2023-2024学年人教版高中化学必修2 8.2基于课堂真实问题情境的“海带提碘”实验条件优化 课件（共22张PPT）

(共22张PPT)
基于课堂真实问题情境的“海带提碘”实验条件优化
CONTENTS
目录
实验教学目标
1
教学反思
4
实验内容设计
2
实验微项目：
海带提碘实验条件优化
3
实验教学目标
Part 01
实验教学目标
方法线
素养线
建构物质富集、提取、分离的认知模型
理解条件调控的思路与方法
促进化学学科核心素养的多维度提升
知识线
方法线
深化认识
海带提碘实验
实验内容设计
项目式教学实践
Part 02
学生借助文献查询等方式，自主设计海带提碘的实验方案，并进行了实践。
实验内容设计——项目式教学实践
原料的预处理
核心反应
分离提纯目标产物
物质富集、提取、分离的认知模型：
实验记录
实验反思——思考讨论
左侧试管滴加双氧水，右侧试管滴加等体积、浓度相近的氯水。滴加双氧水的试管颜色更深。
以氯水为氧化剂，按照方案正确操作后，加入四氯化碳，溶液未变紫；水层滴加淀粉，溶液不变蓝。
向未酸化的海带灰浸取液（已加入淀粉）中滴加过氧化氢，溶液不变蓝，过氧化氢分解。
实验反思——思考讨论
反思Ⅰ：氯水的氧化性较强，易将I2过度氧化为IO3－。
反思Ⅱ：过氧化氢的氧化性可能跟溶液酸碱性有关，酸化时加入硫酸的量会影响实验结果。
学生实验反思
结论：上述问题主要是氧化剂类型、用量及溶液pH造成的。
该实验只能定性测定，难以定量测定！
实验微项目：海带提碘实验条件优化
Part 03
任务1：氧化剂的选择
实验微项目：海带提碘实验条件优化
氧化剂
使I－被氧化为I2，但不能将I2进一步氧化为IO3－
高锰酸钾
新制氯水
过氧化氢
溶液电势的高低反映了溶液氧化性的强弱变化。电势越高，氧化性越强。电势出现较大变化，说明生成了新的物质。
资料卡片
方案设计1：向海带灰浸取液中分别滴加不同的氧化剂溶液，使用淀粉溶液作为指示剂，利用氧化还原传感器测定全过程中溶液的电势并绘制曲线。
结果汇报
任务1结论：高锰酸钾、氯水因氧化性太强，无法精确将碘离子氧化为I2，因此不适合作为本实验的氧化剂；过氧化氢可使碘元素停留在I2的状态，可做进一步研究。
x轴：时间(s)，y轴：电势(mV)
利用OriginLab绘图
高锰酸钾
氯水
过氧化氢
过氧化氢的氧化性随pH变化较大，溶液的酸性增强，过氧化氢的氧化性也随之增强，使用时需要控制pH。
查阅资料
任务二：氧化剂适宜pH范围的选择
实验微项目：海带提碘实验条件优化
方案设计2：选择过氧化氢氧化剂，设计了从pH=1到pH=6.5的平行实验，每组实验间pH差值为0.5，与海带灰浸取液反应，利用氧化还原传感器测定全过程中溶液的电势并绘制曲线。
学生提出问题：过氧化氢在该实验中的最适宜pH范围是多少呢？
结果汇报
组别 1 2 3 4 5
初始pH 1.0 1.5 3.5 5.5 6.5
最终pH 1.3 1.7 4.7 5.9 6.8
溶液颜色 黄 黄绿 蓝绿 蓝绿 蓝绿
出现蓝色的时间(s) 11 16 24 39 53
结果汇报
组别 1 2 3 4 5
初始pH 1.0 1.5 3.5 5.5 6.5
最终pH 1.3 1.7 4.7 5.9 6.8
溶液颜色 黄 黄绿 蓝绿 蓝绿 蓝绿
出现蓝色的时间(s) 11 16 24 39 53
任务2结论：以过氧化氢为氧化剂，pH过小会过度氧化，pH过大则过氧化氢的氧化能力太弱，用时长，且影响碘的产率。最适宜的pH为3.5左右。
查阅文献可知，在该实验中pH由4变为6，提取出的I2的质量下降两个数量级。
思维进阶——发现、解决课堂生成性问题
反应过程中H+在消耗，pH上升，影响碘的产率。
2I－＋H2O2＋2H＋＝I2＋2H2O
任务3（生成性任务）：怎样让pH维持在3.5左右呢？
方案再改进：醋酸/醋酸钠缓冲体系，可将pH维持在3.5
（醋酸钠5.1 g，冰醋酸20 mL，加水稀释至250 mL）
结果汇报
未使用缓冲体系萃取后结果
使用缓冲体系萃取后结果
项目结果汇报
在过氧化氢氧化剂、pH=3.5的醋酸/醋酸钠缓冲溶液酸化的条件下进行海带提碘实验，通过碘量法测定海带中碘的含量。
组别 海带灰重量/g 硫代硫酸钠浓度/mol·L-1 硫代硫酸钠体积/mL 得到碘的质量/g 碘质量平均值/g 碘的质量分数/%
1 3.0 0.005 15.80 0.0100 0.0101 0.337
2 3.2 0.005 16.11 0.0102
3 3.0 0.005 15.90 0.0101
查阅文献可知，海带中碘含量为0.3%以上，结果可信度较高。
教学反思
Part 04
教学反思
亮点创新
01
02
03
利用传感器，将实验数字化，直观地加深学生对于氧化还原的理解。
手持技术
发掘课堂生成性问题，设计为下一步的项目任务，提升解决真实问题的能力。
注重生成性问题
以新的项目解决项目式教学中出现的问题，实现“在做中学”。
项目式教学
教学反思
尚要解决的问题
海带灰浸取液成分检验
海带灰化不充分
受中学实验室条件限制，海带灰化不充分，杂质影响现象观察。
海带灰浸取液与氧化剂反应的电势曲线变化相较碘化钾存在差异。可在特色校本课程中，利用大学化学实验室等资源，采用仪器分析技术对海带灰浸取液成分进行进一步检验。
感谢您的垂听，不当之处敬请批评指正！
thank you