《高中化学 第四单元 研究型实验 4_2 身边化学问题的探究课件 新人教版选修6》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学 第四单元 研究型实验 4_2 身边化学问题的探究课件 新人教版选修6（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、课题二 身边化学问题的探究,1.学生通过设计实验方案和实验,测定饮料中的酸含量,探究Vc的还原性,设计Vc含量测定的实验方案,培养学生的滴定实验操作能力。 2.加深对科学探究一般过程的认识,进一步提高提出问题、作出假设、制定并实施探究计划、处理数据和分析探究结果的能力。 3.通过研究Vc实验方案设计的原理,培养学生获取、处理化学信息的能力。,一,二,三,一、探究西红柿是酸性食物还是碱性食物 1.食物的酸碱性 食物的酸碱性与化学上通常所指溶液的酸碱性不同,通常是指摄入的某些食物经过消化、吸收、代谢后变成酸性或碱性“残渣”。这里的酸、碱性实际上是指食物的成酸作用或成碱作用。成酸食物中含有较多碳、氮
2、、硫、磷等成酸元素,成碱食物中则含有较多钾、钠、钙、镁等成碱元素。 2.表示方法 实际测定食物的酸碱度时,可以用100 g食物灰化后的水溶液,所需0.1 molL-1酸或碱中和的体积(单位:mL)来表示。酸度取负值,碱度取正值。,一,二,三,3.实验方案 在明确了概念、原理后,根据原理设计方案定性检验,定量测定。 (1)若要确定食物的酸碱性,只需确定食物灰化后水溶液的酸碱性。 (2)若要准确测定食物的酸碱度,则需要用酸碱滴定的方法定量测定食物灰化后水溶液的酸碱度。,一,二,三,上述有关西红柿是酸性食物还是碱性食物的探究,你认为其中最关键的是哪一步?谈谈你对实际问题的探究中会经常遇到未知概念或原
3、理这一现象的认识。 提示:关键的一步是明确食物酸碱性的概念、原理,不事先明确实验基本原理,就不可能选择到正确的探究途径,设计合理的实验方案并得出实验结果。在实际问题的探究中,遇到未知的概念或原理是一种很普遍的现象,在学校所学知识有限,而实际生产、生活中的问题往往需要多方面的知识与方法才能解决,在学习过程中,除积累知识外,更重要的是掌握学习、研究的方法,形成终身学习的能力。,一,二,三,二、含氯消毒液性质、作用的探究 1.研究方法 由消毒液说明中的成分、保存、注意事项等可以得到一定的关于消毒液性质方面的信息。例如,由某消毒液禁止与易燃、易爆及酸性物质存放在一起,可推测其具有强氧化性、能与酸反应;
4、由原液勿接触衣物,易导致脱色,可推测消毒液具有漂白性等。如“84”消毒液的有效成分为NaClO,可根据物质分类知NaClO为弱酸盐,在溶液中可以水解,溶液呈碱性,可与较强的酸溶液反应;根据氯元素化合价又可推测NaClO有较强的氧化性。,一,二,三,2.“84”消毒液、漂白粉化学性质及漂白原理 “84”消毒液的有效成分是NaClO;漂白粉是混合物,有效成分是Ca(ClO)2,商品漂白粉往往含有Ca(OH)2、CaCl2等杂质。它们具有漂白和消毒作用的原因是:NaClO或Ca(ClO)2溶液能与稀酸或空气中的二氧化碳和水反应,生成次氯酸,起到漂白和消毒作用;工业上使用漂白粉要加入少量稀盐酸或醋酸等
5、。 生产漂白粉的过程比较复杂,主要反应如何表示?漂白粉或“84”消毒液漂白原理是什么? 提示:2Ca(OH)2+2Cl2 CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O; Ca(ClO)2+H2O+CO2 CaCO3+2HClO,生成的次氯酸能起到漂白和消毒作用。,一,二,三,三、饮料的研究 1.饮料的pH或酸性 许多饮料中含有酸性物质,可以用pH试纸或pH计直接测得饮料的pH;也可以利用酸碱滴定测得饮料中的总酸含量。如果用酸碱滴定法测定饮料的酸含量,多数可以选酚酞作指示剂。对有色饮料要预先做脱色处理,对某些很难脱色的饮料,如可乐,不宜用指示剂法,需用pH计法。,一,二,三,2.饮料中的Vc含量 Vc
6、又称抗坏血酸,是人体必需的一种维生素,但人体自身不能合成Vc。Vc分子是具有6个碳原子的烯醇式己糖内酯,具有较强的还原性,可被I2、O2等氧化剂氧化,其含量可通过在弱酸性溶液中用已知浓度的I2的标准溶液进行滴定。滴定操作应尽快进行,以防止Vc被空气氧化。稀释饮料用新煮沸并冷却的蒸馏水,选用淀粉溶液作指示剂,滴定至溶液呈稳定的蓝色。 用已知浓度的I2的标准液滴定饮料中Vc的含量时应注意什么问题? 提示:Vc易被氧化(特别是在碱性条件下)。滴定时加入少量醋酸使溶液呈弱酸性,可减少Vc的副反应。但滴定仍应尽快进行,以防Vc被氧化。,一,二,一、含氯消毒液的性质、作用探究及实验注意事项 1.研究消毒液
7、的灭菌作用 从培养箱中取出适量样品,在显微镜下观察样品中细菌的含量,然后在样品上滴加几滴含氯消毒液,再在显微镜下观察样品中细菌的含量,并比较滴加含氯消毒液前后样品中细菌的含量变化。 现象:滴加含氯消毒液前样品中细菌数目较多,滴加含氯消毒液后细菌数目大幅度减少。 结论:含氯消毒液具有良好的杀菌消毒效果。,一,二,2.探究消毒液的性质,一,二,一,二,3.实验注意事项 实验过程中注意消毒剂的安全使用,含氯消毒液一般具有强氧化性,与某些有机物混合可能发生爆炸,如“84”消毒液原液与酒精混合后,加少量的酸可能会爆炸燃烧;消毒液对人体和金属有较强的腐蚀性。调配或使用时应打开门窗,保持空气流通。由于含氯消
8、毒液有一定的刺激性,最好佩戴口罩和手套进行操作。在动手实验前应充分进行实验方案的讨论与安全评价。在实验前充分预见实验中可能出现的问题,控制好试剂浓度与使用量。,一,二,二、饮料中Vc含量的测定 1.饮料中Vc含量的测定应注意的问题 (1)饮料中Vc的含量在1001 000 mgL-1左右,滴定时,不必加水稀释,以防体积过大。 (2)使用0.05 molL-1的I2标准溶液,若浓度略大,消耗标准液少于10 mL,误差会较大,可将浓度降低为0.01 molL-1,使消耗的标准液体积大于10 mL,减少误差。 (3)实验选用黏度不太大的果汁。 (4)为防止Vc被氧化:应加入醋酸溶液使之呈酸性,操作速
9、度要快。,一,二,2.测定Vc含量过程中的干扰因素及排除方法,一,二,知识点1,知识点2,知识点3,知识点1 有关含氯消毒液的考查 【例题1】 某化学兴趣小组的同学买来一瓶“84”消毒液,请大家与他们一同来研究以下问题: (1)此瓶“84”消毒液的说明书上这样写道:“本品为无色液体,呈碱性”,请你推测它的有效成分 (填序号)。 A.Cl2 B.H2O2 C.NaClO D.KMnO4,知识点1,知识点2,知识点3,(2)该化学兴趣小组的同学在瓷碗中盛放20 mL的“84”消毒液,露置在阳光充足的室内,他们对“84”消毒液的消毒效果和组成成分的变化进行了研究。得出数据如下: 从数据图1和图2可得
10、知“84”消毒液暴露在空气中半小时后,其主要溶质是 ,用化学方程式表示其中变化的主要原因 、 、 。,知识点1,知识点2,知识点3,(3)该化学兴趣小组的同学备选了酚酞溶液对“84”消毒液的性质进行实验检验,请你帮助他们完成实验报告: (4)该化学兴趣小组同学上网查询有关“84”消毒液的信息时,发现这样一则消息:有一家庭主妇把“84”消毒液和清洁剂(呈酸性、含Cl-)都倒出一些混合在一起,洗刷厕所。过了一会儿,她就晕倒在房间里了。这几位同学感到迷惑不解。请你用离子方程式帮助他们解开这一悬念: 。,知识点1,知识点2,知识点3,知识点1,知识点2,知识点3,知识点1,知识点2,知识点3,知识点2
11、 饮料的研究 【例题2】 维生素C是一种水溶性维生素(其水溶液呈酸性),它的分子式是C6H8O6。人体缺乏维生素C易得坏血症,所以维生素C又称抗坏血酸。维生素C易被空气中的氧气氧化。在新鲜的水果、蔬菜、乳制品中都含维生素C,如新鲜的橙汁中维生素C的含量在500 mgL-1左右。某校课外活动小组测定了某品牌的软包装橙汁中维生素C的含量。下面是测定实验分析报告。(请填写有关空白) (1)测定目的:测定牌软包装橙汁维生素C的含量 (2)测定原理:C6H8O6+I2 C6H6O6+2H+2I- (3)实验用品及试剂: 仪器和用品:(自选,略) 试剂:指示剂 (填名称)、浓度为7.5010-3 molL
12、-1标准碘溶液、蒸馏水等。,知识点1,知识点2,知识点3,(4)实验过程: 洗涤仪器,检查滴定管是否漏水,润洗后装好标准碘溶液待用。 打开橙汁包装,目测:颜色橙黄色,澄清度好。用 (填仪器名称)向锥形瓶中移入20.00 mL待测橙汁,滴入2滴指示剂。 用左手控制滴定管的 (填部位),右手摇动锥形瓶,眼睛注视 ,直到滴定终点。滴定至终点的现象是 。 (5)数据记录与处理: (请在下面空白处设计数据记录和数据处理的表格,不必填数据),知识点1,知识点2,知识点3,解析:滴定时,反应是否完全是通过指示剂变色来表现的,因此必须选择合适的指示剂。根据实验原理可知,用淀粉溶液作指示剂(利用I2与淀粉作用变
13、蓝的性质)。根据中和滴定实验步骤,滴定前须装好标准液和待测液。题目要求量取20.00 mL的待测橙汁,根据量取精度要求和橙汁的性质(显酸性),必须选用酸式滴定管或移液管。在滴定过程中,左手控制滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛密切注视锥形瓶中的溶液,观察溶液是否变色(这是滴定过程中相当关键的一环)。解答实验过程时,必须搞清原理,是哪种溶液向哪种溶液中滴入,否则可能答反。正确的是:溶液蓝色不褪色,而不是蓝色褪去。必须注意的是:维生素C容易被空气中的氧气氧化,因此实验时不宜剧烈摇动锥形瓶,以尽量减少维生素C被氧化的可能。当锥形瓶中的溶液恰好由无色变为蓝色时,滴定终点出现。,知识点1,知识点2,知识
14、点3,由于该实验为定量实验,为减少偶然误差,滴定实验必须重复两次以上,且在数据处理时,取两次或多次数据的平均值。在设计记录数据表格时,必须体现这样的要求。,知识点1,知识点2,知识点3,答案:(3)淀粉溶液 (4)酸式滴定管或移液管 活塞 锥形瓶中的溶液 溶液由无色突然变为蓝色,且半分钟不褪色 (5),知识点1,知识点2,知识点3,点拨这是一道综合性很强的探究性实验试题。题目给定了实验目的、原理及过程,要求对实验用品、实验过程、数据处理以及问题讨论等方面进行分析、研究。解题时,必须善于把中和滴定原理、方法等知识迁移过来。,知识点1,知识点2,知识点3,知识点3 定量分析方案设计 【例题3】 为
15、测试一铁片中铁元素的含量,某课外活动小组提出下面两种方案并进行了实验(以下数据为多次平行实验测定结果的平均值): 方案一:将a g铁片完全溶解于过量稀硫酸中,测得生成氢气的体积为580 mL(标准状况);,知识点1,知识点2,知识点3,请回答下列问题: (1)配平下面的化学方程式: (2)在滴定实验中不能选择 式滴定管,理由是 。 (3)根据方案一和方案二测定的结果计算,铁片中铁的质量分数依次为 和 。(铁的相对原子质量以55.9计) (4)若排除实验仪器和操作的影响因素,试对上述两种方案测定结果的准确性作出判断和分析。 方案一 (填“准确”“不准确”或“不一定准确”),理由是 ; 方案二 (
16、填“准确”“不准确”或“不一定准确”),理由是 。,知识点1,知识点2,知识点3,解析:(1)利用氧化还原反应中的得失电子数相等,配平化学方程式。 (2)由于酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,能腐蚀碱式滴定管的乳胶管,因此不能选择碱式滴定管。 (3)根据方案一中的测量结果计算: 根据方案二中的测定结果计算: 根据(1)中化学方程式可得关系式:,知识点1,知识点2,知识点3,2KMnO410FeSO410Fe n(Fe)=5n(KMnO4) =50.020 00 molL-10.025 00 L =0.002 5 mol,知识点1,知识点2,知识点3,答案:(1)2 10 8 5 2 1 8 (2)碱 KMnO4是强氧化剂,它会腐蚀碱式滴定管的乳胶管 (4)不一定准确 如果铁片中存在与稀硫酸反应并能生成氢气的其他金属,会导
