人教版高中化学新课程选修模块实验分析与教学建议_化学与生活_上_

实验教学研究编者按! 2009年本刊全年刊出了由北京教育学院化学实验教学研究工作室在教研实践的基础上,对人教版高中化学新课程必修模块各章节的实验教学分析与教学建议系列文章,受到广大读者的热爱与好评。

2010年,本刊将继续刊出他们研究摸索出的高中化学选修模块的实验分析与教学建议系列文章,供各地开展实验教学参考。

人教版高中化学新课程选修模块实验分析与教学建议∀∀∀#化学与生活∃(上)% 王寿红 张 旌 贾晓春 李情义指导:何彩霞 白福秦北京教育学院化学实验教学研究工作室 100044重视STS教育,强调化学要&贴近生活,贴近社会∋是化学课程改革的重要理念,在高中化学课程中设置#化学与生活∃模块,也正是这一理念的重要体现。

本模块设置了&化学与健康∋、&生活中的材料∋和&化学与环境保护∋三个内容主题。

教材中,共设计了&关注营养平衡∋、&促进身心健康∋、&探索生活材料∋、&保护生存环境∋4章、13节内容,所选择的内容均以学生的生活经验为基础,贴近学生、贴近生活。

本模块共设置实验4个、科学探究6个、实践活动5个,实验内容和分布如表1所示。

通过实验,可以从中提取并研究与生活相关的化学问题,培养学生用化学的视角看问题的意识,并学习相应的方法,帮助学生更深刻地了解化学与人类生活的密切联系。

本文就人教版#化学与生活∃教材中的重、难点化学实验进行分析并拓展。

同时对实验进行分类,提出针对性的教学建议供参考。

实验1∀1! 葡萄糖的还原性1 实验分析葡萄糖是最重要、最简单的单糖,在自然界中分布十分广泛,存在于葡萄等带甜味的水果中,是人体内最重要的供能物质。

葡萄糖的结构与性质既是教学重点,也是教学难点。

做好葡萄糖的还原性实验很有必要,因为它验证了葡萄糖的结构中含有醛基,为后面学习淀粉与纤维素的水解打好基础。

实验步骤为:(1)配制银氨溶液:在1支洁净的试管中,加入1mL Ag NO3溶液,然后一边振荡试管,一边逐滴滴入氨水,直到析出的沉淀恰好溶解为止。

所得澄清溶液就是银氨溶液。

(2)在新制的银氨溶液中加入1mL~2mL 葡萄糖溶液,充分混合后,放在热水浴中加热,约半分钟可观察到试管内壁有银镜生成。

做此实验时应注意以下几点:(1)做好本实验的关键是试管必须清洁,否则会影响实验效果。

可以先用10%氢氧化钠溶液加入试管中加热煮沸约3分钟,然后用蒸馏水冲洗干净后再使用。

(2)在配制银氨溶液时,应防止加入过量的氨水,否则会产生容易爆炸的雷酸银。

(3)银氨溶液必须随用随配,不可久置,否则会生成易爆炸的物质叠氮化银(Ag N3),该物质哪怕是用玻璃棒刮擦也会引起其分解而爆炸。

(4)在盛银氨溶液的试管内,注入无水乙醇2 ~3滴,能促进化学反应,使反应不加热也能进行,只需以手握试管,便可生成光亮的银镜。

(5)实验后,试管中的反应混合液要及时处理,不可久置。

生成的银镜用少量的稀硝酸洗去,并用水清洗。

(6)葡萄糖的还原性实验必须用水浴加热,表1 人教版#化学与生活∃模块实验内容和分布章节实验类型实验名称第一章关注营养平衡第一节生命的基础能源∀∀∀糖类第三节生命的基础∀∀∀蛋白质第四节 维生素和微量元素实验1-1葡萄糖的还原性科学探索设计淀粉水解实验方案实践活动用瓜果制淀粉,并试验它的性质实验1-2蛋白质的盐析实验1-3蛋白质的变性实验1-4蛋白质的颜色反应实践活动从面粉中提取蛋白质实践活动鸡蛋系列实验科学探索试验维C的化学性质(主要是还原性);测试新鲜水果中有无维C第二章促进身心健康第二节正确使用药物科学探索选择一种药物,了解其主要成分和不良反应,设计实验方案证明这种抗酸药的有效成分第三章探索生活材料第二节金属的腐蚀和防护第三节玻璃、陶瓷和水泥第四节塑料、纤维和橡胶科学探索不同条件下铁钉的锈蚀实践活动水泥的水硬性科学探索聚乙烯塑料热塑性实验科学探索几种纤维的性质实验第四章保护生存环境第三节垃圾资源化实践活动泡沫塑料的溶解实验不能用火焰直接加热,以防止发生爆炸。

2 教学建议(1)采用实验探究的教学模式。

葡萄糖是一种多羟基醛,它的特征反应是由分子中的醛基引起的。

醛基具有还原性,可被弱氧化剂氢氧化二氨合银(银氨溶液)氧化成酸,同时有银单质生成,此时可写出葡萄糖与银氨溶液反应的化学方程式:CH2OH (CHOH)4 C HO+2[Ag(NH3)2]OH(C H2OH (C HOH)4 COOH+2Ag)+4NH3∗+H2O(2)本实验操作简单,现象明显,建议教师将此实验设为学生实验,教学效果会更好。

(3)为了使学生认识葡萄糖是自然界广泛存在的一种单糖,教师可以给学生提供一些日常食品,如葡萄汁和蜂蜜水等,用他们代替葡萄糖溶液做银镜反应实验,观察实验现象,并得出结论。

(4)本实验涉及的基本操作技能不多,又是学生已经学过的基本操作,在做此实验时,教师可启发学生回忆、思考、复习,得出正确的操作方法,如:量筒的使用、液体药品的取用、胶头滴管的使用方法等。

(5)为了激发学生的兴趣,建议教师补充以下实验:补充1∀1! 小镜子的制作制作大小约0 25m2小镜子的步骤如下:(1)银氨溶液的配制:称取8g硝酸银,溶于100mL蒸馏水中,滴加氨水,直到沉淀恰好溶解时为止。

再称取8g氢氧化钾,溶于100mL蒸馏水中,待氢氧化钾全部溶解之后,将溶液全部注入银氨溶液中,产生沉淀,再滴加氨水,直到沉淀全部溶解为止,盖好,熟化2~4小时。

(2)葡萄糖溶液的配制:称取4g葡萄糖,溶于96mL蒸馏水中,现用现配。

(3)玻璃片处理:玻璃片先用碱液洗涤去油,再用硝酸溶液洗涤除去有机物,最后用氯化亚锡溶液洗涤,使银与玻璃片容易结合。

(4)制镜:在银氨溶液中注入15mL~20mL 无水乙醇,并加水稀释到500mL,搅拌后,再注入葡萄糖溶液,然后全部倒在玻璃片上,片刻后玻璃片上便会生成一层银,反应结束后,将玻璃片上的废液倒掉,用清水缓缓冲洗玻璃片,并晾干。

(5)银镜保护:将虫胶或骨胶溶于水中,形成稀溶液倒在银膜上,晾干形成胶膜,保护银层。

补充1∀2! 柿霜是什么柿子是一种营养丰富、物美价廉的水果。

其中糖分和维生素比一般水果高1~2倍以上。

但柿子中含有较多的单宁酸,吃起来往往会有涩味,使人的舌头和肚子感到不舒服,于是人们往往对柿子进行一番加工∀∀∀放在日光下晒干制成柿饼。

在晒制过程中,水分蒸发,在柿饼的表面会形成一层白粉,一般称作柿霜。

柿霜的主要成分是葡萄糖。

葡萄糖的分子中含有醛基,是一种还原糖,可以与银氨溶液、新制的氢氧化铜溶液发生特征化学反应,产生银镜和红色氧化亚铜沉淀。

因此,可以通过实验检验柿霜的主要成分。

实验步骤如下:(1)制柿霜溶液:取柿饼一只,放在50mL烧杯中,注入15mL~20mL蒸馏水,用玻璃棒不断翻动,使柿饼表面的柿霜溶解在蒸馏水中(柿霜应有足够的量。

如果柿饼的柿霜量较少,可用两只或更多的柿饼实验)。

将溶液过滤,得到无色透明的柿霜溶液。

(2)银镜反应:取一支洁净的试管,加入2%硝酸银溶液2mL,逐滴滴入2%氨水,直到沉淀恰好溶解为止。

然后加入柿霜溶液1 5mL,并将试管放在沸水浴中加热约3分钟,试管壁上出现了一层光亮的银镜。

(3)红色氧化亚铜反应:另取一支试管,加入10%氢氧化钠溶液4m L,然后滴加5%硫酸铜溶液5滴,可观察到有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成。

加入1mL柿霜溶液,用试管架夹住试管,放在酒精灯上加热,很快有红色氧化亚铜沉淀生成。

此实验可作为葡萄糖还原性的补充实验,使学生巩固葡萄糖的特性反应及其应用。

科学探究1∀1! 淀粉的水解1 实验分析淀粉水解实验是一个科学探究实验,要求学生自己设计实验方案,使他们从中体现科学研究过程,培养学生的创新精神和实践能力。

淀粉是自然界广泛存在的一种多糖,其分子结构中不含有醛基,不发生银镜反应。

通过水解实验,使学生认识到淀粉水解的产物是葡萄糖,帮助学生建立单糖与多糖的联系。

实验步骤为:(1)配制浓度约0 6%~0 7%的淀粉溶液10m L。

(2)配制银氨溶液:在一支洁净的试管中,加入1m L2%硝酸银溶液,然后一边振荡试管,一边逐滴滴入2%氨水,直到析出的沉淀恰好溶解为止。

所得的澄清溶液就是银氨溶液。

(3)取3支试管,在试管1和试管2中各放入5m L淀粉溶液,在试管1中加入10滴20%硫酸溶液,将试管1和试管2都加热5~6分钟。

(4)待溶液充分冷却后,用10%氢氧化钠溶液中和试管1中的硫酸溶液至p H=9,并把一部分液体转移到试管3中。

(5)在试管2和试管3中都滴入碘溶液,观察溶液颜色的变化。

(6)在试管1中加入银氨溶液,水浴加热后,观察有何现象。

做此实验时应注意以下几点:(1)检验淀粉是否水解时,一定要让加热后的试管冷却之后,再加入碘水。

因为碘与淀粉在常温下,才能形成复合物,从而改变碘的原有颜色,成为深蓝色。

(2)在检验淀粉是否已经水解时,若用银镜反应检验水解产物,对溶液p H值要求比较严格,如果pH值控制不好,银镜不易生成。

若将水解液加碱中和后,直接加入少量硫酸铜溶液,加热,就可以观察到有红色的氧化亚铜沉淀生成,要比银镜反应简单易行。

2 教学建议(1)学生已经具备淀粉和葡萄糖如何检验的知识,教师可联系人们在咀嚼含淀粉的食物中会感到甜味的问题,说明淀粉在唾液淀粉酶的作用下发生了水解反应。

从而引导学生理解淀粉在人体内的消化过程,即淀粉在人体内最终水解为能够被吸收的葡萄糖。

通过教师引导,让学生自己设计淀粉水解最佳实验方案,解决以下问题: +淀粉在无淀粉酶参加时能否水解?,实验室条件下,淀粉水解的条件和产物是什么?−怎样判断淀粉已经水解?小组交流实验方案,并评出最佳方案。

(2)根据最佳方案,采用对照实验的方法实施实验,并将实验现象和结论填写在表2中。

表2试管1试管2试管3实验现象有光亮的银镜产生试管中液体变蓝碘水不变色结论淀粉水解后生成葡萄糖淀粉未水解,碘遇淀粉变蓝色淀粉水解后生成葡萄糖化学方程式CH2OH (CHOH)4 CHO+2[A g(NH3)2]OH(CH2OH (CHOH)4 COOH+2Ag)+4NH3∗+H20(C6H10O5)n+n H2O(nC6H12O6实验1∀2! 蛋白质的盐析1 实验分析蛋白质是生命的基础,一切重要的生命现象和生理机能都与蛋白质密切相关。

蛋白质是由氨基酸通过肽键构成的高分子化合物。

向蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐溶液后,可使蛋白质凝聚而从溶液中析出,这种作用叫做盐析。

这样析出的蛋白质仍然可以溶解在水里,而不影响原来蛋白质的性质。

因此,盐析是一个可逆过程。

利用这个性质,可以采用多次盐析的方法来分离和提纯蛋白质。

实验步骤为:(1)蛋白质溶液的配制:用铁钉在一个鸡蛋壳的两端各打一个小孔,竖立,使蛋清流入烧杯中,加50mL水搅拌,蛋清中的清蛋白溶于水,球蛋白呈絮状析出。