第1篇:冰水在化学实验中的作用范文
学龄前儿童的回答最果断、最肯定、最直接,他们的答案只有一个字“会”。小学生的回答内容多了许多,他们说:“要看把冰放在哪儿,冰在冷冻室里就不会化,而在外面就会化。”虽然答得很具体,但从质上发生了变化,他们能辩证地看待问题了。中学生乃至成人的回答则更加咬文嚼字和精确,他们认为“冰在一定条件下会化。具体来说,冰在0℃以下的条件下不会化,而在0℃以上的条件下会化”。儿童学科学最重要的不是获取知识,而是形成初步的科学态度和科学的思维方式,获得探究解决问题的方法。
“冰会化吗”这一探究课题正是帮助儿童感知事物的多面性,学习从不同角度认识事物,学会辩证地思考问题。
指导孩子探究的具体方法可参考以下方法:
第一,提出问题“冰会化吗”,引起孩子的疑问和思考。进一步思考“怎样使冰化得快,怎样使冰化得慢”,对孩子的回答不作任何评判,建议孩子做实验,亲自试一试。
第二,和孩子一起商量,计划把冰放在几种不同的环境下,尽可能尊重孩子的想法。帮助他们设计一张记录表,对实验可能出现的结果先作猜测,画图用简单的符号作记录。
第三,进行具体操作,观察、比较不同条件下的冰是否融化,排列融化的顺序并作记录。
第四,提供温度计,指导孩子学习测量冰所放置环境下的温度并记录。
第五,将实验结果与预先的猜测作比较,如果猜对了,可以强化孩子已有的认识;如果猜错了,让实验的结果来调整孩子已有的认识,这样他们较容易接受,印象深刻,而且有利于形成尊重事实的科学态度。
第六,引导孩子表达自己的发现,依据所获得的第一手资料得出结论或作出解释。他们获得的探索结果是经验性的,而非严密的科学概念。
通过孩子主动参与和亲身实践,“冰在什么情况下会融化、不会融化、化得快、化得慢”等科学知识不再是成人的灌输,而是他们自己的发现。同时,他们会感到自己很能干,于是增强了自信心。同时,在探索过程中,他们尝试使用各种科学方法,如观察、实验、测量、思考、表达等,获得了解决问题的策略。最重要的是这类活动使孩子形成了科学的态度,懂得根据事实下结论,初步学会了辩证思考。在以后的生活中,成人还应不失时机地引导孩子运用学到的知识,如怎样保存冷冻食品、物品,如何快速融化冷冻食品、物品等。与此同时,让孩子进一步体验保温桶、微波炉、电冰箱等科技产品对人们生活的影响,萌发对科学发明的向往。
实验一:冰长高了
1、将水灌入矿泉水瓶至瓶颈处,用彩笔在瓶壁上标注水位的高度,放入冰箱。
2、待水结冰后取出,观察冰面在瓶体的位置,用其他颜色的彩笔标注。
3、比较水位与冰面的高度。(结果:水瓶中冰面的位置高于水位。)
4、解冻瓶中的冰,观察水位是否还原。
小知识:水遇冷膨胀
一般物体都具有受热膨胀、遇冷收缩的特性,然而水是个例外。它遇冷凝结成冰后,体积反而变大,所以瓶中冰面的位置会高于原来的水位。
实验二:解冻食品的比较
1、将冷冻食品分别放在下列三种环境中解冻。(A、微波炉B、热水中C、凉水中)
2、观察比较解冻情况。A、解冻速度快,且均匀。B、食物外层迅速解冻,但里面解冻速度慢。C、解冻速度慢,但均匀。
小知识:微波炉工作原理
微波炉中的磁控管可以产生每秒24亿5千万次的超高频率的电磁波,即微波,它快速震荡,致使食物内的分子摩擦而产生热能,因此,食物受热均匀,利用微波炉解冻食品不仅迅速,而且能保持解冻后食物组织的水分和鲜嫩。
第2篇:冰水在化学实验中的作用范文
淮安2013年中考物理试题第23题 - 探究影响冰熔化快慢的因素,是一道实验探究题。试题的情境(话题),由研究冰熔化特性实验引发(建立在学生平时的实验基础上),学生对问题的情境非常熟悉,试题呈现的问题学生在平时的学习中也若有所悟,仅是没有深入的思考过,问题的智能水平要求恰好接近于学生的最近发展区,不同能力层次的学生都能进行作答,只是作答的科学性、合理性,语言表述的流畅性有着明显的差异,能准确考查学生的智能水平层次和多项能力,是一道好题。
【试题】做研究冰的熔化特性实验时,小华发现冰熔化有快有慢,思考影响冰熔化快慢的因素会有哪些?提出两个猜想:
猜想1:环境温度可能会影响冰块熔化的快慢。
猜想2:冰块的形状可能会影响其熔化快慢。
(1)列举生活中的一个实例说明"猜想1"是合理的:____________ 。
(2)小华设计的探究"猜想2"的实验方案是:
a.量出3份50mL的蒸馏水,分别倒入容积均是50mL的长方体、正方体和球体塑料模型盒中。
b.倒入模型盒中时确保没有水溅出。
c.把模型盒放到冰箱冷冻室里,冷冻足够长的时间。
d.将模型盒从冰箱里取出来,冰块迅速倒进标注字母A、B、C的3只烧杯中(实验中3块冰的表面积从大到小依次是长方体、正方体和球体)。
e.观察记录3个冰块完全熔化所用的时间。
①实验方案中的操作步骤a、b的设计目的是 ___________ 。
②实验结果表明,冰块的形状会影响其熔化的快慢。则三种形状的冰块中,熔化最慢的是 ______ ,写出推断的理由:___________。
换个角度思考,纸笔测试展示的物理探究试题,本质上是阅读理解题、知识运用类试题,审题的关键同样是阅读试题,收集处理信息。信息收集的准确、完整性是关键,处理信息的能力是基础,用概念化的语言准确表述出来是水平。
试题给出的2条猜想,对学生的思维进行适当的限制,以降低评卷的难度和考查的效度。对第一猜想"环境温度可能会影响冰熔化速度"的处理技术,是要求学生列举一个生活实例进行说明;对第二猜想"冰的形状可能会影响其熔化速度"的处理途径,是要求学生通过设计实验方案进行探究。
列举生活中的实例,证明环境温度变化会影响冰的熔化速度,问题解答的思路是:(1)列举的实例展示的是一个物态变化 - 熔化过程,如冰棒的熔化、河面冰块的熔化。(2)实例中冰的熔化速度的变化是由环境温度变化引起的(环境温度的变化有夏天与冬天、室内与室外、冰箱内外等),如冰棒由冰箱中拿出开始熔化,放进嘴里熔化的速度变快,环境温度越高冰熔化的速度越快。
试题没有要求学生设计实验,因为对初中学生来说,设计实验方案是一项能力较高的要求,日常教学活动中,教师对学生设计实验方案活动的指导也缺乏规范性,没有成熟的思路,随意性较大。试题通过给出实验方案,要求学生写出实验方案其中的两个关键步骤的设计目的,同样能对学生实验方案的设计能力进行考查,但是其难度大为降低,能力要求高于但接近学生的实际水平。
试题要求学生阐述实验设计目的的两个步骤是:a.量出500ml的蒸馏水3份,分别倒入容积为500ml的长方体、正方体和球体塑料模型中。B.倒入模型盒中时确保没有水溅出。其目的显然是要确保模型盒中水的量相等(质量相等或体积相同),避免产生误差。从物理方法的角度考虑,就是控制变量 - 控制影响冰熔化速度的多个量中的非研究量不变,改变研究的单因子变量(形状),以科学考察冰熔化速度随其形状所发生的变化,这样做不是为提高实验的准确性,而是要确何实验的科学性和合理性,是学生物理过程中,需要培养学生的一种物理素养。
试题接着给出实验获得的结果:冰的形状会影响冰块的熔化速度,同时传递给学生一个信息,实验中三个冰块的表面积从大到小依次是长方体、正方体和球体。要求学生依据学过的知识和生活经验判断,三个不同形状的冰块中,熔化最慢的是哪一个。
此判断所依据的物理知识,可以是影响水蒸发快慢因素(表面积、温度和表面空气的流速等)知识的迁移,也可以由物态变化的基本原理出发――物态变化是由温度变化引起的,温度变化剧烈(温差变化大),热传导速度快,物态变化快。从长方体、正方体到球体,其与环境间的温差被控制相同,表面积逐渐减小,表面积越小的冰块,相同时间内获取的热量越小,温度升高相对较小(Q = cmt),熔化较慢。这样熔化最块的是长方体冰块,其次是正方体冰块,熔化最慢的是球形冰块。
第3篇:冰水在化学实验中的作用范文
一、做导游,引导明确目的,弄清原理和方法
导游的任务是为游客提供服务,向导服务、讲解服务、处理团队中的突发事件等。我们这里的导游任务也大同小异,是指导学生明确实验目的,弄清实验的基本原理和基本方法。
所谓“明确实验目的”,就是要使学生清楚本实验要解决什么问题及要达到什么目的。如果实验目的不明确,不能根据教材要求很好地理解它,则会在实验时面对眼前的仪器束手无策。也只有明确了实验目的,才能使自己成为实验的主人,为实现真正的科学探究打下坚实的基础。实验原理和实验方法是指导学生完成实验的根本依据,若不能很好地掌握实验的原理和方法,做实验时就没有了可遵循的原则。
此过程中,教师作为引导着学生徜徉于知识海洋的导游,既要告诉学生知识的要点,也要让学生有自我发现的乐趣。既有有组织的指导预习,也应让学生自主学习与本实验有关的知识和方法。
二、做工程师,精心设计实验,细心选取器材
实验的设计和选材,可是关系到本节实验课的效率是否高的关键因素之一,如何在不长的一节实验课上尽可能收获更多的细节,实验前的精心设计是不可或缺的一步。这就需要作为物理教师的你作一个非凡的工程师,精心设计学生的实验过程,并根据实验细心选择适合当下学生需要的实验器材。实验的设计包含的要素较多:①注重实验方法;②尽量减小实验误差;③设计的步骤科学可行;④符合初中阶段学生的认知规律等。器材的选择往往被部分教师所忽视,其实它是实验设计过程中的异常重要的一环,有时甚至能左右实验的成败。以笔者教学《熔化与凝固》一节为例,其中的一些经验与教训很能说明问题。课前,先确定本节的主线为利用对比法探究晶体与非晶体的熔化、凝固过程中的区别与联系。在10班上这节课的时候,先学习了熔化、凝固定义,然后很自然过渡到熔化、凝固过程中的吸放热关系及温度变化规律的探究上来了,共同讨论实验方法时,同学们都认识到物体吸放热不均匀有可能影响本实验,不失时机推出“水浴法”及通过不停搅拌等手段来使吸热均匀。然而“百密一疏”,在冰的选择上,我采用通常的碎冰(即用锤子将冰块一一敲碎)装入大试管,进行实验,结果却并不理想。小结如下:①缺少冰在低温吸热升温而物态不变的过程发现;②冰在熔化过程中,虽经不断搅拌,即温度却仍有小幅振荡;③熔化过程过短(3.5min),不足以在学生中产生强烈印象。在3班再上本节课时,我对实验的器材作了根本改变:①变贮冰保温瓶单层为“双层”,在夹层中装入―10℃的20%酒精,从而可控制实验时碎冰的初温达―6℃左右,可让学生发现晶体固态物质在未达熔点前吸热升温而物态却并不变化的过程;②变碎冰为霜,使颗粒更细小,受热更均匀,甚至无需搅拌;③变水浴为空气浴,即通过冰从空气中吸热给冰“加热”,使冰得以缓慢吸热。实验中,经4―5min后,冰温度达到了0℃,此后经历了“漫长”的15min的熔化时间,这期间学生们还发现这些细冰熔化后形成的一个个气泡在冰水中缓慢上升,这一以前老师也未见过的过程,收获到了许多意外之喜。学生们充分理解了“盘中水冰,冰化水水温不升”这句话的含义。
三、做主持,启发思维碰撞,引来百花齐放
学生实验时,应创造一个相对开放的环境,对其探究内容不过统得过死,否则可能会扼杀了学生的创造性。而开放实验的结果必然会带来百花齐放的局面,此时的物理教师更应是一个激情澎湃的主持人,为这一伟大的思维碰撞时刻推波助澜。
以笔者去年上的一节公开课《光的折射》为例,我给每位同学准备了一杯热水(热水的水雾可用于显示光在空气中的光路),一只激光手电筒,一张硬白塑料片,一只空塑料杯,一只长吸管等,让学生在学习了光的直线传播及光的反射的基础上,结合自习,自主探究光的折射规律。实验讨论时,我作为“主持人”,让同学们广开言路,各抒已见。学生经过实验后提出了这样一些有意义的探究结论:①光从空气中斜射入水中,改变传播方向,且偏向法线;②增大入射角,折射角也随着增大;③光从空气中垂直射向水中时,不改变光的传播方向;④光从水中斜射入空气中时,光的传播方向改变且偏离法线;⑤在④结论中,当入射角增大到一定时候,没有光线进入空气;⑥光线在水中也是沿直线传播的;⑦光斜射到空杯底某点,慢慢加水后,点向法线方向靠近;⑧斜射入水中的吸管看上去向上弯折了;⑨竖直放的吸管从上面看上去在水中的部分好象变短了,而从旁边看过去,好象变粗了。在这百花齐放的时刻,听课者情不自禁为这些可爱的学生的探究精神所感动。
四、做导师,纵论实验得失,升华实验成果
实验的及时总结,可以说是至关重要的。此时就是作为学生学习上的导师发挥作用的时候。实验中虽有百花齐放之乐,却也需“去伪存真、去粗取精”。导师此时的作用可谓“画龙点睛”,不失时机的点评实验的得与失可加深对实验结论的理解和掌握。必要时,你这位导师还应采用更为直观的方法来帮助学生找寻实验数据间的联系。
第4篇:冰水在化学实验中的作用范文
论文关键词:兴趣,学生,实验,生活,科学
《初中物理课程标准》明确提出,在义务教育阶段,物理课程要通过从自然、生活到物理的认识过程,激发学生的求知欲,让学生领略自然现象中的美妙与和谐,培养学生终身的探索兴趣。让学生对物理产生兴趣已成为物理教学的重要组成部分,现将笔者在教学中结合当地实际培养学生物理学习兴趣的几点做法加以总结。
一、实验激趣
好奇、好动、求知欲强是中学生典型的心理特点,但兴趣的持久性难以保持。根据这一特点,教师让学生自己多动手。如学习大气压时,教师在装满水的杯口上用硬纸片盖住并倒过来,发现水并不流出,纸片也不下落,使学生明确大气压的存在。接着让两个学生做马德堡半球实验,让他们感觉到巨大的大气压力。做完演示实验后,让学生自己反复演练。由于我们农村实验条件差、实验仪器少,课前布置让学生自己寻找可替代的简陋仪器,课上在教师的指导下分组展示。这不仅调动了学生课前对知识的预习,而且培养了他们的动手能力,为他们将来做科学实验打下基础。课堂上学生乐此不彼地展示着,有的用水杯做,有的用瓶子做,有的拿来旧注射器替代做马德堡半球实验,… …。有的还提出了更大胆的设想,做出了更大胆的实验。有学生将气球放入瓶中套在瓶口上吹,气球不变大科学,证明气压的存在。一节课下来学生个个笑容满面,神采飞扬,下课后仍意犹未尽。学生感兴趣,注意力集中了,课堂活了,自然知识就掌握牢固了。
二、生活寻趣
有人说“生活皆物理”,生活中的物理知识到处都有,比比皆是论文参考文献格式。大家都熟知的船在水上不沉,利用了水的浮力,车子行走过快,刹不住,惯性作用的结果,晒衣服风口处、阳光下水蒸发得快,近视眼、老花眼戴眼镜,利用了凸透镜和凹透镜的成像原理,不胜枚举。当今随着现代化水平的不断提高,物理知识的应用更加广泛,从电冰箱、空调、电视机、洗衣机、电脑等大件到电饭锅、电灯、电话等小件全都离不开电。中国当今已成为汽车大国,汽车中的物理知识更多,从车体形状到发动机的每一个部件,再到车灯设计,以及车在路上的行动没有一处能够离开物理知识。而且随着汽车性能的改进,对尖端物理知识的应用要求更高,像倒车雷达、卫星定位、… …。
在学习电能和电功率时,笔者给学生提出了这样的问题,让学生进行探究:
1.随着人们生活水平的提高,冰箱已进入千家万户,打开电冰箱的门看一看,电冰箱门口的照明灯在什么时间亮?什么时候灭?再用耳朵贴在电冰箱的侧面听一听,在电冰箱的门关上后,电冰箱用来制冷的压缩机能否工作?猜想一下,电冰箱中的电动机和电灯泡是串联还是并联的?
2.已知某家用电冰箱的额定功率为120W。请问:
(1)电冰箱工作的时间是不连续的,若该电冰箱正常工作的总时间为6h,消耗电能是多少?
(2)电冰箱在使用时,实际功率不一定等于额定功率,怎样利用电能表和手表来测量电冰箱工作时的实际功率呢?简述测量方法。
(3)根据调查,电冰箱的霜过多会增加耗电量,请问电冰箱的霜是怎样形成的?要使电冰箱内少结霜,在使用电冰箱时应注意什么?(提出一条措施)
(4)电冰箱如何节约用电?
通过以上问题的解决,学生认识到冰箱处处皆物理,既学会了知识,又增长了兴趣,还培养了学生的节能环保意识。
三、科研提趣
学习惯性定律时,课前要求学生搜集有关领域的科学家及相关事迹,学生搜集到了伽利略、牛顿,通过课堂展示交流,学生不仅认识到这两位巨星的非凡人生和伟大成就,而且在勤奋学习、刻苦钻研、勇于坚持真理方面都受到了熏陶。有的学生说我要做伽利略这样的人,有的说我要做牛顿这样的人,有的将牛顿的话“不花在研究上的时间都是损失”写在课本上科学,有的将此改写为“不花在学习上的时间都是损失”写为自己的座右铭。兴趣来了,精力集中了,课堂效率自然就提高了。“国事家事,天下事,事事关心”,学生是未来的主人,立足当今,创造未来是他们的历史使命。结合神州系列升空,“嫦娥一号”和“嫦娥二号”飞船的相继遨游太空,在全国上下振奋和鼓舞的时刻,笔者组织学生观看了相关的纪实片,并给学生提出了这样的问题,在宇航飞船上是什么感觉?初中学生在当时虽然有很多知识还没有学习,但这样的疑问却激发了学生向深层次探究物理知识的兴趣,培养了学生的科学意识、探究精神,激发了学生的爱国热情。再如学习杠杆时,受希腊科学家阿基米德“一定大小的力可以移动任何重量的东西,如果给我一个支点和一根足够长的棍子,就可以撬动地球。”的启示,使学生认识到做科学要敢于想象,善于想象,放开思维,大胆前进,将兴趣转化为求知欲。
浓厚的兴趣是刻苦钻研、勇于攻关的强大动力。教师在教学中只要充分利用现有的资源和条件,将知识自然化、生活化、趣味化,学生就会将物理知识学好,进而用好。
第5篇:冰水在化学实验中的作用范文
一、第一次教学
环节一:观察现象.提出问题
在内外干燥的玻璃杯外壁用毛笔画一朵小花,装上冰块后静置。待学生观察到画变得模糊,玻璃杯外壁有小水珠时,提出问题“水珠从哪里来?”
环节二:猜测
以小组为单位进行讨论,猜测小水珠的来源,汇报时将学生的猜测归为两类:小水珠来自杯内、小水珠来自杯外。
环节三:对比实验一
演示杯子装冰后加盖和装冰后不加盖的对比实验。学生观察发现,两种情况下都有水珠形成,从而确定小水珠是来自杯子外面的水蒸气。
环节四:对比实验二
观察静置的空杯子、装自来水的杯子和装冰块的杯子,通过对比观察,发现空杯子和装自来水的杯子外壁均无小水珠,装了冰块的杯子外壁有小水珠,进而得出小水珠的形成与冰有关系。
环节五:对比实验三
小水珠的产生与冰有关系,有怎样的关系呢?冰摸上去的感觉是什么?冷!还有什么是冷的?这时让学生将盛冰块的容器中融化出来的冰水倒入空杯中观察,发现杯子外壁同样会有小水珠,借此揭示冰的作用是使杯子外壁冷。
环节六:分析实验证据
引导学生分析三个对比实验,得到结论:小水珠来自杯外水蒸气;小水珠的形成与冰有关系;冰的作用是使杯子外壁冷。由此引出本课的科学概念:温度变化可以使水蒸气变成水。
环节七:解释
根据今天所学的知识,请学生尝试着解释课前小魔术中花瓶外壁小水珠的来源。接着让学生回忆生活中还在哪里见到过小水珠,并解释这些水珠的来源。
第一次教学,整节课的活动安排紧密有序,在尊重学生的兴趣与需要的基础上,尊重学生的思维过程,在构建科学概念的过程中,设置阶梯,层层递进,逐步接近教学目标:小水珠来自杯外,与杯内的冰有关系,冰的作用的是使杯子外壁冷。
但是,在研讨过程中,大家还是提出了一些问题:
1.这节课并没有体现探究过程,整节课一直都是围绕着“杯子外壁出现了水珠”这一现象在教学,连真正的“科学问题”都没有提出,只是提出了一个实际问题:水珠从哪里来?没有实验设计,也没有实验验证。
2.本课看似层层递进,却没有一个核心点,教学重点不突出。依据教材及本课所属的大概念“当事物发生变化或被改变时,会发生能量的转化,但是在宇宙中能量的总量总是不变的”,应将教学重点定为“温度的变化可以使水蒸气变成水”。
3.本课结束后,学生只是能解释盛冰的玻璃杯外壁有小水珠,对于大自然中的小水珠的来源却极少涉及。之所以这样,是因为教学目标制定的不够准确,“水蒸气遇冷会凝结成水”确实是本课的一个教学目标,但是这一教学目标的描述不够全面。
4.本节课只留出了极少的时间让学生对现象进行解释,重证据,轻解释,导致应用环节薄弱。收集证据确实是探究式教学中比较重要的环节,但是解释的环节也是必不可少的,如果不能将从证据得来的结论用来解释我们遇到的问题,得到的知识只能是“死”知识。
二、第二次教学
在第二次教学时,根据大家的建议,我将教学内容进行了调整。
环节一:观察现象、提出问题
1.两个杯子中装上水,盖住,观察外壁无水珠。往其中一个加冰块,观察杯子外壁有水珠,提问:小水珠从哪里来的?
2.在生说中你在哪里见过小水珠?
3.小水珠的形成可能与什么有关呢?
环节二:猜想
1.小组讨论。
2学生,猜想:与温度的变化有关。(学生可能会说与冷热有关,教师说明物体的冷热程度用温度表示。)
环节三:设计实验
1.如果你认同与温度的变化有关,能不能利用温度的变化设计一个实验,让我们看到小水珠?
2.小组讨论。
3.小组汇报实验方案:
冷遇热(装冰的杯子,加盖子)。
热遇热(装热水的杯子,加盖子)。
环节四:小组实验:造水珠
环节五:汇报
引导学生认识什么是冷的,什么是热的,抓住温度的变化。
环节六:解释
1.利用科学的语言解释生活中小水珠的来源。
2.温度的变化会使物质的状态发生变化。
修改后的教学设计,提出了科学问题“小水珠的形成可能与什么有关?”暗示了某些变量之间的因果关系,紧紧围绕本课内容所属的“大概念”:当事物发生变化或被改变时,会发生能量的转化,但是在宇宙中能量的总量总是不变的。在解释环节也预留了一部分时间,让科学服务于生活的观念得得以充分实现。
三、教学反思
1.制定教学目标应当充分关注科学概念
比如,第一次教学时的教学目标就没有抓住核心概念进行制定,导致学生不能对大自然中的现象进行解释。在第二次教学中,以科学概念的形成为线索组织教学,为解释自然界中小水珠的来源提供了一个很好的支撑点。
2.用科学问题引领学生的探究
如果在教学中,学生不能在科学问题的引领下进行探究,就只会被动地学习一些比较虚的理论,这些理论并不能帮他们了解周围的事物。比如在解释环节,学生可能对杯子外壁的小水珠的来源知道了,但对生活中的小水珠的来源依然不清楚。我们的教学不能只是为了解决书本上的问题,更应该帮助学生解决在生活中和大自然中遇到的困惑。
3.适时组织小组讨论
小组讨论的时机和次数应当具体问题具体分析,不能盲目进行。比如在第二次教学中,就设计了两个小组讨论,一是提出问题“小水珠的形成可能与什么有关”后,进行小组讨论,聚集集体的智慧进行猜测;二是在设计造水珠的实验时,也设置了一个小组讨论。
第6篇:冰水在化学实验中的作用范文
【摘要】采用非水滴定法测定柠檬酸钾含量,操作简便快速,将常规滴定与微型滴定的结果进行了比较,得到的结果非常接近,且均具有较好的精密度。
【主题词】柠檬酸钾含量 非水滴定 微型实验
一 测定技术 原理
用冰醋酸作溶剂,加入一定量的醋酸酐以除去水分。用结晶紫为指示剂,用高氯酸标准溶液测定柠檬酸钾含量。
二 试剂
冰乙酸(A.R);乙酸酐(A.R);结晶紫指示剂:5g/L;高氯酸(A.R):0.1moL/L的标准溶液;柠檬酸钾(A.R符合 HG3129780),邻苯二甲酸氢钾(A.R)。
三 主要仪器
微型滴定管(自己研制,专利号:00230756.1);50ml酸式滴定管; 锥型瓶(25ml;250ml)。
四 溶液的配制
HClO4HAc(0.1mol•L-1):在700~800mL的冰醋酸中缓缓加入72%(质量比)的高氯酸8.5mL,摇匀,在室温下缓缓滴加乙酸酐24mL,边加边摇,加完后再振摇均匀,冷却,加适量的无水冰醋酸,稀释至1L,摇匀,放置24h(使乙酸酐与溶液中水充分反应)。
结晶紫指示剂:5g/L :0.5g结晶紫溶于100mL冰醋酸溶液中。
五 0.1mol•L-1HClO4HAc的标定
用常量和微量非水滴定法对同一0.1mol•L-1HClO4HAc溶液进行标定。
常规滴定: 准确称取KHC8H4O4 0.4g~0.5g于干燥的250ml锥形瓶中,加入冰醋酸50mL使其溶解,加结晶紫指示剂1滴,用HClO4HAc(0.1mol•L-1)缓缓滴定至溶液呈蓝绿色。同时取50ml冰醋酸进行空白试验。
微型滴定:准确称取0.5g左右KHC8H4O4于干燥的小烧杯中,加入30mL冰醋酸,溶解后定量转移至50mL容量瓶内,用冰醋酸稀释至刻度,摇匀。移取2mL于干燥的25ml锥形瓶内,加1滴(用细滴管)结晶紫指示剂,用(0.1mol•L-1)HClO4冰醋酸滴定至紫色转变为蓝绿色。同时取2ml冰醋酸进行空白试验。
C(HClO4)= m×1000V-V0×204.2式中,C(HClO4)为高氯酸标准溶液浓度(mol/L);m为KHC8H4O4的质量( g);204.2为KHC8H4O4的莫尔质量(g/mol);V为滴定KHC8H4O4溶液所消耗高氯酸标准溶液体积(ml);V0为滴定空白溶液所消耗高氯酸标准溶液体积(ml)。
六 檬酸钾含量的测定
用常量和微量非水滴定法对同一柠檬酸钾溶液做对照测定。
常规滴定:准确称取0.25g~0.30g柠檬酸钾试样于干燥的250mL锥形瓶中,加40mL冰醋酸,微热溶解,放冷,加乙酸酐10mL,加2滴结晶紫指示剂,用0.1mol•L-1HClO4HAc的高氯酸标准溶液滴定至溶液由紫色变蓝色。同时做空白试验。
微型滴定:准确称取0.30g~0.35g柠檬酸钾试样于干燥的小烧杯中,加入25mL冰醋酸,10ml乙酸酐,溶解后定量转移至50mL容量瓶中,用冰醋酸稀释至刻度,摇匀。移取2mL于干燥的25ml锥形瓶内,加1滴(用细滴管)结晶紫指示剂,用(0.1mol•L-1)HClO4冰醋酸滴定至紫色转变为蓝绿色。同时进行空白试验。
K3C6H5O7•H2O%= (V-V0)×C×324.413×1000×m×100, K3C6H5O7•H2O%为檬酸钾的质量百分含量;V为滴定K3C6H5O7•H2O溶液所消耗高氯酸标准溶液体积(ml);V0为滴定空白溶液所消耗高氯酸标准溶液体积(ml);C为高氯酸标准溶液浓度(mol/L);324.4为K3C6H5O7•H2O的莫尔质量(g/mol);m为测定时所取K3C6H5O7•H2O的质量( g)。
七 结果
对常规滴定和微型滴定的结果差异性进行分析:0.1mol•L-1HClO4HAc的标定:F=s21s22==0.02220.0152 =2.15查表F=6.39F<F表檬酸钾含量的测定:F=s21s22==0.1820.162 =1.27查表F=6.39F<F表
八 讨论
1 F检验结果表明微型滴定和常量滴定的结果差异不明显,符合化学分析要求。
2 采用自己研制的微型滴定管(专利号:00230756.1)可以满足定量分析对精密度和准确度的要求。
3 微型滴定的试剂用量少,可节约经费,减少环境污染。推广绿色化学。
4 在实验教学中利用微型实验对培养学生的实验技能大有益处。
参考文献
[1] 梁振强,等.非水滴定法测定柠檬酸钾的含量. 广州化工,2004,32(3):45~46 .
[2] 武汉大学主编.分析化学实验. 第4版.高等教育出版社, 1999.
[3] 蔡凌霜,曹建军,张玉清,等.武汉大学学报(理学版). 2001,47(专刊):25.
第7篇:冰水在化学实验中的作用范文
传说中的主人公,现代古气候冰芯研究之父,丹麦地球物理学和古气候学家威利・邓思伽德博士在其自传中是这样回忆的:
1952年6月21日,星期六,天气凉爽,阵雨预示着一个潮湿的周末。我琢磨着“雨水中氧的不同同位素的组成是怎样的?这种组成是否会随不同的阵雨而改变?”我现在拥有一个能测量这种组成的设备,做个试验也不会有什么损失。我在一个空啤酒瓶上放上一个漏斗,然后把这个“复杂”的设备放在后院的草坪上,静等着雨水的降临。
接下来所发生的如果不是奇迹,也确实是千载难逢。邓思伽德所遇到的是一场几十年不遇的风暴,暴雨整整持续了两天!他在用完家中所藏所有啤酒瓶(也可能有威士忌酒瓶)之后,不得不把厨房里所有能够按雨水的盆盆罐罐都用上了。周一,当他带着所有这些厨房里用的各种器皿来到实验室时,所有同事都大吃一惊,都以为他要在实验室开生日聚会(附带说一句,啤酒瓶、误会的生日聚会,这也许就是本文开头所提到的传说的来源)!
科学家发现,自然界中的氧以三种同位素形式存在(同位素是指具有相同原子数和同种化学性质,但原子核中有不同中子的化学元素),其中氧-16占99%以上,氧-18则仅占0.2%。利用被称为质谱仪的测量仪器,科学家可以通过对不同氧分子进行称重来确定他们所含中子数。邓思伽德利用质谱仪就是想看看来自于不同降雨云团雨水中的氧分子化学组成是如何变化的。对周末采集的雨水分析后他得出结论,当云团上升并冷却,更重的氧分子(如氧-18)对温度下降反应更快,比较轻的氧分子(如氧-16)更快凝结,形成降水落到地面。因此,如果雨水样品中较重的氧分子占优势,就意味着大气温度较冷。“雨水中氧的化学组成与温度有关”这一历史性的发现从根本上改变了气候变化研究的进程。在随后的十多年,他又分析了采集于全球的雨水样品,进一步验证了氧同位素与温度之间的绝佳关系。
对格陵兰岛的情有独钟,使邓思伽德又把眼光投向了冷战时期科学研究的。第二次世界大战后,美国为了应对可能发生的北极核战争,在格陵兰冰盖上钻取了大量冰芯样品。邓思伽德提出了利用他在对雨水中氧同位素分析建立的方法和理论,分析这些冰芯样品,以重建地球气候历史的建议。他的建议获得了美国科学家的同意。初期的合作研究并没有得到国际科学界的重视。一直到上世纪70年代末,钻取新的冰芯揭示出,地球气候在最后一个冰河期并不是稳定不变的,在过去的8万年里,温度突然在几十年里大幅度上升的事件就达25次之多。这个发现从根本上改变了国际科学界对地球气候变化历史的认识,确立了古气候学研究在全球气候变化研究中的地位。
第8篇:冰水在化学实验中的作用范文
[关键词]小学数学 探究 体验 感悟 反思
[中图分类号] G623.5 [文献标识码] A [文章编号] 1007-9068(2016)32-089
数学新课程标准强调在教学过程中要让学生有所体验,有所感悟。因此,在小学数学教学中,教师要围绕教学目标,结合学生身心发展特点和学习规律,巧设有效学习活动,引领学生通过亲身经历体验知识的来龙去脉,领悟数学知识的价值与作用,让学生在体验中有所思考,在思考中有所感悟,在感悟中有所创造,在创造中有所发展。
一、巧设活动,自主探究,在实践探索中体验数学
体验离不开活动这一重要载体。在小学数学课堂教学中,教师要根据学生的心理特点和认知发展规律,巧设有效学习活动,引导学生自觉参与、自主探究、动手操作、实践发现,让学生在实践探索中体验数学知识的形成过程,自主建构知识,启迪思维,提升实践探究能力。
例如,教学“长方形和正方形面积”时,笔者设计了一个拼图游戏:让学生以四人为一组,动手用面积为1平方分米的小正方形拼成三个不同的长方形。比一比,哪个小组拼得最快,拼得最快的小组完成下列表格填写。
此外,还可以让学生动手测量并计算篮球场、跑道、书桌、草坪、花坛等的面积,引导学生运用所学知识分析和解决实际问题。这样,既深化了学生对知识的理解,让学生在实践体验中感悟数学,又培养了学生的探索精神,训练了学生的思维和学习能力。
二、合作讨论,互动交流,在自由对话中感悟数学
在课堂中师生、生生间积极的情感交流和互动交往,有助于调动学生积极的学习情绪,发挥学生的主观能动性。在小学数学教学中,教师应重视学生的互动交流,结合具体教学内容引导学生开展合作讨论,让学生在互动交流和自由对话中感悟数学,大胆表达自己对数学学习的理解,从而内化知识,启迪智慧,提升能力。
例如,在教学“小数加法”后,笔者出示了这样一个问题:试求出下面表格中九个数的和,并开动脑筋想一想应如何计算。学生经过观察、分析、思考、探究,纷纷说出了自己的做法。
方法一:表中九个数直接相加得出40.5。
方法二:4.5×9=40.5。
方法三:对角线上三个数学相加再乘以3,即(1.2+4.5+7.8)×3=40.5或(1.4+3.5+7.6)×3=40.5。
方法四:根据规律每一行中间的一个数是左右两个数和的一半,故可以这样算:1.3×3+4.5×3+7.7×3=40.5或(1.3+4.5+7.7)×3=40.5。
最后学生讨论交流,共同选出方法二为最优选算法。这样,通过合作讨论、互动交流,学生的思维得到了激发,主观能动性得到调动了,学生真正体验到了成功的喜悦。
三、巧设作业,强化巩固,在问题解决中反思数学
古人云:“学而不思则罔。”作业反思是查漏补缺、强化巩固、发展思维、提升能力的重要手段。在小学数学教学中,教师应巧设有效作业,引导学生自主分析、反思和解决数学问题,从而帮助学生掌握解题方法,增强学生反思和分析解决问题的能力。
例如,学习了“认识分数”后,笔者设计了这样一道作业题:当水结成冰时,冰的体积比水增加了,当冰融成水时,水的体积比冰减少了 。
错解:。
错因反思:当许多学生在看到自己的答案被判错误时,感到十分不解:明明是,为什么被判错误?于是,笔者引导学生重新审视和反思此题,找出错误根源:在“水结成冰,冰融成水”这一变化过程中,由于其单位“1”的量不同,其体积自然也不同。当水结成冰时,冰的体积比水增加了,是把水的体积作为单位“1”的量,水的体积原来是15份,结冰时增加了,就成了16份,因而当冰融成水时,水的体积应该从16份中减少了1份,故水的体积比冰减少了,此时是把冰的体积作为单位“1”的量。
第9篇:冰水在化学实验中的作用范文
[关键词]饮用水 二甲基异冰片 氧化技术 吸附技术
中图分类号:TM121.1.3 文献标识码:B 文章编号:1009-914X(2016)07-0027-01
近年来,饮用水异嗅异味问题日益严重,导致饮用水水质下降,水处理成本增大,引起了用户的不满。饮用水中的嗅味主要有土霉味、鱼腥味、芳香臭和青草味等,以引起土霉味的土臭素和二甲基异冰片最为常见,它们主要是藻类和放线菌的代谢产物,嗅阈浓度很低,约为10ng/L,即使在水中的含量很小,也能产生嗅味问题。
2015年9月,某市河网水产生明显异味,经水质分析发现水中主要致嗅物质为二甲基异冰片。以该河网水为原水的水厂为常规处理工艺,常规工艺难以去除水中的嗅味物质,给供水带来了一定影响。对于土臭素和二甲基异冰片等致嗅物质的去除技术,国内外研究表明氧化法和吸附技术可以降低水中异嗅物质含量。因此本研究以该河网水作为研究对象,基于水厂现有条件选择高锰酸钾、高锰酸钾复合药剂、粉末活性炭作为处理药剂,研究上述药剂对二甲基异冰片的去除效果,以期为水厂提供可行的嗅味物质控制技术。
1 试验材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1仪器与设备:深圳中润混凝实验搅拌仪ZR-4;MILLIPORE纯水机;二甲基异冰片送第三方用气相色谱-质谱仪检测。
1.1.2 药剂:二甲基异冰片标准物质(100ug/ml),聚氯化铝(三氧化二铝含量为10.4%),高锰酸钾(水厂在用食品级),高锰酸钾复合药剂(某净水剂厂提供),木质粉末活性炭(碘值约为850mg/g,水厂在用)
1.1.3河网水:试验期间嗅味严重,二甲基异冰片浓度约为70ng/L。
1.2 试验方法
1.2.1混凝试验:试验采用混凝试验搅拌仪,取1000ml水样,投加一定浓度的氧化剂,以300r/min快速搅拌5分钟后再投加聚氯化铝,以300r/min快速搅拌半分钟后,再以
50r/min慢速搅拌15min,静置30min后在水面下2 cm处抽取上清液并测定相关指标。
1.2.2吸附试验
1.2.2.1吸附速率试验
将水样置于六联搅拌器上,活性炭投加量为10mg/L,以300r/min的转速搅拌不同时间,吸附时间分别为10、20、30、45、60、90min,时间结束后对该烧杯水样立即进行过滤取样。
1.2.2.2吸附容量试验
水样置于六联搅拌器上,粉末活性炭投加量分别为5、15、30、50mg/L,以300r/min的转速搅拌2h,时间结束后对该烧杯水样立即进行过滤取样。
2 结果与讨论
2.1 氧化技术
2.1.1单独氧化去除技术
采用去离子水配制二甲基异冰片100ng/L水样,加入一定量的氧化剂,在300r/min条件下搅拌30min,然后加入硫代硫酸钠终止反应.随着氧化剂投加量的增加,两种氧化剂对嗅味物质的去除率呈上升趋势。当氧化剂投加量由0.2mg/L增至1mg/L时,高锰酸钾对二甲基异冰片的去除率由3.2%增加到15.9%,高锰酸钾复合药剂对二甲基异冰片的去除率由5.5%增加到20.4%。可以看出,高锰酸钾复合药剂对二甲基异冰片的去除效果优于高锰酸钾,但氧化能力均有限,这与相关文献报道一致。
2.1.2 预氧化强化混凝技术
以河网水为试验原水,选择高锰酸钾复合药剂作为预氧化剂。加入一定量的氧化剂氧化三十分钟后,再加入混凝剂PAC(24mg/L),进行混凝沉淀反应,静置30分钟后取上清液测试嗅味指标。常规工艺对二甲基异冰片去除率仅为9.6%,这是因为常规工艺只能去除水中的悬浮物和大分子胶体颗粒,对微量有机物的去除能力较差,高锰酸钾预氧化则提高了对嗅味物质的去除率,分析原因认为高锰酸钾复合药剂发挥了多种药剂协同的氧化、吸附作用,可以有效提高除臭效果[1]。当高锰酸钾复合药剂增至0.8mg/L时,对二甲基异冰片的去除率达到34.6%,再增加高锰酸钾复合药剂投加量,去除效果不明显。
2.2 吸附技术
2.2.1粉末活性炭吸附速率
以河网水为原水,活性炭投加量为lOmg/L,进行活性炭吸附速率试验,结果见图3。可以看出活性炭吸附二甲基异冰片的快速吸附阶段在0~30min内,1h后达到吸附平衡,再延长吸附时间去除效果变化不明显。虽然活性炭对嗅味物质的吸附主要在1h内,但如有条件的可进一步延长吸附时间,提高吸附效率。
2.2.2粉末活性炭投加量
以河网水为原水,进行活性炭吸附容量试验。采用Freundlich等温线拟合二甲基异冰片的吸附容量曲线,得到等温式:y=8.487X0.672。根据FreundIich吸附等温式计算出的吸附后需达到国家标准限值所需的活性炭量,可为水厂的活性炭应急处理提供技术参考。
3 生产试验
基于实验室烧杯试验结果,以河网水为水源水在某水厂进行了高锰酸钾预氧化-强化混凝-活性炭吸附工艺去除二甲基乙冰片的生产试验。在混凝反应近结束时投加不同量活性炭考查异味的去除效果,其液氯投加量1.0 mg/L,高锰酸钾投加量0.25mg/L,聚合铝投加量20 mg/L,且聚合氯化铝和高锰酸钾同时投加,沉淀水在活性炭投加后50分钟采样检测,河网水二甲基异冰片为74 ng/L,试验结果(沉淀池出水处采样检测)如表1:
试验表明:通过常规工艺处理,2-甲基异冰片的去除率为9.5%,投加12 mg/L活性炭其去除率为25.7%,投加16mg/L活性炭其去除率为32.4%。
4 结论
4.1 高锰酸钾和高锰酸钾复合药剂对二甲基异冰片有一定的氧化去除能力。从除嗅效果上来看,高锰酸钾复合药剂优于高锰酸钾,高锰酸钾复合药剂预氧化强化混凝技术可以应对低浓度(≤20ng/L)的二甲基异冰片超标问题。
4.2 对于较高浓度的二甲基异冰片去除问题,可以考虑采用粉末活性炭吸附法。其中粉末活性炭对嗅味物质的快速吸附需要30min,1h后达到吸附平衡,因此活性炭的投加点最好保证活性炭1h的吸附时间。粉末活性炭对嗅味物质的吸附符合Freundlich吸附等温式,根据此公式可计算出给水厂活性炭所需投加量,为水厂的活性炭应急处理提供技术参考。
4.3 通过生产试验,进一步证实了高锰酸钾复合药剂预氧化-强化混凝-活性炭吸附工艺对二甲基异冰片具有较好的去除效果。
参考文献
[1] 高锰酸钾及其复合药剂强化混凝除藻除嗅对比[J]。张锦,林,范洁,等。哈尔滨工业大学学报,2004,36(6):736-738.