時間:2023-06-15 17:26:31
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇大學元素化學,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
(主持人上場)
——尊敬的各位來賓,在座的老師同學,大家晚上好!
一元伊始,萬物勃發,層林盡染綠意;百年學府,青春復旦,東風鼓蕩青衿。(jin)
在這滿園新綠的復旦之春(chun),我們迎來了復旦大學化學系自己的節日——“新元素”節!新元素節是化學系一項傳(chuan)統的大型活動,是團學聯的金牌項目,到目前為止,已經是第四屆了。這項意在推廣化學系知名度及豐富系內同學生活的活動一直以新穎的創意、盛大的場面、有效的宣傳和廣泛的參(can)與度而聞名復旦。在百年校慶到來之際,讓我們將這次“新元素”節作為為母校百年華誕的獻禮,祝復旦能如其名稱所昭示的那樣:茍日新,又日新,日日新!
首先進行大會的第一項議程:全體起立,奏國歌!
——請坐。
請允許我介紹一下今晚的來賓:
中國科學院院士
化學系主任
化學系黨總支書記
校黨委研究生工作部
校黨委學生工作部
化學系黨總支副書記
校團委書記
。。。。。。
在場的還有化學系各位輔導員老師,兄弟院系的團學聯主席,讓我們為他們的到來表示最誠摯的歡迎和感謝!
——感謝各位領導的光臨。下面,請允許我為大家簡要介紹一下這次新元素節的活動:今年的新元素節是化學系“慶百年,展(zhan)風采(cai)”系列活動之一,主題是“點石成金”。我們將在一個月的時間內舉辦“晶通“論壇、開放實驗室、系運動會、辯論賽(sai)、百年校慶專場晚會等一系列的活動,希望在座的各位新元素們能秀出自己最精彩的一面。
下面,有請我們化學黨總支書記宣布第四屆“新元素”節開幕。
(袁老師上場)
——感謝袁老師。新元素節是年輕的,年輕不僅象征著活力,更象征著化學人投入復旦大學校園活動的熱情和活力。接下來有請化學系系主任為“新元素”節致詞,并開啟本屆“新元素”節的第一個活動。
(楊老師上場)
讓我們以最熱烈的掌聲歡迎中科院院士張老師為我們帶來精彩的講座。
(張院士上場。)
(總書記在加強和改進大學生思想政治教育工作會議上的講話“青春只有為祖國和人民的真誠奉獻中才能更加絢麗多彩,人生只有融入國家和民族的偉大事業才能閃閃發光“,愿復旦的學子們,能夠不斷發揚復旦精神,為祖國為人民不斷努力,執著追求!
“學術之津梁,思想之搖籃,文化之溫床。“
——感謝張院士精彩的講話,讓我們同學受益匪淺。我想,同學們一定還有很多問題想與張院士交流,下面讓我們同學有與院士零距離接觸的機會。大家可以舉手提問,工作人員會把話筒給提問的同學。
——由于時間的關系,我們提問時間到此結束。最后,讓我們再以熱烈的掌聲感謝張永蓮院士給我們精彩的講座。請同學代表送花。
[關鍵詞]地球化學塊體;成礦率;成礦預測;新巴爾虎右旗
中圖分類號:TD 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)06-0297-01
1 區域地質背景
研究區位于西伯利亞板塊東南緣蒙古―興安造山帶東段,蒙古―鄂霍茨克斷裂與得爾布干斷裂之間。額爾古納地塊的南西端,其北與俄羅斯接壤,西南部與蒙古國為鄰。蒙古―興安造山帶東段主要由古生代四個微型地塊(額爾古納地塊、興安地塊、松嫩地塊、布列亞一佳木斯一興凱地塊)以及中生代完達山外來地塊碰撞拼貼組成。其中,佳木斯陸塊時代最老,代表晚太古到早元古的古陸;額爾古納陸塊則代表中、新元古的古陸;而興安地塊和松嫩地塊可能具有統一基底,代表新元古到早寒武的陸塊(陳靜,2011;程三友,2006)[1][2]。
該區的地質構造演化主要經歷了西伯利亞板塊南緣的大陸增生、鄂霍茨克洋閉合以及受太平洋板塊活動的影響,其先后發生了三個與金屬成礦有關的構造旋回:前寒武紀克拉通化、古生代多旋回開合、中生代構造巖漿活化。前兩個構造旋回形成了該區內中生代構造的雙重基底(前寒武紀變質基底和古生代褶皺基底),為中生代活化及相伴隨的成礦作用帶來成礦物質(宋丙劍等,2007;代雙兒,2001;李雙林,1996;周建波等,2009;趙越等,1994)。
1.1 區域地層
區內地層發育,元古界地層零星出露,古生界地層在區內缺失,中生界分布廣泛,新生界地層次之(區域地質志,1993;巖石地層,1997)[3]。
1.2 區域構造
區內斷裂構造較為明顯,斷裂大多為北北西向推測性質不明的斷裂。斷裂在研究區內分布范圍較廣,主要在研究區北東角和南西角分布較為密集,因為大部分為推測斷層,產狀未知。斷裂形成時間推測為白堊世之后。
1.3 區域巖漿巖
區內頻繁的構造運動伴隨著強烈的巖漿活動,主要為海西期和燕山期侵入巖,尤其中生代以來受環太平洋構造域的影響,表現為強烈的火山噴發和巖漿侵入。
根據侵入順序和巖性特征及鄰區對比 ,有晚二疊世、晚侏羅世、早白堊世3個侵入期,尤其以晚侏羅世至早白堊世侵入最為強烈,以淺成侵入為主,巖石類型復雜,分異作用明顯,與成礦關系密切,特別是巖漿活動演化較晚期的淺成火山侵入體,常伴有多金屬礦產出現。
1.4 區域火山巖
區內火山巖分布廣泛,巖石類型發育較全,火山活動集中于中生代,受北西向、北東向斷裂構造控制,多呈帶狀展布。區內中生代火山巖可劃分為五期,分別為塔木蘭溝期、滿克頭鄂博期、瑪尼吐期、白音高老期、梅勒圖期。
2 鉬元素地球塊體圈定
筆者通過利用研究區1:20萬區域化探數據,對數據進行迭代法剔除3σ以上的離群點,計算得出X=1.33,S=0.54,則異常下限值為X+S=1.87。后用0.1logμg/g值逐步提高元素異常分級,共分出6級。
通過鉬元素異常下限值,及元素分級值,根據大地坐標利用Surfer軟件繪制出研究區鉬元素地球化學塊體分布圖。
隨后用AutoCAD軟件計算得出鉬元素地球化學塊體的面積。分析得出研究區內分布諸多面積小于100km2的鉬元素局部異常,其中有一面積在100-1000km2的鉬元素區域異常。
3 研究區鉬元素地球化學塊體資源潛力評價
根據鉬元素的地球化學區域異常參數,來計算區域異常的鉬元素金屬量。
計算公式為:ME=Cm×(Sa×Dh×σ)
其中經過區域異常內數據計算得出Cm=3.60μg/g,Sa通過AutoCAD軟件計算得出Sa=292.32km2,Dh為給定的厚度,本文采用Dh=1000m,區內巖石密度σ=2.7t/m3。
故經過計算得出鉬元素地球化學區域異常Ⅰ的金屬量Me=2.84萬噸。
成礦率的確定,Mc=R/Me,因為查干特莫圖鉬地球化學區域異常Ⅰ勘查程度較低,未能得知確切鉬元素已探明儲量,所以盡可能用成礦環境相似,勘探程度較高的地球化學塊體或區域異常內已探明的總儲量與其金屬供應量之比作為該地區的成礦率,故取鉬元素已探明儲量R=0.22萬噸。
成礦率Mc=0.075。
研究區內Mo元素地球化學塊體結構特征清晰,可追蹤研究區內Mo的濃集趨勢,并能分析出其物質來源。根據地球化學塊體理論,圈定出一個元素區域異常,和若干個元素局域異常。通過對數據信息分析鉬元素資源潛力還是不錯的。其中根據鉬元素元素濃集的趨勢,可以預測主要的成礦區。
絕大多數的鉬礦床都產于各自的地球化學塊體之中, 但也有一些礦床并不產在對應的地球化學塊體內,而是以獨立的、分散的小異常見礦,需對研究區內這類小異常給予足夠的重視。
因此通過研究區內鉬元素數據分析,可以大概推斷出兩個鉬元素的富集帶,大致方位在研究區的北東部和南西部。
4 結論
通過對內蒙滿洲里―新巴爾虎右旗地區鉬元素地球化學塊體的剖析及地球化學塊體與已知礦床在不同構造單元的對應關系的討論,認為成礦物質來源是影響礦床形成的首要因素,物質供應可以通過地球化學塊體的形式在地表直觀的表達出來。不同礦種不同礦床的形成與地質構造環境有關,利用地球化學塊體與成礦的內在關系,以地球化學塊體為突破點,結合地質構造特征分析是預測找礦靶區的有效手段。
論文通過大量的圖形、數據統計、單元素分析,系統的、全面的介紹了地球化學塊體方法在內蒙滿洲里至新巴虎右旗地區的應用,對成礦有利的地段進行了成礦預測分析,并對不同次的地球化學塊體進行了成礦預測。在預測過程中,對不同景觀區地球化學塊體的圈定進行分析,通過對比.塊體下限的確定根據不同的構造單元的元素豐度的不同進行調整后,能夠更客觀的反映該地區的地球化學特征,對成礦預測起到了更好的指導作用。
對研究區內鉬元素地球化學塊體特征進行了剖析,在幾個級次內的塊體做預測金屬量計算,并對不同成礦率下的預測金屬量進行對比,最后對研究區內的具有找礦前景的幾個級次的塊體進行成礦預測。通過這種對比發現,研究區內高溫元素Mo有很好的異常帶,應該在尋找高溫元素上有所突破。鉬元素地球化學區域異常突出,面積達八百多平方公里,根據地球化學塊體理論,已達到地球化學區域異常,其估算鉬資源量在2.84萬噸左右,但在此區域內,并未發現礦點,因此可以通過進一步的工作來尋找有工業價值的礦床。
參考文獻
[1] 程三友.中國東北地區區域構造特征與中、新生代盆地演化[D].北京:中國地質大學,2006.
關鍵詞:物質;分類;化學式;單質;化合物;酸堿鹽
中圖分類號:G632 文獻標識碼:A 文章編號:1002-7661(2012)07-216-01
世界是由物質組成的,物質又分為純凈物和混合物,它們都是由元素組成的,其中,純凈物又是由分子、原子、離子等微小粒子構成的。目前,世界上已知的物質已達到3000多萬種,若一一去學習和研究是很不現實的,但若對這些物質用分類的方法進行學習和研究,就可達到事半功倍的效果。
其實在初中化學中,很多知識我們都用到了分類學習的方法,并且收到了很好的成效。一般情況下,由典型的金屬元素和典型的非金屬元素組成的化合物由離子構成(如NaCl、MgCl2等)。在學習溶液是否具有導電性時,我們再次用到了分類學習的方法。若溶液中存在自由移動的離子,則溶液具有導電性,若溶液中的粒子以分子的形式存在,則溶液不具有導電性。在學習酸、堿、鹽的溶解性知識時,更是用到了分類的方法。由此可見,用分類的方法來學習化學知識是一條有效的途徑,進入高中、大學后,我們將用到更多分類的方法。
若將初中化學中有關物質分類的知識用框架圖的形式來表示,可如下圖所示:
知道了物質的分類,就要掌握正確書寫物質化學式的方法。對初學化學的學生來說,化學式的書寫是他們最頭疼的事。當學生書寫化學式時,就像無頭的蒼蠅亂飛,沒有頭緒。通過課題研究,我認為化學式的書寫只要仔細琢磨,分類記憶,并不難。以下介紹幾種粗淺的方法。
化學式的書寫包括單質化學式的書寫與化合物化學式的書寫,而化合物又包括酸、堿、鹽、氧化物等。無論書寫哪一類物質的化學式,我們都應把握以下三個最基本的原則:
1、正確書寫元素符號。
2、掌握并理解常見元素及根的化合價。
3、掌握書寫化學式最基本的原則:一排順序二標價,十字交叉寫右下,數字約分作腳碼,化合價規則來檢查。
一、對于單質化學式的書寫方法
金屬,稀有氣體,少量固態非金屬(如C、S、P、Si),其化學式就是他們的元素符號(即由原子直接構成的單質,化學式直接用元素符號表示)。
對于非金屬單質,若每個分子中含有2個原子時,則先寫元素符號,在其元素符號右下角加一個小數字“2”,如H2、O2、N2、I2、Cl2等。若每個分子中含有多個原子時,則在其元素符號右下角寫上相應的原子數,如O3、C60等。
二、對于化合物化學式的書寫方法
首先,根據化合物的名稱,將化合物進行歸類,并找出每類化合物的化學式在組成上的特點,依據其特點,然后根據書寫化學式的最基本的三大原則(前文已描述)進行化學式的書寫。我們可將常見化合物從名稱上分為以下幾類:
1、“氧化某”或“幾氧化幾某”(即氧化物)
其組成上特點:由兩種元素組成,其中一種是氧元素。書寫化學式時,根據“正價前,負價后”原則,氧元素通常寫在后面,其它元素寫在前面,如H2O、Na2O、CaO、MgO等。所以有“氧化物,氧在后”的說法。
2、“某酸”(即酸的化學式)
其組成上的特點:酸H+酸根(SO4、CO3、NO3、Cl等),所以酸中一定有H元素。有很多學生初寫酸的化學式時,往往誤將酸根當作酸,如很多學生將“硫酸”寫作“SO4”,將“碳酸”寫作“CO3”“硝酸”寫作“NO3”,這說明學生對酸的化學式在組成上的特點還不清楚,所以在教學中要注意總結。總結出酸的化學式在組成上的特點后,根據“正價前,負價后”原則,氫元素通常顯+價,寫在化學式前面,酸根顯負價,寫在化學式后面,根據化合價規則準確寫出酸的化學式。
3、“氫氧化某”(即堿的化學式)[NH3?H2O除外]
其組成上的特點:堿金屬元素+OH(NH3?H2O除外,所以并不是所有的堿中都含有金屬元素。)
通過堿的化學式在組成上的特點,我們可總結出堿中都含OH,而OH顯負1價,寫在化學式后面,金屬元素顯正價,寫在化學式的前面,根據化合價規則準確寫出堿的化學式。
有關元素的故事:在睡夢里想出的“元素周期表”;
早在學生時代,門捷列夫便認為“元素和元素之間可能存在某種關聯”,畢業后,他任職于彼得斯堡大學,在授課的間歇繼續
保持著對化學的探索和研究,他刻苦認真,經常性的連夜工作導致了嚴重的睡眠不足。研究累了,他就會在書房的沙發上打
盹;一次,他做了一個神奇的夢,清晰地夢見展示出化學元素順序和規則的表出現在了眼前,他醒了過來,十分激動并大叫
著:“從原子量小的元素開始排列起來看看” ;門捷列夫一時興奮,跳了起來,慌忙之中隨便抓起了朋友給他的信件,在空白
處把當時已經被發現的62種元素按照原子量的大小順序排列出來,結果,他驚奇的發現每隔七個元素就會出現性質十分相似
的元素,這就成了最初的“元素周期表”。
(來源:文章屋網 )
王峰(1971),女,江蘇沛縣人。教授,碩士。主要研究方向為無機化學教學與研究。
\[摘要\]
無機化學實驗是化學化工類專業的第一門實驗課,承載著培養學生嚴謹的科學態度、正確規范的操作技能和良好的實驗習慣的教學任務,是學生從事專業研究必備的基本素質。傳統的無機化學實驗大多是驗證性實驗,繁瑣無新意,學生缺乏主動性,而設計性實驗是激發學生探究意識和培養學生創新能力的有效途徑。實踐證明,利用設計性實驗以學生為主、教師為輔的教學模式實施開放式實驗教學,充分發揮經典無機化學實驗的魅力,由學生自行設計實驗方案、獨立完成實驗的全過程,調動了學生的學習興趣和積極性,培養了嚴謹的科學態度和良好的職業素養,發掘了學生的創造性思維,為后續課程的學習和今后的工作奠定堅實的基礎。
\[關鍵詞\]
無機化學實驗;設計性實驗;教學方法;模式
\[中圖分類號\]G642.0
\[文獻標識碼\]A\[文章編號\]10054634(2015)03009404
無機化學實驗是化學化工類專業開設的第一門實驗課程,是溝通中學化學和大學化學知識和學習模式的橋梁,在無機化學實驗內容本身的基礎上承載著培養學生嚴謹的科學態度、正確規范的操作技能和良好的實驗習慣的教學任務,在整個教學計劃中起著承上啟下的關鍵作用\[1,2\]。因此,無機化學實驗教學的好壞將直接影響到學生對本專業的興趣、實驗習慣及實驗技能的培養,也關系著后續專業實驗課的開設效果\[3\]。
1無機化學實驗的教學內容和教學模式
無機化學實驗的教學內容難度不大,但是知識范圍很廣,包含基礎知識和基本操作技能、基本化學原理、元素化學和無機化合物的制備等等。無機化學實驗所開設的實驗項目大部分是經典實驗和驗證性實驗,甚至有很多都是在中學老師講過學生背過的,例如“氫氣的制備和銅相對原子質量的測定”、“阿伏伽德羅常數的測定”、“硫酸銅結晶水含量的測定”、各族元素單質及其化合物的性質等等,實驗結果都是已知的,每個實驗項目的教學時間是3~4個學時,在這樣一個很短時間內要求學生掌握實驗原理、儀器原理、熟悉儀器的操作使用、實驗注意事項并完成實驗難度很大,沒有辦法只好在實驗教學過程中教師對實驗原理、實驗步驟、儀器操作方法等盡量交待清楚,很多學生“照方抓藥”完成實驗,走個過場,隨便寫個數據,或者抄抄實驗報告,自己思考的很少,其學習主動性無從發揮, 更談不上想象力和創新思維的實踐了,久而久之,還形成了一種不動腦思考,應付差事的壞習慣。
近年來,伴隨著中學化學教學改革的逐步開展,大部分高校都已經意識到傳統實驗教學中存在的諸多問題, 并與中學化學教學一起都在進行著各式改革\[47\],在整個實驗教學體系的改革中為了避免實驗操作的重復往往把更多的基本操作和基本技能實驗調整到了大一,或者刪減了一些驗證性實驗而增加了一些綜合性和應用性試驗,無機化學實驗也隨之更名為“普通化學實驗”或“基礎化學實驗”,其結果雖然強化了基礎、訓練了綜合實驗能力,但同時過多且集中的實驗基礎訓練容易導致枯燥乏味厭學;驗證性實驗的減少使學生缺少了第一手第一眼的實驗感性認識,從而在跨越到綜合應用性實驗時缺乏過渡相當于“拔苗助長”,增加了教和學的難度。
因此,學院無機化學實驗教學中引入了設計性實驗的教學模式。
2設計性實驗內容的選擇
2.1經典的無機化學實驗
經典的無機化學實驗包括化學常數測定和簡單無機化合物制備,較復雜化合物的制備一般在綜合化學實驗中開設。雖然大多數學生對經典的無機化學實驗內容和結果都比較熟悉,但真正操作卻是第一次。因此,筆者選擇這一部分實驗以設計性實驗的形式開設。
2.2元素化學中的驗證性實驗
元素及其化合物性質實驗因為繁瑣、枯燥,歷史地位屢遭質疑。目前,大多數高校已經對其進行了大幅度壓縮甚至摒棄。但是它是無機化學實驗的重要組成部分,通過元素化學實驗可以獲得大量物質變化的第一手的感性知識,加深對課堂上講授的基本原理和基礎知識的理解和掌握,進一步熟悉元素及其化合物的重要性質和反應,這也是無機化學實驗的主要學習任務。因此,棗莊學院選擇將元素化學實驗內容優化整合而不是簡單地刪減,以小型的設計性試驗開設。
整合后的元素化學實驗內容不拘泥于課堂教學內容的系統性,而做為三種類型的設計性試驗開設。第一種類型做為典型的性質實驗,例如ds區元素,是理論和實驗中很重要很典型的元素化合物;第二種類型做為無機化合物的制備和性質檢測,例如鹵族元素碘的實驗“海帶(紫菜)中提取碘及碘的性質”;第三種類型做為化學原理實驗,例如氧化還原反應、沉淀溶解平衡、配合物的性質等,把常見單質及化合物的性質歸類實驗。三種類型的實驗盡可能囊括元素化學要求掌握的實驗內容而不重復,同時這三種類型的實驗內容并不是固定不變的,例如“KMnO4氧化劑在不同的酸堿性介質中被還原產物不同”既可以做為錳化合物的性質,也可以做為氧化還原反應原理實驗,又可以高錳酸鉀的制備實驗開出。
3設計性實驗的教學方法
3.1經典的無機化學實驗
1) 實驗項目的提出。學期初實驗教師制定一學期的實驗計劃表,其中標出設計性實驗;在實驗開出的前兩周布置實驗題目,提出設計要求,根據實驗的性質和難度要求學生由2~3人一組經查閱文獻資料、小組討論后確定實驗設計方案。實驗設計方案包括實驗原理,所用儀器和藥品的種類、規格、濃度、用量、實驗步驟、操作方法和注意事項,實驗結果的文獻參考值,實驗中可能會出現的問題及處理方法等。
2) 查閱資料。大一新生還沒有學習過文獻檢索課程,很多學生不懂得怎樣查找資料,因此需要實驗教師提前指導學生查閱文獻,引導學生學習圖書館的專業資料和電子資源的使用方法,學會資料的篩選。
3) 教師批改實驗方案。提前一周,學生上交實驗方案給教師批閱。同一個實驗不同的學生會選擇不同的方法。例如,在設計“阿伏伽德羅常數的測定”實驗方案時學生分別選擇了電解法、單分子膜法、量氣法等。教師批改的時候針對每種方法應該注意的問題提問學生,學生根據教師意見修改、充實和完善實驗方案。第一次的實驗設計方案多數是學生在文獻資料中摘抄的,沒有自己的見解,比如單分子膜法中,學生習慣了實驗中直接用已經配好的溶液,并沒有想到自己需要配制硬脂酸鎂的苯溶液,更沒有想到它的濃度是多少,在老師提問后才想到文獻中查找這個濃度,繼而想到這個濃度意味著什么、大或小對實驗結果的影響。
隨著設計性試驗的逐漸開出,學生不再只是簡單的查和抄,慢慢地學會分析判斷不同文獻資料不同實驗方法的優缺點,融進自己的實驗經驗,提出合理的實驗方案。
4) 實驗。學生在實驗方案經教師許可后,方可進入實驗室實驗。實驗時,教師不再需要過多的講解,學生自己完成實驗過程,包括實驗儀器的組裝、溶液的配制及標定等,在實驗過程中要求學生仔細觀察現象,記錄數據,教師來回巡視、檢查學生的實驗操作,學生遇到問題無法解決時教師及時與學生討論并加以引導;實驗進行中期組織同學討論:實驗原理設計成實驗步驟的思路、實驗儀器的使用方法、同一種方法應該注意的問題、不同方法之間的比較等等。每當此時,學生就會有種恍然大悟的感覺。例如,在第一次設計實驗“阿伏伽德羅常數的測定”中,有的同學因為熟悉選了電解法,有的同學因為簡單選了單分子膜法,還有的同學看到文獻中說速度快而選擇了量氣法。實驗后,大家分別就自己的方法,自己實驗中走過的經驗和教訓一步一步總結過來,收效頗豐。有個同學甚至不好意思地說:“老師,這個實驗步驟不應該是這樣的,這是我在網上抄的,應該這樣修改。”
5) 實驗報告。在實驗完成后,經老師審查實驗記錄和簽字后方可離開實驗室,在實驗課后進行實驗數據的處理和實驗過程分析并完成實驗報告,最后由實驗指導教師判定此次實驗的成績。
3.2元素化學中的驗證性實驗
一個元素化學實驗項目一般由多個具體的小實驗組成,涉及的化學反應類型、藥品種類和產生的實驗現象豐富多彩,但是實驗步驟簡單,需要精密儀器少,反應的發生完全依靠實驗人對實驗現象的觀察和判斷。例如,產物是溶解于溶液還是以沉淀形式存在,沉淀的形態是絮狀、膠狀或是顆粒狀的;產物的顏色比如碘溶解在水中、乙醇中和四氯化碳中的顏色辨別僅靠教材中的文字描述是無法判斷的,只有細細觀察和比較才能逐步積累經驗。因此,元素化學實驗是培養學生化學觀察能力和感性認識的精髓。
元素化學實驗課程的開設時間基本上是在化學原理理論授課之后。在具體的教學過程中,要求學生預習實驗時要推測實驗現象和實驗結果,實驗中全面地觀察現象(顏色、形態、氣體或沉淀的生成等),如實記錄實驗現象并做出自己的判斷。元素化學實驗初期,教師根據已知的實驗步驟引導學生結合理論知識分析實驗要求、實驗條件的控制,得出實驗結論;逐漸過渡到要求學生設計出合理的實驗步驟驗證化合物的性質,例如分析NaNO2的氧化性還原性強弱;利用分步沉淀的方法分離Cl-、I-;鑒定Fe2+是否已被氧化等等。
元素化學實驗既加深了理論課知識,又解決了以往只動手不動腦的機械性操作的問題,培養學生仔細觀察和尊重科學事實的良好習慣,特別是當實驗結果出現異常時更激發了學生討論探索的激情,從而進一步提高學生思考問題、分析問題和解決問題的綜合能力。
4設計性試驗的開設方式
4.1合理安排實驗項目,形成循序漸進的梯度
無機化學實驗是大學第一門實驗課,學生實驗能力有限,因此整個實驗項目的設置順序是按照由簡單到復雜、由基礎到綜合、由已知到未知的“梯度”循序漸進,讓學生逐步養成科學的實驗思維方法。在第一學期開出儀器的認領與洗滌、玻璃工、分析天平的使用、溶液的配制、粗鹽的提純和轉化法制備硝酸鉀等基礎操作實驗后,在每個實驗項目中安排一些小型的設計性試驗,例如,結合理論課的習題配制某種緩沖溶液并檢驗其緩沖能力、設計某種特定的原電池、檢驗氧化還原反應的介質對于氧化還原反應的影響等,然后選擇性地開設硝酸鉀溶解度的測定、阿伏伽德羅常數的測定、二氧化碳相對分子質量的測定、硫酸銅結晶水含量的測定等簡單的設計性實驗,主要訓練學生的查閱文獻、實驗設計能力,培養其科學的思維習慣;在第二學期安排了一部分綜合設計性實驗,如設計實驗驗證某種物質化學性質、未知物的鑒別、混合離子的分離與鑒定、常見無機物的制備及組成的定性、定量分析等。
4.2適當開放實驗室,實施開放式實驗教學
實驗課是一個訓練的過程,不同的學生動手能力不同,完成實驗的時間也不相同。在有限的學時內,基礎差的學生可能做不完實驗,有些學生急于實驗任務無暇仔細觀察實驗現象,有些學生可能會得到不理想的實驗結果。因此,為使學生得到充分的基本技能訓練和科研素質培養,棗莊學院化學化工與材料科學學院實行開放式實驗教學。根據學生實驗課時和實驗室的具體情況,制定實驗室的放時間,安排實驗教師進行指導。一方面,對在課堂內做得不夠的或考查不合格的進行著重訓練,做到人人過關; 另一方面,對一部分好的學生進行一些實驗的選做或對課堂實驗進行進一步的探討,對實驗裝置和實驗方法的探索和創新,鍛煉他們的實驗操作技能,初步培養他們的科研能力。
4.3考查
在每學期的無機化學實驗考核中安排一次設計實驗考查,設計實驗的評價結果占總評成績的30%。第一學期為化學常數測定實驗,考察學生在查閱資料、方案設計、實驗操作、實驗結果、協作精神、安全環保和研究報告等方面的表現。第二學期為元素化學實驗,當堂抽簽完成,考察學生在方案設計、實驗操作、現象觀察與實驗結論總結等方面的表現。
5總結
無機化學實驗教學中的設計性實驗并不必須是綜合性實驗,而是做為探究式教學方法的一種形式,把簡單實驗看作是一項科學研究,尤其是讓經典實驗再現經典而不是簡單地重復驗證前人的結果,引導學生收集相關實驗資料、制定實驗方案、自己動手實驗,指導學生分析實驗現象并自行概括得出結論,在實驗結果的驗證過程中提高實驗能力。因此,在無機化學實驗中開設設計性實驗,從大學實驗的起步階段重視培養學生的科學思維能力,不僅激發了學生學習化學的興趣、積極性和主動性,更重要的是培養了學生嚴謹的科學態度和良好的職業素養,發掘了學生的創造性思維,為后續課程的學習和今后的工作奠定了堅實的基礎。
參考文獻
\[1\] 北京師范大學主編.無機化學實驗(第三版)\[M\].北京:高等教育出版社,2001.
\[2\] 劉書銀,等.實驗化學(第二版)\[M\].濟南:山東大學出版社,2010.
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\[5\] 王佩華.改革“無機化學實驗”課教學加強學生實驗能力和綜合素質培養\[J\].陜西師范大學學報(哲學社會科學版),2003,(專輯):231233.
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\[7\] 曹慶林,楊善中,王華林,等.基礎化學實驗教學改革的探索與實踐\[J\].實驗室研究與探索,2004,(4):79.
Exploration of designing experiments establishing mode in
Inorganic Chemistry experiments teaching
WANG Feng,HUANG Wei,ZHU Honglong,LIU Xuejing
(College of Chemistry,Chemical Engineering and Materials Science,Zaozhuang University,
Zaozhuang, Shandong277160,China)
Abstract
Inorganic chemistry experiment is the first experiment course in chemistry or chemical engineering speciality.It is teaching tasks of inorganic chemistry experiment to cultivate the rigorous scientific attitude,correct standard operation skills and good experimental habits,and which is also the students′ essential basic qualities in the professional field.The classical inorganic chemistry experiment items are mostly verification experiments, tedious,no new meaning,and so maybe lead to student′s lack of initiative. While,designing experiments is the effective ways to inspire students′ explore consciousness and train students′ innovative ability.To carry out open experimental teaching using design experiments in a studentcentered and teachersupplemented teaching mode,the charm of classic inorganic chemistry experiment will be given full play.Experimental programs designed by the students themselves and independently complete the whole process of the experiment,which will stimulate study interest of students,develop a rigorous scientific attitude and good professionalism,explore the students′ creative thinking,and establish found for subsequent courses of study and future work.
關鍵詞:土壤剖面;地球化學;異常;元素
利用地球化學方法找礦一直是礦產調查的主要手段,為找礦指明方向,提供化探找礦依據。通過前期采取土壤或水系沉積物介質的掃面工作,圈定異常,確定找礦靶區。本次工作是針對水系沉積物HS-5異常,共布設5條土壤剖面進行控制,分別為P1、P2、P3、P4、P5,就土壤測試分析結果,用折線圖分析各元素在剖面線上的含量分布特征;針對水系沉積物異常HS-30同樣布設5條土壤剖面控制,使用剖析圖分析元素含量在剖面上的空間分布特征,具體如下。
1 水系沉積物異常HS-5工作區
1.1 地質背景
該異常位于永續林場圖幅,工作區以侵入巖為主,出露晚三疊世-早侏羅世堿長花崗巖(T3J1κγ)、二長花崗巖(T3J1ηγ),西北部見少量第四系沖積物,推測堿長花崗巖與二長花崗巖界線由北東向斷裂控制。
1.2 地球化學特征分析
3 結束語
HS-5異常經查證發現,異常主要由Bi、Mo元素引起,其他元素基本無異常,除Ag、W元素之外,這與水系沉積物測量結果基本相吻合,HS-30異常查證結果顯示,Au元素異常明顯,強度較大,為查證區主成礦元素,可能形成Au礦床; Ag、As二者與Au元素套合較好,對形成Au礦床具有一定的指示意義。
折線圖與剖析圖均可以直觀看出元素在土壤剖面上的含量分布特征,但從折線圖上可看出各元素之間含量高低起伏變化,更清楚解決元素組合、共生關系;從剖析圖上則更直觀看出元素高值點的位置,即異常所在位置,并結合地質等條件因素綜合判斷異常來源,總之,兩種化探分析方法各有優勢,建議綜合運用,更有效的尋找礦源。
參考文獻
怎樣才能學好初中化學這門學科,是廣大學生和教師共同關心的問題。下面談一些個人建議,供參考。
1. 學習化學知識要做到“三抓”,即抓基礎、抓思路、抓規律
要重視基礎知識的學習,如元素符號、化學式、化學方程式和基本概念及元素、化合物的性質。在做練習題中要善于總結歸納各種題型及解題思路。化學知識之間是有內在規律的,掌握了規律就能駕馭知識,記憶知識,如化合價的一般規律,金屬元素通常顯正價,非金屬元素通常顯負價,單質元素的化合價為零,許多元素有變價,條件不同價態不同;再如,實驗室制取氧氣所需氣體發生裝置為試管,規律為只要是通過加熱一種固體藥品或兩種固體藥品用來制取氣體都要用到如同制取氧氣的裝置,抓住規律可以加以運用如給出信息題告訴實驗室制取甲烷氣用醋酸鈉和堿石灰兩種固體混合加熱,雖然我們沒有學過這部分知識,但根據固體受熱制取氣體的裝置規律可知同制取氧氣的裝置一樣。
2. 化學基本概念和原理的學習方法
初中化學學科的顯著特點之一是概念多,這些概念理解是否準確,是否掌握熟練對學好初中化學課程關系非常重要。是形成正確實驗技能、計算技能的依據,是分析和解決化學問題的基礎。而初三學生對概念學習不重視,認為掌握概念就是死記硬背。學法不當,效果不好,這部分內容也是中考易失分的知識點之一。
(1)通過感性認識來掌握概念
化學基本概念是從大量的化學事實中抽象概括出來的,如通過觀察鐵絲在氧氣中燃燒的實驗,可以形成化合反應的概念;通過觀察酸、堿、鹽溶液的導電性,可形成電離的概念。所以脫離化學事實只單純的背誦概念不可能深刻理解化學基本概念。
(2)找出概念間的聯系和區別
化學概念之間既有本質區別又有相互聯系,學習時不要孤立地機械單一記憶,應將不同的概念進行比較,從中找出它們之間的不同點和內在聯系。如元素與原子、分子與原子,不同點是化學反應中分子可分,原子不可再分,原子可構成分子,分子是由原子構成的;相同點都是構成物質的微粒,元素是描述物質的宏觀組成,原子是描述物質的微觀構成。
3. 元素化合物知識的學習方法
(1)元素及化合物與基本概念、基本理論相互滲透、關系密切。如由碳元素組成的金剛石、石墨物理性質的差異之大;硫酸因濃、稀的不同而引起性質上有本質差異。所以必須把物質的性質與基本概念、基本理論聯系起來學習。
(2)元素及化合物知識的內在聯系緊密、規律性較強,知識系統都是從單質到化合物,都按存在性質用途制備的順序進行的。物質的存在、制備、用途都取決于物質的性質,因此,學習中應緊緊抓住物質的性質。如依據氫氣的化學性質具有可燃性和還原性來推導它的用途、存在。
(3)元素及化合物知識內容多,即有共性,又有個性。因此,在學習中一定要全面分析問題。如硝酸具有酸的通性,又有特性如與金屬反應不生成氫氣而生成水。
(4)元素及化合物知識對實驗的依賴性強,大部分化學知識是通過實驗獲得的。如氧氣的化學性質通過與C、P、S、Mg、蠟燭等的演示實驗,使學生認識到氧氣是一種化學性質比較活潑的氣體。所以一定要認真觀察和分析實驗現象。
4. 化學實驗的學習方法
(1)要重視化學實驗。化學是一門以實驗為基礎的學科,是教師講授化學知識的重要手段,也是學生獲取知識的重要途徑。大多數概念和元素化合物的知識都是通過實驗獲得的,通過實驗有助于形成概念理解和鞏固化學知識。
(2)要認真觀察和思考教師的課堂演示實驗,因為化學實驗都是通過現象反映本質的。對教師的演示實驗要細心觀察,明確實驗目的,對實驗中看到的現象,要多問幾個為什么,不僅要知其然,還要知其所以然。
(3)要自己動手,親自做實驗。實驗中要勤于思考、多問、多分析實驗發生的現象,從而提高自己的分析問題、解決問題的能力及獨立實驗動手能力和創新能力。
參照國內各級各類院校環境科學專業的基礎化學課程內容體系及多所院校的教學計劃,考慮環境科學專業后續環境化學、環境監測、環境工程學等專業課程的內容,結合我校實際情況,我們將環境科學專業的基礎化學類課程分設為現代化學基礎及分析化學兩門課程。現代化學基礎分兩個學期完成,理論課時共計136學時。課程的學科內容包括現代無機化學、物理化學、有機化學等。通過對化學熱力學、化學動力學、化學平衡、化學反應的基本規律、物質結構理論、膠體和表面化學、環境科學相關的重要元素及其化合物、有機化合物等基礎知識的學習,學生可以了解現代化學的基本概念、基本原理、基本技能;學生學習后能以化學的觀點、思維方法和研究方法,激發創新意識,在未來實際工作中以化學觀點觀察物質變化的現象,對一些涉及環境科學及生活、社會實際的化學問題,具有一定的分析、解決和創新的能力。
分析化學單獨設課,其一,是因為分析化學素有“科學的眼睛”之稱,是環境科學甚至其他任何與化學相關的學科進行科學研究的基礎,學生打下扎實牢固的分析化學基礎是非常重要而必需的。其二,分析化學的課程特色主要是“量”,與其他基礎化學相比較,更強調“量”的概念,以及相應的思維方式和理念。系統學習這門課程可促使學生掌握分析化學的基礎知識和基本理論,結合實驗牢固樹立準確“量”的理念,并掌握獲得準確“量”的正確操作技術。這是環境科學專業的學生進行專業科學研究以及未來的工作中必不可少的基礎。其三,分析化學也是學生學習后續的專業課程環境化學、環境監測的重要基礎。
采用上述課程結構體系,避免了教學內容的無謂重復,節約了大量的教學課時。同時也使一些環境科學專業非常需要的化學知識如膠體化學、表面化學、電化學、分析化學等得到了加強。
二、教材改革
教材是教學內容的載體,一本好的教材能使學生提高學習的興趣,便于理解和掌握知識。但目前國內還沒有完全與我們的現代化學基礎課程教學體系相配套的教材。針對上述情況,在教學過程中,根據環境科學專業的人才培養目標及特點,結合本校的課程結構體系,我們對選用的教材內容進行了適當地刪減和補充,采取了教材為主,補充講義為輔的使用方式。目前選用胡忠鯁主編的《現代化學基礎》作為主教材。但其中元素化學,有機化學兩部分教學內容則結合環境科學專業的特點,編寫補充講義。元素化學部分側重于講授常見重要元素、重要污染元素及其化合物的性質,有機化學部分則系統地介紹各類有機化合物的物理性質及化學性質。對于有機合成則不作要求。通過上述調整后,課程教學內容的針對性和實用性得到了提高。考慮到現代環境監測方法中經常需要使用儀器分析和檢測的特點,我們選用了華東理工大學及四川大學化工學院編寫的《分析化學》(第五版)作為教材。這本教材具有如下特點:一是教學內容包括了化學分析和儀器分析兩部分,與我們的課程結構體系相吻合;二是該課程教學內容的編寫注重應用,簡化了某些公式的推導,加強了數據處理和儀器分析的內容,能滿足環境科學專業的需要。
三、教學內容改革
目前,國內一些非化學化工專業的基礎化學課程雖然在結構體系方面與化學專業相比具有自己的特點,但由于教材編寫者基本都是純化學專業出身,缺乏對相應學科的專業知識與背景的深入認識和了解,因此教學內容的設置基本沿用化學專業的內容,只是在深度和難度上作些調整,沒有結合專業特點,脫離生產實際,學生認識不到化學知識在本專業中的應用前景與重要性,難以激發學習興趣。針對上述情況,我們對環境科學專業的基礎化學課程在教學內容方面進行了如下的改革:
(一)夯實基礎,注重“雙基”扎實牢固的化學基礎知識是與化學相關專業的學生學習化學知識進而將其應用于認識解決本專業問題的重要基礎。因此,我們在教學中始終不渝地堅持為學生打下牢固的化學基礎,注重基礎知識、基本概念和基本原理的教學和應用。為達到此目的,我們有針對性地精選了近1500道與課程內容相關的習題,編寫成課后練習集,讓學生通過習題練習來鞏固所學知識。
(二)結合專業,偏重應用在重視基礎知識、基本概念、基本原理的同時,我們注重選用大量環境科學中的實例來作為知識應用的案例,培養學生用化學原理和知識解決環境問題的能力。如表面化學、氧化還原與電化學、電解質溶液、化學動力學等章節的教學案例都選用了大量環境科學中的例子。又如元素化學部分,重點講述若干和環境科學密切相關的元素,P區元素主要講了Al,Si,Pb,N,P,As,O,S等常見或與環境科學密切聯系的元素及其化合物的性質;過渡元素部分則著重介紹了Cd,Hg,Cr等污染元素,以及Fe,Mn等常見元素及其化合物的性質。再如,有機化學部分講到苯基型鹵代烴的性質時,以多氯聯苯、二噁英等持久性有機污染物為例來講,使教學內容變得結合實際、生動有趣。又如分析化學中的應用實例也都選用環境科學中的應用來講,如高錳酸鹽指數、溶解氧的測定、COD的測定、總磷的測定等。
關鍵詞:基本觀念;元素;元素觀;構建
文章編號:1008-0546(2014)12-0012-04 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2014.12.005
在初中化學階段,對于“元素觀”的基本理解是:世界上的物質都是由元素組成的,元素是組成物質的基本成分,100多種元素組成了世界上數千萬種物質;通常我們見到的物質千變萬化,只是化學元素的重新組合,在化學反應中元素不變,包括元素種類不變、質量守恒;每一種元素對應于一類原子,由于原子不易發生變化,所以元素不易發生變化;元素的化學性質與核外電子特別是最外層電子數有關;元素周期表是對元素的種類、原子結構排布等周期性變化的直接體現形式。“元素觀”以這種直觀的形式呈現,使得觀念的構建具有可操作性,可以幫助教師更有針對性地進行教學設計,引導學生在深刻思考和反思體驗中形成化學基本觀念。
在化學課程標準(2011版)中也寫道:教材在編選概念原理知識內容時,應重視以化學基本觀念為線索,將化學基本觀念滲透在教材內容中,通過具體化學知識和概念的學習,促進學生化學學科思想和基本觀念的形成。這些基本觀念又是通過各級主題和具體的課程內容來支撐和建構的。因此,應充分認識到本標準中的“課程內容”不僅規定了學生學習的具體課程內容,而且要求利用這些具體內容幫助學生形成上述核心化學觀念。元素觀是化學學科觀念之一,人教版九年級化學教材中對元素觀的構建是循序漸進,螺旋上升的過程。第三單元課題3《元素》是元素觀構建的起點教學,也是元素觀體現較為集中的一個課題,上好本課題對構建元素觀起著至關重要的作用。在《元素》兩個課時的教學中對元素觀構建關鍵設計如下:
一、溫故而知新,引出元素的概念
教學片斷一:
[教師]二氧化碳、氧氣分別由什么構成?
[學生]二氧化碳分子、氧分子。
[教師]二氧化碳分子、氧分子分別由什么構成?
[學生]二氧化碳分子由碳原子、氧原子構成,氧分子由氧原子構成。
[展示]二氧化碳分子、氧分子的球棍模型。
[教師]這兩種分子中都含有哪種原子?
[學生]氧原子。
[教師]二氧化碳分子和氧分子中的氧原子的質子數分別是多少?
讓學生回看教材53頁表3-1。
[學生]都是8。
[教師]把質子數是8的這些氧原子統稱為氧元素。
[教師]把質子數是1、6、11......稱為什么元素?
[學生]氫元素、碳元素、鈉元素......
[教師]元素是質子數(即核電荷數)相同的一類原子的總稱。
[教師]原子是由質子、中子和電子構成,那么元素的概念能否描述為:元素是中子數相同的一類原子的總稱或元素是電子數相同的一類原子的總稱呢?
多媒體展示以下兩個表格:
[學生]三種碳原子的質子數相同都是6,而中子數分別為6、7、8不同;三種氧原子的質子數相同都為8,而中子數分別為8、9、10不同。以上兩個表格中數據充分說明,元素是中子數相同的一類原子的總稱的說法是錯誤的。
[教師]請對照教材54頁圖3-12部分原子結構示意圖和回憶離子的形成過程,列舉出鈉原子和鈉離子的質子數、電子數是多少?
[學生]鈉原子和鈉離子質子數相同都是11,而電子數分別為11、10不同。
[教師]請再舉出氧原子和氧離子的質子數、電子數是多少?
[學生]氧原子和氧離子質子數相同都是8,而電子數分別為8、10不同。
[教師]用以上兩個實例說明元素是電子數相同的一類原子的總稱的說法也是錯誤的。
設計意圖:元素概念是第一課時教學中的一個難點,因為它比較抽象,而且對于“元素是質子數(即核電荷數)相同的一類原子的總稱”這一概念學生在沒有同位數知識準備時,難以理解,學習元素概念的困難還在于實際應用中與原子混淆。為解決以上難點,我在“教學片斷一”中通過設置問題鏈――逐層分析――得出概念――思維辨析的教學方式,讓學生自然地接受元素,并加深對元素概念理解,為元素觀的初步建立打下基礎。
二、討論見真知,得出元素守恒觀
教學片段二:
[多媒體]討論,在下列化學反應中,反應物與生成物相比較,分子是否發生了變化?原子是否發生了變化?元素是否發生了變化?
硫 + 氧氣 二氧化硫
S O2 SO2
過氧化氫 水 + 氧氣
H2O2 H2O O2
[學生]分子發生了變化,原子的種類不變,元素也不會改變。
設計意圖:元素觀中還包含在化學變化前后元素不變的元素守恒觀點,這一觀點是元素觀的核心點之一,但由于在第三單元課題1分子、原子的學習中,學生已經具有了在化學變化前后原子種類不變的鋪墊,本課時又學習了元素的概念,因此對這一觀點的學習,是重點但不再是難點了,再者本課時對該觀點只是初步學習,因此該觀點本課時不宜過度拓展,因為在第四單元利用電解水實驗探究水的組成和第五單元課題1《質量守恒定律》的教學中會通過電解水實驗分析和水分解的微觀過程的動畫示意,再進一步深入學習,因此在“教學片段二”中我直接讓學生對照實例討論,初步構建化學變化中原子的種類不變,元素也不會改變的元素觀這一核心觀點。簡明扼要,直擊要害。
三、聯系微觀、實際,突出元素物質觀
教學片段三:
練一練
下列說法是否正確,不正確的請加以改正。
1. 水是由一個氧元素和兩個氫元素構成。
2. 二氧化硫分子由硫元素和兩個氧元素組成。
[學生]1. 水由氧元素和氫元素組成或水由水分子構成......
2. 二氧化硫由硫元素和氧元素組成或一個二氧化硫分子由一個硫原子和兩個氧原子構成......
[教師]從宏觀角度,物質由元素組成,從微觀角度,物質由分子、原子和離子等微粒構成,分子由原子構成。上述的兩個習題中提到了分子、原子、元素、物質等概念,它們之間有什么關系呢?請同學們用標箭頭的方式把它們之間的關系表示出來。
[實物投影]展示學生的結果。并讓他們相互討論糾錯。
[多媒體]:
1.二氧化碳由 組成。
2.二氧化碳由 構成。
3.二氧化碳分子由 構成。
設計意圖:雖然學生知道了元素的概念,但對它的認識是表面的、空洞的,那么如何讓元素直觀和豐滿起來呢?那就必須讓元素與物質聯系起來,在學生已知分子、原子和離子等微觀粒子構成的物質的基礎上,我注重聯系微粒觀和生活實際,在“教學片斷三”中我采用練習――總結――對比――再練習的方法,讓元素與物質聯系起來,變得直觀具體,看得見也能摸得著。通過講解、訓練和對比,初步構建元素觀中的元素組成物質,已發現的100多種元素組成了世界上幾千萬種物質這一觀點。
教學片斷四:
[教師]活動一:調查元素在地殼中、空氣中、海洋中、生物細胞中、宇宙中等處的分布情況。
[學生]爭先恐后的回答并相互補充。
[教師]總結。
地殼中:O、Si、Al、Fe...... 空氣中:N、O...... 海洋中:O、H、Cl、Na...... 生物細胞中:O、C、H、N、Ca...... 宇宙中:H、He......
[教師]活動二:調查食品、補品、飲料、調味劑等物質的元素組成情況。
[學生]爭先恐后的回答并相互補充。
[教師]展示一:
展示二:
產品名稱:自然食用鹽
配料表:食鹽、碘酸鉀、抗結劑
鈣(以Ca計)mg/kg≥500
鎂(以Mg計)mg/kg≥1000
鉀(以K計)mg/kg≥300
碘含量(以I計)20-50mg/kg
凈含量:400g
分裝者名稱:福建福州鹽業分公司
[教師]引導學生分析,說明元素存在于物質中,它就在我們身邊。當我們身體大量缺少某種元素時,就會生病。我們每天都必須均衡的攝取各種營養元素。最好是從食物中去獲得。俗話說得好“藥補不如食補”。
[多媒體]1.兒童、青少年缺乏維生素及礦物質元素的癥狀;
2. 微量元素對人體的作用及適宜攝入量;
3. 一些微量元素的食物來源。
設計意圖:在學習元素分布情況時,沒有采用教師介紹或閱讀記憶的方式而是設計成“教學片斷四”中的研究性學習,分小組分任務調查元素的分布情況和收集食品、補品、飲料、調味劑等標簽,在小組收集資料和匯總的過程中,讓學生切身的感受到元素存在真實性,讓元素在學生的腦海中豐富和生動起來,真正意識到元素存在于身邊的物質中,鞏固元素的物質觀。
四、結合元素周期表,探索元素規律觀
教學片斷五:
[教師]請同學們翻開教材中的元素周期表仔細觀察,元素周期表有多少個橫行?多少個縱行?
[學生]7個橫行,18個縱行。
[教師]一個橫行叫做一個周期,一個縱行叫做一個族(8、9、10三個縱行共同組成一個族),元素周期表有7個周期和16個族。
[探究]1.參見教材60頁圖3-17和61頁表3-3,在元素周期表中逐一查詢這些元素的有關信息(如它們在周期表中的位置、元素符號、相對原子質量,等等)并將其中標明的元素按照一定的標準進行分類(如含量的多少、屬于金屬元素還是屬于非金屬元素等)。
2. 考察每個周期開頭的是什么類型的元素,靠近尾部的是什么類型的元素,結尾是什么類型的元素。說明元素之間存在著怎樣的規律性聯系?
[學生]每個周期的開頭是金屬元素,靠近尾部是非金屬元素,結尾是稀有氣體元素。
[教師]除第一周期外,其它周期從金屬元素過渡到非金屬元素,最后以稀有氣體元素結尾,呈周期性變化。
設計意圖:通過《元素》第一課時學習,學生對元素的概念、應用和存在有了一個初步的認識,在學生的腦海中已有了常見的一些元素,但是是個別、零碎和局限的。如何讓元素系統呢?《元素》第二課時中對元素周期表教學是讓元素有序系統的關鍵一環。初中化學對元素周期表的教學要求是很低的,新課標中要求是:能根據元素的原子序數在元素周期表中找到指定的元素。因為要求低,教師容易忽略該內容的教學,教學中往往是一帶而過。只是不利于元素觀構建的。元素周期表和周期律是元素觀重要組成部分。上好這一課,讓元素有序、規律化,是構建元素觀的關鍵點之一。在“教學片斷五”中我采用觀察、討論――匯報總結――再探究的教學方法,在課標教學要求范圍內的基礎上,讓學生對元素周期表、周期律有一個初步認識,從宏觀角度初步構建元素的規律性觀點。
教學片段六:
[多媒體]
以上是1-3周期的元素原子結構示意圖,請觀察:
1.每一個橫行(周期)排列特點。
2.每一個縱行(族)排列特點。
3.每個周期原子結構呈現哪些周期性變化?
[學生]每個周期原子電子層數相同,每個族原子的最外層電子數相同。
每一個周期從左到右,最外層電子數、質子數(或核電荷數)依次增加??????
設計意圖:初中階段對元素周期表的教學如果只停留“教學片斷五”的層面,那么學生對元素周期表的認識只是表面的、淺層的。既然學生已經有了原子結構的基礎,我認為可以從原子結構的層面再認識元素周期表,再總結出微觀層面的周期律,這樣學生對周期表的認識上升一個層次。也從微觀角度初步構建規律性觀點。
化學基本觀念不是具體的化學知識,也不是化學知識的簡單組合,它是學生通過學習化學課程后在頭腦中提煉的,在考察相關的化學問題時所具有的基本概括性認識。它決定著學生對化學知識的深入理解和靈活應用,對提高學生的科學素養具有重要價值。因此對一種化學觀念的構建要有一個完整規劃體系。人教版九年級化學教材對元素觀的呈現形式是:讓學生掌握基本實驗技能和空氣、氧氣的性質和變化的基礎上進入微觀世界,讓學生接受微粒、認識各類微觀粒子,幫助學生建立起比較扎實的微粒觀,再基于原子概念提出元素概念,逐步構建元素觀。這種構建思路是:分子和原子―原子―原子結構―離子―元素―物質分類―化合價―質量守恒定律。再通過化合價、依據化學式和化學反應中的相關計算,幫助學生對元素的認識從定性走向定量。因此對元素觀的構建不是僅依賴《元素》這兩節課教學就能夠完成的,這兩節課的教學只是建立起元素觀的基本雛形,在后續的教學和訓練中還要不斷的鞏固和提升。
參考文獻
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關鍵詞:油菜營養素;定性檢測;實驗探究;微型實驗
文章編號:1005?C6629(2014)7?C0070?C02 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
1 問題的提出
油菜是人們喜食的主要蔬菜之一。據營養學家分析,油菜中含有豐富的營養素,在膳食中適量食用油菜,可以維持身體中營養素的平衡[1]。我們參考文獻[2]中定性鑒定茶葉中某些元素的方法,就油菜中的營養素蛋白質、維生素、鈣、磷、鐵、鋅、鎂、鉀、鈉、銅、錳[3],利用常用儀器、微型實驗進行了實驗探究。實驗結果表明,油菜中含有蛋白質、維生素、鈣、鐵、鎂、鉀、磷。參考實驗結果與方法,把該實驗設計為學生探究性實驗,既能提高學生學習興趣,也利于學生正確認識化學對人們生活與健康的影響,強化化學與生活的聯系。
2 實驗部分
2.1 實驗用品
儀器與材料:托盤天平、燒杯若干、研缽、膠頭滴管若干、鐵架臺、長頸漏斗、玻璃棒、離心機、離心管、白色點滴板、黑色點滴板、恒溫水浴鍋、藥勺、試管夾、紗布、濾紙、小刀
試劑:活性炭、NaOH溶液(5%、10%、20%、30%、40%)、HCl溶液(0.5 mol/L、1 mol/L)、高錳酸鉀稀溶液、淀粉碘化鉀溶液、碘水、飽和KSCN溶液、0.05 g/mL Na3[Co(NO2)6]溶液、飽和BaCl2溶液;鈣試劑(1g指示劑與100g NaCl研細混勻)、鎂試劑(0.5 g/L,溶解0.05g對硝基偶氮間苯二酚于10mL 2 mol/L NaOH中)、雙縮脲試劑(雙縮脲試劑A:質量濃度為0.1 g/mL的NaOH溶液;雙縮脲試劑B:質量濃度為0.01 g/mL的CuSO4溶液)、鉬酸銨溶液[0.1 mol/L,把124g(NH4)6Mo7O24?4H2O溶解在1L水中,后把所得溶液倒入1L 6 mol/L HNO3中。把溶液放置24h,取其澄清溶液](以上試劑均為分析純)試樣:新鮮油菜2.2 實驗原理
我們所探測的是油菜本身液汁中的營養素,只要把油菜洗凈切碎,在研缽中研碎,用口罩布擠出液汁,通過脫色、離心、分離,處理為接近無色的溶液,即可利用物質(元素)特征反應來檢測。它們各自的特征反應如下:
在堿性條件下,蛋白質分子中的肽鍵與Cu2+作用,形成紫色或紫紅色的絡合物[4]。
Mg2+與對硝基偶氮間苯二酚(鎂試劑)的堿性溶液反應生成天藍色沉淀。鎂試劑在酸性溶液中顯黃色,在堿性溶液中顯紫紅色,被Mg(OH)2吸附后顯天藍色[7]。反應式為:
2.3 試樣處理
稱取100g油菜,洗凈瀝干,用刀切成小段后放入研缽中研磨,研碎后將汁和渣轉入蓋在200mL燒杯口上的紗布上,用紗布將油菜汁擰入燒杯中,可得到60mL液體。向燒杯中加入一勺活性炭,用玻璃棒攪拌后將燒杯中的液體轉移至離心管中進行離心操作,離心后將上層液體傾入100mL燒杯中。如此重復脫色3~4次后把得到的液體用8層濾紙進行過濾,得到40~45mL稍顯黃色的試液。
2.4 實驗探究
2.4.1 油菜中維生素C的定性檢驗
在潔凈的白色點滴板坑內,分別滴入3d試液,再分別滴入1d KMnO4稀溶液(1d淀粉碘化鉀溶液;1d碘水),做3次平行實驗,觀察、記錄實驗現象(紫紅色逐漸褪去,藍色逐漸褪去,黃色迅速褪去),作出判斷(含有維生素C)。
2.4.2 油菜中蛋白質的定性檢驗
在潔凈的白色點滴板坑內,分別滴入3d試液,后滴入2d雙縮脲試劑A,再滴入2d雙縮脲試劑B,做3次平行實驗,觀察、記錄實驗現象(出現紫色),作出判斷(含有蛋白質)。
2.4.3 油菜中鐵元素的定性檢驗
在潔凈的白色點滴板坑內,分別滴入3d試液,后分別滴入1d 0.5~1 mol/L HCl溶液,再加入1d飽和KSCN溶液,做3次平行實驗,觀察、記錄實驗現象(淺紅色);在該實驗條件下(針對0.5~1 mol/L HCl)做空白實驗(無色),作出判斷(含有鐵)。
2.4.4 油菜中鈣元素的定性檢驗
在潔凈的白色點滴板坑內,分別滴入3d試液,后分別滴入1d 5%~40%NaOH溶液,再用藥勺小頭的背面加入少許鈣試劑,做3次平行實驗,觀察、記錄實驗現象(由藍色迅速變為酒紅色),作出判斷(含有鈣)。
2.4.5 油菜中鎂元素的定性檢驗
在潔凈的白色點滴板坑內,分別滴入3d試液,后分別滴入1d 5%~40% NaOH溶液,再用玻璃棒蘸取少許鎂試劑接觸試液,做3次平行實驗,觀察、記錄實驗現象(出現天藍色),作出判斷(含有鎂)。
2.4.6油菜中鉀元素的定性檢驗
取1mL試液于離心管中,加入5d 0.05g/mL Na3[Co(NO2)6]溶液,水浴加熱3~5min,做3次平行實驗,觀察、記錄實驗現象(出現黃色沉淀),作出判斷(含有鉀)。
2.4.7 油菜中磷元素的定性檢驗
取2mL試液于離心管中,加入20d鉬酸銨溶液,水浴加熱5min,冷卻靜置24h,做3次平行實驗,觀察、記錄實驗現象(出現黃色沉淀),作出判斷(含有磷)。
3 結論與討論
實驗表明油菜中含有蛋白質、維生素、鈣、鐵、鎂、鉀、磷營養素,在日常生活中我們可以通過適量食用油菜來攝入這些營養素。需要注意現做現切,切好的油菜不宜久放,適宜用大火爆炒,這樣烹制出來的油菜既可以保持鮮脆的口感,又可以使營養成分最大程度地保留下來[11]。試樣處理時,最好參照2.3進行。油菜中含有的鋅、錳、銅等元素,在本實驗條件下沒有檢出,原因有待進一步研究。該實驗內容與人們的生活、健康密切相關且生動、有趣、實用、安全、可靠、靈敏度較高,儀器簡單、污染小、成本低,每個學生都可以動手操作。
參考文獻:
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關鍵詞:高三化學;實驗復習;教學方法;策略
高中學生在高一、高二在化學的學習中就已經接觸到了化學相關實驗,有很大一部分學生通過一些有趣的實驗對學習化學產生了濃厚的興趣。在進行高三化學實驗復習課堂的教學時,化學老師已經不能依靠高一、高二的教學方式,必須在有限的復習時間內對學過的化學實驗知識進行整合,持續保持學生對化學的研究熱情。以下主要闡述怎樣的化學實驗整合方式對學生理解知識和鞏固知識有很好的效果。
一、高三化學實驗復習課堂教學現狀
在高三化學實驗復習課堂中主要的特點就是老師一味地灌輸知識,課程結構的設計較為嚴謹,對化學知識點中存在的難點及易錯點進行了詳細的歸納、總結,但是卻嚴重忽視了與學生的互動,老師對學生實際掌握知識的情況并沒有了解清晰,學生在學習的過程中也很難抓到自己需要補充的內容。
另一方面還存在的問題有,在化學實驗課程中,老師一般情況下通過對知識的梳理之后就設置一定的實驗讓學生進行練習,對于實驗內容的設計比較簡單,根本沒有給學生留有一定的時間來進行探究,學生實際上并沒有完全參與到實驗教學中,思維能力也沒有得到提升。
二、整合設計高三化學實驗復習課程
對高三化學實驗課程內容的設置,除了要對現有知識進行梳理整合,還要對高一、高二學習到的知識側重點進行回顧,從這兩個方面出發設計的實驗課程對化學知識的整合是多維層面的。
(一)對不同階段的化學知識進行整合
1.在具體設置高三化學實驗復習課程的時候,不可能對已往的實驗知識進行全部的重新教學,應該針對學生的實際情況,選擇學生容易遺忘或者實驗重要性較高的內容進行教學。比如說粗鹽的提純實驗、有明顯顏色變化K2CrO7/K2CrO4物質的酸堿平衡性能、鹵素單質的置換實驗等,這些實驗應用在課堂上的可行性較高,只需要通過試管就可以體現出實驗的效果,值得在具體的實驗課程中開展。
2.學生在學習部分元素化合物的實驗時,不同元素之間沒有進行一定的整合,致使學生所掌握的知識水平也存在一定的局限性。所以在開展高三化學實驗課程時,可以對化學學習中所涉及的不同元素化合物進行有效的歸納整合,不僅能提高學生化學復習課程的效率,而且對學生所學的化學知識進行了一定的系統化,加深了學生對相關知識的理解。
3.考慮到不同學生對化學知識的掌握程度不一,只開展簡單的化學實驗顯然不能滿足知識層次不同學生的需求,所以在實際設計化學實驗課程的過程中應該添加一些解決疑難問題的實驗,通過老師的正確指導對學生進行啟發,滿足基礎較好學生思維層次的不斷提升。這些實驗教學對高三學生來說是很大的突破,學生在一定的基礎知識和相應原理的基礎上能解決很多實際問題,不斷開發了自身的認知思維。
(二)對零散的實驗進行整合
在高三化學復習課中元素化合物的相關知識一直是教學的重點,在考試中學生經常由于化學元素知識的掌握過于零散,導致經常產生一些不必要的錯誤。在設置高三化學實驗課程內容的過程中,老師應該對這部分知識進行系統化、規律化的整合,具體來說,老師可以從元素周期表出發,對其中所包含的知識進行串聯和網絡化,另外通過相應的實驗作輔助,合理連接不同元素的知識點。
比如說,在進行實驗“氯氣的制備與性質”時,要注意該實驗中涉及的關鍵環節,在學習氯氣的性質課程內容時,我們了解到氯氣有多種性質,氯氣的燃燒和漂白作用都需要一定的條件,而在實際進行該實驗的過程中我們不可能把實驗中涉及的所有內容都進行實際的操作,只需要將實驗內容進行一定的微型處理。在對氯氣的制備原理進行對比實驗時,盡量選取步驟簡單的實驗,考慮課堂時間的有限,通過運用較少的實驗試劑以降低有害氣體的排放。經過微型實驗的教學不僅能達到實驗的目的,而且提高了實驗教學效率。
(三)對學生思維層次的整合
在高一、高二化學知識的學習過程中主要是對新知識的引入,而通過實驗對新知識的引入能增強學生學習化學的興趣,而在高三對化學實驗的學習就不能僅僅局限在對基礎知識的整合上,應該以整合知識為基礎,逐漸形成學生學習化學的體系,在重組化學基礎知識的基礎上對學生學習化學的思維層次進行整合。
化學實驗的內容多種多樣,涉及的實驗主要考查的知識有:實驗的原理;常見物質的檢驗;物質的提純、分離及制備;對一定量濃度溶液的配置;測定pH值等,近年來對一定量濃度溶液的配置實驗考查的情況比較多。所以,針對學生已經了解到元素反應的基本概念理論,及元素化合物的性質,通過進行實驗“過氧化鈉與水反應后滴加酚酞褪色的原因分析”后學生不單實現的是相關知識的鞏固學習,而且在一定認知沖突中激發出了學生探索、研究知識的積極性。老師的復習效率有很大的提高,也實現了綜合性的三維目標。總之,在高三之前對實驗的目標進行分解,而在實際高三的實驗課程中將教學目標轉移到實驗的基本素材上,把知識進行綜合,提高學生解決問題的能力。
化學本身就是一門實驗科學學科,通過對化學實驗的學習不僅能鍛煉學生的動手操作能力,而且能加深學生對化學相關理論知識的鞏固。通過一定的實驗,使得化學學習不再枯燥,化學知識變成了生動有趣的實驗,學生的學習興趣提升,也能拓展到學生的個性化發展。所以,在高三化學實驗復習課程的設置上學生及老師都應該重視對實驗課程的學習,其次,選擇恰當的實驗內容,逐漸把化學實驗教學變成開拓思維和探索專業知識的有效工具。
參考文獻:
[1]辛麗靜.高三化學復習課變式教學策略研究[D].湖南師范大學,2014.
關鍵詞: 城市土壤 重金屬污染 人體健康
城市人口集中,工業發達,交通擁擠,人類活動影響強烈,城市土壤作為地球生物圈的一個組成部分,有一定的生態、環境和經濟功能。城市土壤中污染物主要是重金屬、多環芳烴和多氯聯苯,其中以重金屬污染最為嚴重,因此,城市土壤中重金屬已被許多學者作為指示城市環境污染程度的一個非常有用的指標。
目前,對于重金屬主要有以下幾種看法:(1)重金屬是指原子密度大于5.0g/cm■或6.0g/cm■的金屬元素,這一大類元素大約有40種。(2)元素周期表中原子序數大于鈣的金屬元素,即從鈧起為重金屬。(3)重金屬即為有毒金屬。
上述三種定義都欠準確。例如,盡管金屬鋁的原子密度只有2.7g/cm■,但在對環境造成污染和對生物健康表現出極大的傷害酸性環境中,它的毒性隨著溶解性的增加而增加。魚鰓對鋁離子中比較敏感,阿爾茨海默氏病是鋁累積在腦中而引發的疾病。而某些元素的原子密度雖然大于5.0g/cm■或6.0g/cm■,但并沒有表現出潛在的毒性。
重金屬作為一類特殊的污染物,具有明顯地不同于其他污染物的特點:第一,重金屬在環境中不會被降解,主要通過沉淀—溶解、氧化—還原、絡合或螯合作用、膠體形成、吸附—解吸等一系列物理、化學以及生物作用進行遷移轉化,參與和干擾各種環境生物地球化學過程和物質循環過程,最終以一種或多種形態長期滯留在環境中,造成永久性的潛在危險。第二,有些重金屬是生物生長發育所必需的營養素,這些因素具有很強的生物富集能力,只有超過一定濃度時,它們才被稱為污染物,會產生更高的生物積累,并對生物的生長發育產生副作用;有些重金屬為生物的生長發育非必需,它們具有與許多礦物營養因素相同或相似的外層電子層結構,能通過擴散和細胞膜滲透而進入生物體內,發生生物累積。這些金屬在環境中只要微量存在,即可產生毒性效應,影響生物的生長發育。第三,環境的中某些重金屬可在微生物的作用下轉化為毒性更強的重金屬化合物,如汞的甲基化作用。第四,重金屬在進入生物體后,不易被排出,在生物鏈中的生物放大作用十分明顯,在較高級的生物體內可成千上萬倍地富集起來,然后通過食物鏈進入人體,在人體的某些器官中蓄積起來,造成慢性中毒,影響人體健康。
因此,土壤重金屬污染不僅影響土壤的性質,而且關系到植物、動物甚至人類的健康,而且一旦土壤被重金屬污染,就很難徹底消除。由于重金屬污染物具有多源性、隱蔽性、一定程度的長距離傳輸性和污染后果的嚴重性等特征,因此應該特別注意防止土壤的重金屬污染。
重金屬元素進入城市土壤后,由于其遷移性極低和難以被微生物分解的特性而被累積于城市土壤中,然后通過風力、水力或植物等介質最終危及人類健康和惡化生態環境。在人體中,每時每刻都在進行著化學元素參與其間的高度精細的化學反應。化學元素不僅是構成人體的基本材料,而且在人體的生長、發育、疾病、死亡中起著非常重要的作用。人類在長期發展過程中,經過反復的適應與馴化,形成了具有調節自己的生理功能來適應不斷變化的環境的能力。人類的疾病多是機體在化學性因素、物理因素和生物性因素作用下,功能、代謝及心態上發生的病理變化到一定程度所表現出來的特殊臨床癥狀。
決定某種化學元素對人體有害或無害的重要因素,主要是元素的量。德國科學家在研究生物必需元素時,發現植物缺少某種元素不能成活,元素適量時茁壯生長,當元素過量時就顯示出對植物的毒性,甚至死亡。重金屬攝入人體內,一般不會發生器質性損傷,而是通過化合、置換、絡合、氧化還原、協同或拮抗等化學的或生物化學反應,影響代謝過程或酶系統,所以毒性的潛伏期較長,往往經過幾年或幾十年時間才顯示出對健康的病變。已有研究表明:某些有毒的重金屬嚴重地影響人類健康。
重金屬與人體健康的部分調查情況:(1)對人的肝有影響的是As、Be;(2)對人的腎有影響的是Cd、Hg、Pb;(3)對人的生殖有影響的是As、Cd、Cr、Hg、Mn、Pb、Se、Tl;(4)對人的神經有影響的是As、Hg、Mn、Ni、Pb、Sn、Tl;(5)對人的視覺有影響的是Hg、Pb;(6)對人的免疫有影響的是Ni;(7)對人的呼吸有影響的是Cr、Ni、V、Pt;(8)對人的皮膚有影響的是As、Cr、Ni;(9)對人的心血管有影響的是As、Cd、Pb;(10)對人的血液有影響的是As、Cu、Pb。
近一個世紀來,各國癌癥發病率一直處于上升狀態。特別是20世紀70年代以來,癌癥的發病率在大多數國家居于前三位,病人人數逐年增多。近年來,世界衛生組織的報告認為引起癌癥的主要原因是環境因素,因此,癌癥病因及其防治成為科學研究的關系大致可以分為三類:已肯定具有致癌作用元素、可疑致癌元素和促癌元素。
重金屬元素與癌的部分調查情況:(1)已被確定為致癌的元素有As、Cd、Hg、Ni、Pb、Cr、Sb;(2)可疑致癌的元素有Be、Co、Cd、Se、Tl、Zn;(3)促進致癌的元素有Cu、Mn。
參考文獻:
[1]王友保,王興明,潘超,劉登義.蕪湖市工業區土壤重金屬形態分布特征[J].安徽師范大學學報(自然科學版),2005,(03).