牙膏和火柴头中某些成分的检验
一、设计思路
1、探索从生活走进化学，从化学走向社会的教学理念。生活中衣食住行各方面都离不开化学，对21世纪公民来说，必须具备基本化学素质，对于高二学生，应该知道在哪里找到化学，化学能回答生活中的哪些问题，化学能为我们当前生活提供什么，本节课正是探索从生活走进化学，从化学走向社会的教学理念。
2、探索应用情境引导，问题探究式学习模式。问题探究式学习的展开，关键在于“探索求知”的情景引导设计。合适的情景有助于调动学生的潜能，只有被调动了的潜能才有可能发展成为学生的能力。本节课围绕日常生活中牙膏和火柴头的成份来创设情景，发挥学生的主体作用，引导学生提出猜想、设计实验、验证猜想、得出结论，在应用知识解决实际的问题的过程中，培养学生的能力。
二、教学目标
1、知识与技能
⑴了解牙膏和火柴头的主要成份及其检验方法。
⑵训练学生设计实验方案并动手操作的实验技能。
2、过程与方法
⑴通过“发现问题、提出假设、设计实验、实验验证、分析推论”的实验探究过程，使学生初步建立科学探究的意识，培养科学探究的品质，学习科学探究的基本方法。
⑵培养学生设计实验、观察实验、评价实验等综合实验能力。
3、情感态度与价值观
⑴以牙膏和火柴头成份知识为载体，培养学生关注社会，热爱生命的情感。
⑵通过实验探究，让学生感受科学探究的乐趣。
⑶通过实验探究，培养学生透过现象看本质的科学探究精神，严谨求实的科学作风，善于合作的团队精神。
三、教学重点、难点
1、重点：⑴牙膏中碳酸钙和甘油成份的检验方法；⑵火柴头中硫元素和氯元素的检验方法。
2、难点：火柴头中硫元素和氯元素的检验的方案设计。
四、教学准备
1、仪器、试管、烧杯、玻璃棒、滴管、酒精灯、火柴、注射器、漏斗等。
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2、试剂：0.5mol·L－1CuSO4溶液、1mol·L－1NaOH溶液、0.1mol·L－1Ag NO3溶液、0.01mol·L－1KMnO4酸性溶液、蒸镏水、广范PH 试纸、牙膏样品若干种、稀盐酸、稀硝酸、0.5mol·L－1NaNO2溶液等。
五、教学过程
探究课题1：牙膏中某些成份的检验
[播放]：学生超市中各种牙膏的种类及牙膏二甘醇事件的示频和某品牌牙膏的广告片。
[教师]：从广告语和生活中我们知道使用牙膏不仅能除去日常饮食带来的牙渍、恢复牙齿的健康洁白，还可以帮助防止牙渍再生，持久洁白牙齿。那么，牙膏的成份是什么？为什么牙膏有这些作用呢？
[学生活动]：阅读P32（表3－1），了解牙膏中的主要成份及其功能。
[教师]：根据资料介绍，牙膏中哪些成份我们可以用中学化学实验室中的常用药品和仪器进行检验？
[学生]：摩擦剂、甘油等。
[问题1]：如果牙膏中摩擦剂只有一种，如何检验你使用的牙膏中摩擦剂是什么？
[学生活动]：交流、讨论、设计方案、代表发言：
[实验方案]：取少量某品牌牙膏样品于烧杯中，并加入过量的稀盐酸，则实验中可能出现的现象与对应结论如下表：
实验中可能出现的现象
结 论
解 释
不溶解
摩擦剂为SiO2
溶解则产生气体
摩擦剂为CaCO3
溶解无气体加NaOH至过量后又产生沉淀
摩擦剂为Ca3(PO4)2
溶解无气体加NaOH至过量先产生沉淀后溶解
摩擦剂为Al(OH)3
[问题2]：如何检验牙膏中含有甘油？
[学生疑惑]：甘油中有三个羟基要定量检测吗？
[教师提示]：根据多羟基化合物的性质,定性检验。
[学生]：回忆、讨论、设计方案、代表发言:
[实验方案]：取少量牙膏样品于小烧杯中，加蒸馏水、搅拌，静置，取上层清液滴入新制的Cu(OH)2悬浊液中，观察实验现象。
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[实验现象]：产生绛蓝色的溶液
[实验结论]：牙膏中含有甘油。
[学生分析]：多羟基化合物与新制的Cu(OH)2悬浊液反应产生绛蓝色的溶液。
[学生活动]：书写甘油与 新制的Cu(OH)2悬浊液反应的化学方程式
[问题3]：牙膏水溶液是酸性的还是碱性的？
[实验方案]：用玻璃棒醮牙膏溶于水的澄清液滴在PH纸上，与比色卡对照。
[实验现象]：PH＞7
[实验结论]：牙膏水溶液显碱性。
[学生分析]：牙膏中的十二烷基硫酸钠、氟化钠等溶于水水解使溶液显碱性。
[探究课题2]：火柴头中某些成份的检验
[教师]：展示一盒火柴，并点着一根火柴。
[提问]：火柴为什么会起火？
[学生]：交流与讨论火柴起火的原理。
[教师]：引导学生阅读P33页“火柴起火原理”
[问题4]：火柴头中的硫以单质形式存在，能否直接检验，应如何检验？
[学生]：不容易直接检验；应检验燃烧产物的SO2
[教师]：SO2如何检验呢？
[学生活动]：交流讨论、设计实验方案、代表发言：
[方案1]：用品红溶液……
[方案2]：用酸性KMnO4溶液……
[方案3]：用紫色石蕊溶液……
[方案4]：用滴有酚酞的NaOH溶液……
[方案5]：溴水溶液……
…… ……
[师生]：评价以上方案，由于产物中的CO2溶于水也能使指示剂变色，故不采用用方案3和4.
[教师]：如何将燃烧产物SO2收集，以便观察实验现象？请同学们以0.01mol·L－1KMnO4酸性溶液为例，设计实验装置。
[学生]：交流与讨论、设计方案、小组发言：
[方案1]：：将火柴点着后迅速扔进盛有0.01mol·L－1KMnO4
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酸性溶液的试管中，反复多次，观察实验现象。
[方案2] 将火柴点着后用钳锅钳夹住伸到盛有0.01mol·L－1KMnO4酸性溶液 中试管中(不接触溶液)，反复多次，观察实验现象。
[方案3]：将5--6根火柴的火柴头摘下，在蒸发皿中点燃，迅速用一干燥洁净的空烧杯倒扣蒸发皿上，收集气体后，迅速倒入少量0.01mol·L－1KMnO4酸性溶液，观察实验现象
[方案4]：取两只洁净的小烧杯，标记为甲、乙，在乙烧杯中加入10ml 0.01mol·L－1KMnO4酸性溶液。将两根火柴伸入甲烧杯里，再用一根燃着的火柴点燃火柴头(如图1所示)，待火柴头燃尽，即将火柴移出，迅速将甲烧杯倒扣在乙烧杯上，轻轻振荡乙烧杯，观察实验现象。
（图1） （图2）
[方案5]：用漏斗、试管、注射器、导管等组成如图2装置，将两根火柴放在漏斗下面，用一根燃着的火柴点燃火柴头，使火柴头燃烧。慢慢拉动注射器的活塞进行抽气，让火柴头燃烧产生的气体通过0.01mol·L－1KMnO4酸性溶液，观察实验现象。
……
[师生]：评价上述方案。方案1应做对照实验，将火柴头直接仍进0.01mol·L－1KMnO4酸性溶液，观察KMnO4酸性溶液是否退色，方案2、3、4基本原理相同，选择方案4操作。
[教师]：演示实验方案1、4、5，分析得出结论
[问题5]：火柴头中的氯元素以氯酸钾形式存在，应如何检验？
[学生]：讨论：KClO3和MnO2 混合受热会分解，但受热时有硫等易燃物存在；会发生剧烈反应，可能有危险，也不可能进一步检验氯元素的存在。
[教师提示]：应考虑将ClO3－中的氯元素转化为Cl－离子再进一步检验：
⑴火柴头燃烧时，ClO3－会被硫等还原为Cl－
⑵可以用还原剂如NaNO2等将ClO3－还原为Cl－，再对Cl－进行检验。
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[学生]：讨论、设计实验方案、代表发言：
[方案1]：将燃尽的火柴头浸泡在少量水中，片刻后取少量溶液于试管中，滴加AgNO3和稀硝酸，观察实验现象。
[方案2]：将3－4根火柴头摘下浸于水中，片刻后取少量溶液于试管中，加AgNO3溶液、稀硝酸和NaNO2溶液，观察实验现象。
[教师]：演示实验方案1和2，分析并得出结论
[整理与归纳] 板书：
实 验 内 容
实验现象
结论或化学方程式
牙膏中某些主要成分的检验
测定牙膏溶液的PH
检验甘油
检验碳酸钙
火柴头中硫元素、氯元素的检验
检验硫元素
检验氯元素
六、作业设计
1、设计实验方案：测定并计算牙膏中的摩擦剂(只含碳酸钙)的质量分数。
2、设计实验方案，检验牙膏中的钙元素和含氟牙膏中的氟离子。
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