基于真实情境的氧化还原滴定的教学实践——以果蔬中维生素C的含量测定为例

基于真实情境的氧化还原滴定的教学实践——以果蔬中维生素C的含量测定为例

李小娜

陕西省神木市第七中学   邮编719399

一、问题的提出

《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》第六部分“实施建议”中提出：“真实具体的问题情境是学生化学学科核心素养形成和发展的重要平台，为学生化学学科核心素养提供真实的表现机会。新课程标准也明确指出“高中化学教育不能局限于传统意义上的教材,必须利用与开发多种多样的课程资源。”因此，教师在教学中应重视创设真实且富有价值的问题情境, 为学生设计具体的任务，让学生基于任务进行分析、实验探究、交流研讨,运用化学思想、化学方法处理任务,为学生化学学科核心素养提供真实的表现机会, 让学生在完成真实任务的过程中构建知识、发展技能、提升素养。

孔子曰“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。教师的创造性劳动就在于把化学原理变换为活生生的情感,把化学知识变成充满吸引力的精神食粮,把化学教学变成不断探索真理、有情趣的意向活动,给人以乐此不疲的力量,让学生在迫切的要求下愉快的学习。首先,创设贴近学生生活,联系社会实际的学习情境,引出化学问题,其次,应用已有的化学知识探求问题的解决途径,最后,再将化学知识应用于生活。这样的设计,既能激发学生的学习兴趣,体会到学习化学的价值,又能培养思维能力、实验能力、解决问题的能力。化学教材的内容既源于生活,又高于生活,因此要运用教材的内容指导生活,必先将其还原于生活。本节课以探究果蔬中维生素C含量为问题情境，引导学生设计实验，在问题解决中渗透氧化还原滴定原理及计算方法。以测定果蔬中维生素C的含量为具体任务，通过小组合作，实验探究，解决问题，这不仅可以锻炼学生运用所学知识解决实际问题的能力,还会激发学生学习化学的积极性，使学生的化学学科核心素养得到发展和提升。

二、教学设计与实施

1、真实问题情境的创设背景

在本节课之前学生已经学习了酸碱中和滴定和氧化还原滴定的原理，做了酸碱中和滴定实验，了解了滴定过程的基本实验操作和计算方法，具备了解决实际问题的知识基础和能力基础。但基于高考中对滴定计算的考察相对较为复杂，一般都是基于真实的问题情境，解决通过滴定测定某物质的含量等实际问题，本节课设计果蔬中维生素C含量的测定任务，让学生可以处于真实的情境中体验高考中对于滴定计算的考察方法。

2、教学过程

环节一：情境创设，导入课题

引入：维生素C又称抗坏血酸，其分子式是C6H8O6，相对分子质量是176.13，属水溶性维生素。具有美容养颜、预防感冒、增强免疫系统的功能，还有改善心肌功能、促进骨骼生长、促进外伤愈合等作用，临床上常用于坏血症的治疗。展示生活中常说的“维C之王”猕猴桃，以及人们认为富含维C的水果柠檬、橙子等，提出问题，它们的维生素C含量真的高吗？我们这节课就来测试一下生活中常见果蔬中的维生素C的含量，看究竟哪些果蔬富含维C。

环节二：讲解原理，了解测定维C含量的方法。

实验原理：

    维生素C是强还原性物质，它在水溶液中易被空气氧化，在碱性条件下易分解，在弱酸性溶液中较稳定，维C能把碘（I2）还原成碘离子（I—），而当碘液过量时，又会使被测溶液里的淀粉显蓝色，可以用直接碘量法测定药片、注射液、蔬菜、水果中维生素C的含量。

C6H8O6 + I2        C6H6O6 + 2HI

实验仪器：滴定管、滴定台、容量瓶、电子天平、烧杯、玻璃棒、滴定管、研钵、榨汁机； 

实验药品：0.05 mol·L-1 I2标准溶液、1%淀粉指示剂、0.01mol/L 的草酸溶液、蒸馏水。

实验样品：维生素C片、陕北大红枣、猕猴桃、西蓝花、苹果、橙子、新鲜红辣椒

学生分组讨论，设计实验方案，合作探究，最终确定实验并进行计算原理分析。

环节三：实验过程

1、 样品溶液的提取

将新鲜的样品去皮、去核，准确称取可食用部分100g，置于榨汁机中充分研磨成匀浆，用0.01mol/L草酸溶液洗入100ml容量瓶中，再加少量新煮沸并冷却的蒸馏水，转移至容量瓶中，并定容至100ml；

2、试样中维生素C的含量测定

用移液管移取10ml，向果蔬液中加入几滴1%淀粉指示剂，用0.05 mol·L-1 I2标准溶液进行滴定，滴定至溶液刚好出现蓝色，且半分钟内不变色，则停止滴定。记录所消耗的I2溶液的体积（单位ml），滴定三次取平均值，根据下式计算维生素C的含量。

3、计算

原理：n(维C)=n(I2)

100g样品中Vc的含量：CI2×VI2×10-3×Mvc×100÷10×103mg

化简为：CI2×VI2×Mvc×10（CI2=0.05 mol·L-1  Mvc=176g/mol）

4、实验方案可行性分析

标准vc含量：100mg/片 测定结果：约为96.86mg/片

相对偏差：3.14%<5% 说明此实验方案可行！

学生配制的各种果蔬溶液 滴定终点

5、实验结果与分析

果蔬中维生素C的含品

经测定发现我们陕北大红枣中维生素C含量高达500mg/100g,是橙子、柠檬、苹果、梨子等常见水果的几十倍。

6、小结氧化还原滴定基本模型

（1）书写氧化还原反应方程式

（2）找标准液与待测液之间的关系即n（氧化剂）与n（还原剂）的关系

（3）利用等式关系计算待测液的浓度

三、对化学情境教学的思考

本节课选择贴近学生实际的生活素材,改变传统的以讲授为主的教学模式，教师变教为诱、 变教为导，学生的主体作用得到充分的发挥，学习情绪激昂高涨，课堂教学成效 可见一斑! 对于学习成绩较差，但动手操作能力较强的学生，并及时给予表扬和肯定，使他们在尝试成功的快乐状态下，增强学习的自信心，这样也使得课堂教学中 不再出现“被遗忘”和“冷落”的角落。本节课以“情境为导入”，“任务为驱动” ，“知识为载体”，“模型为总结”展开教学，把情境、任务、活动、问题、拓展构建为一个整体,通过本节课的学习，既需要学生运用学科知识进行理论分析,又需要学生设计实验方案,还需要学生动手实验探究,这种课堂为学生化学核心素养的形成提供了真实的表现机会, 让学生充分感受到了化学学科的价值，同时拓展了视野，能有效指导学生在今后生活中补充维C的正确方法。

参考文献：

[1]吴春艳，水果中维生素C含量的测定及比较[J].武汉理工大学学报，2007，29（3）：90-91.

[2]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018：17.