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1、生活中化學(xué)——關(guān)于“暖寶寶”的綜合探究廣陵區(qū)杭集中學(xué)王品偉【教學(xué)背景】暖寶寶作為大家冬天取暖的用品之一,以方便廉價逐漸被人們接受。同學(xué)們在日常生活中也可能會用到此類物品,必然對它產(chǎn)生一定的興趣,想知道它的主要成分是什么,為什么能發(fā)熱?!瓕W(xué)生能否利用自己已經(jīng)學(xué)習(xí)的知識解決生活中的問題,形成科學(xué)的認(rèn)識觀,本人從實際出發(fā)設(shè)計出了本課題。【設(shè)計意圖】本節(jié)課旨引導(dǎo)學(xué)生們通過物理方法和化學(xué)方法探究暖寶寶中的有效成分,體驗并強化細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和聯(lián)系實際學(xué)習(xí)化學(xué)的習(xí)慣。進(jìn)而解釋暖寶寶發(fā)熱的一般原理,指出化學(xué)
2、反應(yīng)過程中有的是為了獲得新物質(zhì),有的是利用化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化為人類服務(wù)。通過實驗探究驗證感性認(rèn)識,得到科學(xué)的結(jié)論,并在實驗探究活動中滲透科學(xué)學(xué)習(xí)方法?!緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】(1)能了解“暖寶寶”的有效成分,能知道其發(fā)熱的一般原理;(2)能進(jìn)行“暖寶寶”成分的定性和定量分析方法的設(shè)計和評價;(3)能獲取進(jìn)行有關(guān)化學(xué)實驗的基本技能,(4)能體會到學(xué)習(xí)化學(xué)的樂趣,培養(yǎng)問題意識?!緦W(xué)習(xí)重點】“暖寶寶”中有效成分的驗證探究?!緦W(xué)習(xí)難點】“暖寶寶”的成分中鐵含量的測定?!窘虒W(xué)過程】一.情境引入:人們常用的取暖方式
3、有哪些?多媒體展示一幅幅常用的取暖方式的圖片。引導(dǎo)思考能否有更加方便攜帶的取暖物品?展示暖寶寶。二.綜合定性探究一:“暖寶寶”能熱起來嗎?(其原理是什么?)操作:取A、B兩袋“暖寶寶”,A袋按使用說明打開外袋取出內(nèi)袋;B袋不打開外袋。將兩袋樣品放置在同樣的環(huán)境中?,F(xiàn)象:A袋的“暖寶寶”溫度很快上升;B袋溫度沒有明顯變化。結(jié)論:“暖寶寶”發(fā)熱是由于袋內(nèi)物質(zhì)與接觸。三:綜合定性探究二:“暖寶寶”的成分中含有鐵嗎?猜想:1.用磁鐵吸引,若有黑色固體被吸引,則含有鐵。2.取樣,加入稀鹽酸,若有氣泡產(chǎn)生,且
4、溶液由無色變?yōu)闇\綠色,則含有鐵。3.取樣,加入硫酸銅溶液,若有紅色固體析出,且溶液由藍(lán)色變?yōu)闇\綠色,則含有鐵。四.綜合定性探究三“暖寶寶”的成分中含有活性炭嗎?猜想:1.取樣,加入足量的稀硫酸,過濾,若在濾紙上有不溶于水的黑色物質(zhì),則說明有碳粉。2.取樣,灼燒,用澄清石灰水檢驗生成的氣體,若石灰水變渾濁,則說明有碳粉。思考:哪一種方案更可靠呢?甲方案更可靠,因為乙方案石灰水變渾濁可能是由于酒精燃燒產(chǎn)生的二氧化碳造成的。小結(jié):暖寶寶的有效成分是鐵,鐵與氧氣、水作用,發(fā)生緩慢氧化,放出熱量。放熱現(xiàn)象較
5、為明顯的原因:(1)鐵是粉末狀的;(2)活性炭具有較強的吸附性,鐵與氧氣接觸充分;(3)氯化鈉的存在加速了鐵氧化的速率。五.定量探究—“暖寶寶”的成分中鐵含量的測定猜想:1.取一定質(zhì)量的樣品,用磁鐵吸引。2.取一定質(zhì)量的樣品,加入足量的硫酸銅溶液,充分反應(yīng)后,過濾,洗滌,干燥,稱量所得固體的質(zhì)量,利用固體質(zhì)量差進(jìn)行計算。3.取一定質(zhì)量的樣品,加入足量的稀硫酸,測量氫氣的體積。不可靠,因為磁鐵吸引鐵粉的過程中會帶出活性炭。不可靠,鐵可能反應(yīng)不完全,且操作過程會對最終固體的質(zhì)量造成影響。改進(jìn)后的裝置思
6、考:用該方案測量氫氣的體積準(zhǔn)確嗎?不準(zhǔn)確,因為用該方案測量的氫氣的體積包含了滴下的液體的體積。思考:(改進(jìn)后的裝置)1.什么時候讀取氫氣的體積呢?等到裝置冷卻到室溫的時候。因為金屬與酸的反應(yīng)放熱,反應(yīng)剛結(jié)束時氣體處于受熱膨脹狀態(tài)。2.怎樣讀取氫氣的體積呢?調(diào)節(jié)量筒的高度,使量筒內(nèi)液面的高度與洗氣瓶的液面保持相平。因為我們要測量常溫常壓下的氣體的體積。3.通常實驗前須估算藥品用量,如果實驗過程中,發(fā)現(xiàn)鹽酸的量不足,應(yīng)中途加酸還是重新實驗?理由是什么?重新實驗;中途添加酸時,會造成氣體逸散,影響氣體體
7、積的精確測量。六.總結(jié)與反思1.結(jié)合本節(jié)課,說說有關(guān)鐵的性質(zhì)有哪些?鐵粉為黑色,能被磁鐵吸引,能與氧氣、酸、鹽溶液發(fā)生反應(yīng)。2.怎樣驗證混合物中含有鐵以及如何進(jìn)行鐵的含量的測定?(1)用磁鐵吸引;(2)加入足量的稀酸,測定生成氫氣的體積;(3)加入足量的硫酸銅溶液,利用固體的質(zhì)量差進(jìn)行計算。3.如何對實驗設(shè)計進(jìn)行評價?原理正確、操作簡便、現(xiàn)象明顯、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、綠色環(huán)保等。拓展與應(yīng)用(練習(xí)見課件)