河南省实验创新大赛--数字化探究高锰酸钾与草酸实验速率(共15张)课件.ppt

1、图形绘制图片处理图表设计典型案例1 数字化实验探究高锰酸钾与草酸数字化实验探究高锰酸钾与草酸反应速率的影响因素反应速率的影响因素 汇报人：周改改汇报人：周改改指导老师：指导老师：张张 红红图形绘制图片处理图表设计典型案例2 123课题由来课题由来实验设计实验设计实验分析和结论实验分析和结论4实验意义实验意义Contents图形绘制图片处理图表设计典型案例3 反应方程式：反应方程式：5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+10CO2+8H2O课题由来课题由来1为证明浓度对反应速率的影响，为证明浓度对反应速率的影响，化学反应原理化学反应原理（人教版）设计了如下（人教版

2、）设计了如下实验：取两支试管，各加入实验：取两支试管，各加入4 mL 0.01 mol/L的的KMnO4 酸性溶液，分别向酸性溶液，分别向其中加入其中加入0.1 mol/L、0.2 mol/L的的H2C2O4 溶液各溶液各2 mL，记录溶液褪色所，记录溶液褪色所需的时间。需的时间。随着草酸浓度的增大，反应速率增大；实验过程颜色复杂，随着草酸浓度的增大，反应速率增大；实验过程颜色复杂，且褪色先缓慢，且褪色先缓慢，后逐渐加快，原因？后逐渐加快，原因？学生猜想：学生猜想：（）可能是反应放热，体系可能是反应放热，体系温度升高温度升高导致反应速率加快导致反应速率加快（二）（二）可能是反应生成的某种物质起

3、到可能是反应生成的某种物质起到催化催化作用，导致反应速率明显加快作用，导致反应速率明显加快图形绘制图片处理图表设计典型案例4 温度传感器可以实时监测反应体系温度传感器可以实时监测反应体系温度的变化，用温度传感器结合数温度的变化，用温度传感器结合数据采集器和电脑，可以直接用数字据采集器和电脑，可以直接用数字软件获取温度值及温度变化曲线。软件获取温度值及温度变化曲线。2实验设计实验设计思考：思考：怎样去验证猜想（一）？怎样去验证猜想（一）？用温度计测量反应过程体系温度的变化，需要不停的读取和记录所测数值，用温度计测量反应过程体系温度的变化，需要不停的读取和记录所测数值，误差比较大。误差比较大。图形

4、绘制图片处理图表设计典型案例5 思考：思考：如何去验证猜想（二）？如何去验证猜想（二）？色度计色度计是一种通过对光的吸收比例是一种通过对光的吸收比例来测量来测量溶液浓度溶液浓度的传感器，溶液浓的传感器，溶液浓度越大，光透过率越小。我们可以度越大，光透过率越小。我们可以用色度计监测反应过程溶液光透过用色度计监测反应过程溶液光透过率的变化，用率的变化，用溶液透过率的变化曲溶液透过率的变化曲线示意反应过程中线示意反应过程中KMnO4溶液浓溶液浓度的变化。度的变化。分别加入分别加入K2SO4、MnSO4溶液，观察并记录溶液褪色所需要的时间，溶液，观察并记录溶液褪色所需要的时间，以此比较反应速率的大小，

5、但颜色变化复杂，肉眼观察，误差大。以此比较反应速率的大小，但颜色变化复杂，肉眼观察，误差大。2实验设计实验设计图形绘制图片处理图表设计典型案例6 实验仪器：实验仪器：电脑、电脑、iDislab数据采集器，色度计传感器，温度传感器、注射器。数据采集器，色度计传感器，温度传感器、注射器。2实验设计实验设计实验试剂：实验试剂：0.01mol/L 的的KMnO4溶液，溶液，1.2mol/L的的H2SO4溶液溶液,H2C2O4溶液（浓度分别为溶液（浓度分别为0.2、0.3、0.4、0.6和和0.8 mol/L）,0.01 mol/L 的的K2SO4溶液，溶液，0.02 mol/L MnSO4溶液。溶液。

6、图形绘制图片处理图表设计典型案例7 2实验设计实验设计用容量瓶，按用容量瓶，按照不同要求配照不同要求配制所需要的试制所需要的试剂剂1 实验步骤实验步骤 234做空白对照实做空白对照实验，用色度计验，用色度计监测溶液光透监测溶液光透过率随反应的过率随反应的变化曲线变化曲线温度传感器监温度传感器监测反应过程中测反应过程中体系温度变化体系温度变化情况，验证猜情况，验证猜想（一）想（一）保持其他条件保持其他条件不变，加入一不变，加入一定量定量K2SO4或或MnSO4后，用后，用色度计监测溶色度计监测溶液光透过率变液光透过率变化情况，验证化情况，验证猜想（二）猜想（二）图形绘制图片处理图表设计典型案例8

7、 3实验分析与结论实验分析与结论利用温度传感器验证猜想（一）利用温度传感器验证猜想（一）序号序号c(mol/L)H2C2O4V(mL)H2C2O4c(mol/L)KMnO4V(mL)KMnO4c(mol/L)H2SO4V(d)H2SO410.210.0121.2320.310.0121.2330.410.0121.23表表1.测定反应过程体系温度变化所用试剂（体积和浓度）测定反应过程体系温度变化所用试剂（体积和浓度）图图1.各各反应体系反应体系温度随反应时间变化温度随反应时间变化1-11-21-3随着反应的进行，体系温度变化不大随着反应的进行，体系温度变化不大图形绘制图片处理图表设计典型案例9

8、 现场演示：现场演示：2实验设计实验设计项目项目c(mol/L)H2C2O4V(mL)H2C2O4c(mol/L)KMnO4V(mL)KMnO4c(mol/L)H2SO4V(d)H2SO4c(mol/L)MnSO4V(mL)MnSO4数值数值0.60.50.0121.230.020.5演示实验所用试剂的体积和浓度演示实验所用试剂的体积和浓度图形绘制图片处理图表设计典型案例10 序号序号c(mol/L)H2C2O4V(mL)H2C2O4c(mol/L)KMnO4V(mL)KMnO4c(mol/L)H2SO4V(d)H2SO410.210.0121.2320.310.0121.2330.410.0

9、121.23表表2.测定反应过程透过率变化所用试剂（体积和浓度）测定反应过程透过率变化所用试剂（体积和浓度）实验结论与分析实验结论与分析3实验分析与结论实验分析与结论图图2.各各反应体系反应体系透过率随反应时间变化透过率随反应时间变化728 s541 s377 s2-12-32-2透过率（透过率（%）透过率（透过率（%）色度计传感器监测反应体系透过率的变化色度计传感器监测反应体系透过率的变化利用色度计验证猜想（二）利用色度计验证猜想（二）图形绘制图片处理图表设计典型案例11 a.向体系中加入向体系中加入0.5 mL 0.01 mol/L的的K2SO4利用色度计验证猜想（二）利用色度计验证猜想（

10、二）3实验分析与结论实验分析与结论序号序号c(mol/L)H2C2O4V(mL)H2C2O4c(mol/L)KMnO4V(mL)KMnO4c(mol/L)H2SO4V(d)H2SO4c(mol/L)K2SO4V(mL)K2SO410.40.50.0121.230.010.520.60.50.0121.230.010.530.80.50.0121.230.010.5表表3.测定加入测定加入K2SO4对反应速率的影响所用试剂（体积和浓度）对反应速率的影响所用试剂（体积和浓度）图图3.加入加入K2SO4溶液后，各溶液后，各反应体系反应体系透过率随反应时间变化透过率随反应时间变化3-13-23-3透过

11、率（透过率（%）透过率（透过率（%）透过率（透过率（%）K2SO4对反应速率影响不大对反应速率影响不大图形绘制图片处理图表设计典型案例12 b.验证是否是反应产生的验证是否是反应产生的MnSO4起了催化作用起了催化作用利用色度计验证猜想（二）利用色度计验证猜想（二）3实验分析与结论实验分析与结论序号序号c(mol/L)H2C2O4V(mL)H2C2O4c(mol/L)KMnO4V(mL)KMnO4c(mol/L)H2SO4V(d)H2SO4c(mol/L)MnSO4V(mL)MnSO410.40.50.0121.230.020.520.60.50.0121.230.020.530.80.50.

12、0121.230.020.5表表4.测定加入测定加入MnSO4对反应速率的影响所用试剂（体积和浓度）对反应速率的影响所用试剂（体积和浓度）图图4.加入加入MnSO4溶液后，各溶液后，各反应体系反应体系透过率随反应时间变化透过率随反应时间变化4-24-1透过率（透过率（%）透过率（透过率（%）透过率（透过率（%）4-3MnSO4对反应起催化作用，加速了反应的进行对反应起催化作用，加速了反应的进行图形绘制图片处理图表设计典型案例13 反应物浓度越大，反应速率越大；反应物浓度越大，反应速率越大；KMnO4与与H2C2O4的反应先慢后快不是温度变的反应先慢后快不是温度变化导致的；化导致的；MnSO4对

13、对KMnO4与与H2C2O4的反应起催化作用，的反应起催化作用，加快反应速率；加快反应速率；加入合适的催化剂可以增大反应速率。加入合适的催化剂可以增大反应速率。3实验分析与结论实验分析与结论实验结论：实验结论：图形绘制图片处理图表设计典型案例14 4实验意义实验意义实验结果预示着，加入少量硫酸锰可以实验结果预示着，加入少量硫酸锰可以缩短缩短高锰酸钾溶液与草酸溶液高锰酸钾溶液与草酸溶液的的反应时间反应时间，提高提高此课堂演示实验此课堂演示实验效率效率。温度传感器温度传感器和色度计传感器和色度计传感器将化学反应和现象的本质转化为可监测信将化学反应和现象的本质转化为可监测信号号，帮助我们更深入地研究

14、帮助我们更深入地研究化学现象和反应的本质和规律化学现象和反应的本质和规律，并且直接并且直接用数字软件获取用数字软件获取其其变化曲线，变化曲线，数据量化数据量化，更，更科学科学，结果更结果更直观准确直观准确；将数字化实验技术较多的应用于将数字化实验技术较多的应用于第二课堂第二课堂和学生的和学生的研究性学习研究性学习，可以，可以培养学生的培养学生的探究思维探究思维，激发学习兴趣激发学习兴趣。培养学生利用数字化实验技术获取、分析和处理信息的能力让学生获培养学生利用数字化实验技术获取、分析和处理信息的能力让学生获得适应得适应未来信息社会未来信息社会需要的需要的创新能力创新能力、动手操作能力动手操作能力和和思维想象能力思维想象能力。图形绘制图片处理图表设计典型案例15