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本案例真实记录了某校初三学生学习《制取氧气》所做的一次研究课题的情况。从中可以体会到,作为刚上初三的学生,如何从他们所想的问题中提炼研究课题?教师如何指导学生进行研究?
课题名称:
从高锰酸钾制取氧气的残渣中回收二氧化锰
并用其在氯酸钾制取氧气的实验中作催化剂
课题的选取与实验计划
初三化学第二单元课题3中,关于氧气实验室制法,有这样一个文字表达式:
高锰酸钾加热锰酸钾+二氧化锰+氧气
由此我们联想到,是否可以从高锰酸钾制氧得到的废渣中回收二氧化锰,并用其在氯酸钾制氧的实验中作催化剂呢?我们设计了以下的实验:
1 用高锰酸钾制氧气,制完后,把残渣倒入烧杯中加入20毫升水,用玻璃棒搅拌,必要对可用酒精灯微热。
2 做一个过滤器。把烧杯内的溶液过滤,并小心用水冲洗滤纸上的黑色沉积物。
3 用玻璃棒把滤纸上的沉积物转移到蒸发皿内,然后加热。待蒸发皿产生的水蒸气较少时即停止加热,利用蒸发皿的余热把黑色物质
氧化锰蒸干。
4 称出与制得的二氧化锰同等质量的实验室原有的二氧化锰,再称同等质量的氯酸钾与两份二氧化锰分别加热,观察制氧的速度。
课题研究过程
课题组成员:初三111班邹同远,邓自方,刘林
实验预习
1 高锰酸钾加热锰酸钾+二氧化锰+氧气。
2 利用溶解、过滤、蒸发的方法将上述残渣中的二氧化锰分离出来。
实验目的
①从实验的废弃物中回收有用的化学药品。
②加深对催化剂概念的认识和理解。
仪器:烧杯、玻璃棒、漏斗、铁架台(铁圈)、酒精灯、蒸发皿、天平、量筒、试管、试管夹
药品:氯酸钾、二氧化锰、高锰酸钾制氧后的残渣一包、滤纸。
实验记录:
第一次
称取2克高锰酸钾制氧取得的残渣倒入烧杯中,然后加水用玻璃棒搅拌,使其溶解,烧杯壁上有少许紫红色液体,残渣在水中部分溶解,其中二氧化锰未溶解。过滤,滤纸上的沉积物颜色为紫红色(可能为高锰酸钾)和棕黄色,沉积物是二氧化锰。然后用水冲洗滤纸上的沉积物,用玻璃棒把滤纸上的沉积物转移到蒸发皿内,加热蒸发。得到棕黄色的二氧化锰,质量0.8克,是原高锰酸钾的40%。
问题1:为什么我们制得的二氧化锰与正常的二氧化锰的颜色不同呢?
问题2:为什么我们制得的二氧化锰与正常的二氧化锰的密度也不同呢?
问题3:我们制得的二氧化锰中是不是还含有什么物质呢?是什么呢?
称取了三份2.4克的氯酸钾,一份不与二氧化锰混合,一份与制得的0.8克二氧化锰混合,一份与实验室原有的0.8克二氧化锰混合,给它们分别加热,得到以下数据:
不与二氧化锰混合的氯酸钾,试管口出现氧气需393秒:
与制得的二氧化锰混合,试管口出现氧气需49秒;
与实验室原有的二氧化锰混合,试管口出现氧气需34秒;
总结:这次实验用的高锰酸钾制氧所剩残渣不够纯,回收的二氧化锰催化制氧速度与原二氧化锰差距较大。残渣溶液的颜色和制得的二氧化锰的颜色倒底是什么?切身体会到了催化剂的威力。
第二次
称取1克高锰酸钾制氧取得的残渣,这次做出的残渣比较纯,倒入烧杯加适量的水,用玻璃棒搅拌,使其溶解而在烧杯壁上的紫红色液体变少了。残渣在水中部分溶解,二氧化锰未溶解。
问题4:这次残渣更纯了为什么还会有紫红色液体出现?
猜想1:附着在烧杯壁上的少许紫红色溶液会不会是因锰酸钾溶液和二氧化锰受热,而引起的氧化还原反应呢?
我们以同样的方法通过过虑、加热蒸发,得到的固体物质是深棕色的,是二氧化锰,质量0.3克。是原高锰酸钾的30%。
称取三份0.9克的氯酸钾,一份不与二氧化锰混合,一份与制得的0,3克二氧化锰混合,一份与实验室原有的0.3克二氧化锰混合,给它们分别加热,得到以下数据:
不与二氧化锰混合的氯酸钾,试管口出现氧气需222秒;
与制得的二氧化锰混合,试管口出现氧气需35秒;
与实验室原有的二氧化锰混合,试管口出现氧气需31秒;
总结:这次实验用的高锰酸钾制氧所剩残渣比上次纯,回收的二氧化锰催化制氧速度与原二氧化锰接近了。所制二氧化锰的颜色为什么不同还有待进一步的实验和查找有关资料。
设想:如果将残渣多提纯几次会不会使制得的二氧化锰更纯净?
课题研究感想
能力是在活动中形成,在活动中发展,并在活动中展现的。新课程背景下学生探究活动的设计旨在营造开放的化学课堂,努力改善学生的学习方式。开发与学生生活实际联系密切的系列活动,能够有意思地让学生在实验探究中去感知和体验,训练学生解决实际问题的思路和方法。在本次实验中,学生不仅学会了如何从废弃药品中回收有用的药品变废为宝,还学会了如何自己做好实验计划、报告,策划整个实验。同时提高了自己动手、动脑能力,查阅资料的能力,也增长了知识,从中受益匪非浅。
课题名称:
从高锰酸钾制取氧气的残渣中回收二氧化锰
并用其在氯酸钾制取氧气的实验中作催化剂
课题的选取与实验计划
初三化学第二单元课题3中,关于氧气实验室制法,有这样一个文字表达式:
高锰酸钾加热锰酸钾+二氧化锰+氧气
由此我们联想到,是否可以从高锰酸钾制氧得到的废渣中回收二氧化锰,并用其在氯酸钾制氧的实验中作催化剂呢?我们设计了以下的实验:
1 用高锰酸钾制氧气,制完后,把残渣倒入烧杯中加入20毫升水,用玻璃棒搅拌,必要对可用酒精灯微热。
2 做一个过滤器。把烧杯内的溶液过滤,并小心用水冲洗滤纸上的黑色沉积物。
3 用玻璃棒把滤纸上的沉积物转移到蒸发皿内,然后加热。待蒸发皿产生的水蒸气较少时即停止加热,利用蒸发皿的余热把黑色物质
氧化锰蒸干。
4 称出与制得的二氧化锰同等质量的实验室原有的二氧化锰,再称同等质量的氯酸钾与两份二氧化锰分别加热,观察制氧的速度。
课题研究过程
课题组成员:初三111班邹同远,邓自方,刘林
实验预习
1 高锰酸钾加热锰酸钾+二氧化锰+氧气。
2 利用溶解、过滤、蒸发的方法将上述残渣中的二氧化锰分离出来。
实验目的
①从实验的废弃物中回收有用的化学药品。
②加深对催化剂概念的认识和理解。
仪器:烧杯、玻璃棒、漏斗、铁架台(铁圈)、酒精灯、蒸发皿、天平、量筒、试管、试管夹
药品:氯酸钾、二氧化锰、高锰酸钾制氧后的残渣一包、滤纸。
实验记录:
第一次
称取2克高锰酸钾制氧取得的残渣倒入烧杯中,然后加水用玻璃棒搅拌,使其溶解,烧杯壁上有少许紫红色液体,残渣在水中部分溶解,其中二氧化锰未溶解。过滤,滤纸上的沉积物颜色为紫红色(可能为高锰酸钾)和棕黄色,沉积物是二氧化锰。然后用水冲洗滤纸上的沉积物,用玻璃棒把滤纸上的沉积物转移到蒸发皿内,加热蒸发。得到棕黄色的二氧化锰,质量0.8克,是原高锰酸钾的40%。
问题1:为什么我们制得的二氧化锰与正常的二氧化锰的颜色不同呢?
问题2:为什么我们制得的二氧化锰与正常的二氧化锰的密度也不同呢?
问题3:我们制得的二氧化锰中是不是还含有什么物质呢?是什么呢?
称取了三份2.4克的氯酸钾,一份不与二氧化锰混合,一份与制得的0.8克二氧化锰混合,一份与实验室原有的0.8克二氧化锰混合,给它们分别加热,得到以下数据:
不与二氧化锰混合的氯酸钾,试管口出现氧气需393秒:
与制得的二氧化锰混合,试管口出现氧气需49秒;
与实验室原有的二氧化锰混合,试管口出现氧气需34秒;
总结:这次实验用的高锰酸钾制氧所剩残渣不够纯,回收的二氧化锰催化制氧速度与原二氧化锰差距较大。残渣溶液的颜色和制得的二氧化锰的颜色倒底是什么?切身体会到了催化剂的威力。
第二次
称取1克高锰酸钾制氧取得的残渣,这次做出的残渣比较纯,倒入烧杯加适量的水,用玻璃棒搅拌,使其溶解而在烧杯壁上的紫红色液体变少了。残渣在水中部分溶解,二氧化锰未溶解。
问题4:这次残渣更纯了为什么还会有紫红色液体出现?
猜想1:附着在烧杯壁上的少许紫红色溶液会不会是因锰酸钾溶液和二氧化锰受热,而引起的氧化还原反应呢?
我们以同样的方法通过过虑、加热蒸发,得到的固体物质是深棕色的,是二氧化锰,质量0.3克。是原高锰酸钾的30%。
称取三份0.9克的氯酸钾,一份不与二氧化锰混合,一份与制得的0,3克二氧化锰混合,一份与实验室原有的0.3克二氧化锰混合,给它们分别加热,得到以下数据:
不与二氧化锰混合的氯酸钾,试管口出现氧气需222秒;
与制得的二氧化锰混合,试管口出现氧气需35秒;
与实验室原有的二氧化锰混合,试管口出现氧气需31秒;
总结:这次实验用的高锰酸钾制氧所剩残渣比上次纯,回收的二氧化锰催化制氧速度与原二氧化锰接近了。所制二氧化锰的颜色为什么不同还有待进一步的实验和查找有关资料。
设想:如果将残渣多提纯几次会不会使制得的二氧化锰更纯净?
课题研究感想
能力是在活动中形成,在活动中发展,并在活动中展现的。新课程背景下学生探究活动的设计旨在营造开放的化学课堂,努力改善学生的学习方式。开发与学生生活实际联系密切的系列活动,能够有意思地让学生在实验探究中去感知和体验,训练学生解决实际问题的思路和方法。在本次实验中,学生不仅学会了如何从废弃药品中回收有用的药品变废为宝,还学会了如何自己做好实验计划、报告,策划整个实验。同时提高了自己动手、动脑能力,查阅资料的能力,也增长了知识,从中受益匪非浅。