烟”亚博买球APP安全。请问“烟”是什么亚博买球APP安全,该化合物中Fe的化合价亚博买球APP安全?

  关于问题5亚博买球APP安全,学生很容易联想到Fe3O4亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全,Fe3O4能够看作FeO·Fe2O3,因而Fe3O4中Fe的化合价为+2亚博买球APP安全、+3。Fe3Cl8也能够看作FeCl2·2FeCl3亚博买球APP安全,Fe3Cl8中Fe的化合价相同为+2、+3亚博买球APP安全亚博买球APP安全。

  问题6学生容易一挥而就地以为“烟”是Fe3Cl8亚博买球APP安全,根据Fe3Cl8的组成类推Fe3I8的组成为FeI2·2FeI3亚博买球APP安全,然后引起错解亚博买球APP安全亚博买球APP安全。错解原因是以为“烟”一定是产品亚博买球APP安全,其实“烟”是碘蒸气亚博买球APP安全,是因为铁粉和碘在水做催化剂的条件下激烈反映放热亚博买球APP安全,使碘提高亚博买球APP安全。学生还忽视了Fe3+的氧化性,Fe的化合价主要有Fe2+亚博买球APP安全、Fe3+,可是Fe3+具有强氧化性,而I-具有强还原性,二者不能共存亚博买球APP安全亚博买球APP安全,产生反映:2Fe3++ 2I-=2Fe2++I2亚博买球APP安全亚博买球APP安全,因而Fe3I8能够看作为3FeI2·I2亚博买球APP安全,Fe3I8中Fe的化合价应为+2。

  学生着手做了如下试验:

  学生试验2:在研钵中参加铁粉和碘亚博买球APP安全,充分研磨亚博买球APP安全,将研磨后的粉末参加到试管中,向试管中滴少数水亚博买球APP安全,能够发现试管上方出现紫色蒸气。

  学生试验3:在试管中参加2mL FeSO4溶液,在其间参加几滴KSCN溶液亚博买球APP安全,先向其间滴加碘水亚博买球APP安全,无现象,再向其间滴加氯水,溶液变成血红色亚博买球APP安全。

  4 学会使用碘的化学性质

  化学是一门自然科学亚博买球APP安全亚博买球APP安全,我们研究化学的目的就要使用化学为人类更好地服务亚博买球APP安全。在课堂教学中亚博买球APP安全亚博买球APP安全,体现化学的使用价值是很重要的内容亚博买球APP安全,我们要让学生不仅能学到知识,更要学会怎样运用知识来解决问题亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全。
  
  笔者在这节课上对碘的化学性质的运用,设计了如下问题亚博买球APP安全亚博买球APP安全。

  [学生实践]怎样证明食盐中含有碘元素?

  我们常用的加碘食盐的包装袋见图5亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全,我们怎样使用学到的知识来证明食盐中含有碘元素亚博买球APP安全亚博买球APP安全,学生通过讨论,提出了下列试验过程:

 亚博买球APP安全。1)在试管中参加少数食盐亚博买球APP安全;

 亚博买球APP安全亚博买球APP安全。2)向试管中参加2mL蒸馏水亚博买球APP安全,振动亚博买球APP安全,直至食盐溶解亚博买球APP安全;

 亚博买球APP安全亚博买球APP安全。3)向试管中滴加0.5mL KI溶液亚博买球APP安全亚博买球APP安全,振动亚博买球APP安全;

 亚博买球APP安全。4)再向试管中滴加0.5mL稀硫酸亚博买球APP安全,振动亚博买球APP安全;

 亚博买球APP安全。5)最后向试管中参加少数淀粉亚博买球APP安全亚博买球APP安全。

  在试管中参加淀粉后亚博买球APP安全,如果溶液变蓝亚博买球APP安全,证明食盐中含有碘元素。

  美国课程专家艾里克森提出“观念为本的课程与教学”亚博买球APP安全亚博买球APP安全,以为“提高学业规范更多的是要求思维能力的提高,而不是把握更多的现实内容亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全!爸匦挠Ω么蛹且涫导首频娇勺频闹行墓勰詈投愿镜闹督峁菇猩畈懔私亚博买球APP安全亚博买球APP安全,培养和展开思维能力”亚博买球APP安全亚博买球APP安全。从化学研究的目标看亚博买球APP安全,最能表现化学学科特点和中心内容的观念是:微粒观亚博买球APP安全亚博买球APP安全、元素观、转化观亚博买球APP安全、结构观和能量观等亚博买球APP安全,它们同时构成化学研讨物质的认识角度亚博买球APP安全。我们应重视并环绕这些观念展开化学教学实践亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全。

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