冯婧?刘超?张凤国
摘要: 延续对石板街的探索,以纺织染色为切入点,分析漂白剂主要成分NaClO,从而构建含Cl元素部分化合物的“价-类”二维图,并从化合价角度分析物质可能具有的性质及其应用。在该过程中将问题驱动与情境探究相结合,层层深入;提出生活实例,引导学生用所学知识解决生活中实际问题。
关键词:生活情境;氧化还原反应;“价-类”二维图;情境教学
中图分类号:G4 文献标识码:A
氧化还原反应部分在教学上有承前启后的作用,属于化学核心概念[1]。在新课改、新教材、新高考的变化情景下,将氧化还原反应内容应用于生活实例中也出现了多种形式[2]。根据化学课程标准(2017年版),不但要求学生能掌握有关氧化还原反应的基本概念、特征、本质,知道氧化性、还原性强弱的判断方法,从日常生活中感悟化学所带来的美好。还要求能依据氧化还原反应原理去认识物质及其变化,预测未知物质性质及可能发生的变化,运用氧化还原反应知识去解决真实情境中的实际问题[3]。
1.教学目标
学生能准确区分氧化剂还原剂,掌握判断物质氧化性与还原性强弱的方法;通过真实情境推断NaClO在现实中应用,分析其可能具有的性质及其它用途;通过常见的含氯化合物的种类及其化合价,建构“价-类”二维图;解决染布漂色的实际原理,感悟化学在实际生活中的意义,以及对人类生产生活带来的改变。
2.教学设计
本节课选自鲁科版 (2019版) 化学1中第2章第3节氧化还原反应的第2课时,在教学过程中,选用真实情境进行主题式教学[4],让生硬的文字概念变得更加具体化。
教学线以濉溪石板街为载体,通过沿途青砖青瓦、纺织染布、临涣月饼等作为内容传递,进而缓缓阐述氧化还原反应的特征、本质以及应用等,使学生在完善故事线的同时,系统建构完整的知识网络。本课时着重于故事线中纺织染色部分,从而引出漂白剂NaClO。此前,学生已掌握了Cl2、NaCl、HClO等物质的相关性质。本节课中通过元素化合价及其种类,分析其可能具有的性质,设计实验进行验证,从而得到氧化剂还原剂的概念,以及判断其氧化性还原性强弱的方法,将氧化还原反应的知识点进行完善,构建知识网络[5]。
3.教学流程
新课导入:播放纪录片《良工造物》片段,感悟古法手工染布过程。
“精致朴素的古法制布店,色彩匀称的布料背后体现出染布匠人的高超技艺。”
[情景式教学任务]为保证布料着色度,染色前需对布料进行漂白,漂白可选用什么物质?用到了哪些性质?
[教师]布料着色前需用漂白剂,我们熟悉的漂白剂有哪些?
[学生]NaClO、Ca(ClO)2、H2O2
3.1 预测NaClO的性质,并写出依据
分析NaClO中Cl元素的价态,通过物质类别及化合价建构“价-类”二维图,进行分析。
[学生]在NaClO中,氯元素呈+1价,化合价既能上升又能下降。
[教师]定义将化合价升高、本质上失电子的物质称为还原剂,其具有还原性;反之称为氧化剂。在该过程中NaClO具有哪些性质?
[学生]NaClO既有氧化性又有还原性。
3.2 设计实验,验证NaClO的性质
哪些氧化剂和还原剂可供选择?
[学生]讨论并设计实验。
[性质检验]验证各组设计方案,观察现象并记录(验证氧化性)
用品选择:NaClO溶液,KI溶液,淀粉溶液,淀粉KI试纸,FeSO4溶液
[学生]按照设计实验操作,汇报方案。
小结:通过价态合理预测NaClO所具有的性质,从而验证其性质。
3.3 比较物质性质强弱
H2O2也具有一定的漂白性及氧化性,能否设计实验验证NaClO与H2O2的氧化性强弱对比。
[学生]猜测NaClO与H2O2中哪种物质的氧化性更强。
[教师]实验中有气泡产生,那么产生的气体是什么?依据又是什么?
(播放新闻视频)泳池中池水变绿,经调查是进行消毒时首先选用了含氯消毒剂,后又选用了H2O2做消毒剂,导致池水中绿藻大量繁殖
[学生]猜测NaClO与H2O2混合发生化学反应致其失效,并在该过程中产生了使藻类繁殖的物质。
[教师]给出NaClO与H2O2反应方程式,分析原因。
[学生]生成O2导致藻类繁殖。
小结:NaClO将H2O2氧化生成O2,则NaClO氧化性大于H2O2,在该过程中NaClO化合价降低做氧化剂,所以氧化剂氧化性大于还原剂。
3.4 结合情景,感悟原理
市面上所销售的84消毒液(Ⅱ型)注明了与洁厕灵(主要成分浓HCl,浓度5%-10%)禁止混用。
[学生]NaClO与HCl混用会发生化学反应。
[教师]给出方程式,分析发生该反应的物质以及禁止混用的原因。
[学生]NaClO与HCl发生反应,NaClO中Cl元素化合价降低做氧化剂,HCl做还原剂, NaClO氧化性强于HCl。生成物含有毒Cl2,所以禁止混用。
小结:通过实例再次巩固本节课所学氧化剂还原剂基本概念及判断氧化性强弱的方法。强化记忆、完善知识框架。在教学情境中完成教学任务,调动学生的积极性。
参考文献
[1]胡杨, 王后雄. “体验学习圈”在化学核心概念教学中的应用——以”氧化还原反应”为例[J]. 化学教学, 2019(10).
[2]俞林. 试论新课改化学教学过程中的素质教育[J]. 中国校外教育, 2010(05):88-88.
[3]中华人民共和国教育部制定.普通高中化学课程标准(2017 版)[S].北京:人民教育出版社,2018:73,17.
[4]张婷, 徐惠. 基于真实生活的化学主题式情境教学——以”高一氧化还原反应专题复习”为例[J]. 化学教学(1):6.
[5]姬广敏, 毕华林. 构建知识网络图对学生化学方程式学习影响的研究[J]. 化学教育, 2009, 30(005):21-23,33
作者简介:冯婧(1998- ),女,黑龙江北安人,主要从事高中化学教学及实验教学设计与研究.
*课题项目:教育部安徽教研基地项目总课题“普通高中基于学科核心素养的深度学习教学改进项目”;教育部安徽教研基地项目课题“促进学生深度学習的《氧化还原反应》单元活动设计与实施研究”(课题编号:HX202001)的研究成果。
通讯作者:冯婧
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