有关碘盐中碘元素检验的研究性学习活动
2020-07-23陈辉
陈 辉
(浙江省瑞安中学 325200)
一、提出研究课题
课程领域研究中研究性学习一直是具有特色的领域,新课程改革背景下已成为我国基础教育的组成部分,也是我国新课改的最大特点之一.研究性学习作为一种学习方式,通过引导实验人员自主研究分析方式获得结论,整个过程中教师仅起到引导作用.
实验人员对碘盐中到底有没有碘,表现出浓厚的兴趣,充满了好奇,这些好奇是教学创新的原因,也是开展科学探究的基础.这显然是一个很好的探究学习活动素材,因此,以“碘盐中碘元素的检验”为课题开始实验.
二、课题准备活动
通过查询资料获得实验研究的具体方向,并向实验室同事请教相关问题,做好准备工作.
市场上出售的碘盐是在食盐中加入适量的碘酸钾(KIO3),原材料可以选择市面上的食盐.含有碘酸钾的食盐容易出现挥发情况,实际中使用时要避免高温环境.相关研究结果表明:如果放入碘盐时选择炒菜爆锅阶段,碘使用率10%不到;炒菜中间阶段加入碘酸盐,此时碘的使用率可以提升到60%;如果完成炒菜在放入碘酸盐,使用率达到90%以上;选择凉拌菜的话,可以完全利用其中含有的碘.
准备好碘盐后开始进行溶液配制,准备好500mL的烧杯,向其中倒入500g食用碘盐,随后加入蒸馏水以没过食盐晶体为佳,并利用玻璃棒进行均匀搅拌,静置一段时间后选择清液备用.
三、研究课题实施
为了保证实验结果的真实性与科学性,课题研究时选择分组与集体共行对比方法.
1.实验目的
了解碘盐中碘元素的检验.
2.实验用品
试管,烧杯,玻璃棒,玻璃片,胶头滴管,镊子
碘盐,KI溶液,KI-淀粉试纸,稀硫酸,淀粉溶液,醋酸,苯,蒸馏水
3.实验设计和操作
(1)取KIO3溶液少量,再加KI溶液和稀硫酸少量,然后加几滴淀粉溶液.
(2)取碘盐少量,加水溶解,再加KI溶液和稀硫酸少量,然后加几滴淀粉溶液.
(3)取黄豆大小的一小堆碘盐置于玻璃片上,加一滴稀硫酸,然后用KI-淀粉试纸检验.
(4)取黄豆大小的一小堆碘盐置于玻璃片上,加一滴醋酸,然后用KI-淀粉试纸检验.
说明:设计多个实验的目的在于进行实验比较,确定最佳的实验结果.
4.实验观察和分析
实验1 实验2和实验3均有明显的蓝色现象,实验4的现象没有前面3个实验明显.
四、结论与原因
将预期结果与实验结果相比较,可以做出结论:可以利用KIO3的氧化性来检验碘盐中的碘元素.为了使检验工作可以在家庭或商店进行现场操作,可将试剂改为醋酸和KI-淀粉试纸.
实验中,发现碘的淀粉溶液呈紫红色,如果用苯萃取呈黄色.两者存在一定的差异,经过组员的认真探讨和研究,找到了一些可能存在的原因,从选材角度,选水溶液角度,配方角度进行分析,其结果如下:
1.选材角度
由于碘盐中KIO3的含量只有0.2‰,水多则浓度过小,会导致实验效果较差.通过多次实验,以500mL烧杯中加入500g碘盐并加水至350mL或400mL刻度线为宜,水尽量不可多加.
2.选水溶液角度
3.配方角度
(1)实验室的淀粉溶液存放时间较长,淀粉水溶液会缓慢的水解,其产物为糊精等,糊精与I2作用显红色,因此久置的淀粉溶液会降低反应的灵敏度,而且反应呈蓝色,甚至是紫红色,这与实验人员课本中学到的碘遇淀粉显蓝色有一定的不同.
(2)实验室内的化学药品,其标签上并没有标明化学纯、分析纯,而是一般的工业用品,纯度不够.
4.实验安全
部分实验人员缺少安全防护意识,觉得化学实验时所用到的试剂都是安全的,不会对自己造成伤害,具体操作时缺少必要安全防护,但实际中这种违规操作可能产生有毒气体、有害物质等,直接威胁到实验人员生命安全.部分药物试剂能通过呼吸、接触等入侵人体,特别是实验中产生的气体,强酸性烟雾刺激呼吸道,还会经过表皮进入到血液中.要重视实验废弃、废渣等处理,避免出现不经处理就排向空气的情况.
如,试剂瓶盖打开时,要明确室温,确定这些试剂能否在常温情况下打开.可以的话将试剂瓶口对着空地,条件允许时选择通风环境完成整体操作;配置相关溶液时,整个配置过程要在烧杯中完成,不能选择量筒配置,后者容易在受热环境下破碎,直接伤害到实验人员;强酸稀释时,需要将强酸慢慢倒入到水中,杜绝将水倒入强酸这种反向操作,倒入时利用搅拌棒持续搅拌.当强酸滴洒在桌面时,要带着手套利用抹布清理,如果滴洒量过大,选择普通沙土吸收并进行清扫.
到这里本节课内容已经结束,但大部分实验人员依然沉浸在自主探究、获得胜利的喜悦中,实验人员完全沉浸在化学知识学习过程中,询问实验人员,很多实验人员都表达:这节课过得好快、老师讲的真好、我知道了一些生活常识.在进行教学设计时,教师要考虑实验人员的喜好,选择合适的切入点,保证课堂教学质量与效率.
同时,实验人员在听完这趟课后又产生新的疑问:市场上碘盐中真的有碘吗?如何利用简单方式检验碘的存在?等,教师可以布置相关研究性作业,要求实验人员利用课余时间进行研究,并互相交流、分析,达成提升实验人员化学素养的目的.因此,研究性课题如果能立足于实验人员的“知、智、情”的基点,就能更有效,更有序的发展实验人员的综合素质.