高中化學(xué)第四單元研究型實驗4.2身邊化學(xué)問題的探究課件新人教版.ppt

1、課題二身邊化學(xué)問題的探究,1.學(xué)生通過設(shè)計實驗方案和實驗,測定飲料中的酸含量,探究Vc的還原性,設(shè)計Vc含量測定的實驗方案,培養(yǎng)學(xué)生的滴定實驗操作能力。 2.加深對科學(xué)探究一般過程的認(rèn)識,進(jìn)一步提高提出問題、作出假設(shè)、制定并實施探究計劃、處理數(shù)據(jù)和分析探究結(jié)果的能力。 3.通過研究Vc實驗方案設(shè)計的原理,培養(yǎng)學(xué)生獲取、處理化學(xué)信息的能力。,一,二,三,一、探究西紅柿是酸性食物還是堿性食物 1.食物的酸堿性 食物的酸堿性與化學(xué)上通常所指溶液的酸堿性不同,通常是指攝入的某些食物經(jīng)過消化、吸收、代謝后變成酸性或堿性“殘渣”。這里的酸、堿性實際上是指食物的成酸作用或成堿作用。成酸食物中含有較多碳、氮、

2、硫、磷等成酸元素,成堿食物中則含有較多鉀、鈉、鈣、鎂等成堿元素。 2.表示方法 實際測定食物的酸堿度時,可以用100 g食物灰化后的水溶液,所需0.1 molL-1酸或堿中和的體積(單位:mL)來表示。酸度取負(fù)值,堿度取正值。,一,二,三,3.實驗方案 在明確了概念、原理后,根據(jù)原理設(shè)計方案定性檢驗,定量測定。 (1)若要確定食物的酸堿性,只需確定食物灰化后水溶液的酸堿性。 (2)若要準(zhǔn)確測定食物的酸堿度,則需要用酸堿滴定的方法定量測定食物灰化后水溶液的酸堿度。,一,二,三,上述有關(guān)西紅柿是酸性食物還是堿性食物的探究,你認(rèn)為其中最關(guān)鍵的是哪一步?談?wù)勀銓嶋H問題的探究中會經(jīng)常遇到未知概念或原理

3、這一現(xiàn)象的認(rèn)識。 提示:關(guān)鍵的一步是明確食物酸堿性的概念、原理,不事先明確實驗基本原理,就不可能選擇到正確的探究途徑,設(shè)計合理的實驗方案并得出實驗結(jié)果。在實際問題的探究中,遇到未知的概念或原理是一種很普遍的現(xiàn)象,在學(xué)校所學(xué)知識有限,而實際生產(chǎn)、生活中的問題往往需要多方面的知識與方法才能解決,在學(xué)習(xí)過程中,除積累知識外,更重要的是掌握學(xué)習(xí)、研究的方法,形成終身學(xué)習(xí)的能力。,一,二,三,二、含氯消毒液性質(zhì)、作用的探究 1.研究方法 由消毒液說明中的成分、保存、注意事項等可以得到一定的關(guān)于消毒液性質(zhì)方面的信息。例如,由某消毒液禁止與易燃、易爆及酸性物質(zhì)存放在一起,可推測其具有強氧化性、能與酸反應(yīng);由

4、原液勿接觸衣物,易導(dǎo)致脫色,可推測消毒液具有漂白性等。如“84”消毒液的有效成分為NaClO,可根據(jù)物質(zhì)分類知NaClO為弱酸鹽,在溶液中可以水解,溶液呈堿性,可與較強的酸溶液反應(yīng);根據(jù)氯元素化合價又可推測NaClO有較強的氧化性。,一,二,三,2.“84”消毒液、漂白粉化學(xué)性質(zhì)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等雜質(zhì)。它們具有漂白和消毒作用的原因是:NaClO或Ca(ClO)2溶液能與稀酸或空氣中的二氧化碳和水反應(yīng),生成次氯酸,起到漂白和消毒作用;工業(yè)上使用漂白粉要加入少量稀鹽酸或醋酸等。

5、 生產(chǎn)漂白粉的過程比較復(fù)雜,主要反應(yīng)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、飲料的研究 1.飲料的pH或酸性 許多飲料中含有酸性物質(zhì),可以用pH試紙或pH計直接測得飲料的pH;也可以利用酸堿滴定測得飲料中的總酸含量。如果用酸堿滴定法測定飲料的酸含量,多數(shù)可以選酚酞作指示劑。對有色飲料要預(yù)先做脫色處理,對某些很難脫色的飲料,如可樂,不宜用指示劑法,需用pH計法。,一,二,三,2.飲料中的Vc含量 Vc又

6、稱抗壞血酸,是人體必需的一種維生素,但人體自身不能合成Vc。Vc分子是具有6個碳原子的烯醇式己糖內(nèi)酯,具有較強的還原性,可被I2、O2等氧化劑氧化,其含量可通過在弱酸性溶液中用已知濃度的I2的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定。滴定操作應(yīng)盡快進(jìn)行,以防止Vc被空氣氧化。稀釋飲料用新煮沸并冷卻的蒸餾水,選用淀粉溶液作指示劑,滴定至溶液呈穩(wěn)定的藍(lán)色。 用已知濃度的I2的標(biāo)準(zhǔn)液滴定飲料中Vc的含量時應(yīng)注意什么問題? 提示:Vc易被氧化(特別是在堿性條件下)。滴定時加入少量醋酸使溶液呈弱酸性,可減少Vc的副反應(yīng)。但滴定仍應(yīng)盡快進(jìn)行,以防Vc被氧化。,一,二,一、含氯消毒液的性質(zhì)、作用探究及實驗注意事項 1.研究消毒液的

7、滅菌作用 從培養(yǎng)箱中取出適量樣品,在顯微鏡下觀察樣品中細(xì)菌的含量,然后在樣品上滴加幾滴含氯消毒液,再在顯微鏡下觀察樣品中細(xì)菌的含量,并比較滴加含氯消毒液前后樣品中細(xì)菌的含量變化。 現(xiàn)象:滴加含氯消毒液前樣品中細(xì)菌數(shù)目較多,滴加含氯消毒液后細(xì)菌數(shù)目大幅度減少。 結(jié)論:含氯消毒液具有良好的殺菌消毒效果。,一,二,2.探究消毒液的性質(zhì),一,二,一,二,3.實驗注意事項 實驗過程中注意消毒劑的安全使用,含氯消毒液一般具有強氧化性,與某些有機物混合可能發(fā)生爆炸,如“84”消毒液原液與酒精混合后,加少量的酸可能會爆炸燃燒;消毒液對人體和金屬有較強的腐蝕性。調(diào)配或使用時應(yīng)打開門窗,保持空氣流通。由于含氯消毒

8、液有一定的刺激性,最好佩戴口罩和手套進(jìn)行操作。在動手實驗前應(yīng)充分進(jìn)行實驗方案的討論與安全評價。在實驗前充分預(yù)見實驗中可能出現(xiàn)的問題,控制好試劑濃度與使用量。,一,二,二、飲料中Vc含量的測定 1.飲料中Vc含量的測定應(yīng)注意的問題 (1)飲料中Vc的含量在1001 000 mgL-1左右,滴定時,不必加水稀釋,以防體積過大。 (2)使用0.05 molL-1的I2標(biāo)準(zhǔn)溶液,若濃度略大,消耗標(biāo)準(zhǔn)液少于10 mL,誤差會較大,可將濃度降低為0.01 molL-1,使消耗的標(biāo)準(zhǔn)液體積大于10 mL,減少誤差。 (3)實驗選用黏度不太大的果汁。 (4)為防止Vc被氧化:應(yīng)加入醋酸溶液使之呈酸性,操作速度

9、要快。,一,二,2.測定Vc含量過程中的干擾因素及排除方法,一,二,知識點1,知識點2,知識點3,知識點1 有關(guān)含氯消毒液的考查 【例題1】 某化學(xué)興趣小組的同學(xué)買來一瓶“84”消毒液,請大家與他們一同來研究以下問題: (1)此瓶“84”消毒液的說明書上這樣寫道:“本品為無色液體,呈堿性”,請你推測它的有效成分(填序號)。 A.Cl2B.H2O2 C.NaClOD.KMnO4,知識點1,知識點2,知識點3,(2)該化學(xué)興趣小組的同學(xué)在瓷碗中盛放20 mL的“84”消毒液,露置在陽光充足的室內(nèi),他們對“84”消毒液的消毒效果和組成成分的變化進(jìn)行了研究。得出數(shù)據(jù)如下: 從數(shù)據(jù)圖1和圖2可得知“84

10、”消毒液暴露在空氣中半小時后,其主要溶質(zhì)是,用化學(xué)方程式表示其中變化的主要原因、。,知識點1,知識點2,知識點3,(3)該化學(xué)興趣小組的同學(xué)備選了酚酞溶液對“84”消毒液的性質(zhì)進(jìn)行實驗檢驗,請你幫助他們完成實驗報告: (4)該化學(xué)興趣小組同學(xué)上網(wǎng)查詢有關(guān)“84”消毒液的信息時,發(fā)現(xiàn)這樣一則消息:有一家庭主婦把“84”消毒液和清潔劑(呈酸性、含Cl-)都倒出一些混合在一起,洗刷廁所。過了一會兒,她就暈倒在房間里了。這幾位同學(xué)感到迷惑不解。請你用離子方程式幫助他們解開這一懸念:。,知識點1,知識點2,知識點3,知識點1,知識點2,知識點3,知識點1,知識點2,知識點3,知識點2 飲料的研究 【例題

11、2】 維生素C是一種水溶性維生素(其水溶液呈酸性),它的分子式是C6H8O6。人體缺乏維生素C易得壞血癥,所以維生素C又稱抗壞血酸。維生素C易被空氣中的氧氣氧化。在新鮮的水果、蔬菜、乳制品中都含維生素C,如新鮮的橙汁中維生素C的含量在500 mgL-1左右。某校課外活動小組測定了某品牌的軟包裝橙汁中維生素C的含量。下面是測定實驗分析報告。(請?zhí)顚懹嘘P(guān)空白) (1)測定目的:測定牌軟包裝橙汁維生素C的含量 (2)測定原理:C6H8O6+I2 C6H6O6+2H+2I- (3)實驗用品及試劑: 儀器和用品:(自選,略) 試劑:指示劑(填名稱)、濃度為7.5010-3 molL-1標(biāo)準(zhǔn)碘溶液、蒸餾水

12、等。,知識點1,知識點2,知識點3,(4)實驗過程: 洗滌儀器,檢查滴定管是否漏水,潤洗后裝好標(biāo)準(zhǔn)碘溶液待用。 打開橙汁包裝,目測:顏色橙黃色,澄清度好。用(填儀器名稱)向錐形瓶中移入20.00 mL待測橙汁,滴入2滴指示劑。 用左手控制滴定管的(填部位),右手搖動錐形瓶,眼睛注視,直到滴定終點。滴定至終點的現(xiàn)象是。 (5)數(shù)據(jù)記錄與處理: (請在下面空白處設(shè)計數(shù)據(jù)記錄和數(shù)據(jù)處理的表格,不必填數(shù)據(jù)),知識點1,知識點2,知識點3,解析:滴定時,反應(yīng)是否完全是通過指示劑變色來表現(xiàn)的,因此必須選擇合適的指示劑。根據(jù)實驗原理可知,用淀粉溶液作指示劑(利用I2與淀粉作用變藍(lán)的性質(zhì))。根據(jù)中和滴定實驗步

13、驟,滴定前須裝好標(biāo)準(zhǔn)液和待測液。題目要求量取20.00 mL的待測橙汁,根據(jù)量取精度要求和橙汁的性質(zhì)(顯酸性),必須選用酸式滴定管或移液管。在滴定過程中,左手控制滴定管的活塞,右手搖動錐形瓶,眼睛密切注視錐形瓶中的溶液,觀察溶液是否變色(這是滴定過程中相當(dāng)關(guān)鍵的一環(huán))。解答實驗過程時,必須搞清原理,是哪種溶液向哪種溶液中滴入,否則可能答反。正確的是:溶液藍(lán)色不褪色,而不是藍(lán)色褪去。必須注意的是:維生素C容易被空氣中的氧氣氧化,因此實驗時不宜劇烈搖動錐形瓶,以盡量減少維生素C被氧化的可能。當(dāng)錐形瓶中的溶液恰好由無色變?yōu)樗{(lán)色時,滴定終點出現(xiàn)。,知識點1,知識點2,知識點3,由于該實驗為定量實驗,為

14、減少偶然誤差,滴定實驗必須重復(fù)兩次以上,且在數(shù)據(jù)處理時,取兩次或多次數(shù)據(jù)的平均值。在設(shè)計記錄數(shù)據(jù)表格時,必須體現(xiàn)這樣的要求。,知識點1,知識點2,知識點3,答案:(3)淀粉溶液 (4)酸式滴定管或移液管 活塞錐形瓶中的溶液溶液由無色突然變?yōu)樗{(lán)色,且半分鐘不褪色 (5),知識點1,知識點2,知識點3,點撥這是一道綜合性很強的探究性實驗試題。題目給定了實驗?zāi)康摹⒃砑斑^程,要求對實驗用品、實驗過程、數(shù)據(jù)處理以及問題討論等方面進(jìn)行分析、研究。解題時,必須善于把中和滴定原理、方法等知識遷移過來。,知識點1,知識點2,知識點3,知識點3 定量分析方案設(shè)計 【例題3】 為測試一鐵片中鐵元素的含量,某課外活

15、動小組提出下面兩種方案并進(jìn)行了實驗(以下數(shù)據(jù)為多次平行實驗測定結(jié)果的平均值): 方案一:將a g鐵片完全溶解于過量稀硫酸中,測得生成氫氣的體積為580 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況);,知識點1,知識點2,知識點3,請回答下列問題: (1)配平下面的化學(xué)方程式: (2)在滴定實驗中不能選擇式滴定管,理由是。 (3)根據(jù)方案一和方案二測定的結(jié)果計算,鐵片中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)依次為和。(鐵的相對原子質(zhì)量以55.9計) (4)若排除實驗儀器和操作的影響因素,試對上述兩種方案測定結(jié)果的準(zhǔn)確性作出判斷和分析。 方案一(填“準(zhǔn)確”“不準(zhǔn)確”或“不一定準(zhǔn)確”),理由是; 方案二(填“準(zhǔn)確”“不準(zhǔn)確”或“不一定準(zhǔn)確”),理由是。

16、,知識點1,知識點2,知識點3,解析:(1)利用氧化還原反應(yīng)中的得失電子數(shù)相等,配平化學(xué)方程式。 (2)由于酸性高錳酸鉀溶液具有強氧化性,能腐蝕堿式滴定管的乳膠管,因此不能選擇堿式滴定管。 (3)根據(jù)方案一中的測量結(jié)果計算: 根據(jù)方案二中的測定結(jié)果計算: 根據(jù)(1)中化學(xué)方程式可得關(guān)系式:,知識點1,知識點2,知識點3,2KMnO410FeSO410Fe n(Fe)=5n(KMnO4) =50.020 00 molL-10.025 00 L =0.002 5 mol,知識點1,知識點2,知識點3,答案:(1)21085218 (2)堿KMnO4是強氧化劑,它會腐蝕堿式滴定管的乳膠管 (4)不一

17、定準(zhǔn)確如果鐵片中存在與稀硫酸反應(yīng)并能生成氫氣的其他金屬,會導(dǎo)致結(jié)果偏高;如果鐵片中存在與稀硫酸反應(yīng)而溶解的,但不產(chǎn)生氫氣的鐵的氧化物,會導(dǎo)致結(jié)果偏低;如果上述情況均不存在,則結(jié)果準(zhǔn)確不一定準(zhǔn)確如果鐵片中存在與稀硫酸反應(yīng)而溶解的其他金屬,生成的金屬離子在酸性溶液中能被高錳酸鉀氧化,會導(dǎo)致結(jié)果偏高;如果鐵片中存在與稀硫酸反應(yīng)而溶解的鐵的氧化物,生成的Fe3+在酸性溶液中不能被高錳酸鉀氧化,會導(dǎo)致結(jié)果偏低;如果上述情況均不存在,則結(jié)果準(zhǔn)確 點撥本題考查了對實驗原理的理解以及數(shù)據(jù)處理能力。,1 2 3 4,1人體血紅蛋白中含有Fe2+,如果誤食亞硝酸鹽,人會中毒,因為亞硝酸鹽會使血紅蛋白中的Fe2+轉(zhuǎn)

18、變成Fe3+,生成高鐵血紅蛋白而喪失與氧氣結(jié)合的能力。服用維生素C可緩沖亞硝酸鹽中毒。這說明維生素C具有() A.酸性B.堿性 C.氧化性D.還原性 解析:亞硝酸鹽會使Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3+,服用維生素C可緩沖癥狀,說明維生素C具有還原性。 答案:D,1 2 3 4,2一定條件下新制的氯水中,加入少量下列物質(zhì),能使HClO的濃度增大的是() CaCO3(固)AgNO3(1 molL-1)蒸餾水 Na2S(固) A.B. C.D.,答案:A,1 2 3 4,3下列有關(guān)食物酸堿性的敘述中正確的是() A.味覺上具有酸味的食物就是酸性食物 B.食物的酸堿性與化學(xué)上的酸堿性是同一個概念 C.人體雖有自動調(diào)節(jié)酸堿性的功能,但仍需通過選擇酸堿性食物來控制 D.常見的食物中,蛋白質(zhì)、油脂屬于堿性食物,蔬菜、水果屬于酸性食物,1 2 3 4,解析:食物的酸堿性與化學(xué)上的酸堿性是不同的概念,食物的酸堿性并非指味道而言,而是指食物在體內(nèi)最終代謝產(chǎn)物的性質(zhì)。凡最終代謝產(chǎn)物為堿性物質(zhì)的食物就是堿性食物,如蔬菜、