《二氧化硫制備及性質(zhì)的一體化微型實(shí)驗(yàn)》

《二氧化硫制備及性質(zhì)的一體化微型實(shí)驗(yàn)》高中化學(xué)新課程人教版必修1第四章第三節(jié)《二氧化硫制備及性質(zhì)的一體化微型實(shí)驗(yàn)》說課稿深圳市橫崗高級(jí)中學(xué)王偉各位專家評(píng)委，大家好！我是來自深圳市橫崗高級(jí)中學(xué)的王偉。今天我實(shí)驗(yàn)說課的題目《二氧化硫制備及性質(zhì)的一體化微型實(shí)驗(yàn)》，我將從以下五個(gè)方面進(jìn)行說課：一、教材分析人教版生物教材必修1第4章實(shí)驗(yàn)【4-7】“二氧化硫溶于水”的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)存在以下問題:圖1二氧化硫溶于水需要課前制備二氧化硫收集并保存于試管中，制取過程中試劑用量大，二氧化硫易逸散，以致課堂演示實(shí)驗(yàn)或分組實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯甚至不能使品紅褪色。二氧化硫的漂白實(shí)驗(yàn)在敞開的環(huán)境中進(jìn)行，有毒的二氧化硫氣體直接排放到空氣中，污染教室環(huán)境，危害師生身體健康。教材實(shí)驗(yàn)只驗(yàn)證了二氧化硫水溶液的漂白性,酸性；對(duì)二氧化硫的氧化性、還原性并沒有涉及，而這些性質(zhì)又是高中化學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，不利于學(xué)生對(duì)二氧化硫性質(zhì)的掌握。針對(duì)上述實(shí)驗(yàn)存在的三個(gè)問題，有學(xué)生提出能否對(duì)上述實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)我當(dāng)即對(duì)學(xué)生的這種想法表示肯定，并鼓勵(lì)他們積極設(shè)計(jì)，勇于探究。二、學(xué)情分析從知識(shí)角度來看：學(xué)生已經(jīng)具備氧化還原反應(yīng)、典型非金一一氯氣的相關(guān)知識(shí)，這為本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)起到了鋪墊和支持的作用。從能力角度來看：學(xué)生具備一定的實(shí)驗(yàn)操作能力、探究能力和觀察分析能力?！具^渡】根據(jù)以上對(duì)教材和學(xué)情的分析，確定本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)及重難點(diǎn)如下：三、教學(xué)目標(biāo)為了落實(shí)國家對(duì)中小學(xué)生提出的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新素養(yǎng)，我確定了本實(shí)驗(yàn)教學(xué)的三維教學(xué)目標(biāo)如下：【知識(shí)與技能目標(biāo)】掌握二氧化硫的化學(xué)性質(zhì)及其用途【過程與方法目標(biāo)】組織學(xué)生分組討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)；培養(yǎng)學(xué)生的邏輯與創(chuàng)新思維能力，規(guī)范學(xué)科實(shí)驗(yàn)思維【情感態(tài)度價(jià)值觀】1?通過二氧化硫的的氧化性、還原性的教學(xué)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行辯證唯物主義觀點(diǎn)教育。2.通過微型實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，提高學(xué)生的環(huán)保意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感。【教學(xué)重點(diǎn)】實(shí)驗(yàn)探究和設(shè)計(jì)。【教學(xué)難點(diǎn)】通過對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的創(chuàng)新改進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)探究精神。四、教法學(xué)法我們采用小組合作探究的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，由學(xué)生提出問題，在師生共同努力下確定本實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)方向?yàn)椤耙惑w化、綠色化、微型化、多置歸一”，學(xué)生給出實(shí)驗(yàn)方案，小組合作實(shí)驗(yàn)、試驗(yàn)后交流、評(píng)價(jià)、然后實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的進(jìn)行再優(yōu)化，最后推廣應(yīng)用，總結(jié)并反思提高。五、實(shí)驗(yàn)過程裝置改進(jìn)階段⑴設(shè)計(jì)方案根據(jù)改進(jìn)的思路是否還有別于教材的方法來做該實(shí)驗(yàn)?zāi)?？學(xué)生給出了一些設(shè)計(jì)方案，討論之后，我們選取其中一個(gè)來實(shí)施。在這里我們分別將帶有品紅試紙、Na2S試紙、酸性高錳酸鉀試紙、紫色石蕊試紙的粘在滴管上。

圖2 第一代實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)圖學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)：按照上述實(shí)驗(yàn)裝置連接實(shí)驗(yàn)裝置并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：圖3 滴加硫酸溶液前后對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果學(xué)生欣喜觀察到了、紫色石蕊試紙變紅、Na》試紙上有淡黃色固體產(chǎn)生、酸性高錳酸鉀試紙褪色、品紅試紙褪色、因此，學(xué)生根據(jù)現(xiàn)象得出二氧化硫具有酸性、還原性、氧化性、漂白性。產(chǎn)生問題該實(shí)驗(yàn)無法驗(yàn)證二氧化硫的漂白性的不穩(wěn)定、可逆等特點(diǎn)。濾紙上吸附的硫化鈉的量有限導(dǎo)致二氧化硫與硫化鈉反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯。此時(shí)學(xué)生的思維陷入了困境，我鼓勵(lì)學(xué)生說：“我們應(yīng)該站在巨人的肩膀上，借鑒別人的成果。裝置的優(yōu)化階段文獻(xiàn)檢索吳霞，楊曉東等人僅對(duì)二氧化硫的漂白性的可逆過程檢驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，但不能實(shí)現(xiàn)裝置的一體化。徐曉峰，李猛，宋佳蔚等人設(shè)計(jì)的裝置能全部實(shí)現(xiàn)我們的改進(jìn)的預(yù)期目標(biāo)，但裝置比較復(fù)雜，不便操作。我們從宋佳蔚等人設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置中得到啟發(fā)，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)裝置(如圖4所示)圖4 第二代實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)圖學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn):按照如圖4所示裝置圖連接實(shí)驗(yàn)裝置、加入反應(yīng)試劑(依次為紫色石蕊液、酸性高錳酸鉀溶液、硫化鈉溶液、品紅溶液)

圖5 滴加硫酸溶液前后現(xiàn)象對(duì)比分實(shí)驗(yàn)結(jié)果：*別觀察到紫色石蕊試液變?yōu)榧t色、KMnO溶液由紫色4變?yōu)闊o色、NaS溶液中有淡黃色的固體產(chǎn)生表明二氧化硫具有氧化性、品紅溶液褪色。對(duì)褪色的品紅溶液進(jìn)行加熱后，品紅溶液恢復(fù)紅色(如圖6所示)，這表明二氧化硫漂白過程的可逆性、不穩(wěn)定性等特點(diǎn)。

圖6酒精燈加熱褪色后的品紅溶液前后現(xiàn)象對(duì)比固體B我們把上述實(shí)驗(yàn)裝置除了能較好實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)二氧化硫的制備及性質(zhì)的微型一體化實(shí)驗(yàn)外，我們只要對(duì)滴管、彎管底部、泡管中的試劑進(jìn)行更換，裝置也可以推廣到其他氣體的制備及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中，如氯氣、氨氣、乙烯。氣體溶液A固體B試劑C試劑D試劑E試劑FSO270%硫酸NaSO23紫糸色石蕊酸性高錳酸鉀溶液NaS2溶液品紅溶液Cl2濃鹽KMnO4糸糸溴淀粉紅

酸色石蕊化鈉溶液碘化鉀溶液ism墨水NH3濃氨水生石灰酚酞濕潤紅色石蕊試紙乙烯25%乙烯利溶液NaOH固體酸性高錳酸鉀溶液溴水六、效果評(píng)價(jià)本次實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，珍視個(gè)別學(xué)生的想法，讓學(xué)生親身經(jīng)歷整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程,培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力。也通過這些環(huán)節(jié)，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)造性思維的能力，這也是21世紀(jì)培養(yǎng)學(xué)生需要具備的核心素養(yǎng)。回顧本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有這樣幾個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)：一體化：一般能在5-8min內(nèi)用這套裝置完成二氧化硫的制取及酸性、還原性、氧化性、漂白性等性質(zhì)的驗(yàn)證。通過觀察可比較紫色石蕊試液、酸性高錳酸鉀溶液、Na2S溶液反應(yīng)前后顏色的變化，實(shí)驗(yàn)效果明顯。同時(shí)還能驗(yàn)證二氧化硫漂白品紅的可逆性、不穩(wěn)定性特點(diǎn)微型化：在泡管中加入微量的溶液，既減少了溶液的用量也減少了二氧化硫的用量，實(shí)驗(yàn)了裝置的微型化和試劑用量的微量化。綠色化：本實(shí)驗(yàn)裝置密閉，反應(yīng)過程中無污染氣體產(chǎn)生。反應(yīng)結(jié)束，向裝置內(nèi)加入少量NaOH溶液進(jìn)行尾氣處理，無污染氣體排放。普適性：該裝置也可以推廣到其他氣體的制備