高中化学人教版选修课件身边化学问题的探究.pptx

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、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100g食物灰化后的水溶液,所需0.1molL-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;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。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+2Cl2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;Ca(ClO)2+H2O+CO2CaCO3+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1001000mgL-1左右,滴定时,不必加水稀释,以防体积过大。(2)使用0.05molL-1的I2标准溶液,若浓度略大,消耗标准液少于10mL,误差会较大,可将浓度降低为0.01molL-1,使消耗的标准液体积大于10mL,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.Cl2B.H2O2C.NaClOD.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20mL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:由图1和图2可知“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使用。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500mgL-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+I2C6H6O6+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7.5010-3molL-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20.00mL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(利用淀粉遇I2变蓝的性质)。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20.00mL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,否则可能答错。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ag铁片完全溶解于过量稀硫酸中,测得生成氢气的体积为580mL(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(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3,2KMnO410FeSO410Fen(Fe)=5n(KMnO4)=50.02000molL-10.02500L=0.0025mol,知识点1,知识点2,知识点3,答案:(1)21085218(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,会导致结果偏高;如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解的,但不产生氢气的铁的氧化物,会导致结果偏低;如果上述情况均不存在,则结果准确不一定准确如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解的其他金属,生成的金属离子在酸性溶液中能被高锰酸钾氧化,会导致结果偏高;如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解的铁的氧化物,生成的Fe3+在酸性溶液中不能被高锰酸钾氧化,会导致结果偏低;如果上述情况均不存在,则结果准确点拨本题考查了对实验原理的理解以及数据处理能力。,1234,1人体血红蛋白中含有Fe2+,如果误食亚硝酸盐,人会中毒,因为亚硝酸盐会使血红蛋白中的Fe2+转变成Fe3+,生成高铁血红蛋白而丧失与氧气结合的能力。服用维生素C可缓冲亚硝酸盐中毒。这说明维生素C具有()A.酸性B.碱性C.氧化性D.还原性解析:亚硝酸盐会使Fe2+转变为Fe3+,服用维生素C可缓冲症状,说明维生素C具有还原性。答案:D,1234,2一定条件下新制的氯水中,加入少量下列物质,能使HClO的浓度增大的是()CaCO3(固)AgNO3(1molL-1)蒸馏水Na2S(固)A.B.C.D.,答案:A,1234,3下列有关食物酸碱性的叙述中正确的是()A.味觉上具有酸味的食物就是酸性食物B.食物的酸碱性与化学上的酸碱性是同一个概念C.人体虽有自动调节酸碱性的功能,但仍需通过选择酸碱性食物来控制D.常见的食物中,蛋白质、油脂属于碱性食物,蔬菜、水果属于酸性食物,1234,解析:食物的酸碱性与化学上的酸碱性是不同的概念,食物的酸碱性并非指味道而言,而是指食物在体内最终代谢产物的性质。凡最终代谢产物为碱性物质的食物就是碱性食物,如蔬