牙膏中的化学.doc

《牙膏中的化学》
江都区大桥镇中学 张世俊
一．问题的提出
提高化学复习课的质量和效益，这是我们学科教学研究中经常思考的一个问题，在实验中学的一次化学教研组的校本教研活动中，大家一致认为：化学复习课应体现新课程，新教材的要求，使学生“温故”而“知新”，而“温故”如何“知新”这就要求教师组织学生应用已有的学科知识去解决一些实际问题，使学生在解决实际问题的过程中，完善了认知结构，这是温故，但这不是复习课的终极目标，更重要的是培养了学生用科学的思想和方法去思考问题，设计解决问题的方案，体验解决问题的过程，发展学生的能力。充分体现新课程中态度与价值观、知识与技能、能力与方法的三维目标，这就是“知新”。
二． 设计思路
问题探究式学习的展开，关键在于“探索未知”的情景引导设计。合适的情景有助于调动学生自身的潜能，只有被调动了的潜能才有可能发展成为学生的能力。在本节初中复习课中，围绕日常生活中牙膏磨擦剂来创设学习情景，发挥学生的主体作用，引导学生提出猜想、设计实验、验证猜想、得出结论，在应用知识解决实际问题的过程中，培养学生的能力实施新课程后，“常见物质的检验”和“实验方案及装置的评价、改进和设计”在灵活度上却有了显著的提高。本着课堂教学内容强调应用性、增强探究性、注重综合性、体现开放性的原则，本节课尝试着以“牙膏”为知识背景，从该产品的成分信息传递入手，对其成分展开开放式的引导探究；并在探究其成分之后，从“量”的角度引导学生设计、改进和评价实验装置。
三．教学目标
1 知识与技能
（1）复习碳酸根离子的检验；
（2）加深对酸、碱、盐性质的认识；
（3）让学生体会常见实验装置之间的异同点；初步掌握定量实验中测定气体体积和气体质量的实验装置和方法。
2 过程和方法
培养学生实验设计及动手操作能力和通过实验现象得出科学结论的能力。
3情感态度与价值观
引导学生关注生活中化学，体验到科学探究是人们认识客观世界的重要途径
四．教学过程
【环节一】：
1.[创设情境] 。（展示市场上的牙膏图片以及牙膏中的主要成分及其功能 ）
意图：激发学生的学习兴趣为后面的猜想做铺垫。引导学生关注生活中化学，体验到科学探究是人们认识客观世界的重要途径。
2.问题一：牙膏水溶液是酸性的还是碱性的？设计实验方案。
[实验方案]：
问题二：如果牙膏中的摩擦剂是碳酸钙、氢氧化铝、二氧化硅中的某一种，请问如何检验？请设计实验方案。
提出假设：
假设1 摩擦剂是碳酸钙
假设2 摩擦剂是氢氧化铝
假设3 摩擦剂是二氧化硅
[实验方案] 取少量某牙膏于烧杯中，并加入过量的稀盐酸。（二氧化硅不和盐酸反应）则实验中可能出现的现象与对应结论如下表：
1.若假设一成立：检验摩擦剂中的阴离子相关化学方程式为 、 ；可用草酸铵[(NH4)2C2O4]检验其阳离子，生成草酸钙沉淀，草酸铵和氯化钙溶液反应的化学方程式为 ，该反应的基本类型为 反应。若假设二成立摩擦剂和盐酸反应的化学方程式为 。
2.已知玻璃的主要成分是二氧化硅（SiO2）它能与氢氧化钠反应生成硅酸钠（Na2SiO3）和水，反应的化学方程式为 ，硅酸钠俗称“水玻璃”，它是一种凝胶，能将玻璃粘结在一起；氢氧化钠还能溶解木材中的纤维素等，盛放氢氧化钠的玻璃试剂瓶宜选用的瓶塞是 （ ）（填标号）．
A．玻璃塞；B．木塞；C．橡皮塞．
【意图】：培养分析能力,落实中考基本知识点，疏导化学知识.体验科学探究的一般步骤和过程.
小 结：
提出假设→根据物质性质→设计方案→实验探究→观察现象→得出结论
【环节二】：
问题三：牙膏中的摩擦剂碳酸钙可以用石灰石来制取，有如下两种方案可精制碳酸钙，试比较两种方案的优劣：

【方案一】
【方案二】

【意图】：培养学生对实验方案设计的评价能力，训练思维能力解决问题能力，培养设计创新能力增加直观理解。
小 结:工业制取物质的一般原则：
原理正确；原料易得，价廉；产物无污染；所得产品纯度要高。
【环节三】：
实验原理：取一定质量的牙膏与足量的稀盐酸反应，测量生成的CO2的体积或质量（已知该状态下CO2的密度），再计算出碳酸钙的质量。
问题四：化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行以下探究：
牙膏样品中碳酸钙的定量测定。
查得资料：该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；
牙膏中其它成分遇到盐酸时无气体生成。
方案一：甲同学设计了右图所示的装置，通过反应后右侧注射器（注射器最大量程为20mL）内收集到气体的量来进行计算。同学们观看了他的设计后，都认为该方案中样品的取用的量需要一定的控制，这是因为 。
（2）同学们讨论后，一致认为注射器的摩擦会影响生成的CO2的完全收集。
方案二：乙同学设计了右图所示的装置，与甲同学的相比，仅仅在收集方法上不同。
（1）同学们观看了他的设计后，都认为所测得CO2气体的体积将会 （填偏大或偏小），你认为他们的理由是 ，你的改进方案是 ；广口瓶内原有的空气对实验结果________(填“有”或“没有”)影响
（2）同学们讨论后，一致认为把装置改进后测得生成的CO2气体体积会偏大，你认为他们的最主要理由是 。
方案三：丙同学设计了右图所示的装置。同学们观看后一致认可他的设计，并按照他的思路设计了以下
实验步骤：
①连接装置并检查装置气密性；
②实验中准确称取ag牙膏样品加入装置B；
③记录C中液面刻度（C为带有刻度的玻璃管）；
④由A向B中滴加稀盐酸至过量；
⑤待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C中液面刻度，计算得到气体的体积为V mL（经查，该气体密度为ρg/L）；
⑥计算气体的质量。
实验反思：
（1）同学们都认为丙同学的设计中最经典的是连接仪器A和仪器B的橡胶管E，你认为橡胶管E的作用是： ；
（2）检查该装置的气密性时，如图准备好装置，在C、D两管中装好水且液面相平，提高D管， ，则气密性良好；
（3）通常实验前须估算药品用量，如果实验过程中，发现盐酸的量不足，应中途加酸还是重新实验： 请判断并说明理由 。
装置比较：通过改进实验装置，让学生认识不同实验装置的优点，激发学生的创新意识。
升华学生对知识的认知。突破难点,培养学法
【环节四】：
方案四：牙膏样品中碳酸钙的定量测定利用下图所示装置（图中夹持仪器略去）进行实验，充分反应后，测定C中生成的BaCO3沉淀质量，以确定碳酸钙的质量分数。（不考虑原装置内空气的影响）
依据实验过程回答下列问题：
（1）实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌B、C中的反应物外，还有：_________________________。
（2）C中反应生成BaCO3的化学方程式是__________________。
(3）若缺少装置A，则实验结果 （填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。装置D的作用是 ，若缺少装置D，则实验结果 （填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
（4）有人认为不必测定C中生成的BaCO3质量，只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差，一样可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果明显偏高，原因是____________________。
（5）下列各项措施中，不能提高测定准确度的是_____________（填标号）。(NaHCO3与盐酸反应生成CO2)
a. 滴加盐酸不宜过快
b.在A-B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置
c. 在B-C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置
（6）实验中准确称取8.00g样品三份，进行三次测定，测得BaCO3平均质量为3.94g 。则样品中碳酸钙的质量分数为_________说说三次测量取平均值的意义：
（7）若将C装置中氢氧化钡替换为足量澄清石灰水，对测定结果是否有影响？ 理由？
【意图】：从“量”的角度，培养学生的发散思维。通过计算，让学生了解测定气体的质量，也可以测定溶液中溶质的质量多少。培养学生定量分析的能力
体验设计过程
给巩固中考知识点
有余力同学留有更大的空间，分层次要求，体现课改要求：关注每一位学生的发展
小 结：
在定量实验中：求混合物中某物质的纯度（或求溶液中某溶质质量分数）时：
①直接法，直接设法称量混合物中纯物质的质量
②间接法，也叫物质转化法（气体转化、沉淀转化），将该物质转化成其它可测量的物质（如气体、沉淀）进行测量注意：要使测定的结果更准确，必须确保物质完全转化；加入的转化试剂最好是过量）。
【意图】不仅复习知识，更重要是培养复习方法。
【环节五】：
信息传递：牙膏妙用
【意图】：让学生体验知识从生活中来到生活中去
五教学反思
通过本节课学习，一方面巩固了碳酸根离子的检验，酸、碱、盐的性质，另一方面提高了学生对化学实验设计与实验方案评价能力。同时也强调理论和实践结合，学以致用的思想。
通过这节课，个人感觉由于课程理念的变化，课程资源也发生了深刻的变化，只要教师善于把握和组织、开发，我们的课堂中就可生成很多东西。课程资源不只局限于一本书，而应拓展、延伸到生活世界、科学世界等各个角落。更应注重书本知识向生活的回归,向学生经验的回归,十分注意对书本意义的多样化解读。