5.1.3科学探究-不同价态含硫物质的转化（一体化实验） 说课课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

科学探究-不同价态含硫物质的转化 （一体化实验） 高中化学 大家好，我说课的题目是 科学探究-不同价态含硫物质的转化（一体化实验） 1 01. 实验基本信息 02. 实验设计思路与创新点 03. 实验原理 04. 实验目标 05. 教学过程 06. 实验效果评价 实验基本信息 01 新旧教材对比分析（人教版） 2004版 2019版 章节安排 必修一 第四章 非金属及其化合物 第三节 硫和氮的氧化物 第四节 硫酸 硝酸 氨 必修第二册 第五章 化工生产中的重要非金属元素 第一节 硫及其化合物 内容安排 第三节： 硫燃烧-氧化物的性质（漂白 性）-二氧化硫的污染性 第四节： 硫酸的腐蚀性、氧化性（能 与大多数金属和非金属反应） 1.硫与二氧化硫（氧化性、还原性、漂白性） 2.硫酸（吸水性、脱水性、氧化性） 2.硫酸根离子的检验 4.不同价态含硫物质的转化 实验 1. 二氧化硫溶于水 2. 浓硫酸与铜的反应 1. 二氧化硫溶于水 2. 二氧化硫水溶液与品红 3. 浓硫酸与铜的反应 4. 硫酸根离子的检验 5. 实验活动5：不同价态含硫物质的转化 该内容位于必修第二册，第五章第一节 ，对比新旧教材，新教材该内容同时出现在第4课时和实验活动中，足见非常重要 4 新旧课标对比分析 《普通高中化学课程标准 （实验版）》 《普通高中化学课程标准（20020修订版）》 内容标准 活动与探究建议 内容要求 教学提示 学业要求 通过实验了解硫及其化合物的主要性质认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。 1.实验 2.查阅资料并讨论：减少向大气中排放氮氧化物、二氧化硫的措施。 1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解硫及其重要化合物的主要性质。 2.必做实验：不同价态含硫物质的转化 1.教学策略:重视高水平实验探究活动 2.学习活动建议：不同价态含硫物质的转化。 3.情境素材建议： 火山喷发中含硫物质的转化 1.能说明硫及其化合物的应用； 2.能从物质类别、元素价态的角度，依据复分解反应和氧化还原反应原理，预测物质的化学性质和变化，设计实验进行初步验证，并能分析、解释有关实验现象。 对比新旧课标，新课标要求该内容为必做实验，并强调实验的探究性 5 学情分析 知识层面 能力层面 学习元素化学的基本思路：单质-氧化物-酸或碱-盐 物质性质的认识角度：化合价和物质类别 含硫物质的相关性质，含硫物质的价类二维图 氧化还原反应的基本原理 喜欢化学实验，动手能力欠佳 容易思维定式，面对新问题，缺乏质疑精神和探究精神 缺乏系统的科学探究的方法 学生已经具备一些基本知识，但是缺乏系统的科学探究方法，质疑精神和探究精神 6 实验设计思路与创新点 02 实验设计思路 设计实验 实施实验 改进实验 不足之处 实验条件 设计原则 课标要求 本实验主要有三个环节：设计实验、实施实验、改进实验。首先依据设计原则设计和确定实验方案，再根据分组实验不足之处、实验条件、设计原则和课标要求等，对实验进行改进 8 实验创新点 一体化实验 装置图 设计出一体化实验，该实验装置主要有Y型管，注射器，长颈漏斗、铁架台等 9 实验创新点 一体化实验 Y形管左侧放铁粉和硫粉的均匀混合物，右侧放铜与浓硫酸，左侧注射器放酸性高锰酸钾溶液，右侧放硫化钠溶液，长颈漏斗导管中放浸泡品红溶液的滤纸，上方是浸泡浓氢氧化钠棉球 10 实验原理 03 实验原理 转化关系 常见氧化剂和还原剂 1．氧化剂：浓硫酸、硝酸、O2、 氯水、酸性高锰酸钾溶液、FeCl3溶液、H2O2 2．还原剂：金属单质、H2、CO、C、 H2S、 Na2S、SO2、Na2SO3 等 反应原理：氧化还原反应 实验原理主要是：氧化还原反应原理，涉及以下转化关系，以及常见氧化剂和还原剂 12 实验教学目标 04 实验教学目标 4. 通过总结科学探究的一般方法，认识到科研人员的科研历程，提升学生科学态度与社会责任的核心素养。 1. 通过进行实验设计，认识实验设计要遵循科学性、可行性、安全性和绿色化的原则，提升学生科学探究与创新意识的核心素养； 2. 通过实施实验，发现预期现象与实际现象的差异，体会“真实”的科学探究过程，提升学生科学态度与社会责任的核心素养； 3. 通过对实验进行改进，启发对实验设计的更多思考，提升学生科学探究与创新意识的核心素养； 基于以上分析，设置了以下4个方面的教学目标 14 实验教学过程 05 设计实验 实验设计遵循的原则 实验设计过程中需要考虑哪些原则性的要求？ 首先学生分组讨论，得出实验设计应该遵循 16 设计实验 设计实验方案 实验用品：试管、试管架、胶头滴管、酒精灯、蘸氢氧化钠溶液的棉团 等; 酸性KMnO4溶液，氯水、Na2S溶液，H2S溶液，Na2SO3溶液， 亚硫酸溶液、稀盐酸，铜片、浓硫酸、硫粉、铁粉、氢气、氧气. 转化关系 所选试剂 预期转化 预期现象 实验现象 -2 → 0 Na2S溶液、酸性KMnO4 S2- → S↓ 0 → +4 +4 → +6 +6 → +4 +4 → 0 0 → -2 然后根据设计原则和所给用品，设计实验方案 17 设计实验 设计实验方案 实验用品：试管、试管架、胶头滴管、酒精灯、蘸氢氧化钠溶液的棉团 等; 酸性KMnO4溶液，氯水、Na2S溶液，H2S溶液，Na2SO3溶液， 亚硫酸溶液、稀盐酸，铜片、浓硫酸、硫粉、铁粉、氢气、氧气. 学生设计出的方案中发现，需要多个实验才能完成常见价态的相邻转化，操作繁琐，而且涉及有毒有害物质 18 设计实验 确定实验方案 实验用品：试管、试管架、胶头滴管、蘸氢氧化钠溶液的棉团 酸性高锰酸钾溶液、Na2S溶液、Na2SO3溶液、稀盐酸。 注意：1. 首加试剂为1-2滴管，后加试剂逐滴 2. 高锰酸钾溶液后加，逐滴 3. 加完试剂，立刻塞棉团于试管口 转化关系 所选试剂 预期转化 预期现象 实验现象 -2 → 0 Na2S溶液、酸性KMnO4 S2- → S 紫红色褪去，出现黄色沉淀 +4 → +6 Na2SO3溶液、酸性KMnO4 SO32- → SO42- 紫红色褪去 +4 → 0 Na2S溶液、Na2SO3溶液…… SO32- + S2- ...…. → S 出现黄色沉淀 基于设计原则，结合课堂实验的实际情况，最终确定以下学生完成的实验方案 19 实施实验 预期现象 Na2S溶液+酸性KMnO4 Na2SO3溶液+酸性KMnO4 Na2S溶液+Na2SO3溶液…… 学生分组实验中，得到了相应的预期现象 20 实施实验 预期以外的现象 Na2S溶液+酸性KMnO4 Na2S溶液+Na2SO3溶液…… 体会真实的科学探究 但是也发现了一些预期以外的现象，该认知冲突是为了让学生体会真实的科学探究过程。让学生认识到并不是每一个探究都是按照我们预想的方向发展，遇到突发情况才是最真实的科学探究过程，这个时候，我们应该继续分析假设，再设计，再验证，这才是科学探究正确的打开方式。 21 实施实验 解决问题的办法： 再探究；查阅文献 除了再探究，也可以通过查阅文献解决问题 22 改进实验 分组实验的不足：仅完成3个转化，耗时较长；有难闻气味等 一体化实验 分组实验是有遗憾的，仅完成三个转化，花费时间长，而且有同学闻到了难闻的气味。我们怎么做，能完成更多价态的转化，又能更高效、安全、环保呢？结合实验室的条件，和设计原则等，设计出一体化实验方案，请看具体操作 23 科学性 可行性 安全性 绿色化 实验目的 实验原理 实验试剂 实验仪器 实验步骤 注意事项 数据处理 实验结论 实验的设计 实验的实施 实验的总结 科学探究的一般流程 总结科研人员进行科学探究的一般方法，让学生意识到自己也当了一次小小科研人员，在心中埋下科研的种子。 24 实验效果评价 06 25 实验效果评价 一体化实验：同时完成常见4种价态的相邻转化； 操作简单，现象明显，无污染； 激发学生对实验设计更多的思考。 实验前 实验后 一体化实验 可以同时完成4种价态的相邻转化； 操作简单，现象明显，无污染； 激发学生对实验设计更多的思考。 26 谢谢! 2024.6 中国·成都 $$