“氯水的成分探究”实验装置改进及教学模式探究（.doc

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1、“氯水的成分探究”实验装置改进及教学模式探究*本文系全国教育科学“十三五”规划2018年度立项课题“指向核心素养的高中化学课堂‘教-学-评一致性’研究”（课题编号：DHA180418）的研究成果。黄翠玉1，张贤金2（1.福建省泉州市奕聪中学，福建泉州　362000；2.福建教育学院化学教育研究所，福建福州　350025)（此文发表在《化学教学》2019.4）摘要：在“氯水的成分探究”课例中,设计一套制取氯水、验证氯水性质的实验改进装置，高效、安全地完成多个氯水性质验证实验，授课中实施“提出问题—形成猜想—设计实验方案—进行实验探究—

2、观察现象—分析推理—循环验证—归纳总结—反思与评价”探究模式，实验过程中，使用多个新意装置，探究视角独特，过程性信息处理详实，获得多个比教材更丰富的实验现象，由此对物质的性质产生更多的疑问，从而进入更深层次的实验探究，获得更高层次的理论支持，本文多角度呈现了层层揭开氯水面纱的过程。关键词：制取氯水；氯水成分探究；装置改进；探究模式苏教版高中化学《必修1》教材中氯气实验室制法中，传统固液加热实验装置中的玻璃导管制作时需高温烧制，冷却后形状固定不可改变，使用不方便。两导管之间使用橡胶管连接，增加装置漏气的可能性。装置中各组件体积大，消耗

3、药品多。笔者用输液器、塑料滴管等改进装置，组件轻便、材料廉价易得、装置紧凑、接头少，气密性好。模拟恒压漏斗有利于添加反应物时液体顺利流下。氯水性质验证装置全密封，逐一更换25mL锥形瓶可快速完成多个验证实验。1自制装置与苏教版《必修1》中氯气实验室制法装置的对比1.1　原理对比苏教版高中化学《必修1》教材中：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋H2O＋Cl2↑；原创装置采用以下原理：2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。1.2　装置改进本文将一塑料滴管裁剪改装成三部分：①导管②多孔胶头③漏斗，

4、替代教材中的连接装置（如图1）；将胶头用针扎多个小孔，置于细口瓶内液面下方，可以增大气体与液体的接触面积，有利于气体的溶解或被吸收，尾部的双孔胶塞起密封和固定两根塑料管的作用，把胶头剪半，作普通漏斗之用，置于装置尾部与大气相通，防止体系压强过大，预防爆炸的危险。本文将医用一次性输液器裁剪代替教材中的分液漏斗和圆底烧瓶，模拟恒压漏斗和流量控制器。图1自制氯水实验装置示意图1.3　自制氯水实验仪器医用一次性输液器，一次性塑料滴管：胶头长3.82cm，直径1.37cm；导管长13.55cm，直径0.30cm；100mL锥形瓶，120mL细

5、口瓶，3号橡胶塞。1.4　自制验证氯气、氯水性质实验装置（图2）氯气极易逸散，装置A中导管短进短出（图2左），用于验证氯气的性质，装置B中导管短进长出（图2右），用于验证氯水性质装置，在全封闭体系中挤压洗耳球，可快速完成实验。图2验证氯气、氯水性质实验装置示意图2探究流程以学生对氯水成分的认知为主线设计以下氯水探究流程图3，其中“制定实验方案－进行实验验证－分析实验现象－得出部分结论同时发现新问题”是个反复验证的小循环。图3氯水成分探究流程教学过程发生了化学反应：Cl2+H2OHClO+HCl存在Cl-、H+、Cl2、HClO巩固提

6、升交流评价化学变化：可能存在Cl-、H+、Cl2制定方案进行实验验证物理变化：存在Cl2、H2O形成猜想提出问题分析推理发现新问题得出结论解决新问题分析新问题再次验证氯水中存在漂白性物质紫色石蕊试液、PH值试纸先变红后褪色Cl-：AgNO3稀硝酸H+：酸的通性干、湿氯气经U型管，潮湿氯气使紫色纸条褪色产物次氯酸具备漂白性氯水使品红溶液和新鲜花瓣褪色，验证氯水具有漂白性经典题、实验评价题微课氯气溶于水发生了什么变化？情景导入学生使用改进装置制取氯水视频实验评价与反思Cl2：具有强氧化性，使用湿润的淀粉碘化钾试纸检验3实验现象呈现，数据

7、收集处理首先从物理性质角度观察氯水颜色，猜测氯分子的存在。再从化学变化的本质有新物质生成，锁定氯离子为第一个验证实验；其次是氢离子的检验，学生根据图4中酸的通性，选择镁条和pH试纸进行实验。图4氢离子的检验3.1　实验一：镁条与新制氯水作用实验现象：用砂纸打磨后的镁条与氯水剧烈反应，镁条表面产生很多小气泡，镁条逐渐溶解变薄，由反应剧烈程度可知新制氯水中氢离子的浓度不大。3.2　实验二：pH试纸与新制氯水作用实验操作：将pH试纸内置于图2装置B中干燥洁净的锥形瓶内，挤压洗耳球，新制氯水滴落在pH试纸上；实验现象如图5，图中加粗的两条曲

8、线示意反应中两条最明显的红色轮廓线，以下现象描述中简称“短红线”和“长红线”。28秒40秒56秒几分钟后12秒110秒图5新制氯水滴入pH试纸随时间的变色示意图现象描述：反应进行至12秒时，与氯水直接接触的pH试纸中下部位微红，长红线