《蔗糖-“黑面包”实验的改进》说课稿(省级化学实验说课大赛获奖案例)

《蔗糖“黑面包”实验的改进》说课稿一、使用的教材人教版高中化学必修一第四章第四节图4—31二、实验器材及药品实验器材：带铁夹的铁架台（2个）、圆底烧瓶（250mL）、玻璃棒、硬质玻璃管、具支试管、橡胶塞、脱脂棉、托盘天平（带砝码）、量筒（2个）、镊子、胶头滴管、玻璃棒实验药品：蔗糖、98.3%浓硫酸、品红溶液、KMnO4溶液、Ca(OH)2溶液三、实验创新及改进要点本着以装置简单、现象明显、成功率高以及绿色化学的思想为原则,在教师的启发下对该实验进行了改进和创新（一）实验仪器的改进与创新1.用蒸馏烧瓶代替烧杯进行微型实验,，增大了反应物之间的接触面积，使反应更充分。最重要的是保证实验环境的密闭性，减少环境污染。2.增加气体检验微型实验，分别通过品红溶液、KMnO4溶液、澄清石灰水依次检验二氧化硫及二氧化碳，从定性分析的角度认识实验的本质。3.实验装置设计成集发生、检验、吸收于一体的密闭环境，操作简单具有普适性，一定程度上节约了药品，使实验流畅，现象明显。（二）控制变量，选择最佳药品用量针对此实验，我通过让学生对比不同版本教材并鼓励学生积极在网上查阅文献，以此为基础进行定量探究实验，使学生不仅观察到“黑面包”的生成，同时又能从定性的角度检验产物并进行尾气处理。发生原理：C发生原理：C12H22O1112C+11H2OC+2H2SO4(浓)＝CO2↑+2SO2↑+2H2O浓硫酸实验教学目标1.知识与技能：通过观察实验现象，加深学生对浓硫酸脱水性的理解，知道“黑面包”实验的本质2.过程与方法：（1）小组合作对实验进行改进及实验条件的优化，促进了思维的训练，提升了科学探究能力及创新能力。（2）学会运用控制变量法设计“对比实验”，比较药品用量的改变对“黑面包”实验的影响。3.情感态度与价值观：（1）通过实验改进和实验条件的优化，培养严谨的科学态度和实事求是的科学精神（2）增强绿色环保意识，养成爱护环境的好习惯六、实验教学内容本节课主要探究两个问题：其一是对“黑面包”实验装置改进的实验探究。第二是从定量的角度探究“黑面包”实验药品的用量，以达到定性检验气体的目的。实验教学过程第一阶段：初识蔗糖教师从化学视角，通过蔗糖图片和实物，介绍蔗糖的物理性质及化学式，学生聆听。第二阶段：偶遇浓硫酸教师引出浓硫酸，并指出化学界大多数物质都谈其色变，蔗糖遇到浓硫酸会怎样呢？接下来教师演示失败的“黑面包”实验，学生观察到蔗糖变成黑色的黏糊状，同时，闻到刺激性气味的气体，烧杯壁发烫。教师追问：难道这就是真实的情景吗？教师展示成功的“黑面包”实物，引起学生认知冲突及强烈的好奇心和求知欲。第三阶段—实验探究蔗糖的蜕变教师引导学生结合教材，采取小组合作的形式，讨论出该实验存在的问题。学生发现问题：首先：该实验没有给出实验药品的具体用量，容易导致药品的浪费。其次，不能定性的判断气体的成分，最后，整个实验是敞开体系，由于反应过程中有毒性气体放出，没有尾气处理装置。针对这些问题，学生再次讨论“黑面包”实验装置改进方案以及如何从定量和定性的角度探究“黑面包”实验。（一）实验装置改进用蒸馏烧瓶代替烧杯进行微型实验,，增大了反应物之间的接触面积，保证实验环境的密闭性，减少环境污染。U型管中只存放无水硫酸铜固体来检验水。将试剂瓶换成脱脂棉，置于硬质玻璃管中，这样做节省了实验药品的同时使现象更直观。给脱脂棉进行标注说明品红1号是检验二氧化硫气体，KMnO4溶液设计成三组，主要是除去SO2，之所以这样设计是防止脱脂棉与硬质玻璃管间存在空隙，使SO2吸收不完全，影响CO2检验。品红2号是检验SO2是否除尽。Ca（OH）2溶液放在具支试管中既节省了药品的用量，同时在支管处连接一个气球，实现了尾气的收集，同时简化了实验装置，体现了化学实验微型化和绿色化的设计理念，如图1。图1“黑面包”实验改进装置1（二）控制变量，选择最佳效果针对改进后的装置学生开始定量实验，我鼓励学生借力而行，学生通过查阅文献得知，要想看到“黑面包”效果，药品用量分别为：蔗糖10g，浓硫酸5ml。蒸馏水的量只是说加入几滴，并没有给出具体量是多少，于是，我带领学生以此为基础，分别探究了蒸馏水量为1ml、2ml时实验效果。（体积以烧瓶容积为标准）表1“黑面包”实验定量实验分析蔗糖用量（g）浓硫酸用量（ml）水量（ml）蔗糖变化硬质玻璃管澄清石灰水现象品红1号KMnO4溶液1号KMnO4溶液2号KMnO4溶液3号品红2号1051生成速率慢，“黑面包”体积小（<1/3）不褪色不褪色不褪色不褪色不褪色无变化1052生成速率较快，“黑面包”体积较小（1/3~2/3）部分褪色部分褪色部分褪色不褪色不褪色无变化通过两组实验对比发现仍存在问题：1.蔗糖全部润湿后，“黑面包”实验效果好但“黑面包”的体积小；2.水的检验很困难，无法观察到无水硫酸铜变蓝的现象，但细心的同学发现，在蒸馏烧瓶中出现大量水珠，以此作为水的定性判据;3.硬质玻璃管中品红1号褪色不完全，且澄清石灰水浑浊现象不明显。针对这些问题，学生又开始对实验进一步改进，具体做法如图2所示。图2“黑面包”实验改进装置2由于现象不明显，所以有学生提议以铺满烧瓶底部为标准，加大了药品的用量。将蔗糖的用量增加为20g，蒸馏水的用量为3ml时蔗糖全部润湿，浓硫酸用量5ml为起点。硬质玻璃管中脱脂棉应紧贴管壁，并且品红1号的浓度要调低，这样，能更明显的看出颜色变化进而判断SO2是否除尽。表2是学生实验记录情况及浓硫酸为8ml的实验效果图:表1“黑面包”实验定量实验分析蔗糖用量（g）浓硫酸用量（ml）水量（ml）蔗糖变化硬质玻璃管澄清石灰水现象品红1号KMnO4溶液1号KMnO4溶液2号KMnO4溶液3号品红2号2053生成速率较快，“黑面包”体积小（<1/3）部分褪色不褪色不褪色不褪色不褪色略显浑浊2063生成速率较快，“黑面包”体积小（<1/3）部分褪色部分褪色不褪色不褪色不褪色略显浑浊2073生成速率较快，“黑面包”体积较小（1/3~2/3）部分褪色 部分褪色不褪色不褪色不褪色略显浑浊2083速率快，黑面包”体积大（2/3）褪色部分褪色部分褪色不褪色不褪色浑浊第四阶段—总结升华通过实验得出结论：当蔗糖为20g，浓硫酸8ml，蒸馏水为3ml时“黑面包”实验效果最佳，能定性的判断气体的成分。教师总结升华，蔗糖本身为白色固体，当其遇到浓硫酸后发生了蜕变，希望同学们也要像蔗糖一样，无论生活中遇到顺境还是逆境都能理性面对，最终也会发生精彩的蜕变。八、实验效果评价及反思：通过实验学生们发现，改用20g蔗糖，浓硫酸为8ml，蒸馏水为3ml时，黑面包体积约占烧瓶容积的2/3，呈疏松多孔状，品红溶液褪色，澄清石灰水变浑浊，实验效果最佳。通过对实验的改进及定量和定性分析，学生最终看到了蔗糖的蜕变，促进了学生化学学科核心素养的培养。本节课反思如下：1.实验装置微型化。经改进后，本实验装置简单、操作简便、现象明显，实验药品用量少，实现了节约资源的目的