《“黑面包”实验探究与改进—浓硫酸的三大特性》
说课稿
湖北省襄阳四中 曹 静
一、教材分析
1.教材的地位和作用
蔗糖与浓硫酸的反应（“黑面包”实验）是人教版普通高中课程标准实验教科书化学必修1第四章《非金属及其化合物》第四节《氨 硝酸 硫酸》中浓硫酸的性质实验。浓硫酸的三大特性吸水性、脱水性和强氧化性是中学化学的重要知识，“黑面包”实验充分证明了浓硫酸的这些特性。对“黑面包”实验过程中发现的问题进行探究和验证，有助于培养学生的探究意识、创新意识和合作意识。 2、教学目标 （1）知识与技能
①理解并掌握浓硫酸的三大特性。
②对实验中存在的问题进行分析和改进，实现化学实验的绿色化、一体化。 （2）过程与方法
①学生自主观察、分析实验，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力和科学的思维方式。
②小组合作优化实验条件，改进实验装置，熟悉实验研究基本方法，培养学生的知识迁移能力和动手能力。 （3）情感态度与价值观
①激发学生的求知主动性。 ②树立学生保护环境和保护动物的意识，认识化学在解决环境污染问题中的重要作用。 ③培养学生善于合作、勇于创新、积极实践的科学精神和科学态度。 3、教学重点和难点
教学重点：理解并掌握浓硫酸的三大特性。
教学难点：浓硫酸的氧化性；优化反应条件，按绿色化、一体化思想改进实验装置。 二、学情分析
在知识上，学生已经学习了氧化还原反应，CO2、SO2的性质及检验等相关内容，学科基础知识扎实。在能力上，学生初步具备了一定的观察能力、分析能力和思维能力，对化学实验热情高、兴趣大。但对实验研究的基本方法不太熟悉，需要老师进行一定的指导。 三、教法分析和学法指导
1、教法分析
在实验中发现问题、分析问题并积极解决问题是培养学生科学态度和创新精神的有效途径，因此，为了帮助学生掌握重点，突破难点，教师利用来自社会的教学资源，以实验中发现的问题为主线，串联整个教学过程，引领学生积极思维。实际教学中主要运用了如下方法：
（1）实验探究法：加深学生对浓硫酸的三大特性的认识，了解定量研究方法和定性研究方法，增强动手能力、观察分析和解决问题的能力。
（2）归纳演绎法：通过学生归纳和逻辑推导、教师总结点评，解决实际教学中发现的问题。
2、学法指导
本节教学立足于应用所学知识解决实验过程中发现的问题，学生学习本节内容时应注意： （1）回顾旧知：强化氧化还原反应、CO2和SO2的性质及检验等有关知识。
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（2）培养能力：学生主要运用观察、分析、比较、总结等学习手段，在主动参与、亲密合作、讨论交流、动手实践过程中培养探索精神、分析解决问题的能力、合作意识和环保意识。
四、实验仪器和药品
1、实验仪器
托盘天平、药匙、量筒、玻璃棒、小烧杯、表面皿、锥形瓶、大烧杯、玻璃导管、胶头滴管、橡胶塞、橡胶管、洗气瓶、洗气管、带试管夹的铁架台、5L食用油桶底部被剪掉的塑料罩、剪刀、镊子、棉花
2、实验药品
蔗糖、98%浓硫酸、浓酸性KMnO4溶液、浓NaOH溶液、品红溶液、澄清石灰水、蒸馏水
五、实验创新要点
实验一、定量分析蔗糖和浓硫酸的最佳用量，使学生了解定量分析方法。
实验二、探究蔗糖中加水与不加水现象的不同，通过对比实验让学生理解掌握浓硫酸的吸水性。
实验三、改进实验装置，定性检验“黑面包”实验的反应产物；观看用传感器检测反应产物的视频，了解现代技术的发展。
实验四、延伸实验，探究是活性炭的吸附性使有色溶液褪色还是“黑面包”中残留的二氧化硫使有色溶液褪色，让学生熟悉实验研究基本方法。 六、教学过程 教学程序 教师活动 向学生介绍大学生刘海洋用浓硫（一） 酸泼伤黑熊的社会创设情境 新闻。 引入主题 学生活动 一名同学上台演示“黑面包”实验，其他同学观察并描述实验现象。 教学意图 引发学生的学习兴趣和疑问；提高学生的观察能力和语言表述能力。 思考并提出演示实验中存在的问题： （1）实验中蔗糖和浓硫酸的用量有没有合适的配比，既能观察到明显的实验现象又能节约药品？ （2）为什么在加入浓硫酸之前要先滴几滴水？ （3）刺激性气味的气体是什么？如何证明？如何处理？ （4）为什么烧杯外壁会发烫？ （5）为什么加浓硫酸后要用玻璃棒搅拌？ （6）为什么蔗糖变黑后体积会膨胀？ （7）除了蔗糖以外，别的物质能不能进行类似的实验，比如面粉？ 分组讨论以上问题，明确该实验的反应原理，猜测答案，并设计实验对问题1、2、3第 2 页 共 6 页
引导学生发现演示实验中存在的问题，提出心中的困惑。 培养学生发现问题的能力和科学的思维方式 （二） 学生思考 提出问题 （三） 指导学生分析小组讨论 反应原理，给出以培养学生分析问题、
理论分析 上问题的答案，设计实验探究和验证问题1、2、3。 课前准备实验时，利用控制变量法确定学生所做三组实验中蔗糖和浓硫酸的用量。 进行探究和验证。 各小组展示汇报讨论结果： 实验原理： 吸水性：H2SO4＋xH2O = H2SO4·xH2O 反应放热 脱水性：C12H22O1112C＋解决问题的能力 11H2O 强氧化性：C＋2H2SO（ CO2↑ 4浓）＋2SO2↑＋2H2O 让学生了实验一、在有尾气吸收的装置中，做三解定量分组对比实验，探究蔗糖和浓硫酸的最佳用量： 析的实验方法 体现对比思想 改进实验装置，实验一体化、绿色化 实验二、加入浓硫酸之前为什么要先加几滴水？ 两名同学分别实验进行对比，一名同学烧杯内加入蔗糖后先加入几滴水再加入浓硫酸，而另一名同学烧杯内加入蔗糖后直接加浓硫酸，两人同时开始搅拌，观察现象。 实验三、按照下图所示实验装置，检验蔗糖与浓硫酸反应的产物。 指导学生分组实验，强调实验的安全性和操作的规范性。 （课前准备：（四） 将5L食用油的油分组实验 桶底部剪掉做成塑得出结论 料罩。） 实验一、蔗糖和浓硫酸的最佳用量： 在烧杯旁放一只表面皿，表面皿中放上一团蘸有浓氢氧化钠溶液的棉花，将5L食用油的油桶底部剪掉做成塑料罩，待蔗糖变黑培养学生的动手能力 混合物中有微小气泡冒出时，迅速罩上塑料 罩。待反应结束，气体被吸收后，观察对比。 以能观察到明显的实验现象和节约药品为依 据，选择最佳用量：①10g蔗糖+8mL浓硫酸。 实验二、加入浓硫酸之前为什么要先加体现对比第 3 页 共 6 页
引导学生注意对比二者的区别。 引导学生对新发现的问题进行思考、分析、讨论并找到解决办法。 播放用二氧化硫传感器和二氧化碳传感器检测反应产物的视频。 （五） 发现问题 再行探究 指导学生分析几滴水？ 未加水的烧杯内蔗糖变黄，但较长时间没有变黑，没有气体产生；而加水的烧杯内蔗糖迅速变黄变黑，产生气体，体积膨胀。 结论：蔗糖中加几滴水是黑面包实验成功的因素之一，原因在于，浓硫酸吸水放热，引发脱水反应迅速开始，说明了浓硫酸具有吸水性。 实验三、探究反应产物中是否有SO2、CO2： 按照学生设计的实验装置进行实验。在实验过程中，学生发现了新的问题，盛放澄清石灰水的洗气瓶中没有明显现象，学生讨论分析之后猜测，应该是由于洗气瓶体积太大导致的。基于此，学生对实验装置进行了两个方面的再改进，第一、选用洗气管（如右上图所示）以减小体积；第二，撤掉澄清石灰水前的品红溶液，增大酸性KMnO4溶液的浓度，重新组装仪器进行实验。 检查装置的气密性良好，依次在洗气管中装入品红溶液、浓酸性KMnO4溶液、澄清石灰水。称量10g蔗糖于锥形瓶中，先加几滴水，再加入8mL浓硫酸混合、搅拌。待锥形瓶内混合物中有微小气泡冒出时，迅速塞上橡胶塞。 实验现象：洗气管中有气泡冒出，当有大量气泡产生时，品红溶液褪色，酸性KMnO4溶液颜色变浅，澄清石灰水变浑浊，证明了“黑面包”实验中确实有SO2和CO2气体产生，体现了浓硫酸的强氧化性。 观看视频，体会科技发展给学习带来的更直观的体验。 思想，培养合作意识 培养学生科学探究、实验创新和小组合作的意识 使学生了解现代技术的发展 实验结束清洗仪器前，学生提出问题，蔗糖与浓硫酸的反应产物“黑面包”有没有什么用处。同学们对于新发现的问题讨论之后猜想，产物“黑面包”疏松多孔，是不是像活性炭一样能使有色物质褪色呢？ 实验四、反应产物“黑面包”能否变废第 4 页 共 6 页
学生发现
讨论品红溶液褪色原因，并找出解决问题的办法。 为宝？ 取两支试管，装入等体积的品红溶液，向其中一支试管中加入“黑面包”，振荡，静置，一段时间后，溶液红色褪去。有同学得出结论，“黑面包”具有吸附性能使有色溶液褪色。可是也有同学质疑，会不会是“黑面包”中残留的二氧化硫使品红溶液红色褪去呢？经过激烈的讨论分析，同学们决定先将“黑面包”用浓氢氧化钠溶液浸泡以除去二氧化硫，再用蒸馏水洗涤，重复三次该操作，检测最后一次洗涤液中没有二氧化硫，将处理后的“黑面包”再加入品红溶液中，发现品红溶液红色依然褪去，这说明“黑面包”确实具有吸附性，能使有色溶液褪色。课后，通过万方和维普查阅文献得知，有人曾做过用“黑面包”吸附废水中Pb2+的实验，效果很好。 学生将改进后的实验与课本实验进行对比，体会不同实验方法的优劣，熟悉实验研究的基本方法。 问题、分析问题、解决问题，动手实验，实现能力提升 （六） 对同学们的表对比实验 现总结点评，升华感悟优劣 情感。 总结归纳，巩固新知
七、教学反思与自我评价
1．通过实验，学生真正理解和牢固掌握了浓硫酸的三大特性，认识到了错误使用浓硫酸可能会造成的危害，对大学生伤熊事件有了正确的判断和评价。
2．整堂课气氛活跃，能明显感受到学生强烈的探究欲望。在验证产物的实验中，当品红溶液褪色、酸性KMnO4溶液颜色变浅、澄清石灰水变浑浊时，同学们情不自禁地鼓掌欢呼，他们体会到了改进课本实验成功带来的喜悦，教学效果非常好。下课之后，学生用面粉代替蔗糖进行“黑面包”实验，取得了同样的效果。
3．本节课亮点：
（1）突出实验特色，体现化学学科特点。本节课的四个实验，定量分析和定性检验相结合，各有侧重，各具特色。
（2）探究实验条件，达到理想实验效果。除了自制教具，实现了化学实验的绿色化之外，在实验三的准备过程中，我发现了洗气瓶体积太大的问题，及时准备了洗气管供学生选择。
（3）培养问题意识，实现学生能力提升。学生自主观察、分析实验，发现问题、分析问题、解决问题的能力和知识迁移能力、动手能力得到了提升，实验探究和创新意识、小组合作意识增强。
另外，在科学技术飞速发展的今天，如何把手持技术和传统实验相结合进行化学实验教学是我今后研究和努力的方向。
作者姓名：曹静
单位名称：湖北省襄阳市第四中学
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黑面包-高中化学实验说课稿
