6.2.1基于手持技術(shù)對(duì)過氧化氫催化分解實(shí)驗(yàn)的探究與改進(jìn)課件高一下學(xué)期化學(xué)人教版

基于手持技術(shù)對(duì)過氧化氫催化分解實(shí)驗(yàn)的探究與改進(jìn)1教學(xué)背景2教學(xué)目標(biāo)5教學(xué)反思與自我評(píng)價(jià)43實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程1教學(xué)背景1教材分析過氧化氫催化分解實(shí)驗(yàn)是2019人教版普通高中教科書化學(xué)必修第二冊(cè)第六章《化學(xué)反應(yīng)與能量》第二節(jié)《化學(xué)反應(yīng)的速率與限度》中影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素的實(shí)驗(yàn)。濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響是中學(xué)化學(xué)的重要知識(shí)。教材以控制變量法定性地探究條件的改變對(duì)反應(yīng)速率的影響。通過對(duì)不同催化劑在過氧化氫分解實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行探究和驗(yàn)證，有助于培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)和合作意識(shí)。教材分析可催化過氧化氫分解的催化劑：MnO2、FeCl3、CuSO4、CuCl2、Fe2（SO4）3MnSO4、FeSO4、FeCl2、過氧化氫酶等等2H2O2=2H2O+O2↑（?H<0）催化劑2教學(xué)目標(biāo)2教學(xué)目標(biāo)通過“催化劑對(duì)過氧化氫分解反應(yīng)速率的影響”的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，幫助學(xué)生了解催化劑是影響化學(xué)反應(yīng)速率的一個(gè)重要因素。知識(shí)目標(biāo)增強(qiáng)學(xué)生文獻(xiàn)分析和概括能力，增強(qiáng)學(xué)生記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)處理能力。能力目標(biāo)在知識(shí)體系構(gòu)建與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ幕A(chǔ)上，從各個(gè)維度培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。素養(yǎng)目標(biāo)3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)方法3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)方法提出問題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)合作探究歸納整理任務(wù)一：任務(wù)二：環(huán)節(jié)一：情境引入查閱教材提出問題環(huán)節(jié)二：實(shí)驗(yàn)探究對(duì)比：二氧化錳和氯化鐵的催化效果環(huán)節(jié)三：發(fā)現(xiàn)問題氯化鐵催化過程溶液顏色變化原因（查資料）環(huán)節(jié)四：歸納整理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究催化劑的催化本質(zhì)環(huán)節(jié)一：提出問題銅鹽對(duì)過氧化氫催化分解效果不好？環(huán)節(jié)二：實(shí)驗(yàn)探究：Cl-對(duì)Cu2+催化過氧化氫分解有無促進(jìn)作用環(huán)節(jié)三：實(shí)驗(yàn)探究：Cl-對(duì)過氧化氫催化分解有無催化作用環(huán)節(jié)四：歸納整理不同催化劑對(duì)過氧化氫分解的催化效果；Cl-在過氧化氫分解過程中的作用4教學(xué)過程設(shè)計(jì)4任務(wù)一環(huán)節(jié)一：小組查閱教材情境引入2004人教版選修42019人教版選擇性必修22004人教版必修22019人教版必修第二冊(cè)課后練習(xí)與應(yīng)用第9題任務(wù)一1、簡(jiǎn)易化不同催化劑對(duì)H2O2分解的效果指標(biāo)：反應(yīng)的壓強(qiáng)變化、反應(yīng)的溫度變化等2、實(shí)驗(yàn)誤差誤差大、變化小變量的選擇：2H2O2=2H2O+O2↑（?H<0）催化劑任務(wù)一環(huán)節(jié)二：實(shí)驗(yàn)探究——H2O2分別與MnO2、FeCl3溶液反應(yīng)1.小組討論——定量檢測(cè)裝置電腦無線壓強(qiáng)傳感器磁力加熱攪拌器廣口瓶、培養(yǎng)皿電子天平任務(wù)一2.小組實(shí)驗(yàn)：分別向10mL10%H2O2加入0.02gMnO2、5滴1mol/LFeCl3溶液，分別測(cè)反應(yīng)壓強(qiáng)隨時(shí)間變化曲線。環(huán)節(jié)二：實(shí)驗(yàn)探究——H2O2分別與MnO2、FeCl3溶液反應(yīng)任務(wù)一3.數(shù)據(jù)分析及實(shí)驗(yàn)結(jié)論環(huán)節(jié)二：實(shí)驗(yàn)探究——H2O2分別與MnO2、FeCl3溶液反應(yīng)MnO2固體、FeCl3溶液均能催化過氧化氫分解，加快反應(yīng)速率，但MnO2的催化效果更好任務(wù)一環(huán)節(jié)三：發(fā)現(xiàn)問題1.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：H2O2與FeCl3溶液反應(yīng)時(shí)，溶液顏色呈棕黃色，反應(yīng)完全后溶液顏色呈黃色。任務(wù)一環(huán)節(jié)三：發(fā)現(xiàn)問題——H2O2與FeCl3溶液反應(yīng)時(shí)，溶液顏色呈深棕黃色，反應(yīng)完全后溶液顏色呈黃色。2.查閱資料任務(wù)一環(huán)節(jié)三：發(fā)現(xiàn)問題——H2O2與FeCl3溶液反應(yīng)時(shí)，溶液顏色呈深棕黃色，反應(yīng)完全后溶液顏色呈黃色。3.實(shí)驗(yàn)探究無線分光光度計(jì)任務(wù)一環(huán)節(jié)三：發(fā)現(xiàn)問題——H2O2與FeCl3溶液反應(yīng)時(shí)，溶液顏色呈深棕黃色，反應(yīng)完全后溶液顏色呈黃色。3.實(shí)驗(yàn)探究分別檢測(cè)2mL水加2滴1mol/LFeCl3溶液與2mL3%H2O2溶液加2滴1mol/LFeCl3溶液反應(yīng)完全后溶液的全波長(zhǎng)光譜的吸光度。任務(wù)一環(huán)節(jié)三：發(fā)現(xiàn)問題——H2O2與FeCl3溶液反應(yīng)時(shí)，溶液顏色呈深棕黃色，反應(yīng)完全后溶液顏色呈黃色。4.數(shù)據(jù)分析及實(shí)驗(yàn)結(jié)論任務(wù)一環(huán)節(jié)三：發(fā)現(xiàn)問題——H2O2與FeCl3溶液反應(yīng)時(shí)，溶液顏色呈深棕黃色，反應(yīng)完全后溶液顏色呈黃色。4.數(shù)據(jù)分析及實(shí)驗(yàn)結(jié)論催化劑只是在反應(yīng)過程中參與反應(yīng)，本身不進(jìn)入產(chǎn)物，在反應(yīng)前后自身組成和化學(xué)性質(zhì)不改變。任務(wù)一基于證據(jù)對(duì)物質(zhì)變化提出可能的假設(shè)，建立證據(jù)與結(jié)論之間的邏輯關(guān)系。證據(jù)推理催化劑是可以調(diào)控化學(xué)反應(yīng)速率的，在化工生產(chǎn)中可以使用催化劑來調(diào)控反應(yīng)速率。速率調(diào)控證實(shí)催化機(jī)理真實(shí)存在，催化劑參與化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)前后自身的組成和化學(xué)性質(zhì)不改變，改變了化學(xué)反應(yīng)歷程，從而影響化學(xué)反應(yīng)速率。催化本質(zhì)從問題出發(fā)，依據(jù)探究目的，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，得出合理結(jié)論。探究創(chuàng)新環(huán)節(jié)四：歸納整理任務(wù)二環(huán)節(jié)一：發(fā)現(xiàn)問題——各版本新教材都沒有銅鹽對(duì)過氧化氫催化分解的實(shí)驗(yàn)探究？提出猜想：銅鹽對(duì)過氧化氫的催化分解效果不好？蘇教版選修化學(xué)反應(yīng)原理蘇教版必修2魯科版選修化學(xué)反應(yīng)原理魯科版必修2任務(wù)二1.小組實(shí)驗(yàn)：分別向10mL10%H2O2加入5滴1mol/LCuSO4溶液、5滴1mol/LCuCl2溶液，分別測(cè)反應(yīng)壓強(qiáng)隨時(shí)間變化曲線。環(huán)節(jié)二：實(shí)驗(yàn)探究——H2O2分別與CuSO4、CuCl2溶液反應(yīng)任務(wù)二2.數(shù)據(jù)分析及實(shí)驗(yàn)結(jié)論環(huán)節(jié)一：實(shí)驗(yàn)探究——H2O2分別與CuSO4、CuCl2溶液反應(yīng)CuSO4溶液、CuCl2溶液對(duì)過氧化氫分解有一定催化作用，二者相比CuCl2溶液催化效果稍好，CuSO4溶液催化效果不明顯。任務(wù)二環(huán)節(jié)二：實(shí)驗(yàn)探究——Cl-在Cu2+催化H2O2分解過程中的作用1.小組實(shí)驗(yàn)：向10mL10%H2O2加入5滴1mol/LCuSO4溶液、再加入少量飽和NaCl溶液，測(cè)反應(yīng)壓強(qiáng)隨時(shí)間變化曲線。任務(wù)二環(huán)節(jié)二：實(shí)驗(yàn)探究——Cl-在Cu2+催化H2O2分解過程中的作用2.數(shù)據(jù)分析及實(shí)驗(yàn)結(jié)論：Cl-在Cu2+催化H2O2分解過程中有促進(jìn)作用任務(wù)二3.小組實(shí)驗(yàn)：先測(cè)10mL10%H2O2壓強(qiáng)隨時(shí)間變化曲線，再加入少量飽和NaCl溶液，測(cè)反應(yīng)的壓強(qiáng)隨時(shí)間變化曲線。環(huán)節(jié)三：實(shí)驗(yàn)探究——Cl-在H2O2分解過程中的作用任務(wù)二4.數(shù)據(jù)分析及實(shí)驗(yàn)結(jié)論環(huán)節(jié)三：實(shí)驗(yàn)探究——Cl-在H2O2分解過程中的作用Cl-本身對(duì)H2O2分解沒有催化作用任務(wù)二催化效果Cl-的影響環(huán)節(jié)四：歸納整理CuSO4溶液、CuCl2溶液對(duì)過氧化氫的分解均有一定催化效果，CuCl2效果稍好。但二者與FeCl3溶液相比較弱，與MnO2相比更弱。Cl-對(duì)Cu2+催化H2O2分解起到了促進(jìn)作用，但Cl-本身對(duì)H2O2分解沒有催化作用。5教學(xué)反思與自我評(píng)價(jià)5教學(xué)反思3421以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，尊重事實(shí)，幫助學(xué)生更好地理解催化劑的有關(guān)概念及反應(yīng)本質(zhì)。由于傳感器數(shù)量的限制，無法讓全體學(xué)生都參與到實(shí)驗(yàn)探究中。辯證看待理論與現(xiàn)實(shí)；通過文獻(xiàn)查閱并靈活運(yùn)用已有知識(shí)進(jìn)行概括整理。引導(dǎo)學(xué)生自主思考，實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新與科學(xué)探究；問題驅(qū)動(dòng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，證據(jù)推理與模型認(rèn)