陳輝
摘 要:碘是維持人體生命活動(dòng)不可缺少的微量元素之一.人若碘的攝入量不足,會影響到有機(jī)體甲狀腺激素的合成,而患上甲狀腺腫大,嚴(yán)重者會導(dǎo)致發(fā)育不全,智力低下.通常所說的碘鹽是在食鹽中加入適量的碘酸鉀(碘酸鉀含量為0.02‰).介紹了用比較簡易的方法來確定是否是真正的加碘食鹽.
關(guān)鍵詞:研究性學(xué)習(xí);碘鹽;高中化學(xué)
一、提出研究課題
課程領(lǐng)域研究中研究性學(xué)習(xí)一直是具有特色的領(lǐng)域,新課程改革背景下已成為我國基礎(chǔ)教育的組成部分,也是我國新課改的最大特點(diǎn)之一.研究性學(xué)習(xí)作為一種學(xué)習(xí)方式,通過引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)人員自主研究分析方式獲得結(jié)論,整個(gè)過程中教師僅起到引導(dǎo)作用.
實(shí)驗(yàn)人員對碘鹽中到底有沒有碘,表現(xiàn)出濃厚的興趣,充滿了好奇,這些好奇是教學(xué)創(chuàng)新的原因,也是開展科學(xué)探究的基礎(chǔ).這顯然是一個(gè)很好的探究學(xué)習(xí)活動(dòng)素材,因此,以“碘鹽中碘元素的檢驗(yàn)”為課題開始實(shí)驗(yàn).
二、課題準(zhǔn)備活動(dòng)
通過查詢資料獲得實(shí)驗(yàn)研究的具體方向,并向?qū)嶒?yàn)室同事請教相關(guān)問題,做好準(zhǔn)備工作.
市場上出售的碘鹽是在食鹽中加入適量的碘酸鉀(KIO3),原材料可以選擇市面上的食鹽.含有碘酸鉀的食鹽容易出現(xiàn)揮發(fā)情況,實(shí)際中使用時(shí)要避免高溫環(huán)境.相關(guān)研究結(jié)果表明:如果放入碘鹽時(shí)選擇炒菜爆鍋階段,碘使用率10%不到;炒菜中間階段加入碘酸鹽,此時(shí)碘的使用率可以提升到60%;如果完成炒菜在放入碘酸鹽,使用率達(dá)到90%以上;選擇涼拌菜的話,可以完全利用其中含有的碘.
準(zhǔn)備好碘鹽后開始進(jìn)行溶液配制,準(zhǔn)備好500mL的燒杯,向其中倒入500g食用碘鹽,隨后加入蒸餾水以沒過食鹽晶體為佳,并利用玻璃棒進(jìn)行均勻攪拌,靜置一段時(shí)間后選擇清液備用.
KIO3中碘元素為+5價(jià),是碘元素的較高價(jià)態(tài),所以KIO3具有氧化性,根據(jù)反應(yīng)KIO3+5KI +3H2SO43I2+3K2SO4+3H2O,可向其中加入1-3滴KI溶液來檢驗(yàn).
三、研究課題實(shí)施
為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性與科學(xué)性,課題研究時(shí)選擇分組與集體共行對比方法.
1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
了解碘鹽中碘元素的檢驗(yàn).
2.實(shí)驗(yàn)用品
試管,燒杯,玻璃棒,玻璃片,膠頭滴管,鑷子,碘鹽,KI溶液,KI-淀粉試紙,稀硫酸,淀粉溶液,醋酸,苯,蒸餾水
3.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作
(1)取KIO3溶液少量,再加KI溶液和稀硫酸少量,然后加幾滴淀粉溶液.
(2)取碘鹽少量,加水溶解,再加KI溶液和稀硫酸少量,然后加幾滴淀粉溶液.
(3)取黃豆大小的一小堆碘鹽置于玻璃片上,加一滴稀硫酸,然后用KI-淀粉試紙檢驗(yàn).
(4)取黃豆大小的一小堆碘鹽置于玻璃片上,加一滴醋酸,然后用KI-淀粉試紙檢驗(yàn).
說明:設(shè)計(jì)多個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的在于進(jìn)行實(shí)驗(yàn)比較,確定最佳的實(shí)驗(yàn)結(jié)果.
4.實(shí)驗(yàn)觀察和分析
實(shí)驗(yàn)1 實(shí)驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)3均有明顯的藍(lán)色現(xiàn)象,實(shí)驗(yàn)4的現(xiàn)象沒有前面3個(gè)實(shí)驗(yàn)明顯.
四、結(jié)論與原因
將預(yù)期結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比較,可以做出結(jié)論:可以利用KIO3的氧化性來檢驗(yàn)碘鹽中的碘元素.為了使檢驗(yàn)工作可以在家庭或商店進(jìn)行現(xiàn)場操作,可將試劑改為醋酸和KI-淀粉試紙.
實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)碘的淀粉溶液呈紫紅色,如果用苯萃取呈黃色.兩者存在一定的差異,經(jīng)過組員的認(rèn)真探討和研究,找到了一些可能存在的原因,從選材角度,選水溶液角度,配方角度進(jìn)行分析,其結(jié)果如下:
1.選材角度
由于碘鹽中KIO3的含量只有0.2‰,水多則濃度過小,會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)效果較差.通過多次實(shí)驗(yàn),以500mL燒杯中加入500g碘鹽并加水至350mL或400mL刻度線為宜,水盡量不可多加.
2.選水溶液角度
實(shí)驗(yàn)室蒸餾水的儲量不足,故用自來水代替蒸餾水,但自來水中含有Fe2+、Mg2+、Ca2+等雜質(zhì),對實(shí)驗(yàn)有一定的干擾.如Fe2+,根據(jù):Fe3+ +e-Fe2+,E=0.77 V;2IO-3+12H++10e-I2+6H2O,E=1.19 V.顯然Fe2+與IO3-也可發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成I2.
3.配方角度
(1)實(shí)驗(yàn)室的淀粉溶液存放時(shí)間較長,淀粉水溶液會緩慢的水解,其產(chǎn)物為糊精等,糊精與I2作用顯紅色,因此久置的淀粉溶液會降低反應(yīng)的靈敏度,而且反應(yīng)呈藍(lán)色,甚至是紫紅色,這與實(shí)驗(yàn)人員課本中學(xué)到的碘遇淀粉顯藍(lán)色有一定的不同.
(2)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的化學(xué)藥品,其標(biāo)簽上并沒有標(biāo)明化學(xué)純、分析純,而是一般的工業(yè)用品,純度不夠.
4.實(shí)驗(yàn)安全
部分實(shí)驗(yàn)人員缺少安全防護(hù)意識,覺得化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)所用到的試劑都是安全的,不會對自己造成傷害,具體操作時(shí)缺少必要安全防護(hù),但實(shí)際中這種違規(guī)操作可能產(chǎn)生有毒氣體、有害物質(zhì)等,直接威脅到實(shí)驗(yàn)人員生命安全.部分藥物試劑能通過呼吸、接觸等入侵人體,特別是實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的氣體,強(qiáng)酸性煙霧刺激呼吸道,還會經(jīng)過表皮進(jìn)入到血液中.要重視實(shí)驗(yàn)廢棄、廢渣等處理,避免出現(xiàn)不經(jīng)處理就排向空氣的情況.
如,試劑瓶蓋打開時(shí),要明確室溫,確定這些試劑能否在常溫情況下打開.可以的話將試劑瓶口對著空地,條件允許時(shí)選擇通風(fēng)環(huán)境完成整體操作;配置相關(guān)溶液時(shí),整個(gè)配置過程要在燒杯中完成,不能選擇量筒配置,后者容易在受熱環(huán)境下破碎,直接傷害到實(shí)驗(yàn)人員;強(qiáng)酸稀釋時(shí),需要將強(qiáng)酸慢慢倒入到水中,杜絕將水倒入強(qiáng)酸這種反向操作,倒入時(shí)利用攪拌棒持續(xù)攪拌.當(dāng)強(qiáng)酸滴灑在桌面時(shí),要帶著手套利用抹布清理,如果滴灑量過大,選擇普通沙土吸收并進(jìn)行清掃.
到這里本節(jié)課內(nèi)容已經(jīng)結(jié)束,但大部分實(shí)驗(yàn)人員依然沉浸在自主探究、獲得勝利的喜悅中,實(shí)驗(yàn)人員完全沉浸在化學(xué)知識學(xué)習(xí)過程中,詢問實(shí)驗(yàn)人員,很多實(shí)驗(yàn)人員都表達(dá):這節(jié)課過得好快、老師講的真好、我知道了一些生活常識.在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí),教師要考慮實(shí)驗(yàn)人員的喜好,選擇合適的切入點(diǎn),保證課堂教學(xué)質(zhì)量與效率.
同時(shí),實(shí)驗(yàn)人員在聽完這趟課后又產(chǎn)生新的疑問:市場上碘鹽中真的有碘嗎?如何利用簡單方式檢驗(yàn)碘的存在?等,教師可以布置相關(guān)研究性作業(yè),要求實(shí)驗(yàn)人員利用課余時(shí)間進(jìn)行研究,并互相交流、分析,達(dá)成提升實(shí)驗(yàn)人員化學(xué)素養(yǎng)的目的.因此,研究性課題如果能立足于實(shí)驗(yàn)人員的“知、智、情”的基點(diǎn),就能更有效,更有序的發(fā)展實(shí)驗(yàn)人員的綜合素質(zhì).
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[責(zé)任編輯:季春陽]