实验说课稿

实验说课稿集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-2017年亳州市中小学实验教学说课大赛说课稿学科：高中化学课题：《基于手持技术对过氧化钠与水反应过程的研究》教材：鲁科版高中《化学必修一》姓名：方涛学校：亳州市第一中学高中化学·鲁科版必修一基于手持技术对过氧化钠与水反应过程的研究方涛亳州市第一中学一、实验教学分析1、教学内容分析过氧化钠与水的反应在现行版本的教材中均有介绍，山东科技出版社新编教材必修一《化学》，第1章“认识化学科学”，第2节“研究物质性的方法和程序”课后“练习与活动”第三题（第18页）有涉及到过氧化钠与水反应的实验研究，其内容是：“取一小烧杯，向其中加入少量过氧化钠固体，然后加入适量蒸馏水，充分振荡后再向其中滴入酚酞溶液”。

在教学过程中教师通常会做演示实验或者引导学生自主完成该实验。

在实验过程中对于“滴加酚酞后，溶液先变红后褪色的现象”，因为教学过程中，学生能够观察到的实验现象是十分有限的，一般教师会由此现象直接告诉学生：“反应过程的中间产物是过氧化氢，过氧化氢具有漂白性，将酚酞漂白，使溶液先变红后褪色”。

并没有相关的实验事实说明，中间产物是过氧化氢。

2、学生学情分析过氧化钠与水的反应是高中化学中一个重要的反应，反应原理较为复杂，然而学生在过氧化钠与水反应分步的问题上没有经验，教学过程中大多是直接告诉学生在过氧化钠与水的反应过程中中间产物是过氧化氢，依据维果茨基的“最近发展区理论”，这显然已经超出了学生的现有潜在认知水平，所以学生在处理该知识点时只能通过机械记忆。

所以，为了解决这一难题，在书本实验的基础上结合手持技术设计实验。

通过实验过程的跟踪，展示给学生的不仅仅是结果还有反应过程。

同时和书本实验完美结合，在实际教学过程中有很强的实用性。

二、实验部分1、实验原理过氧化钠与水或稀酸反应产生过氧化氢，过氧化氢不稳定，立即分解放出氧气○1。

反应方程式：第一步：过氧化钠与水发生复分解反应：Na2O2+2H2O = 2NaOH + H2O2（快）第二步：过氧化氢发生分解反应：2H2O2= 2H2O+ O2↑ （慢）总反应：2Na2O2+2H2O = 4NaOH+ O2↑查阅相关数据H2O2(l) → H2O(l)+12O2(g)的△rHθ= -98.2 kJ·mol-1，△rGθ= -119.2 kJ·mol-1，所以过氧化氢水溶液能够自发的发生歧化反应。

而过氧化氢的分解速率与酸碱○1高等教育出版社《无机化学第四版》 655页性、催化剂种类有密切关系，在催化剂不存在时，过氧化氢水溶液分解较慢，当接触金属表面（Pt、Ag）、MnO2等，都能使过氧化氢分解加速，过氧化氢在碱性介质中的分解远比酸性介质中快○2。

在过氧化钠与水反应的过程中，生成大量的过氧化氢未发生分解，可以通过加入催化剂的方法，使过氧化氢分解彻底。

通过监测整个反应过程中的氧气变化可以得出过氧化钠与水反应是分步进行的，中间产物为过氧化氢的实验结论。

2、实验仪器与药品实验仪器：电脑、Vernier LabQuest2 数据采集器、氧气传感器（配套反应装置）、药匙实验药品：过氧化钠、蒸馏水、二氧化锰、酚酞溶液3、实验步骤将氧气传感器、数据采集器、电脑相连，打开Logger Pro 3实验数据处理软件，设置坐标为纵坐标为氧气百分含量，横坐标为时间。

在氧气传感器配套反应容器内加入50ml水，用氧气传感器开始监测反应容器内的氧气百分含量，向反应容器内加入一药匙过氧化钠（约3g），安装氧气传感器监测，当氧气百分含量不再变化时，打开反应装置，向其中加入少量二氧化锰（约1g），安装氧气传感器检测反应容器内的氧气百分含量变化。

4、实验结果与讨论氧气的百分含量变化随反应时间的变化曲线如图1所示，分析数据得出，反应容器内的氧气含量为18.92%，加入过氧化钠后，从35s到73s，用时38s，氧气含量从18.92%上升到27.08%，上升8.16%，图像表明在该实验条件下氧气百分含量不再变化。

取出氧气传感器，氧气含量降低并向其中加入酚酞溶液，现象为溶液先变红色后褪色。

加入二氧化锰之后数据显示，从127s到170s，用时43s，氧气含量从19.77%迅速增加到33.07%，上升13.3%，最后保持不变，取出氧气传感器，向其中加入酚酞溶液溶液保持红色不褪去。

图1 过氧化钠与水反应过程中反应装置内的氧气百分含量随时间的变化曲线○2高等教育出版社《无机化学第四版》 494页通过数据分析可以得出以下结论：（1）、过氧化钠与水反应有碱性物质生成，该物质为氢氧化钠；（2）、过氧化钠与水反应为分步反应，中间产物为过氧化氢；（3）、第一步产生的氧气的量较第二段产生的氧气量少，说明过氧化钠与水反应生成过氧化氢，且有大部分过氧化氢在碱性环境下未分解生成氧气。

5、实验改进要点利用氧气传感器对过氧化钠与水反应过程中氧气的百分含量进行跟踪检测，绘制氧气含量与反应时间变化曲线，实现实验过程的可视化、动态化。

三、实验教学内容1、实验教学目标（1）、通过分析过氧化钠与水反应分步进行的实验研究的学习，提高对化学学习的兴趣，形成对分步进行的化学反应的初步认识，提高应用所学知识解决实际问题的能力；（2）、通过氧气含量与反应时间的数据学会分析数据、读图、数据分析能力，初步认识应用手持技术的实验的实验装置组成；（3）、通过对比书本实验和教学实验，提高的设计、评价、处理等实验综合能力。

2、教学重难点教学重点：掌握过氧化钠与水反应是分步进行的，且中间产物是过氧化氢；教学难点：根据过氧化钠与水反应过程中释放氧气的量的变化，形成中间产物是过氧化氢的结论3、实验教学过程（1）创设情景激发思维[课堂引入] 过氧化氢是生活中最常见的一中杀菌消毒剂和漂白剂，在生活中有着广泛的用途。

过氧化氢使如何制备的呢？工业中可以用过氧化钠制备过氧化氢，过程如下。

①用磷酸或磷酸二氢钠将过氧化钠水溶液中和至PH ：9.0～9.7，使生成磷酸氢钠和过氧化氢的水溶液。

②使所说的磷酸氢钠和过氧化氢水溶液冷却到+5～－5℃，从而使绝大部分磷酸氢钠以十水磷酸氢钠水合物形式析出。

③在离心分离器中对含有磷酸氢钠水合物和过氧化氢水溶液混合物进行分离，从而使磷酸氢钠水合物结晶从含少量磷酸氢钠的过氧化氢水溶液中分离出来。

④将所说的含少量磷酸氢钠的过氧化氢水溶液在蒸发器中蒸发，得到含过氧化氢和水的蒸汽，而含过氧化氢的磷酸氢钠浓盐溶液从底部流出并返回中和槽。

⑤将所说的含过氧化氢和水的蒸汽在分馏塔中进行减压分馏，得到约30%过氧化氢。

这一过程是如何实现的呢？（2）以书为本 发现问题[小组试验] 学习讨论书本中的关于过氧化钠与水反应的实验研究。

并进行书本实验，发现实验过程中出现的问题。

过氧化钠淡黄色固体？[现象汇报]实验过程中过氧化钠与水反应迅速，过氧化钠迅速消失，产生大量气体，放热，向反应后溶液滴加酚酞溶液酚酞先变红后褪色。

[提出问题]过氧化钠与水反应后的溶液中滴加酚酞溶液，溶液先变红后褪色，是什么原因引起的？（3）学习新知拓展思路[获取新知]过氧化钠与水或稀酸反应产生过氧化氢，过氧化氢不稳定，立即分解放出氧气。

氧气传感器是一种用于测量环境氧气含量的装置，搭配Vernier LabQuest2 数据采集器可以获取实时的氧气百分含量。

（4）观察实验思考论证[演示实验]将氧气传感器、数据采集器、电脑相连，打开Logger Pro 3实验数据处理软件，设置坐标为纵坐标为氧气百分含量，横坐标为时间。

在氧气传感器配套反应容器内加入50ml水，用氧气传感器开始监测反应容器内的氧气百分含量，向反应容器内加入一药匙过氧化钠（约3g），安装氧气传感器监测，当氧气百分含量不再变化时，打开反应装置，向其中加入少量二氧化锰（约1g），安装氧气传感器检测反应容器内的氧气百分含量变化。

[形成结论] 分析反应过程中的氧气含量的变化，分析得出过氧化钠与水反应过程中有过氧化氢生成。

所以说明过氧化钠与水反应是分步进行的，中间产物为过氧化氢。

并用化学方程式表达，反应过程。

（5）学以致用用于实践[学以致用] 因为过氧化钠与水反应中间产物为过氧化氢，所以工业中可以用过氧化钠制备过氧化氢。

因为过氧化氢在碱性环境下的分解速率较快，所以在工业中常用酸与过氧化钠反应。

过氧化钠与水反应这一分步进行过程，所以在生活中过氧化钠还可用于漂白剂，杀菌消毒剂，实际起到漂白、杀菌消毒的成分是中间产物过氧化氢。

四、实验效果反思与评价学生学习过氧化钠与水的反应时，在理解反应分步进行，并且中间产物是过氧化氢这个抽象问题是十分困难，传统实验只能观察静态的实验现象，依靠教师的强调和学生的强记完成知识的学习。

实验过程不生动、难以激发学生的学习兴趣。

应用手持技术，对反应过程中的氧气含量进行实时监控，并且实现化学的多重表征中的微观表征和曲线表征，给学生呈现一个动态曲线，更加的生动、形象，也更加符合高中阶段的学生的思维特点。

该实验操作简单，对实验者操作能力要求不高，所以本实验在课堂上帮助学生理解过氧化钠与水等复杂反应过程具有不可比拟的作用。