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体彩排列3和值和尾:苏教版高中化学必修一教案:《氯、溴、碘及其化合物》

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浅谈“科学风险认知与决策能力”的培养

?????????????—《溴、碘的提取》教学设计

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20世纪后半期以来,随着科学的高速发展,现代科学引发的风险问题受到西方学者的广泛关注。其中,公众对那些可能对生活和健康带来潜在的危害的领域特别关注,如环境、公共健康以及生物技术的利用等。千姿百态的物质世界与高度发达的科学技术将一个飞速膨胀的知识系统呈现在我们眼前;而千变万化的自然现象诱发出无数充满好奇的中学生的思维火花。在这“多样”于“变化”的背后,学生在科学探究过程或许已经隐隐发现,真实的问题的解决过程有其必然复杂性和不确定性,化学课堂教学设计应注重在真实的问题情境中进行科学探究,逐步培养学生的科学风险认知与决策能力,提高学生分析和解决实际问题的能力,强化学生对于生活、对环境、对社会的责任心和积极的参与意识,帮助学生逐步形成科学的发展观,提升科学素养额水平。11月6日,无锡市第一中学举行了对外公开课暨校园开放日活动,我以《溴、碘的提取》为主题开设了一节公开课,这节课的设计渗透了对于“科学风险认知与决策能力”培养的理念,并尝试网络时代背景下对教学方式与学习方式的进一步优化与改变。

一、学习目标与教学重、难点

1、学习目标:

1)知识与技能:了解溴、碘的性质,理解溴、碘提取的原理。

2)过程与方法:通过实验探究活动及课堂讨论理解溴、碘提取的基本流程,增强科学风险认知与决策能力。

3)情感、态度与价值观:认识溴、碘及其化合物的用途,了解溴、碘的发现史,通过对溴、碘的提取相关问题的探究感受到化学在解决实际生活问题时所作出的贡献,增强社会责任感。

2、教学重点、难点

1溴、碘提取的反应原理和方法

2海带中提取碘单质的实验探究活动

二、教学过程与设计意图

教师活动

学生活动

设计意图

【引入】2015年诺贝尔生理学奖或医学奖授予了85岁的中国女科学2家屠呦呦。。

设疑】海洋是人类社会实现可持续发展的宝贵财富,当前随着陆地资源短缺、人口膨胀、环境恶化等问题的日益严峻,各国均大力发展“海洋经济”。

【复习引导】人们是如何开发利用海洋中的资源呢?众所周知,海水中含量最高的盐是NaCl。如何利用NaCl制取氯气呢?

设疑1、找寻“益智元素”、“海洋元素”在元素周期表中的位置。

2、讨论“溴、碘及其化学物”在生产生活中的应用。

3、缺碘的危害是什么?讨论如何科学补碘。

【补充说明】事实上,成年人即使全部从加碘盐中获取碘,每天也只需7克左右的加碘盐便能满足需要,如果 为了补充碘而食用过多的加碘盐或含碘食品,反而会导致体内碘的含量过高,引起甲状腺疾病。

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活动探究一】寻找海带中的“碘”

【化学史话】18世纪,法国的化学库特瓦经常到海边收集海藻、海带等植物,他将采集的植物堆集起来,使其缓缓燃烧成灰,然后加水过滤。有一次,库特瓦在蒸发滤液的过程中,不慎加入了浓硫酸,库特瓦意外地发现滤液中产生了紫色蒸气。

【布置探究问题】1、工业生产中提取碘的原料是什么?

2、如何对海带进行预处理?

3、如何证明海带中碘的存在形式设计探究方案。

【问题引导】1、同学们认为海带中的碘元素是以什么形式存在?

2、如何证明海带中碘的存在形式?

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【设疑】将碘离子(I)氧化为碘单质应选择什么物质作为合适的氧化剂。

【问题引导】1、如将过氧化氢和氯气作为备选物质,如何进行选择?

2、正对你选择的氧化剂,设计并完成实验证明该氧化剂可以将碘离子氧化成碘单质。

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资料介绍工业可利用海带提取碘,其简化流程是这样的:通常先将干海带在水中充分浸泡,得到海带的浸泡液,加入NaOH溶液碱化,往滤液中加入硫酸酸化后,加入氧化剂将碘离子(I)转化成碘,过滤即可得到粗碘,除杂后则得到高纯度的碘单质。

【设疑】

对于干海带的处理为何是浸泡而非灼烧?

加入NaOH溶液碱化的目的是什么?

什么通过过滤的方法就可以分离出粗碘?

过滤后,溶解水的碘单质如何提???(萃取、分液、蒸馏)

演示实验】碘的升华

设疑粗碘中存在的杂质主要是NaCl等盐类,应如何提纯?

【演示】利用“电子白板”上的化学素材库搭出升华的一套装置。

【归纳】碘单质的物理性质及检验方法。

活动探究二寻找“母液”中的“溴”

【化学史话】1826年,法国的一位青年波拉德,他把海藻烧成灰,用热水浸取,再往里通进氯气,这时,就得到紫黑色的固体,碘的晶体。然而,奇怪的是,在提取后的母液底部,总沉着一层深褐色的液体,后来人们把这种液体称为溴。

【过渡】研究发现,海洋中溴元素

也不是以游离态,而是以溴离子

Br)的形式存在。

介绍从海水中提取溴,通常是将氯气通入提取食盐后的母液中(酸化处理),将母液中的溴离子氧化为溴单质。生成的溴单质仍然 溶解在水中,鼓入热空气或水蒸气,使溴从溶液中挥发出来,冷凝后得到粗溴,精制粗溴可得到高纯度的溴单质。

【设疑】?工业上提取溴的原料为何是提取粗食盐后的“母液”而非海水?

?如何检验溴离子?

?如何设计方案模拟提取碘的流程?

?从该流程的讨论及实验探究过程中归纳溴的相关性质。(例如鼓入热空气或水蒸气的目的是什么?体现了溴怎样的性质)

图片介绍】美丽的海洋景色、海水的污染及资源的不合理利用造成的环境污染问题。

【讨论屠呦呦的工作是从植物青蒿中成功地发现并分离提取了治疗疟疾的药物“青蒿素”。在自然科学领域,化学和生物是两门较为相似的学科。化学家的工作重点之一就是充分利用利用自然资源,分离提取并创造人们生产、生活所需要的物质。

【讨论浩瀚的海洋中蕴藏着丰富的矿产资源、生物资源及能源。

【讨论】通过电解饱和食盐水,人们可以获取氯气、氢气和氢氧化钠等重要的化工基础原料,也称“氯碱工业”。

【讨论】1、在元素周期表中,溴(Br)、碘(I)与氯(Cl)处于同一纵行,这一纵行的元素还包括了氟(F)和一种放射性元素砹(At),统称为卤素(成盐元素之意)。

2、碘是一种重要的药用元素,此外,含碘食品的生产也需要碘元素,碘化银也用于人工降雨;溴及其化合物在生产和生活中也都具有广泛的应用。溴及其化合物在生产和生活中也都具有广泛的应用。溴可用于生产多种药剂,如熏蒸剂、杀虫剂、抗爆剂等。溴化银是一种重要的感光材料,是胶卷及变色玻璃中必不可少的成分。

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3、适当地加碘盐、多吃海带等海产品、在医生的指导下服用加碘的药物。

【讨论】虽然海水中碘的总量很大,但是由于其浓度非常低。工业上并不直接从海水中提取碘。而是把“海带、海苔”等海产品作为提取碘的主要原料。这些植物具有富集碘的能力。

【讨论】刷去海带表面附着物,剪碎之再充分灼烧使其灰化,溶解后过滤得到“海带灰滤液”。

【观看视频】海带中提取碘的部分操作片段。

【提出假设】

假设1:海带中的碘以碘单质(I2)的形式存在。

假设2:海带中的碘以碘离子(I)的形式存在。

假设3:海带中碘单质(I2)和碘离子(I)同时存在。

……

【实验探究】

实验1:在一支试管加入2mL的“海带灰滤液”,滴加几滴淀粉溶液,观察实验现象。

实验2在一支试管加入2mL的“海带灰滤液”,再滴加AgNO3溶液和稀硝酸,观察实验现象。

【获得结论】海带中存在碘单质(I2,不存在碘离子(I)。

【提出假设】过氧化氢、氯气、浓硫酸、高锰酸钾等均可作为氧化剂将碘离子氧化成碘单质。

【讨论】氧化剂的选择需要考虑以下因素:

1、价格因素;

2、对环境可能造成的污染;

3、氧化剂过量后的处理方法和成本;

4、反应过程中是否会产生新的杂志;

5、是否有利于实现海水资源的综合利用。

……

实验探究在一支试管中加入2mL“海带灰滤”,滴加少量新制氯水,再滴加少量淀粉溶液,振荡,静置,观察实验现象。

在一支试管中加入2mL“海带灰滤液,滴加少量新制氯水,再滴加少量CCl4,振荡,静置,观察实验现象。(实验结束后用橡皮塞塞好,将试管放在试管架上)

【讨论】流程中的一些细节。

工业上大规模的生产若对海带进行灼烧灰化必然带来较为严重的环境污染,对于生产设备的要求较高,也增加了生产成本。

加入NaOH溶液碱化,使得可溶性有机质转化为沉淀从而过滤除去。

碘单质在水中的溶解度较小,大量碘单质生成即析出碘的固体。

过滤后,溶解水的碘单质应通过萃取、分液和蒸馏等后续操作进一步分离、提取,以提高原料的利用率。

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【讨论】因为碘受热容易升华,应利用升华的方法提纯粗碘。

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讨论提取粗食盐后的母液中的溴离子浓度远远大于海水中的溴离子浓度,起到了对于溴元素的富集作用。

【实验探究】

实验1向试管中加入少量“母液”,再滴加AgNO3溶液和稀硝酸。

实验2在一支试管中加入2mL KBr溶液,滴加少量新制氯水,再滴加少量CCl4,振荡,静置,观察实验现象。(实验结束后用橡皮塞塞好,将试管放在试管架上)

【观察、归纳】观察溴的样品,了解溴的性质和保存方法。

【反思】应合理开发利用海洋资源以及化学在改善人类生存环境总所发挥的作用。

2015年诺贝尔生理学奖或医学奖是中国本土科研体系培养的科学家第一次获得自然科学领域的诺贝尔奖,以此激发学生对于本节课的学习内容强烈的探究欲望。

从“海洋经济等热点词汇抛出本节课的研究背景,激发学生学习的兴趣。

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此处的教学应渗透风险认知的意识。碘元素属于生命活动中必不可少的“必需元素”。各种必需元素在人体的含量都有一个最佳范围,过高或过低都有可能影响人正常的生理机制。

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了解碘的发现史,激发学生进行科学探究的兴趣。

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海带灼烧灰化的过程时间较长且具有一定的危险性,不适宜在课堂上完成,预先将部分操作拍摄成视频并在课堂上播放。

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设计“选择合适氧化剂”的讨论环节是一次对于“科学风险认知与决策”的有益尝试,课堂上学生讨论激烈,最后我班学生从氯气价格的巨大优势及海水资源综合利用的因素选择了以氯气作为氧化碘离子的氧化剂。

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节课上绝大多数学生成功地设计实验方案并完成了实验。

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对于工业流程的理解没有让学生机械记忆、生搬硬套,在之前充分进行实验探究的基础上再学习工业流程,学生思维上的过渡非常自然,对于教师精心设计的问题的讨论实现了深度学习,实现了对于知识的灵活应用,也体现了教师对于学生“科学风险意识与决策能力”的有意识培养,这样的植入方式比较自然。

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电子白板的课堂交互效果较好,增加了课堂知识的生成过程的趣味性。

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了解溴的发现史,进一步激发学生进行科学探究的兴趣。

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这节课的设计重点在于“碘的提取”,“溴的提取”的探究过程简短、流畅,效果也比较好。?

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以“海水资源的合理开发、利用”作为整节课的收尾环节,实为点睛之笔,收尾呼应,提升了学生的学科认同感和社会责任感。

三、教学反思

节课的教学注重从工业生产实际出发,既强化了知识和技能的学习,又十分强调探究性学习的特点,自然地渗透了培养学生科学风险意识与决策能力”的理念,充分体现了化学在生产和生活中应用十分广泛这一学科特点,突出学好化学能更好地服务于社会生活这一学习目标。

本节课体现的是一种基于实验探究的合作学习方式,比较巧妙地整合了教材内容并融合了化学史的内容。注重引导通过提出假设,设计并完成实验探究,最终获得探究结论。

本次探究活动的一个显著特点就是高度重视培养学生的反思性学习能力,这主要体现在课堂讨论,这节课的课堂讨论总体来看组织地比较成功,但也存在一些缺憾,个别讨论环节,教师仍然刻意地把学生往既定答案上引导,有些同学的想法极具创意,但是却不能将其独到的见解适当地表述出来,这时老师如能及时给予鼓励和引导,帮助他们挖掘设计中的创新点并将其表达出来,学生的收获将会更大。

相关标签: 碘及其化合物
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