視頻標(biāo)簽：物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn),干擾與防護(hù)

所屬欄目：高中化學(xué)優(yōu)質(zhì)課視頻

視頻課題：人教版高中化學(xué)選修六實(shí)驗(yàn)化學(xué)第二單元《物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)中的干擾與防護(hù)》教學(xué)案例-遼寧省優(yōu)課 

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《物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)中的干擾與防護(hù)》教學(xué)案例 
                     1.設(shè)計(jì)背景 
    隨著《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》總體框架落地推廣，一線教師需積極面對新一輪課堂教學(xué)改革。學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)是指學(xué)生應(yīng)具備的、能夠適應(yīng)終生發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力[1]
。科學(xué)探究與創(chuàng)新意識是化學(xué)核心素養(yǎng)的實(shí)踐基礎(chǔ)，證據(jù)推理與模型認(rèn)知是科學(xué)探究的思維本質(zhì)與基礎(chǔ)，科學(xué)精神與社會責(zé)任是科學(xué)探究與創(chuàng)新的價值追求和價值立場。化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)并優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，分析操作步驟及細(xì)節(jié)緣由；在條件許可情況下動手操作并對實(shí)驗(yàn)中一些反常現(xiàn)象提出質(zhì)疑，提出實(shí)驗(yàn)改進(jìn)設(shè)想；從而培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范操作和證據(jù)推理意識，在實(shí)驗(yàn)探究中建立觀點(diǎn)、結(jié)論和證據(jù)之間邏輯關(guān)系。     實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)是化學(xué)選考總復(fù)習(xí)中的重要內(nèi)容之一，它既可以鞏固和強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)基本技能，又能對元素化合物知識、化學(xué)基本理論的掌握起到深化與提高，對于全面發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)有極重要的作用。綜觀近年浙江省化學(xué)選考試題，實(shí)驗(yàn)題是每次必考的題型，然而每次的答題情況不甚理想。表現(xiàn)問題如下：基礎(chǔ)知識不扎實(shí)、實(shí)驗(yàn)探究能力缺失、問題回答表述不規(guī)范、信息現(xiàn)場遷移能力差、化學(xué)觀念不清等。學(xué)生在考試中暴露出的種種問題歸根結(jié)底是由于復(fù)習(xí)浮于表面、不深入不扎根，教師目光不夠長遠(yuǎn)，功利地直接瞄準(zhǔn)“考點(diǎn)”，停留在知識的淺層記憶，忽略思想方面的培養(yǎng)；學(xué)生缺乏化學(xué)基本觀念的支撐，思維品質(zhì)欠佳，面對新情境知識遷移能力和分析解決問題的能力差。    2.設(shè)計(jì)思路 
    物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)的知識涉及面廣、能力綜合度高，能較好發(fā)展學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新意識等化學(xué)核心素養(yǎng)，能讓學(xué)生認(rèn)識科學(xué)探究是進(jìn)行科學(xué)解釋和發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造和應(yīng)用的科學(xué)實(shí)踐活動；能發(fā)現(xiàn)和提出有探究價值的問題；能從問題和假設(shè)出發(fā)，確定探究目的，設(shè)計(jì)探究方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究；在探究中學(xué)會合作，面對“干擾”現(xiàn)象敢于提出自己的見解進(jìn)行“控制”。基于以上分析，本節(jié)課教學(xué)價值如下： 
從知識維度來看，通過高考無機(jī)化合物制備習(xí)題的研究，可以使學(xué)生進(jìn)一步了解常見簡單無機(jī)化合物的制備原理和方法，從實(shí)驗(yàn)中預(yù)測與產(chǎn)生的現(xiàn)象的沖突中進(jìn)行質(zhì)疑及運(yùn)用已有知識進(jìn)行科學(xué)探究。 
    從能力維度來看，無機(jī)化合物制備是體驗(yàn)科學(xué)探究、創(chuàng)新意識等核心素養(yǎng)的有效平臺。通過復(fù)習(xí)可以培養(yǎng)學(xué)生閱讀素材獲取信息能力、綜合運(yùn)用能力、分析表達(dá)能力、遷移計(jì)算能力，提升思維的敏捷性和批判性。 
    從人文維度來看，無機(jī)化合物制備是培養(yǎng)創(chuàng)新意識、科學(xué)精神、社會責(zé)任的優(yōu)質(zhì)載體。 通過對學(xué)生已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)分析，本課時可能遇到的困難和問題如下： 
(1)對制備物質(zhì)有關(guān)信息比較陌生； 
 (2)對一些異常現(xiàn)象的分析及解決方案提出有困難。 
   依據(jù)《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》有關(guān)精神，結(jié)合考試說明和學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見有關(guān)要求，
 
                    
             
                    
                             
 2 
本節(jié)復(fù)習(xí)的重點(diǎn)是設(shè)計(jì)并優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，熟悉有關(guān)物質(zhì)制備的操作流程及注意事項(xiàng)，從而落實(shí)“科學(xué)探究與創(chuàng)新意思、證據(jù)推理與模型認(rèn)知、科學(xué)精神與社會責(zé)任”等化學(xué)核心素養(yǎng)。具體教學(xué)實(shí)施如下圖1所示。 
    
 
                    圖1 無機(jī)化合物制備教學(xué)實(shí)施結(jié)構(gòu)圖    3.教學(xué)過程 
新課程強(qiáng)調(diào)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主人，授之以魚，不如授之以“漁”，讓學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)是自關(guān)重要的。一輪復(fù)習(xí)同學(xué)們釣了一些小魚，但釣大魚的本領(lǐng)還要在二輪中去磨練完善。 
3.1創(chuàng)設(shè)情景，導(dǎo)入主題 
 【引入】(18年全國Ⅱ) K3[Fe(C2O4)3]·3H2O （三草酸合鐵酸鉀）為亮綠色晶體，可用于曬制藍(lán)圖。為探究其熱分解氣體產(chǎn)物，按下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。  
 
 
實(shí)驗(yàn)中觀察到裝置B、F中澄清石灰水均變渾濁，裝置E中固體變?yōu)榧t色，由此判斷熱分解產(chǎn)物中一定含有                、                。  【教師】
 
【教師】CO中的干擾物質(zhì)是CO2，因此有干擾就要控制除雜。 
【教師】【2011北京】甲、乙兩同學(xué)為探究SO2與可溶性鋇的強(qiáng)酸鹽能否反應(yīng)生成白色BaSO3
 
                    
             
                    
                             
 
3 
沉淀
 
A中有大量白霧，銅片表面有氣泡產(chǎn)生。  B中有氣泡冒出，產(chǎn)生大量白色沉淀  
C中有白色沉淀，液面上方顯棕色并逐漸消失  【學(xué)生】預(yù)測C實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 
【教師】展示實(shí)際現(xiàn)象：A中有大量白霧，銅片表面有氣泡產(chǎn)生。  
B中有氣泡冒出，產(chǎn)生大量白色沉淀  
C中有白色沉淀，液面上方顯棕色并逐漸消失  
【教師】實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄縎O2與可溶性鋇的強(qiáng)酸鹽能否反應(yīng)生成BaSO3  
發(fā)現(xiàn)問題：B中BaSO4如何生成？  
猜想假設(shè)：甲.濃H2SO4 乙. 空氣 
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：為證實(shí)各自的觀點(diǎn)，在原實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上：甲在原有操作之前增加一步操作，該操作                                                                         ；  乙在A、B間增加洗氣瓶D，D中盛放的試劑是                            _   收集證據(jù)：甲：大量白色沉淀 乙：少量白色沉淀 解釋結(jié)論：合并甲和乙的實(shí)驗(yàn)無沉淀  
說明SO2與可溶性鋇的強(qiáng)酸鹽不能反應(yīng)生成白色BaSO3沉淀  
板書：干擾產(chǎn)生需要對物質(zhì)性質(zhì)探究：發(fā)現(xiàn)-猜測-驗(yàn)證 
 【教師】 二. 制備實(shí)驗(yàn)中的干擾與控制  
【2018全國卷I】1.醋酸亞鉻[(CH3COO)2Cr·H2O］為磚紅色晶體，難溶于冷水，易溶于酸，在氣體分析中用作氧氣吸收劑。一般制備方法是先在封閉體系中利用鋅作還原劑，將三價鉻還原為二價鉻；二價鉻再與醋酸鈉溶液作用即可制得醋酸亞鉻。 討論1.原理方程式？          2.如何操作得到產(chǎn)品？  
        3.該實(shí)驗(yàn)中的干擾物質(zhì)是？ 如何控制？ 
高考問題：（1）實(shí)驗(yàn)中所用蒸餾水均需經(jīng)煮沸后迅速冷卻，目的是_    _。  
（2）將過量鋅粒和氯化鉻固體置于c中，加入少量蒸餾水，按圖連接好裝置，
打開K1、K2，關(guān)閉K3。同時c中有氣體產(chǎn)生，該氣體的作用是        。  （3）指出裝置d可能存在的缺點(diǎn)______________。 
【學(xué)生】小組討論：如果你是高考命題人，請根據(jù)原理的分析，結(jié)合裝置和題干，以干擾
和控制為考點(diǎn)進(jìn)行命題，附分并給出答案  
 
                    
             
                    
                             
 
4 
           
    設(shè)計(jì)意圖：通過這道高考制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)討論，使學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作探究、交流反饋等學(xué)習(xí)方式得以培養(yǎng)，知識應(yīng)用能力得以鍛煉。通過實(shí)驗(yàn)裝置的創(chuàng)新優(yōu)化滲透可持續(xù)發(fā)展意識和綠色化學(xué)觀念，突出社會責(zé)任化學(xué)核心素養(yǎng)，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。   
  3.3華麗轉(zhuǎn)身，體驗(yàn)應(yīng)用 
引導(dǎo)學(xué)生我來當(dāng)命題專家，就物質(zhì)制備擬制一道實(shí)驗(yàn)試題。 
【教師】學(xué)以致用：AlCl3 (1)用作有機(jī)合成的催化劑，如合成染料、橡膠、洗滌劑香料等；  
(2)用于制造農(nóng)藥  
(3)用于金屬冶煉、潤滑油合成；  
(4)食品級產(chǎn)品用作膨松劑、清酒等防變色劑及果膠的絮凝劑；  (5)用作分析試劑、防腐劑、媒染劑。  
AlCl3是無色透明晶體，極易潮解,178 ℃易升華。  實(shí)驗(yàn)室欲用工業(yè)廢屑鋁粉直接制備無水AlCl3 
原理： 2 Al+3Cl2 
 △  
2AlCl3  
【學(xué)生】探討需要哪些實(shí)驗(yàn)裝置？自己畫出裝置圖。 【教師】引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析評價優(yōu)缺點(diǎn) 我預(yù)設(shè)的考查點(diǎn)有           ； 
我針對這個實(shí)驗(yàn)題，擬制的具體問題是            ； 我的詳細(xì)解析是              。 【學(xué)生】交流與討論 
    設(shè)計(jì)緣由： 通過觀看微課和閱讀文獻(xiàn)編制試題，培養(yǎng)學(xué)生信息的識別、處理、應(yīng)用能力，促進(jìn)學(xué)生素養(yǎng)發(fā)展。學(xué)生通過體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)題的命制過程，了解試題考點(diǎn)分布，尋找知識共性，便于知識應(yīng)用。新課程強(qiáng)調(diào)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主人，授之以魚，不如授之以“漁”，讓學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)是自關(guān)重要的。    3.4系統(tǒng)歸納，升華認(rèn)知 【小結(jié)】本節(jié)課收獲 
 （1）核心知識:無機(jī)化合物物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)題中的干擾與防護(hù)考查視角。  （2）核心素養(yǎng):科學(xué)探究、創(chuàng)新意識、證據(jù)推理、科學(xué)精神、社會責(zé)任。 【作業(yè)布置】2016-2018高考全國一、二、三卷實(shí)驗(yàn)題。 
    設(shè)計(jì)緣由：通過系統(tǒng)歸納，升華認(rèn)知的方法引導(dǎo)學(xué)生自主歸納交流心得，了解考題知識點(diǎn)和能力點(diǎn)的分布，從高考真題節(jié)選典型案例，運(yùn)用“思維模型”分析并解決問題，引導(dǎo)學(xué)生在問題解決的過程中，深化對思維模型的理解，增強(qiáng)解決問題的信心。  附：板書設(shè)計(jì)

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