證明海帶中存在碘元素實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能反思(陳瑞雪)

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1、證明海帶中存在碘元素實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能反思陳瑞雪金從武北京市朝陽(yáng)區(qū)教育研究中心100028北京師范大學(xué)附屬實(shí)驗(yàn)中學(xué)100032摘要：證明海帶中存在碘元素實(shí)驗(yàn)無(wú)論是對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ陌l(fā)展，還是科學(xué)精神的培養(yǎng)都有重要的意義。本文在大量查閱文獻(xiàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和反思的基礎(chǔ)上，不僅提出證明海帶中存在碘元素的多種實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案和改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的使用建議，還分析了如何想到這些方法，以期引起教師關(guān)注并發(fā)掘利用好這個(gè)素材將培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神落到實(shí)處。關(guān)鍵詞：海帶碘元素實(shí)驗(yàn)改進(jìn)教學(xué)反思一、問(wèn)題的提出人教版化學(xué)2中采用灼燒法來(lái)證明海帶中存在碘元素[1]普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·化學(xué)2

2、（必修）．北京：人民教育出版社，91，海帶灼燒灰化過(guò)程煙塵大、氣味濃烈、耗時(shí)長(zhǎng)，不適于課堂演示，有沒(méi)有更好的灰化海帶的方法？有沒(méi)有替代灼燒法的檢驗(yàn)方法？《化學(xué)教育》2009年第6期提到浸泡法[2]馬紅勇，王篤年．檢驗(yàn)海帶中碘元素實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)[J]．化學(xué)教育，2009，30（6）：60，中華人民共和國(guó)水產(chǎn)品檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)中也明確提供了灼燒法和浸泡法來(lái)檢測(cè)海產(chǎn)品中碘元素的含量[3]海帶中碘含量的測(cè)定，中華人民共和國(guó)水產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，SC/T3010—2001，2。如何讓學(xué)生由灼燒法想到浸泡法？還有哪些方法適合中學(xué)化學(xué)中用于證明海帶中含有碘元素？證明海帶中含有碘

3、元素?zé)o論是從培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力，還是提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力方面都是一個(gè)難得的好素材?；瘜W(xué)2、化學(xué)6中均使用了該實(shí)驗(yàn)，循著如何發(fā)掘這個(gè)素材的教育功能，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，筆者進(jìn)行了一定研究。既然灼燒法能證明海帶中存在碘離子，教材中也提示“海帶灼燒后的灰燼中碘元素以I-形式存在”。由此不難提出：?jiǎn)栴}1：海帶灰中的I-是海帶原本就存在的I-？還是灼燒灰化過(guò)程中生成的I-？問(wèn)題2：為什么灼燒過(guò)程中碘元素還能以I-形式存在？問(wèn)題3：海帶在空氣中灼燒成灰燼，必定涉及一些變化，那么最直接的證明海帶中存在碘元素的方法是什么？二、海帶中存在碘元素的實(shí)驗(yàn)證明方

4、法方法一：灼燒法1．實(shí)驗(yàn)過(guò)程與現(xiàn)象（1）取樣隨機(jī)購(gòu)買市售干海帶兩種，作為實(shí)驗(yàn)用海帶。如圖：分別命名為樣品Ⅰ和樣品Ⅱ。5樣品Ⅰ樣品Ⅱ分別取少許海帶樣品Ⅰ、樣品Ⅱ，用刷子刷凈表面的附著物，再用剪刀剪碎。稱取3g干海帶樣品。（2）灼燒灰化將海帶樣品Ⅰ、樣品Ⅱ分別放入蒸發(fā)皿中，用酒精潤(rùn)濕，點(diǎn)燃酒精燈，灼燒6min。灼燒過(guò)程中用玻璃棒攪動(dòng)海帶，直至完全變黑。（3）海帶灰濾液獲取方法將海帶灰轉(zhuǎn)移到小燒杯中，加入15mL蒸餾水，攪拌、煮沸2~3min，過(guò)濾。（4）I-檢驗(yàn)在濾液中加入在濾液中滴入幾滴3mol/L稀硫酸，再加入1mL5%H2O2。溶液呈淺褐色。

5、然后分成兩份于試管中，分別加入淀粉溶液和CCl4，前者溶液呈現(xiàn)藍(lán)色，后者CCl4層為紫色2．實(shí)驗(yàn)結(jié)論：干海帶中確實(shí)存在碘元素。3．進(jìn)一步思考：海帶灰中的I-是海帶原本就存在的I-，還是灼燒灰化過(guò)程中生成的I-存在于海帶灰中？催生新想法：假設(shè)海帶中存在碘離子，那么就可以用浸泡的方法浸出海帶中的碘離子即可進(jìn)行檢驗(yàn)，以證實(shí)碘元素的存在。方法二：浸泡法證明海帶中碘元素存在的實(shí)驗(yàn)1．實(shí)驗(yàn)過(guò)程與現(xiàn)象（1）海帶的浸泡：將樣品Ⅰ和樣品Ⅱ分別取3g，各取6份。分別放入錐形瓶中，均加入25mL蒸餾水，分別浸泡2h、1h、30min、10min、5min、1min。

6、過(guò)濾。（2）海帶中碘元素檢驗(yàn)：分別在試管中取樣品Ⅰ和樣品Ⅱ浸泡2h、1h、30min、10min、5min、1min的濾液各1mL。5檢驗(yàn)方法1：在濾液中滴入幾滴3mol/L稀硫酸，再加入1mL5%H2O2，將I-氧化后，滴加1~2滴淀粉溶液，出現(xiàn)特征藍(lán)色，樣品間現(xiàn)象沒(méi)有明顯區(qū)別。檢驗(yàn)方法2：在濾液中滴入幾滴3mol/L稀硫酸，再加入1mL5%H2O2，將I-氧化后，加入10滴CCl4。CCl4層為（淺）紫色，但水層與CCl4層界面不夠清晰。樣品浸泡5mim及1min的CCl4層為淺紫色，其余幾組為紫色且沒(méi)有明顯區(qū)別。2．實(shí)驗(yàn)結(jié)論海帶樣品浸泡后

7、過(guò)濾、酸化、加入5%H2O2和稀硫酸氧化后，加入淀粉液均能呈現(xiàn)出特征藍(lán)色。說(shuō)明浸泡法能證明海帶中存在碘元素。3．進(jìn)一步思考（1）由于浸泡法不需要灼燒，避免了難聞的氣味、縮短了實(shí)驗(yàn)時(shí)間，現(xiàn)象明顯，且能直接證明海帶中存在碘離子，因此浸泡法是證明海帶中存在碘元素的理想實(shí)驗(yàn)，尤其是浸泡1分鐘就可以得到明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，最適合課堂演示。（2）浸取液氧化后，加入CCl4萃取均能觀察到有機(jī)層為紫紅色，但是界面不如灼燒法清晰，可能與浸泡中一些易溶于水的有機(jī)物進(jìn)入CCl4層有關(guān)。催生新想法1：浸泡法能說(shuō)明海帶中存在碘離子，是不是可以直接在浸泡液中加入硝酸銀和稀硝酸

8、來(lái)證明海帶中存在碘元素呢？立即用試管取來(lái)不同浸泡時(shí)間的浸取液，分別滴加幾滴AgNO3溶液，再加幾滴稀HNO3，均有不溶于稀硝酸的淺黃白色沉淀生成，現(xiàn)象