从海水中提取的元素──溴和碘

1、食盐中的碘一、课题提出1、课题提出的背景有一个调查反映出现在的学生对化学感到压力很大和内容太难。有些教学内容和实际生活的脱节、教学方法使学生在学习化学原理的过程中体验不到探索的乐趣，不能不说是重要的原因。现在，要培养学生的个性发展与生存能力，创造力与批判性思维，交流、合作与团队的精神，信息素养和国际视野，已经成为一种潮流和趋势，越来越得到人们的认可，并在学校教育中得以实践。在上海市新的中学化学课程标准（以下简称 “新课标”）中，把“要使学生认识化学是一门与经济发展和社会进步有密切联系的科学，是一门富有探索性和创造性的科学” ，以及“有学习化学的兴趣、良好的学习习惯和自信心”作为特别突出的要求写

2、进中学化学课程的总目标中，提出要“让学生学得生动、学得主动” ，“让学生亲自体验、手脑并用” ，“让学生应用新技术、获取新信息”，“让学生参与教学、尝试成功” 。在教学实践中， 我自己也发现， 培养学生适应时代发展需要的基础知识和基本技能，形成收集、判断和处理信息的能力，是现在教师的一个重要任务。本课题就是在这样的背景下提出来的。2、课题的确定食盐是人们生活中最为常见常用的物质之一， 而在食盐中加碘更是现在普遍的作法。学生虽然有此常识，但是，对于食盐中为什么要加碘，加的是什么碘，如何通过化学方法检验等问题，却是一知半解。研究这个课题，可以使学生对加碘食盐有较为充分的了解。另一方面，“卤素”是学

3、生自接触化学学科以来第一次以族为单元进行系统学习的元素，以加碘食盐为研究对象，体现了以族为单元进行系统学习的特点。在“新课标”中， “卤素的应用”是一项重要的要求。本课题不仅体现了这个要求，还抓住了加碘食盐中碘的检验这个重点，体现了“新课标”中对于物质的检验的1要求，是一个较好的研究探讨课题。研究象“加碘食盐”这样的课题，也体现了这些“新课标”的精神，故提出此课题。二、课题设计1、整体思路首先要明确为什么要加碘、加什么碘。其次是重点：如何检验食盐中的碘？由于食盐中加的不是单质碘，而是碘的化合物，学生没有现成的方法和知识能直接检验，因此，这里要运用“转化”的思维方式，把碘化物还原为单质碘，再利用

4、学生熟悉的单质碘遇淀粉变蓝的特性来检验。最后讨论：为什么食盐中加的是碘酸钾，而不是其它的补碘剂？深化对碘的性质的认识。2、课题目标1）了解碘元素对人体的作用。了解食盐中加的是什么碘。2）学习探究 IO3 的检验方法，运用多种方法（如用生活中的用品）检验 IO3 。的思维方法，把复杂陌生的问题转化为已知的知识来解决问题。3、过程步骤课题分为准备、探索、深入三个阶段。准备主要是收集资料，探索主要是实验研究，深入是写作总结。三、课题实施1、准备1）查阅资料：学生围绕食盐中为何要加碘、加入的是何种碘、有什么方法检验这种碘三个问题来寻找文献资料。学生一般是通过书籍与网络两个途径来寻获资料。教师对怎样获取

5、资料做简单2辅导。2）实验准备：根据师生共同找到的资料，准备实验仪器：试管、试管架、胶头滴管、烧杯、玻棒；准备药品和试剂：加碘食盐、硫酸溶液、淀粉溶液、 KI 溶液、食醋、淀粉 KI 试纸、米汤、土豆。2、探索1）交流资料，了解食盐中为何要加碘，加入的是怎样的碘？其中，选取了如下学生的资料作为典型：有时候，大公司用很少的投资却可以做出巨大的贡献，最好的例证就是全世界的盐业生产商们，他们同联合国一道工作，确保所有食盐生产商生产的供人们消费的食盐都含有碘。结果是： 使全世界每年出生的9 千万新生儿免受碘缺乏的危害，也就是说他们在同造成脑发育落后的一个重要病因进行战斗。 联合国秘书长科非 安南碘是人

6、体生命必需的微量元素之一。缺乏会引起甲状腺肿大的疾病，儿童缺碘，则严重影响其智力发展，导致智商低下，因此人们将碘称为智慧元素。研究证明，一个正常成年人每天需摄入 100 微克的碘，若长期摄入量不中 50 微克 /天时，就可能得碘缺乏病。用加碘食盐防治碘缺乏病是目前世界上公认的一种好方法。市售加碘食盐的包装袋， 上面明确地标明了食盐中加入的是碘酸钾。2）实验研究，学生动手操作，运用各种方法检验碘酸钾 首先，分 7 个小组做对比实验，第一小组：加碘食盐溶液+ 硫酸溶液第二小组：加碘食盐溶液+ 淀粉溶液第三小组：加碘食盐溶液+ KI 溶液第四小组：加碘食盐溶液+ 硫酸溶液 + 淀粉溶液第五小组：加碘

7、食盐溶液+ 硫酸溶液 + KI溶液第六小组：加碘食盐溶液+ 淀粉溶液 + KI溶液第七小组：加碘食盐溶液+ 硫酸溶液 + KI 溶液 + 淀粉溶液3其中，前 6 个小组都无法检验出来，只有最后一个小组成功。于是引出检验 IO3 的化学原理：用碘化钾作为还原剂，把碘酸钾中高价的碘在酸性环境下转化为单质碘（ KIO +5KI+3H SO =3K SO +3I +3H O）。再利用单质3242422碘遇淀粉变蓝的特性来进行检验。 （转化的思维方法）其次，讨论有没有可能用生活中的物品来取代某些实验室里的试剂来进行检验。有学生提出用食醋、米汤、土豆等生活用品来进行多种方法的检验。方案一：小周同学提出用食

8、醋取代硫酸溶液。实验的结果同样观察到了变蓝现象。这说明可以用食醋取代硫酸溶液。大家讨论认为：无论是硫酸溶液还是食醋，都是创造酸性条件，有利于氧化还原反应的进行。方案二：小虞同学提出用米汤取代淀粉溶液。实验的结果也观察到了变蓝现象。说明可以用米汤取代淀粉溶液。大家讨论认为：米汤中富含淀粉，相当于厨房里的淀粉溶液。方案三：小李同学提出用土豆取代淀粉溶液。操作是将土豆切片，在一片土豆的截面上的同一个位置滴加加碘食盐溶液、 KI 溶液、食醋。经过一段时间，滴加试剂处颜色逐渐变深变蓝。说明也可以用土豆取代淀粉溶液。大家讨论认为：土豆也有丰富的淀粉，但是由于是固体，其中的淀粉分子不象溶液中的那样可以自由移

9、动，所以实验效果不如以上其他实验效果明显。建议将土豆消成薄片，将其煮熟或泡水，取其汁效果更佳。3、深入讨论：碘元素有多种存在形式，如 KI 、 I 2、KIO、 KIO3、KIO4等，为何只以 KIO3 形式来补碘？学生自行查阅有关资料，完成写作报告。四、总结反思1、效果（1）学生利用各种文献、网络等获得信息，处理信息的能力得到了加强4研究性课侧重对学生的能力培养，而非单纯的单个知识点的获得。所以对老师和学生都需要对课外各种资料进行大量的准备、整理、归纳工作。为配合“二期课改” ，我和学生已经尝试了一系列的研究课，如“上海市家用燃料的发展” 、“氯气实验室制法的探究”等。对学生这方面的能力已有

10、一定培养，故学生收集的资料齐全、信息筛选合理。这从学生在本课题的深入阶段完全自主完成的写作报告中就可以得到体现。这里摘取两个片段：1、碘化钾的优点是含碘量高（76 4% ），缺点是容易氧化，稳定性差，使用时需在食盐中同时加稳定剂。碘酸钾稳定性高不需要要稳定剂，但含碘量较低（ 59 3% ）。相比之下，使用碘酸钾优点还是较大的。因此，90 年始我国规定民用食盐的碘的添加剂为碘酸钾。（小李）2 、化合物中碘常见的氧化态为-（碘化物） ， + （碘酸盐） ， + （高碘酸盐）。碘为紫黑色闪亮晶体，能缓慢升华，气态碘显紫色，有刺激性气味，有毒！碘微溶于水，但很快发生水解，溶液显弱酸性，有碱存在时可促使

11、水解， 由于次碘酸盐很不稳定，又歧化分解为碘酸盐和碘化物。在水溶液中，碘的氧化性比氯和溴弱得多，只有强还原剂氢硫酸和硫代硫酸钠才能将它还原成碘离子： I2 + H 2S S + 2HI ;I 2 2S 2O 32- S 4O6 2- 2I-后一反应在分析化学中可用来定量碘，是碘量法的基础。 在水溶液中， 氯能将碘氧化为碘酸， 在碱性溶液中， 过量氯可将碘氧化为高碘酸盐。除贵金属外，碘可与所有金属化合成碘化物，与非金属化合成共价型碘化物，与其它卤素作用，生成卤素互化物，如溴化碘、氯化碘、氟化碘等。碘离子为强还原剂， 易给出一个电子。碘离子无色， 但空气中的氧能将碘离子氧化成游离5的碘， 而使碘化

12、物溶液略带棕色。单质碘遇淀粉生成蓝色物质，这是定性鉴定碘的特效方法。（小荣）（2）学生开始关注生活中身边的化学问题，潜移默化地加强了化学学习与实际生活的联系。比如本课题后，很多学生都提出了自己想开展的研究性课题，而这些课题都是与学生生活实际紧密联系的。如小喻同学提出的“血液中的钙” 、小张同学提出的“牙膏加氟对牙齿的作用” 、小林同学提出的“水果腐烂过程中的氧化还原反应” 、小朱同学提出的“大气二次污染光化学烟雾” 、小刘同学提出的“玻璃对环境的污染”等课题。（3）学生增强了学习化学的兴趣由于课题与生活接近，又需学生大量参与，自主学习。学生的参与热情很高。连平时成绩较弱的小骏同学也在认真准备后

13、交出了一份好的材料。不少同学回家后都留心查看了加碘食盐的配料、用法、注意事项等。小奚同学还从家中带来了加碘食盐供同学传看。从学生反馈来看，学生普遍反映这样的课题生动有趣，学得轻松，对培养自信，增强学习化学的兴趣和信心都有很大帮助。（4）学生设计实验方案的能力、通过实验排除其他可能，得出结论的能力、举一反三的能力在本课题中得到了锻炼和提高。2、反思“新课标”提出，要“让学生学得生动、学得主动” ，“让学生亲自体验、 手脑并用”，“让学生应用新技术、 获取新信息”，“让学生参与教学、尝试成功” ，本课题由于其来自生活、贴近生活、为了生活的特点，让学生兴致昂然，激发了学生探索求知的欲望，而且本课题动手性强，实验都由学生操作，达到了“学得生动、学得主动、亲自体验、手脑并用”的要求。但是，在“参与教学、尝试成功”和“应用新技术、获取新信息”方面还存在不足。本课题其实还可以进一步深入。如， “为何只以 KIO3 形式来补碘而不是其它形式？”这个问题，在本课题中只是作为最后的讨6论，实际上，这个问题也很值得深入研究。通过对不同价态碘的性质的研究讨论，深化对碘的认识，并能