究保暖袋中裝的物質(zhì)

1、究保暖袋中裝的物質(zhì)    1、案例名稱：實(shí)驗(yàn)探究保暖袋中裝的是什么物質(zhì)？2案例的背景：筆者偶然發(fā)現(xiàn)市場(chǎng)上有一種由廣東潮安縣某食品廠開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的保暖袋深受中小學(xué)生喜愛(ài)。以探究保暖袋的發(fā)熱原理、推測(cè)保暖袋中的物質(zhì)為課題組織學(xué)生開(kāi)展探究性學(xué)習(xí)，取得了好的效果。此課在“湖北省特級(jí)教師教學(xué)藝術(shù)研討會(huì)”上進(jìn)行了展示。保暖袋中的固體含氧化鈣、碳酸鈣及泥沙等雜質(zhì)，液體為水和防凍劑，學(xué)生已有鑒定氧化鈣、碳酸鈣及水的基礎(chǔ)知識(shí)、計(jì)算氧化鈣和水反應(yīng)的質(zhì)量比的技能，但面對(duì)一種產(chǎn)品，沒(méi)有提示，要鑒定其中的各種物質(zhì)并根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算質(zhì)量比既有趣又有難度，探究?jī)?nèi)容多，探究?jī)r(jià)值高，能鞏固

2、已學(xué)的酸堿鹽等幾類物質(zhì)相互反應(yīng)的知識(shí)，訓(xùn)練學(xué)生使用猜測(cè)驗(yàn)證、歸納、推理等科學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，激發(fā)學(xué)生熱愛(ài)化學(xué)的情感，培育科學(xué)的態(tài)度和化學(xué)價(jià)值觀。3、教學(xué)目標(biāo)：知識(shí)與技能：運(yùn)用特征反應(yīng)推斷、鑒定保暖袋中的化學(xué)物質(zhì)（生石灰、碳酸鈣、水）；鞏固已學(xué)的酸堿鹽等幾類物質(zhì)相互反應(yīng)的知識(shí)。過(guò)程和方法：訓(xùn)練學(xué)生使用猜測(cè)驗(yàn)證、歸納、推理等科學(xué)方法，滲透本質(zhì)決定現(xiàn)象的辯證唯物主義觀點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。情感態(tài)度價(jià)值觀：讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的樂(lè)趣，認(rèn)識(shí)化學(xué)與日常生活的密切聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生熱愛(ài)化學(xué)的情感，培育科學(xué)的態(tài)度和價(jià)值觀。4需要利用的教育資源：鎂帶、鹽酸、pH試紙、酚酞試液、

3、化學(xué)保暖袋、塑料吸管、塑料杯、大頭針、注射器5、重點(diǎn)、難點(diǎn)、創(chuàng)新點(diǎn)：重點(diǎn)是運(yùn)用特征反應(yīng)推斷、鑒定保暖袋中的化學(xué)物質(zhì)（生石灰、碳酸鈣、水）；鞏固已學(xué)的酸堿鹽等幾類物質(zhì)相互反應(yīng)的知識(shí)。難點(diǎn)是設(shè)計(jì)方案證明紅色物質(zhì)的作用。創(chuàng)新點(diǎn)把源于生活的真實(shí)化學(xué)問(wèn)題提練成一趣味性強(qiáng)的案例。這個(gè)化學(xué)問(wèn)題中包含的元素化合物知識(shí)以生活情景形式呈現(xiàn)出來(lái)，使學(xué)生在真實(shí)的情景中學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)，解決生活中的真實(shí)的開(kāi)放性、非定域性化學(xué)問(wèn)題，容易激發(fā)學(xué)生濃厚的興趣和強(qiáng)烈的探究欲望，體驗(yàn)科學(xué)探究的基本過(guò)程，提高科學(xué)探究能力。6、活動(dòng)過(guò)程和步驟：師：市場(chǎng)上有一種由廣東潮安縣幾家食品廠開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的保暖袋深受中小學(xué)生喜愛(ài)。這種保暖袋用于冬天室外

4、取暖。老師帶來(lái)了這種保暖袋。（展示樣品后給學(xué)生分發(fā)保暖袋，每桌發(fā)二個(gè)）。請(qǐng)大家閱讀產(chǎn)品說(shuō)明，并按照使用說(shuō)明使用一個(gè)保暖袋。生：閱讀產(chǎn)品說(shuō)明書。按照使用說(shuō)明，用手拍打一個(gè)保暖袋，觀察發(fā)熱現(xiàn)象。師：（立題）剛才大家用的保暖袋價(jià)格低廉，攜帶方便，用手拍打幾下，3至5分鐘保暖袋的溫度就達(dá)70度以上。保暖袋中究竟裝的是什么物質(zhì)？今天我們一起來(lái)研究這個(gè)問(wèn)題。先請(qǐng)大家猜一猜保暖袋中裝的物質(zhì)是什么。生：（猜測(cè)）可能是生石灰和水、生石灰和酸、燒堿和水師：（板書）濃硫酸溶于水燒堿溶于水生石灰與水化合生石灰與酸反應(yīng)師：為什么拍打保暖袋幾下就可發(fā)熱？生：保暖袋使用前，各種物質(zhì)肯定是分開(kāi)放置的。因?yàn)樯鲜龈鹘M物質(zhì)只要混合

5、在一起就可發(fā)熱。拍打的目的是讓袋中的幾種物質(zhì)混合在一起。師：采用什么措施讓袋子中的幾種物質(zhì)相互隔開(kāi)？猜測(cè)后請(qǐng)打開(kāi)另一個(gè)保暖袋。生：觀察其中的物質(zhì)存放、色態(tài)。師：大家看到了什么？生：保暖袋中裝有一小袋淺紅色液體和一些固態(tài)物，固態(tài)物有些田螺、蚌殼粹片。師：從實(shí)物看，什么物質(zhì)可能性最大？生：固體主要成分為生石灰，液體主要成分為水或酸溶液的可能性最大。師：從科學(xué)研究的角度看，我們已經(jīng)作出了預(yù)言。預(yù)言是否正確，必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。即通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定固態(tài)物主要成分為氧化鈣、液體為水或酸。師：怎樣鑒定水、硫酸、鹽酸、氧化鈣？生：（討論）檢驗(yàn)液體、固體成份的實(shí)施方案師：請(qǐng)大家交流設(shè)計(jì)方案：生1、液體與無(wú)水硫酸銅

6、混合，檢驗(yàn)有無(wú)水存在生2、鎂帶插入液體中，檢驗(yàn)是否有氫氣，確定是否含酸生3、pH試紙測(cè)液體pH，檢驗(yàn)液體是否顯堿性生4、固體與水混合，觀察溶解情況。取上層清液做下面實(shí)驗(yàn)一份與無(wú)色酚酞試液混合、將二氧化碳通入另一份液體中師：下面先研究液體的成分。研究液體的成分必須將包裝袋中的液體取出。怎樣將包裝袋中的液體取出？生：用注射器吸取，用剪刀剪開(kāi)，用針刺破，用口咬破，用手?jǐn)D壓讓其破裂。師：這些辦法哪幾種較好？為什么？生：用注射器或針刺破較好。用此方法易控制液體。師：（演示）用注射器取出保暖袋中的液體，并與白色硫酸銅混合。生：白色硫酸銅變藍(lán)，說(shuō)明液體中含水。師：該實(shí)驗(yàn)?zāi)芊裾f(shuō)明液體的主要成分為水呢？生：不能

7、，因?yàn)樗芤翰徽摑庀《寄苁沽蛩徙~變藍(lán)。師：（演示）測(cè)液體的pH值，將鎂帶插入液體中。生：pH約為7；無(wú)氣泡產(chǎn)生。師：（小結(jié)）紅色液體pH約為7；鎂帶插入液體無(wú)氣泡產(chǎn)生，說(shuō)明液體中不含酸，液體使白色硫酸銅粉末變藍(lán)，說(shuō)明液體中的主要成分為水。下面我們按照開(kāi)始設(shè)計(jì)的方案研究固態(tài)物的成分。生：（分組實(shí)驗(yàn)）固體與水混合，觀察溶解情況。取上層清液，一份與無(wú)色酚酞試液混合，將二氧化碳通入另一份液體中。師：請(qǐng)各組交流實(shí)驗(yàn)情況。生：酚酞試液遇上層清液變紅，說(shuō)明液體顯堿性；二氧化碳通入液體中，液體變渾濁，說(shuō)明液體為石灰水。師：根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，固體中含氧化鈣、液體中含水。我們初步認(rèn)定保暖袋的發(fā)熱原理為氧化鈣和水化

8、合放熱。固體不可能是純氧化鈣，其中含什么雜質(zhì)的可能性最大？生：碳酸鹽師：（演示）固體與鹽酸混合，產(chǎn)生氣體。將產(chǎn)生的氣體通入石灰水中，石灰水變渾濁，說(shuō)明產(chǎn)生的氣體為二氧化碳，固體為碳酸鹽。師：碳酸鹽的來(lái)源？生：燒制石灰時(shí)碳酸鈣未完全分解，石灰與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣。師：為什么沒(méi)有用石灰石為原料燒制石灰而用貝殼燒石灰？（演示）貝殼與鹽酸混合，產(chǎn)生氣體，說(shuō)明貝殼中含碳酸鹽。資料顯示：潮安地理位置、地域特征（潮安處于廣東東部，緊鄰南海，該縣盛產(chǎn)貝類動(dòng)物，貝殼資源十分豐富，石灰石比較少）。師：保暖袋中的紅色液體肯定是混合物，其中含有水，該液體與生石灰混合，放熱是紅色物質(zhì)起了主要作用還是水起了主

9、要作用？可以運(yùn)用對(duì)比實(shí)驗(yàn)加以確認(rèn)。為了排除偶然性，對(duì)比實(shí)驗(yàn)可以做2-3次。演示：打開(kāi)二個(gè)保暖袋，用一注射器吸取一份自來(lái)水，一注射器吸取紅色液體（等體積），同時(shí)注入二份等質(zhì)量的固體中，用溫度計(jì)檢測(cè)發(fā)熱現(xiàn)象。生：二者溫度都上升到80度。師：既然水與生石灰混合發(fā)熱情況沒(méi)有什么變化。為什么要配成紅色液體？為什么加入有香氣的物質(zhì)？生1：防止仿制。生2：降底液體的凝固點(diǎn)，防止低溫下結(jié)冰而凍裂包裝袋。生3：添香加色都是為了引起小朋友的興趣，使保暖袋更具玩具功能。師：如果拍打保暖袋不發(fā)熱，原因是什么？生：保暖袋包裝密封不好，生石灰已變質(zhì)。師：保暖袋中的固體有21克，液體有6克。石灰與水的質(zhì)量及二者的質(zhì)量比是否

10、可取任意值？生：不能。若石灰與水的質(zhì)量太多則發(fā)熱量太大，若石灰與水的質(zhì)量太少則發(fā)熱量太少。根據(jù)氧化鈣和水反應(yīng)的化學(xué)方程式計(jì)祘可知生石灰與水的質(zhì)量比為28：9，按“21克固體，6克液體”配料二者剛好反應(yīng)(考濾生石灰中有雜質(zhì)，必需讓它稍過(guò)量)。師：保暖袋的缺點(diǎn)有哪些？生：缺點(diǎn)是只能用一次。師：市場(chǎng)上利用化學(xué)原理開(kāi)發(fā)的發(fā)熱產(chǎn)品“熱寶”很有特色，它可反復(fù)使用達(dá)千次以上。（展示“熱寶”后）熱寶發(fā)熱的原理是什么？加熱之后可還原，多次使用，奧秘又是什么？這個(gè)問(wèn)題留給大家。師：（小結(jié)）今天同學(xué)們運(yùn)用假設(shè)、驗(yàn)證的科學(xué)方法及硫酸銅與水化合變色，二氧化碳與石灰水發(fā)生沉淀反應(yīng)等一些特征反應(yīng)，通過(guò)科學(xué)推斷，確認(rèn)了保暖袋

11、中的主要化學(xué)物質(zhì)（發(fā)熱）為生石灰和水，輔助物質(zhì)為香料和紅色色素，雜質(zhì)為碳酸鈣和泥砂。通過(guò)這次探究，我們學(xué)到了什么？生：知道了保暖袋中的化學(xué)物質(zhì)為生石灰、水、碳酸鈣等；鞏固了酸堿鹽有關(guān)知識(shí)，明確了化學(xué)與日常生活有密切聯(lián)系，知道從原理到產(chǎn)品需要解決很多實(shí)際問(wèn)題，學(xué)到了運(yùn)用對(duì)比、猜測(cè)驗(yàn)證、推理等科學(xué)方法解決化學(xué)實(shí)際問(wèn)題。師：科學(xué)工作者用生石灰和水這兩種很普通的物質(zhì)化合放熱的性質(zhì)做成保暖袋，給我們的生活帶來(lái)了方便。我們能不能利用化學(xué)原理想辦法開(kāi)發(fā)一些新產(chǎn)品？希望大家在這方面有所作為。長(zhǎng)作業(yè)：以“保暖袋中有什么？”為題寫一篇小論文或日記；觀察生活中的化學(xué)、化工產(chǎn)品，嘗試?yán)盟鶎W(xué)化學(xué)知識(shí)開(kāi)發(fā)一些化工產(chǎn)品。

12、板書計(jì)劃：略7、可能出現(xiàn)的問(wèn)題及解決預(yù)案學(xué)生基礎(chǔ)不一樣，可能一組只有1、2個(gè)同學(xué)在做，其他同學(xué)多在觀看或等待，在知識(shí)、技能、方法以及情感上收獲甚少；解決預(yù)案：將不同類型的學(xué)生答配并按6人一組開(kāi)展合作學(xué)習(xí)；有的學(xué)生只看熱鬧不思原理。解決預(yù)案：教師提出實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，然后師生共同逐個(gè)討論，尋找多種方案或確定最佳方案；有些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不夠明顯。解決預(yù)案：教師及時(shí)指導(dǎo)，找出原因，還可帶領(lǐng)學(xué)生深入探究原因，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。8、案例的價(jià)值1.1“保暖袋中裝的是什么物質(zhì)”是一個(gè)源于生活的真實(shí)化學(xué)問(wèn)題，具有趣味性。問(wèn)題中包含的元素化合物知識(shí)以生活情景形式呈現(xiàn)出來(lái)，使學(xué)生在真實(shí)的情景中學(xué)

13、習(xí)化學(xué)知識(shí)，解決生活中的真實(shí)的開(kāi)放性、非定域性化學(xué)問(wèn)題，容易激發(fā)學(xué)生濃厚的興趣和強(qiáng)烈的探究欲望，體驗(yàn)科學(xué)探究的基本過(guò)程，提高科學(xué)探究能力。1.2 “保暖袋中裝的是什么物質(zhì)”這一探究活動(dòng)具有綜合性。這個(gè)真實(shí)化學(xué)問(wèn)題牽涉到定性與定量（計(jì)算）、操作與思辨等方面，學(xué)生在探究的過(guò)程中，學(xué)習(xí)解決復(fù)雜問(wèn)題的方法，訓(xùn)練了發(fā)散思維和創(chuàng)造思維，提升了分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，懂得運(yùn)用化學(xué)知識(shí)和方法去開(kāi)發(fā)和利用化學(xué)資源，形成生活處處有化學(xué)、化學(xué)能提高人們的生活質(zhì)量的觀念，因而此案例有較高的思維價(jià)值和實(shí)踐價(jià)值。1.3“保暖袋中裝的是什么物質(zhì)”這一探究活動(dòng)具有社會(huì)性。貼近生活，貼近社會(huì)是化學(xué)新課程的一個(gè)重要理念。從社會(huì)

14、生活題材中，挖掘、設(shè)計(jì)生動(dòng)多樣的科學(xué)探究和實(shí)踐活動(dòng)案例，學(xué)生通過(guò)對(duì)這些問(wèn)題的研究，體驗(yàn)化學(xué)與技術(shù)、社會(huì)的密切關(guān)系，使他們能用化學(xué)的視角去認(rèn)識(shí)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)和生活方面的有關(guān)問(wèn)題，培養(yǎng)求真務(wù)實(shí)的科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任感。9、活動(dòng)成效（1）學(xué)生對(duì)活動(dòng)的反映.。隨機(jī)問(wèn)卷調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果。15班學(xué)生對(duì)此活動(dòng)的反映 隨機(jī)調(diào)查人數(shù) 喜歡 無(wú)所謂 不喜歡 人數(shù) 百分比 人數(shù) 百分比 人數(shù) 百分比 9（1）班 40 37 92.5 2 5 1 2.5 9（2）班 40 40 100 0 0 0 0 9（3）班 40 39 97.5 1 2.5 0 0 9（4）班40 39 90 3 7.5 1 2.5 9（5）班 4

15、0 36 90 4 10 0 0 合計(jì) 200 188 94 10 5 2 1 （2）通過(guò)活動(dòng)學(xué)生的綜合素質(zhì)得到提高，個(gè)性得到充分發(fā)揮。學(xué)生（素質(zhì)）自我評(píng)價(jià)表 調(diào)查項(xiàng)目 合計(jì) 開(kāi)闊了眼界 豐富了知識(shí) 提高了觀察力 提高動(dòng)手能力 增強(qiáng)創(chuàng)造意識(shí) 更加熱愛(ài)科技 提高了自信心 調(diào)查人數(shù) 200 200 190 130 142 113 192 158 百分比 100 100 95 65 71 56 96 79