1、究保暖袋中裝的物質    1、案例名稱：實驗探究保暖袋中裝的是什么物質？2案例的背景：筆者偶然發現市場上有一種由廣東潮安縣某食品廠開發生產的保暖袋深受中小學生喜愛。以探究保暖袋的發熱原理、推測保暖袋中的物質為課題組織學生開展探究性學習，取得了好的效果。此課在“湖北省特級教師教學藝術研討會”上進行了展示。保暖袋中的固體含氧化鈣、碳酸鈣及泥沙等雜質，液體為水和防凍劑，學生已有鑒定氧化鈣、碳酸鈣及水的基礎知識、計算氧化鈣和水反應的質量比的技能，但面對一種產品，沒有提示，要鑒定其中的各種物質并根據化學方程式計算質量比既有趣又有難度，探究內容多，探究價值高，能鞏固

2、已學的酸堿鹽等幾類物質相互反應的知識，訓練學生使用猜測驗證、歸納、推理等科學方法，培養學生分析問題和解決問題的能力，激發學生熱愛化學的情感，培育科學的態度和化學價值觀。3、教學目標：知識與技能：運用特征反應推斷、鑒定保暖袋中的化學物質（生石灰、碳酸鈣、水）；鞏固已學的酸堿鹽等幾類物質相互反應的知識。過程和方法：訓練學生使用猜測驗證、歸納、推理等科學方法，滲透本質決定現象的辯證唯物主義觀點，培養學生分析問題和解決問題的能力。情感態度價值觀：讓學生體驗科學探究的樂趣，認識化學與日常生活的密切聯系，激發學生熱愛化學的情感，培育科學的態度和價值觀。4需要利用的教育資源：鎂帶、鹽酸、pH試紙、酚酞試液、

3、化學保暖袋、塑料吸管、塑料杯、大頭針、注射器5、重點、難點、創新點：重點是運用特征反應推斷、鑒定保暖袋中的化學物質（生石灰、碳酸鈣、水）；鞏固已學的酸堿鹽等幾類物質相互反應的知識。難點是設計方案證明紅色物質的作用。創新點把源于生活的真實化學問題提練成一趣味性強的案例。這個化學問題中包含的元素化合物知識以生活情景形式呈現出來，使學生在真實的情景中學習化學知識，解決生活中的真實的開放性、非定域性化學問題，容易激發學生濃厚的興趣和強烈的探究欲望，體驗科學探究的基本過程，提高科學探究能力。6、活動過程和步驟：師：市場上有一種由廣東潮安縣幾家食品廠開發生產的保暖袋深受中小學生喜愛。這種保暖袋用于冬天室外

4、取暖。老師帶來了這種保暖袋。（展示樣品后給學生分發保暖袋，每桌發二個）。請大家閱讀產品說明，并按照使用說明使用一個保暖袋。生：閱讀產品說明書。按照使用說明，用手拍打一個保暖袋，觀察發熱現象。師：（立題）剛才大家用的保暖袋價格低廉，攜帶方便，用手拍打幾下，3至5分鐘保暖袋的溫度就達70度以上。保暖袋中究竟裝的是什么物質？今天我們一起來研究這個問題。先請大家猜一猜保暖袋中裝的物質是什么。生：（猜測）可能是生石灰和水、生石灰和酸、燒堿和水師：（板書）濃硫酸溶于水燒堿溶于水生石灰與水化合生石灰與酸反應師：為什么拍打保暖袋幾下就可發熱？生：保暖袋使用前，各種物質肯定是分開放置的。因為上述各組物質只要混合

5、在一起就可發熱。拍打的目的是讓袋中的幾種物質混合在一起。師：采用什么措施讓袋子中的幾種物質相互隔開？猜測后請打開另一個保暖袋。生：觀察其中的物質存放、色態。師：大家看到了什么？生：保暖袋中裝有一小袋淺紅色液體和一些固態物，固態物有些田螺、蚌殼粹片。師：從實物看，什么物質可能性最大？生：固體主要成分為生石灰，液體主要成分為水或酸溶液的可能性最大。師：從科學研究的角度看，我們已經作出了預言。預言是否正確，必須通過實驗進行驗證。即通過實驗確定固態物主要成分為氧化鈣、液體為水或酸。師：怎樣鑒定水、硫酸、鹽酸、氧化鈣？生：（討論）檢驗液體、固體成份的實施方案師：請大家交流設計方案：生1、液體與無水硫酸銅

6、混合，檢驗有無水存在生2、鎂帶插入液體中，檢驗是否有氫氣，確定是否含酸生3、pH試紙測液體pH，檢驗液體是否顯堿性生4、固體與水混合，觀察溶解情況。取上層清液做下面實驗一份與無色酚酞試液混合、將二氧化碳通入另一份液體中師：下面先研究液體的成分。研究液體的成分必須將包裝袋中的液體取出。怎樣將包裝袋中的液體取出？生：用注射器吸取，用剪刀剪開，用針刺破，用口咬破，用手擠壓讓其破裂。師：這些辦法哪幾種較好？為什么？生：用注射器或針刺破較好。用此方法易控制液體。師：（演示）用注射器取出保暖袋中的液體，并與白色硫酸銅混合。生：白色硫酸銅變藍，說明液體中含水。師：該實驗能否說明液體的主要成分為水呢？生：不能

7、，因為水溶液不論濃稀都能使硫酸銅變藍。師：（演示）測液體的pH值，將鎂帶插入液體中。生：pH約為7；無氣泡產生。師：（小結）紅色液體pH約為7；鎂帶插入液體無氣泡產生，說明液體中不含酸，液體使白色硫酸銅粉末變藍，說明液體中的主要成分為水。下面我們按照開始設計的方案研究固態物的成分。生：（分組實驗）固體與水混合，觀察溶解情況。取上層清液，一份與無色酚酞試液混合，將二氧化碳通入另一份液體中。師：請各組交流實驗情況。生：酚酞試液遇上層清液變紅，說明液體顯堿性；二氧化碳通入液體中，液體變渾濁，說明液體為石灰水。師：根據實驗現象可知，固體中含氧化鈣、液體中含水。我們初步認定保暖袋的發熱原理為氧化鈣和水化

8、合放熱。固體不可能是純氧化鈣，其中含什么雜質的可能性最大？生：碳酸鹽師：（演示）固體與鹽酸混合，產生氣體。將產生的氣體通入石灰水中，石灰水變渾濁，說明產生的氣體為二氧化碳，固體為碳酸鹽。師：碳酸鹽的來源？生：燒制石灰時碳酸鈣未完全分解，石灰與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈣。師：為什么沒有用石灰石為原料燒制石灰而用貝殼燒石灰？（演示）貝殼與鹽酸混合，產生氣體，說明貝殼中含碳酸鹽。資料顯示：潮安地理位置、地域特征（潮安處于廣東東部，緊鄰南海，該縣盛產貝類動物，貝殼資源十分豐富，石灰石比較少）。師：保暖袋中的紅色液體肯定是混合物，其中含有水，該液體與生石灰混合，放熱是紅色物質起了主要作用還是水起了主

9、要作用？可以運用對比實驗加以確認。為了排除偶然性，對比實驗可以做2-3次。演示：打開二個保暖袋，用一注射器吸取一份自來水，一注射器吸取紅色液體（等體積），同時注入二份等質量的固體中，用溫度計檢測發熱現象。生：二者溫度都上升到80度。師：既然水與生石灰混合發熱情況沒有什么變化。為什么要配成紅色液體？為什么加入有香氣的物質？生1：防止仿制。生2：降底液體的凝固點，防止低溫下結冰而凍裂包裝袋。生3：添香加色都是為了引起小朋友的興趣，使保暖袋更具玩具功能。師：如果拍打保暖袋不發熱，原因是什么？生：保暖袋包裝密封不好，生石灰已變質。師：保暖袋中的固體有21克，液體有6克。石灰與水的質量及二者的質量比是否

10、可取任意值？生：不能。若石灰與水的質量太多則發熱量太大，若石灰與水的質量太少則發熱量太少。根據氧化鈣和水反應的化學方程式計祘可知生石灰與水的質量比為28：9，按“21克固體，6克液體”配料二者剛好反應(考濾生石灰中有雜質，必需讓它稍過量)。師：保暖袋的缺點有哪些？生：缺點是只能用一次。師：市場上利用化學原理開發的發熱產品“熱寶”很有特色，它可反復使用達千次以上。（展示“熱寶”后）熱寶發熱的原理是什么？加熱之后可還原，多次使用，奧秘又是什么？這個問題留給大家。師：（小結）今天同學們運用假設、驗證的科學方法及硫酸銅與水化合變色，二氧化碳與石灰水發生沉淀反應等一些特征反應，通過科學推斷，確認了保暖袋

11、中的主要化學物質（發熱）為生石灰和水，輔助物質為香料和紅色色素，雜質為碳酸鈣和泥砂。通過這次探究，我們學到了什么？生：知道了保暖袋中的化學物質為生石灰、水、碳酸鈣等；鞏固了酸堿鹽有關知識，明確了化學與日常生活有密切聯系，知道從原理到產品需要解決很多實際問題，學到了運用對比、猜測驗證、推理等科學方法解決化學實際問題。師：科學工作者用生石灰和水這兩種很普通的物質化合放熱的性質做成保暖袋，給我們的生活帶來了方便。我們能不能利用化學原理想辦法開發一些新產品？希望大家在這方面有所作為。長作業：以“保暖袋中有什么？”為題寫一篇小論文或日記；觀察生活中的化學、化工產品，嘗試利用所學化學知識開發一些化工產品。

12、板書計劃：略7、可能出現的問題及解決預案學生基礎不一樣，可能一組只有1、2個同學在做，其他同學多在觀看或等待，在知識、技能、方法以及情感上收獲甚少；解決預案：將不同類型的學生答配并按6人一組開展合作學習；有的學生只看熱鬧不思原理。解決預案：教師提出實驗目的，讓學生設計實驗方案，然后師生共同逐個討論，尋找多種方案或確定最佳方案；有些實驗現象不夠明顯。解決預案：教師及時指導，找出原因，還可帶領學生深入探究原因，培養學生的創新精神和實踐能力。8、案例的價值1.1“保暖袋中裝的是什么物質”是一個源于生活的真實化學問題，具有趣味性。問題中包含的元素化合物知識以生活情景形式呈現出來，使學生在真實的情景中學

13、習化學知識，解決生活中的真實的開放性、非定域性化學問題，容易激發學生濃厚的興趣和強烈的探究欲望，體驗科學探究的基本過程，提高科學探究能力。1.2 “保暖袋中裝的是什么物質”這一探究活動具有綜合性。這個真實化學問題牽涉到定性與定量（計算）、操作與思辨等方面，學生在探究的過程中，學習解決復雜問題的方法，訓練了發散思維和創造思維，提升了分析問題和解決問題的能力，懂得運用化學知識和方法去開發和利用化學資源，形成生活處處有化學、化學能提高人們的生活質量的觀念，因而此案例有較高的思維價值和實踐價值。1.3“保暖袋中裝的是什么物質”這一探究活動具有社會性。貼近生活，貼近社會是化學新課程的一個重要理念。從社會

14、生活題材中，挖掘、設計生動多樣的科學探究和實踐活動案例，學生通過對這些問題的研究，體驗化學與技術、社會的密切關系，使他們能用化學的視角去認識科學、技術、社會和生活方面的有關問題，培養求真務實的科學態度和社會責任感。9、活動成效（1）學生對活動的反映.。隨機問卷調查統計結果。15班學生對此活動的反映 隨機調查人數 喜歡 無所謂 不喜歡 人數 百分比 人數 百分比 人數 百分比 9（1）班 40 37 92.5 2 5 1 2.5 9（2）班 40 40 100 0 0 0 0 9（3）班 40 39 97.5 1 2.5 0 0 9（4）班40 39 90 3 7.5 1 2.5 9（5）班 4

15、0 36 90 4 10 0 0 合計 200 188 94 10 5 2 1 （2）通過活動學生的綜合素質得到提高，個性得到充分發揮。學生（素質）自我評價表 調查項目 合計 開闊了眼界 豐富了知識 提高了觀察力 提高動手能力 增強創造意識 更加熱愛科技 提高了自信心 調查人數 200 200 190 130 142 113 192 158 百分比 100 100 95 65 71 56 96 79