第一单元 摄取人体必需的化学元素教学设计范文

《化学与生活》专题2第一单元《摄取人体必需的化学元素》

《合理摄取人体必需元素》第1课时教学设计

浙江省宁海中学

王素蓉

一、教学理念

2016年9月，《中国学生发展核心素养》正式发布。学生发展核心素养指学生应具备的，能够适应终身发展和社会发展需要的必备品质和关键能力，是关于学生知识、技能、情感、态度和价值观等多方面要求的综合体现。化学是一门以实验为基础的实用科学，化学实验教学是发展化学学科核心素养的重要途径。在化学教学中引导学生实验探究，有助于学生发现和提出有探究价值的化学问题，培养学生的问题意识；根据问题解决，明确探究目的，设计并优化实验方案，有助于学生了解科学探究的一般方法，培养学生的创新意识；通过相互合作完成实验操作、观察记录实验现象，对实验现象进行信息加工并获得结论，有助于培养学生的科学态度、科学思维和合作意识。

因此，本节课以“创设情境、提出问题、实验探究、观察现象、总结讨论”的方式展开教学，在教学过程中渗透实验探究有利于学生掌握科学的学习方法，形成严谨的学习习惯，初步形成科学探究的能力。

二、教学目标

（一）宏观辨识与微观探析

1.能运用氧化还原反应的知识寻找加碘盐中碘元素的检验方法；

2.理解氧化还原滴定的原理，掌握滴定的基本操作；

3.能对测定的加碘盐的合格性作出正确的判断；

4.以碘、铁两种微量元素为例，说明这些微量元素的缺乏与过量将导致的严重后果，使学生深刻意识到合理摄取人体必需元素的重要性，养成健康的生活习惯，建立科学的生活方式。

（二）变化观念与平衡思想

1.能利用化学平衡的基本原理说明血液中氧合血红蛋白和碳酸血红蛋白相互转化的现象；

2.解释煤气泄漏导致一氧化碳中毒的原因，进一步加深化学平衡原理的认识。

（三）证据推理与模型认知

1.能够正确分析实验数据的合理性，并通过实验数据的计算判断测定的加碘盐是否合格；

2.能根据实验现象分析血红蛋白与氧气、二氧化碳的可逆性结合，与一氧化碳具有更强的结合能力等知识。

（四）科学探究与创新意识

1.能设计简单的实验方案测定加碘盐中碘元素的含量；

2.初步认识实验方案设计、实验条件控制、实验现象分析和实验数据处理等方法在化学学习和科学研究中的应用。

（五）科学精神与社会责任

1.能够独立或与同学合作完成实验，记录实验现象，完成实验报告，初步形成良好的实验习惯；

2.知道一氧化碳中毒的严重后果，学习煤气泄漏时的紧急处理措施，培养学生安全生活的意识。

三、教学重难点

教学重点：加碘盐中含碘量的定量测定，血红蛋白与O2、CO、CO2结合能力的差异分析

教学难点：设计定量测定含碘量的实验方案

四、教学过程

【引入】展示甲状腺肿大的图片

【问题1】他得了什么病呢？

【学生】大脖子病。

【教师】大脖子病又称甲状腺肿大，原因呢？

【学生】缺碘

【教师】大脖子病又称甲状腺肿大，成人缺碘会引起甲状腺肿大，儿童则影响智力发育，碘是公认的智慧元素。人体补充碘元素越多越好吗？

【学生】不是。甲亢。

【教师】碘过量又会导致甲亢等疾病。事实上，人体需要补充的必需元素都有最佳摄入量，过高或过低均会影响人正常的生理机能。

【问题2】我们可以通过什么途径补充必需元素呢？

【学生】吃，药物。

【教师】可以通过调节日常饮食，服用药品，营养品等。

教学环节一：加碘盐中碘元素的检验

【教师】我国从1994年推出全民食用加碘盐工程，后来根据国情，2011年9月，卫生部下调了食用盐产品（碘盐）中含碘量的平均水平（以碘元素计）20mg/Kg~30mg/kg。

【过渡】加碘盐中碘元素的存在形式是什么呢？

【学生】碘酸钾

【展示】加碘盐的包装袋

【问题3】加碘盐中的碘以KIO3的形式存在，可以以KI 或I2的形式存在吗？

【学生】不能。KI容易被空气中的氧气氧化为I2，I2易升华。

【补充】而且I2有毒性。

【问题4】如何检验IO3呢？IO3我们比较陌生，我们可以把它转化为我们熟悉的物质再检验比如？

【学生】转化为I2。

【追问】需要什么物质呢？

【学生】还原剂。

【追问】可以选择哪些还原剂呢？

【学生】Na2S2O3、KI、Na2SO3等。

教学环节二：加碘盐的定量检验

【教师】上述方法能否用于定量检验呢？定量检验我们必须要知道生成I2的准确的量，如果加入的还原剂不足，反应不完全；如果加入的还原剂过量，比如SO32、S2、S2O32等—————还原性比较强，会将I2进一步还原为I。所以选择的还原剂还原性不可过强，我们比较常用的方法是碘量法，先用过量的KI溶液将IO3还原为I2，再用标准硫代硫酸钠溶液滴定。

【问题5】为何KI溶液过量？

【学生】保证IO3全部被还原为I2。

【教师】请同学们根据原理设计实验方案，写出大致框架就可以了。

【学生】思考、讨论

【展示】实验方案：

———

【教师】有了初步的方案以后，我们进行细化。我们会加入淀粉，淀粉的作用是什么呢？

【学生】指示剂。

【教师】为了使现象明显，便于判断终点，终点的现象是怎样的呢？

【学生】蓝色正好全部褪去。

【问题6】标准硫代硫酸钠溶液的浓度是如何选定的呢？

【教师】如果浓度太小，滴定消耗的体积较大，可能超过滴定管的量程，做实验需要的时间也长；如果浓度太大，消耗体积太少，两次读数误差增大。假定加碘盐的含量在国标范围，实验取10g加碘盐，以Na2S2O3体积大致20ml，计算其浓度范围。

【学生】思考、计算。

【展示】计算过程：

10g加碘盐中m I（元素）= 21.2c·v

那么I（mg/kg）= 21.2c·v·105

【教师】根据实际情况，老师选择的标准溶液的浓度是0.0007mol·L1，接下来同学们—四人一组，合作完成实验。为了节约时间，滴定管老师事先已经检漏、洗涤、润洗过了，同学们从装液这步开始就好了。实验需要平行滴定2~3次，再取平均值，误差过大的数据还要剔除。这里就滴定一次了。

【学生实验】

1.⑴准确取配制好的50ml食盐水（含碘盐10g），置于锥形瓶中，向锥形瓶中滴加1mol/LKI溶液约1ml和少量的稀硫酸，观察现象，再滴加约0.5ml的淀粉溶液，观察现象。⑵用0.0007mol/L的Na2S2O3溶液滴定，左手控制滴定管活塞，右手不断振荡锥形瓶，待锥形瓶中蓝色正好全部褪去时停止滴定，记录滴定管初始读数与终点读数。

2.计算

根据实验结果，代入计算含碘量，再根据商标标注的含碘量18~33mg/kg，判断这是否是一包合格的加碘盐。

【学生】分组汇报实验结果，分析实验结果及可能产生误差的原因。

【教师】总结实验结果，得出正确的结论。

教学环节三：血红蛋白中的化学平衡

【过渡】我们已经学会了定量测定含碘量的方法，接下来我们看这张体检单，划线的部分是什么问题呢？

【学生】血红蛋白偏低。

【教师】是什么病症呢？

【学生】贫血。

【教师】如何治疗呢？

【学生】补铁。

【教师】补的是什么形式的铁呢？

【学生】Fe2+。

【教师】正确。看课本P45，血红蛋白中的Fe2+能与氧气发生可逆性结合，所以血红蛋白具有输送氧气的能力。如果体内缺Fe2+，人体输送氧气的能力就会下降，生理机能也会下降。我们可以通过食用含铁丰富的食用和口服补铁剂来补铁。

【教师】2004年，我国政府启动《铁强化酱油项目实施行动计划》，推广铁强化酱油，帮助预防缺铁性贫血。

【问题7】血红蛋白能与氧气结合，那么血红蛋白能与其他气体如CO2、CO结合吗？会是什么现象呢？

【视频1】三杯新鲜猪血中分别通入O2、CO2、烟雾（含CO）一段时间，另一杯新鲜猪血作对照。

【学生】观看视频，仔细观察实验过程中猪血的颜色变化。

【学生】新鲜猪血中通入氧气生成鲜红色的血红蛋白，通入CO2、CO生成暗红色的碳

酸血红蛋白、碳氧血红蛋白。

【教师】血红蛋白能与这三种气体结合，结合能力会有不同吗？你觉得哪种气体与血红蛋白的结合能力更强呢？

【学生】O2？CO？

【教师】如果是氧气，那么已经通了CO2与CO的暗红色血液再次通入氧气，颜色会有变化吗？如果是CO又是怎样呢？

【学生】已经通了CO2与CO的暗红色血液再次通入氧气，又会变为鲜红色。或者已经通了CO的暗红色血液再次通入氧气，颜色不变化。

【教师】我们的猜想到底哪个是正确的呢？让事实来说话。

【视频2】两杯已经通了CO2与CO的暗红色血液中再次通入氧气一段时间，另一杯新鲜猪血作对照。

【学生】观察现象：已经通了CO2的暗红色血液再次通入氧气逐渐变为鲜红色，已经通了CO的暗红色血液再次通入氧气颜色不发生变化。

【教师】碳酸血红蛋白中通入氧气转化为了氧合血红蛋白，那么反过来能转化吗？事实上也是可以的。这说明这是一个什么过程？

【学生】可逆反应

【教师】外界条件的改变，通入氧气或二氧化碳，平衡发生了移动。碳氧血红蛋白中通入氧气，颜色没有发生变化。这是一个什么过程？

【学生】不可逆反应。

【教师】并非不可逆，而是血红蛋白遇到CO与O2这两种气体的时候，更倾向于与谁结合呢？

【学生】CO 【ppt】血红蛋白中的Fe2+与CO的亲和力高于O2。我们知道了原理，请同学们解决课本P45的两个问题。

【学生】思考、回答

【教师】当你遇到身边的人CO中毒，你会采取什么措施？

【学生】思考、回答

【教师】如果是中毒比较严重的病人，要送到医院抢救，医院是如何急救的呢？

【学生】吸入高浓度的氧气

【视频3】高压氧舱的原理

【课堂小结】本节课我们学习了碘、铁两种人体必需元素，通过自己设计实验方案、动手实验，掌握了含碘量的测定方法，也知道了血红蛋白的携氧原理，我们学习化学原理是一直致力于为我们的生活服务。

五、板书设计

一、加碘盐与补碘

1.定性检验IO3

2.定量检验IO3碘量法

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二、铁强化酱油与补铁