氧化铁的化学式（精选11篇）
近年来,人们对保险粉废水处理研究较多[4,5],但其能耗较高或操作太复杂,本研究针对保险粉生产过程中产生的高浓度有机废水进行先絮凝后氧化处理,以期能够利于保险粉废水的进一步处理,提高该废水的可生化降解性。
1 材料与方法
1.1 材料
保险粉废水:由安徽氯碱化工集团提供。废水呈浅黄色、有刺激性气味、浑浊,强碱性,含有大量SO
主要试剂与仪器: CaO、CaCl2、ClO2、30%H2O2、浓硫酸均为分析级。WC-Ⅰ微波消解COD测定仪, 长沙湘蓝科学仪器有限公司。
1.2 保险粉废水的预处理
在100 mL保险粉废水中加入5.6 mL 98%浓硫酸,同时加入0.4 g 活性炭,连续搅拌1 h,抽滤。
1.3 保险粉废水的化学氧化处理
在100 mL预处理后的保险粉废水中分别加入CaO或CaCl2,搅拌1 h,抽滤,分别加入ClO2或30%H2O2,搅拌3 h,抽滤,测定其COD及盐度。
1.4 测定方法
COD采用的测定方法 COD采用国家标准方法(GB11914-89)测定[6];
盐度的测定方法 盐度测定用旋蒸法所得,用1 L恶草酮生产废水所含固体质量(g·L-1)表示。
2 结果与讨论
2.1 保险粉废水的絮凝处理
保险粉废水呈强碱性,考虑到后续化学氧化处理的进行,因此采用先用酸来调节废水的pH,废水因含有大量的-SO
保险粉废水中含有大量的-SO
两种不同的絮凝剂对预处理后的保险粉废水处理结果如图1所示。比较CaO、CaCl2两组的数据可以看出,无论是COD还是盐度,用CaCl2处理废水所得到效果明显优于CaO,原因可能是废水中含有大量的-SO
CaCl2用量考察是根据废水中-SO
优化CaCl2用量处理废水,结果如图2。从图2可以看出,随着CaCl2加入量的逐渐增多,废水降解效果增强,这可能是由于沉淀作用的增强,导致某些小分子有机物夹杂着沉淀被去除掉。但是当CaCl2加入量为10 g时,废水的降解效果达到最强,过多的CaCl2不仅不能更进一步处理废水,反而使废水中的盐度增加且COD也出现回升现象,因此,选用CaCl2的加入量为10 g。
2.2 保险粉废水的化学氧化研究
ClO2和H2O2都是常用的废水处理中的氧化剂[8,9,10,11,12]。实验选取这两种氧化剂进行化学氧化研究。
两种不同氧化剂对保险粉废水的处理效果如图3所示。两种氧化剂的处理都有一定效果,但程度上不显著,原因可能是保险粉废水所含的有机物大都是酚类物质,而ClO2和H2O2都不能很好地氧化该类物质。ClO2在使用过程带有一定的危险性并且本身的处理效果弱于H2O2,因此氧化剂选择H2O2。
H2O2加入量考察分别加入2 mL、3 mL、4 mL、5 mL、6mL。
H2O2加入量对保险粉废水处理效果的影响如图4所示。研究结果显示,在考察范围内,随着H2O2加入量的增加,对保险粉废水能够显著降低其COD。增加加到5 mL时,继续加大H2O2的用量,氧化效果已不明显。
综合考虑COD及成本因素,在考察范围内,H2O2加入量选择为5 mL。
氧化剂与絮凝剂加入顺序不同时,对保险粉废水的处理结果如图5所示。
从两组实验数据可以很明显地看出,絮凝剂先与氧化剂加入处理废水的结果明显优于前者。原因可能是去除了SO
3 结 论
本文通过对保险粉废水运用化学氧化法进行处理研究,表明先用CaCl2絮凝处理后再进行氧化处理,是一种处理保险废水较为有效的方法。废水COD从204620 mg·L-1降到123233 mg·L-1,其去除率达到39.8%,盐度去除率达到48.3%。
1.实验思路
本次探究实验,缘于教学参考书中:用水将氧化铜粉和木炭粉的混合物调成糊状,粘于试管底部,然后加热.但发现有如下缺点:(1)水分蒸发慢.(2)加热时间久.(3)生成红色的铜现象不明显.(4)澄清石灰水容易倒流进入试管.
2.实验改进
用酒精代替水,即用酒精将氧化铜粉和木炭粉的混合物调成糊状,粘于试管底部,然后加热.主要考虑两个问题:(1)酒精易挥发;(2)酒精的着火点低(75℃),加热时可能有部分的酒精燃烧,有助于将试管内的氧气消耗,避免生成的热铜发生氧化.
3.实验结果
加热不到三分钟,试管底部便出现明亮的铜镜.
4.具体做法如下
(1)将氧化铜粉和活性炭粉(或木炭粉)按约5∶3的质量比混合均匀.
(2)取混合后的上述混合物放在表面皿上,加入酒精调成糊状物(这是实验成功的关键),用药匙将少许糊状物放到试管底部.
(3)用普通酒精灯加热2~3分钟后,试管底部便出现明亮的红色铜镜.
5.实验后记:本实验成功以后,我又作了如下两个探究性实验:①用汽油代替酒精;②用松节油代替酒精,结果都没有出现红色的铜镜.
6.实验反思:上述实验生成的铜是不是因酒精具有还原性?或者酒精在试管中不完全燃烧产生一氧化碳起的作用?
7.上网查阅资料:获知酒精具有还原性,可以被氧化成乙醛.
8.再次实验:用氧化铜粉和酒精一起混合调成糊状物于试管中加热,结果也很快反应,出现了如上所述的红色铜镜.
9.结论:用酒精将炭粉和氧化铜粉的混合物调成糊状物后于试管中加热,出现明亮的红色铜镜,并非是碳与氧化铜反应,而是酒精和氧化铜反应的结果.
化学课堂演示实验,旨在通过直观的、明显的实验现象来说明实验的本质,虽然上述实验的现象与要说明的“碳具有还原性”这一“本质”相脱节,几年来我如是做法虽不免有点心虚和牵强附会,但它能直观地说明碳还原氧化铜,劝君不妨一试.
1师生同归纳化学反应原理自学指导2师生讨论交流归纳出实验室制取气体如何选择发生装置和收集装置
实验探究（学生分组实验，探究实验室制取二氧化碳的装置）
专题训练课堂小结综合训练
二、课后反思
1、对学情分析不到位：课的开始复习实验室制取氧气所学的知识点时，没有充分考虑到由于时间长，学生对本部分知识已经不太熟悉，所以在此环节时，耽误了时间，在后面教学环节时，就显得有些仓促，后来想想，如果在备课时，充分考虑到这方面的因素，后面的教学就会很顺畅。
2、备课时没有注意到细节问题
在完成自学指导1时，实验室制取CO2化学反应原理，即化学方程式的书写，没有对学生进行细致的讲解，如碳酸钙与稀盐酸反应，首先生成氯化钙和碳酸，然后碳酸不稳定分解，最后再归纳出总的化学方程式，因为它也是中考重要考点。
3、由于前面耽误了时间，所以后面在进行分组实验探究时，时间不够充分，给人感觉就是很忙乱的完成了这一环节，而这一环节本身设计就是想让学生利用已学知识，自己动手实验，考查学生综合素质能力。
如下我将介绍我对本节课的教学思路以及我需要改进的地方。
一、教学思路：
1、首先我确定的教学重点是二氧化碳的性质，教学难点是二氧化碳与水的反应以及碳酸的分解。
2、在教学方法上，我主要采取了预习教学法、故事引入法、实验探究法、小组讨论法、角色拟人法。首先我将死狗洞的故事引入，激引学生的`学习兴趣，同时也对二氧化碳的物理性质有了初步的了解，为本节课的重点内容奠定了基础。对于二氧化碳的一系列性质，我对学生提了一个问题，那就是我们怎么用小实验方便地进行验证呢?由于本节课的容量大，我在进行实验探究时，没有分小组进行实验，而只是教师演示实验。演示实验前，我都做好了大量的实验准备，比如事先收集好4瓶二氧化碳气体，用石蕊染成的紫色小花，阶梯上的两只蜡烛，等等。每做完一个实验，我都会请同学以小组为单位讨论并自行总结出实验现象及结论。最后，对于二氧化碳的用途，我请了3位同学以焦点访谈的方式分别扮演了主持人、二氧化碳气体、干冰。此时，课堂气氛异常热烈，同学们对二氧化碳的性质有了深刻的认识。最后，各小组代表纷纷争先恐后总结二氧化碳的性质及用途。
3、由于课堂时间还算紧凑，最后剩余了10分钟左右的时间进行课堂小测。
二、教学上的不足：
1、在课堂上的实验探究环节，我只是采取了教师的演示实验，而没有进行学生的分组实验，因为我考虑到本节课的容量大，担心时间不够用。这样一来，同学们只是做实验的旁观者，对二氧化碳的性质体会不够深刻。主要是考虑到这个实验器材太多，实验项目共有3个，实验内容也很多，而且在操作时还有一定的技巧，否则实验很容易失败。本节课时间确实不好分配，这也是我最大的困惑。希望各位同仁指点迷津。
2、学生讨论的时间不足。在第三个实验即二氧化碳溶于水生成碳酸使紫色石蕊变红，实验分四个环节，我只是让学生讨论了每个实验的现象及分析，但没有让他们讨论每个实验的作用，以及此类实验的拓展，我也没有花时间去引导。
3、在二氧化碳的用途这方面，可能花的时间有点多，目的是激起学生的兴趣，但却顾此失彼。
三、困惑：
1、时间分配的问题。总感觉这节课的容量大，时间不够用。如果分组做学生实验，那么就没有时间进行习题演练和及时巩固了。最后只能忍痛割爱了，不做学生实验，可结果是学生对二氧化碳的性质的印象不够深刻，凭的只是感性认识和做一个旁观者。希望各位同仁、专家指点迷津。
2、如何将二氧化碳的用途用尽量少的时间在课堂上完成，而且又要保证其生动性和趣味性。希望各位能给点建议，共同讨论。
四、教学体会：
通过本节公开课以及大家的评课，我有如下几点感受与大家交流共享：
1、备课要充分并讲究细节。一节课40分钟是由无数个细节构成，细节决定成败。教师是课堂的引领者，注重细节本来就是对学生的科学素养的一个要求，而且，我们的考试卷上的试题也注重对细节的考查。
2、课堂教学要注意情景教学，自主学习，自我感悟。比如在课前引入死狗洞的故事，我观察到学生的表情---很兴奋的样子，这样就达到了我预想的效果。可见情景教学的重要性。这也启发了我在以后的教学中，继续设计真实有效的具体情境，充分调动学生参与教学活动的积极主动性，以引起学生一定的认知体验和情感体验，从而在情境思维中让学生主动构建知识，活化所学知识。
以下我选取高锰酸钾、浓硫酸、过氧化钠这三种常见的强氧化剂完成两个趣味小实验:
一、奇幻点火
1. 实验用品:
高锰酸钾、浓硫酸、药匙、玻璃片、玻璃棒、酒精灯
2. 实验步骤:
用药匙取少量高锰酸钾粉末, 集中放在玻璃片上。用玻棒先蘸取少量浓硫酸, 再蘸一下高锰酸钾粉末, 然后立即与酒精灯灯芯接触, 随即灯芯就燃烧起来, 一次可点燃二、三盏酒精灯。
3. 原理分析:
高锰酸钾又名“灰锰氧”, 是一种常见的强氧化剂, 常温下为紫黑色暗紫色固体, 受热见光易分解:分解的化学方程式为2KMn O□=K□Mn O□+Mn O□+O□↑, 所以需要避光保存于阴凉处, 严格禁止与其它易燃物同时存放。高锰酸钾在工业上有很广泛的应用, 在工业上用作消毒粉、漂白粉等, 在初中化学实验中, 高锰酸钾常用于实验室制取氧气。高中化学利用高锰酸钾的强氧化性和水溶液鲜艳的颜色常用于物质的鉴别。
浓硫酸是指硫酸溶液里硫酸的溶质质量分数大于或等于70%的硫酸溶液。浓度很高的硫酸溶液具有很强的氧化性, 这是高浓度硫酸和普通硫酸或一般浓度硫酸的最大区别。常用的浓硫酸中H□SO□的质量分数为98.3%, 其密度为1.84g·cm-3, 其物质的量浓度为18.4mol·L-1。硫酸是一种高沸点难挥发的强酸, 易溶于水, 能以任意比与水混溶。
浓硫酸和高锰酸钾反应生成七氧化二锰, 七氧化二锰是棕色油状液体并且氧化性极强。它可与乙醇等易燃物剧烈反应并且放出大量热, 在氧气充足的情况下, 乙醇随即燃烧。
涉及到的化学方程式如下:
4. 实验中的注意事项:
(1) 高锰酸钾与浓硫酸要临时调混。因为七氧化二锰具有不稳定性, 在常温下很快就能分解成二氧化锰和氧气。所以在玻棒蘸取浓硫酸和高锰酸钾后, 要立即与酒精灯灯芯接触, 点燃酒精灯。否则时间一长, 七氧化二锰已经分解, 热量已经散失, 就点不着酒精灯了。
(2) 酒精灯芯要松散, 保持蓬松状态。
(3) 实验完成后残留物要及时清理。绝对不能随意乱放, 以免引起自燃事故。
5. 引申的简易小实验:
在石棉网上放一小片脱脂棉花, 用药匙的小端取少许研细的高锰酸钾粉末堆放在脱脂棉上, 用胶头滴管往高锰酸钾粉末上滴加少量浓硫酸, 可以观察到脱脂棉上先产生一种棕色油状液体, 随即开始燃烧。此试验可以用来代替魔棒点火实验, 且很容易成功, 可作为初中化学第一节课的引入实验!
二、过氧化钠在碳还原氧化铜实验中的妙用
1. 实验仪器和药品
三脚架.滤纸.泥三角.盛有水的烧杯.镊子.木条.火柴.酒精灯.过氧化钠粉末.木炭粉.氧化铜粉.
2. 实验步骤:
(1) 把滤纸叠成漏斗形状.将氧化铜, 过氧化钠和活性炭按质量比约为10:2:1混合均匀.
(2) 取混合物大约10g放在架在泥三角的纸漏斗内, 并把泥三角担在盛有水的烧杯上, 用燃着的木条和混合物接触。可以观察到混合物在纸漏斗内发生剧烈燃烧, 纸漏斗烧破后有红色固体熔融落入下方盛有水的烧杯中。
(3) 将红色固体取出后观察, 呈现红色具有金属光泽的固体。该现象说明在高温条件下木炭与氧化铜反应产生红色的铜。
3. 原理分析:
“木炭还原氧化铜”是九年级化学中的一个疑难实验。依照教科书上所说, 仅用酒精灯和大试管完成这个实验的成功率是比较低的, 主要原因是达不到所需温度。而我们在反应物中适量的加入过氧化钠, 并将混合后的药品放于一纸漏斗中引燃, 实验成功率就会提高。
过氧化钠是钠在氧气或空气中燃烧的产物之一, 纯品过氧化钠为白色, 但一般见到的过氧化钠呈淡黄色, 原因是反应过程中生成了少量超氧化钠。过氧化钠易潮解、有腐蚀性, 应密封保存。过氧化钠具有强氧化性, 可以用来漂白纺织类物品、麦秆、羽毛等。
在木炭还原氧化铜的试验中加入一定的过氧化钠就是利用了过氧化钠的强氧化性, 将加热方式由“外部获取能量”变成和“内部获取能量”。反应物中的过氧化钠, 先与木炭剧烈反应, 产生足够高的高温, 在此温度下, 氧化铜迅速被木炭还原为红色具有金属光泽的铜单质。这样做简化了实验操作, 也使实验更容易成功。
4. 实验中的注意事项:
(1) 氧化铜.木炭粉.过氧化钠粉末, 三者混合的质量比约为10:2:1, 木炭粉稍过量。
(2) 纸漏斗采用双层, 药品的总量约为纸漏斗的一半。
(3) 用燃着的木条去接触混合物粉末。反应一旦开始, 便剧烈反应, 放出大量的热, 所以烧杯要尽量的大并且烧杯内必须盛有足够多的水, 否则熔融物落下时容易炸裂烧杯。
摘要：介绍了利用高锰酸钾.浓硫酸.过氧化钠这三种实验室常见的强氧化剂完成的两个趣味实验.能够很好的解决一些疑难实验, 充分调动学生学习化学的热情.
【关键词】人教版高中化学教材 氧化还原反应 电化学
自2004年开始，全国各地学校陆续使用新版高中化学教材，在新教材的使用过程中，不少教师反映课时不够并且对教材内容及深广度难以把握，有些困惑。我在教学工作中比较了新旧教材之间的差异，再结合新课程标准，认为我们还是要从整体上把握课程结构，才能体会到编者的编写思路和意图。
本文选取的教材是：人民教育出版社2007年出版的《化学1（必修）》，《化学2（必修）》，《化学4（选修）》。其中高中化学教材中的氧化还原反应与电化学是高中化学教学中的重点和难点。氧化还原反应的学习可以让学生从元素化合价变化与电子转移的角度认识化学反应，理解宏观反应现象与物质微观内在结构的必然联系，对化学反应的认识不再局限于仅仅依靠对宏观现象的判断；电化学内容的学习可以让学生深化理解氧化还原反应，让学生深刻体会到化学反应的能量变化现象，认识电能和化学能之间相互转化的装置，认识到运用化学知识发展技术的现实性，让学生体会到科学的价值与魅力所在，形成运用化学原理发展技术的能力。
我从以下几个方面来分析一下高中教材中的氧化还原反应与电化学内容：
一、知识内容的选择
根据氧化还原反应与电化学知识的内容特点，我们将氧化还原反应与电化学的知识内容分为氧化还原反应、原电池、电解池三个部分来分析。
二、教材的编排
高中化学教材将氧化还原反应与电化学分“氧化还原反應”、“化学能与电能”、“电化学基础”三章编排，一次分布在必修一、必修二、选修四中。“氧化还原反应”被编为必修一第2章“化学物质及其变化”的第三节。“化学能与电能”被编在必修二第2章“化学反应与能量”的第二节。选修四第4章是“电化学基础”共分四节编排依次是：“原电池”、“化学电源”、“电解池”和“金属的电化学腐蚀与防护”。
三、内容呈现方式
1.氧化还原反应
对于氧化还原反应概念的呈现，高中化学教材是先给出了生活中的事例，让学生建立起氧化还原反应的概念，然后从化合价和电子得失的角度分析，以帮助学生理解氧化还原反应的特征，最后再给出实例让学生运用氧化还原反应的原理进行理解判断。例如对金属的置换反应、盐溶液的置换反应、金属与水反应，及以氢作为还原剂、预测金属活动性顺序等反应分析，增加学生对氧化还原反应的理解。
2.原电池内容
高中化学教材中呈现了铜锌原电池、锌锰电池、铅蓄电池、燃料电池进行原电池原理讲解。
3.电解池内容
高中化学教材以氯化钠溶液电解为例，说明电解池的阴阳极反应、电子流动方向、电路回路及物质的变化情况等。其次，教材中举出了电解池的工业应用，如冶金、电镀、外加电源保护金属等。
通过以上的分析，我们可以得出的结论是：氧化还原反应在中学化学新课程体系中是分阶段完成的。氧化还原反应的知识系统都不是一次性呈现一个完整的结构单元，而是采用分段呈现的方式，通过螺旋上升的方法穿插编排，分散在高中的不同章节，且高中呈现的知识比初中有明显的生长性。
分析教材为的是对我们日常教学过程和教学设计提供一定的启示和反思，总结如下：
建构主义学习理论认为，学习不是简单的信息积累，而是学生已有知识经验或原有认知结构与从环境中主动选择和注意的信息相互作用以及由此引发的认知结构的重组。在初中化学中，学生已经从得氧、失氧的角度学习了氧化反应和还原反应，知道物质得到氧就是氧化反应，物质失去氧就是还原反应，从分析木炭还原氧化铜的反应入手，既要分析物质变化，还要分析元素化合价的改变，使学生了解氧化反应和还原反应同时存在，不能分开，是既对立又统一的，那么对于这一类型的反应，到底称它为氧化反应还是还原反应呢？学生自然明确这样的反应是氧化还原反应。
在氧化还原反应原理的教学设计上应提供学生感性认识的引导，例如可以列举生活中的电池、水果电池、人体内的原电池等，激发学生学习原电池的兴趣。为了让学生从电子转移角度认识氧化还原反应的本质，必须要采取直观教学的方法——原电池实验，让学生看到电流表指针偏转，从而从感官上接受其微观实质。在图片上清晰注明电流走向、电极反应、溶液中离子移动和交换，这样都便于学生理解掌握，并记忆深刻。
【参考文献】：
[1]胡久华，王 磊，刘宇红. 中学化学概念探究教学初探-以氧化还原反应教学为例，化学教育[J]，2005，9：24-27
[2]丁伟，李秀滋，王祖浩.氧化还原反应误概念研究，化学教学[J]，教师论坛，2006，10：16-19
从整个课堂氛围来看，学生积极配合，能积极主动的思考配合老师的教学计划；从整堂课效果来说，学生学会了如何去判断氧化还原反应，达到了教学目的。但本次课还是存在很多不足的地方。第一，由于教学经验的缺乏，以至于在教学的过程中部分重难点把握不是很好，导致整堂课的时间分布不是理想，有的地方讲解不到位，有的地方又显得很罗嗦；第二，讲课的声音很大，把很多学生的耳朵都震晕了，导致部分学生听课效率不高、昏昏欲睡，我会在以后的教学工作慢慢学习抑扬顿挫；第三、由于用了 ppt 教学，很多东西在黑板上板书不是很多，虽然有了新时代教学方式，但我们也不能忘了传统的粉笔板书。
接到教学艺术节课题实验教师的出课任务后，我确定了展示课的课题，人教版《化学》九年级上册六单元课题2《二氧化碳制取的研究》。本课的内容以学生探究为主，且需要多媒体的支持，契合实验课题《生本教育理念下的信息化整合研究》。
备课过程中我对教材进行了认真研读、分析，在利用教材的基础上对教材前后内容进行了适当的调整和处理。依据九年七班学生实际，为保证授课内容的完整且体现对课题的研究。我把一些知识作为学生前置性作业的内容，并把作业内容拍成照片加以展示，把有关氧气的复习内容也留为前置性作业。这样就保证新课的时间。在激发学生学习兴趣的方法上，我利用视频《假如没有化学》以及猜猜它是谁来创设情境激趣引思，效果也比较好。为确保实验探究的顺利进行，我把实验室制取气体的要求作为温馨得救展示给学生，从而帮助学生分析判断选择出实验室制取二氧化碳的试剂。对化学反应原理的处理上，我也作了改动，它是本节课的重点及难点，如果本节课上完成分析及书写过程需要占据较多时间。所以我把方程式在前一节课进行了讲解。节省时间的方法也体现在板书的设计处理上，除了课题及反应原理，其它的内容我都是以贴卡片的形式展现。即节省了时间同时学生也感到新奇，更能引起学生关注，效果较好。当堂检测方面我设置了六套随机习题供学生自主选择题的难度分不同层次。其中设置了一个生活小常识来体现化学源于生活且服务生活的理念。作业布置也源于上述目的。尽管做足了上述的准备，但学生的探究过程是无法控制的，我感觉在充分的让学生表述实验现象方法还不够，对发生装置的探究还有一定的提升的空间。
研读本节课教材以及完成设计本课教学的过程是我对实验课题的诠释过程，也表达了我对实验课题及本课题的理解。我也会以此课的备课为范例，在今后的教学准备中从各个方面透彻分析每一节课，以求最好的教学效果。
本单元是继空气、氧气和水以后，学习的又一个元素及其化合物知识单元，其学习是在学生具备了一定的化学基本概念和基本技能之后深入、细致的研究具体物质，内容紧密联系社会和高新科技，可以冲淡学生在学习物质构成以及元素符号、化学式、化学方程式等化学用语中产生的枯燥感。加之本单元的实验贴近学生生活实际、重视学科间的联系、注重探究能力培养，可以有效地恢复学生在第四、第五单元学习中受到影响的学习化学的兴趣。学习碳及其氧化物的性质以及它们之间的衍变关系，为以后学习燃料及其利用、酸和碱、盐和化肥等单元的内容打下一定基础。
本单元的重点在碳及碳的氧化物的性质；实验室中制取二氧化碳的装置；引导学生以发展的观点看待碳的单质；培养学生关注社会和环境的责任感。难点在于探究实验室中制取二氧化碳的装置。为了突破重点和难点在我的实际教学中我着手从以下的几点出发：
1.引导学生弄清物质的结构与性质、性质与制法、性质与用途之间的关系。让学生知道其实在此之前我们已经初步认识了这四者的关系如在学习氧气和氢气的制取时就是从性质出发引出它们的制法和收集方法；性质与用途之间我们最先认识氧气具有助燃性和氧化性因此在实验和实际生活中可用氧气来帮助其他物质燃烧也知道物质生锈和腐烂都是氧气惹的祸等。学习第六单元可充分利用教材中的图片，让学生比较不同碳单质的结构与性质的关系，树立结构决定性质的观念。在实验室制取二氧化碳的研究与实践中让学生从反应物的状态、反应条件等方面比较、选择气体发生装置，从气体密度、溶解性等方面比较、选择气体收集装置，列表比较、分析二氧化碳和氧气、氢气制取实验及相关性质，使学生认识物质性质决定制法。通过不同碳单质的性质与用途，二氧化碳、一氧化碳性质与用途的讨论、归纳，使学生理解物质性质决定用途。
2.为了让学生很好的掌握实验室制取二氧化碳这部分知识我组织好实验室制取二氧化碳的活动与探究。这种探究与质量守恒定律的探究有所不同，是由实验室具体条件设备出发，围绕药品、原理、装置、收集、检验这一主线来进行的探究，药品可增加Na2CO3和HCl，学生通过直观的实验现象分析出选择石灰石和稀盐酸的原因，同时为后面灭火机反应原理的学习埋下伏笔。探究学习中要坚持创设探究情境、提出探究问题、营造探究氛围、亲历探究过程、启迪探究思维、体现探究价值的设计思路，使学生通过探究学习体验科学研究的方法和途径，培养学生的科学态度和科学思维品质。
3.做好有关碳的氧化物性质的实验。本单元的实验都力求贴近生活，以学生生活实际素材创设情境。这样编排的目的最主要的是保持学习化学的兴趣，提高学好化学的信心。关于二氧化碳的物理性质的实验，“倾倒二氧化碳”“二氧化碳的溶解性实验”，都具有很强的趣味性，要保证一次成功，引发学生学习的兴趣。二氧化碳溶于水使饮料瓶瘪下去的实验与物理学中气压的变化很好地结合在一起，使学生能利用已具备的物理知识分析实验现象、得到正确结论，增进了学科之间的融合。二氧化碳与水的反应，教学时可以先提供酸可使紫色石蕊试液变红色的信息，然后提出研究课题“如何设计实验证明二氧化碳可与水反应生成碳酸”，并引导学生将自己设计的方案与课本设计的小花变色相比较，再通过讨论、分析哪种方案更科学，从而培养学生的思维能力和探究性学习方法。一氧化碳还原氧化铜的实验在目前中学实验室条件下，大多采用演示实验来教学，但这丝毫不会影响到学生的观察、思维、讨论、设计、体验等活动。在教学中建议根据教材中实验装置示意图，按反应原理和反应条件、实验装置、实验顺序、尾气处理这一主线来组织学生分析、讨论，对将尾气用导管连至加热氧化铜处燃烧的这一既防止了一氧化碳污染环境又节约了能源，化废为宝的尾气处理方案，给予充分肯定，使学生不仅认识一氧化碳的还原性，更有对安全意识、环保意识的领悟。一氧化碳的毒性实验按教材实验内容做很难观察到血液颜色变化的情况。可以将这一实验制作成一个多媒体课件（血液的颜色可调整）播放给学生看。但不要回避做不成此实验的事实。组织学生课后去查阅资料或请教医生或生物教师，分析实验不成功的原因，把“坏事”变成好事。
1 试验部分
1.1 材料与仪器
可溶性淀粉、双蒸水、30%双氧水、7H2O·Fe SO4、KNO3、Na OH、H2SO4、Na SO3,成都科龙化工试剂厂;
改性氧化淀粉和氧化淀粉,四川大学清洁化制革技术研究室自制;
浸酸羊皮,意大利Silva公司提供。
阴极石墨电极、阳极为铂电极、甘汞电极,天津艾达科技发展有限公司;
搅拌器、分光光度计、WLZ-1 Ts仪,沈阳仪器厂;
KL-100A拉力试验机,广州试验仪器厂;
杜氏转鼓,无锡市德润轻工机械厂;
红外光谱仪,SPECTRUM 2000,美国Perkin Elner公司。
1.2 试验方法
电-Fenton体系:试验装置如图1所示。在电解池中加入100mL 10g/L Na2SO4溶液,30g 30%的淀粉乳,用Na OH或H2SO4调pH值为3,加入6g7H2O·Fe SO4,滴加3.5mL H2O2,电流密度6.8A/m2,常温反应2h,滴加10%Na2SO3终止反应30min,对产品离心分离[5]。
化学Fenton体系:在三颈瓶中加入浓度30%的淀粉乳30g,调节pH=3.0,边搅拌边升温到50℃,反应2h,再慢慢滴加3.5m L双氧水,滴加完毕后反应到规定的时间即用10%Na2SO4反应30min,将未反应完全的双氧水还原。所得产品经过离心、洗涤、烘干即可。
1.3 分析方法
(1)羧基含量测定:称取5.000g样品于150mL烧杯中,加25mL 0.1mol/LHCl溶液,样品在30min内不断摇动搅拌,然后用玻璃砂芯漏斗过滤,用无氨蒸馏水洗至无氯离子为止(用硝酸银溶液检验)。将脱灰后的淀粉转移到600mL烧杯中,加300mL蒸馏水,加热煮沸,保温5~7min,趁热以酚酞作指示剂,用0.1mol/LNa OH标准溶液滴定到终点,消耗的体积为V1[6]。
空白:原淀粉于600mL烧杯中加300mL蒸馏水糊化,Na OH标准溶液趁热滴定至酚酞变色,消耗的体积为V2,按下式计算结果:
X—羧基含量,%;
C—Na OH浓度,mol/L;
m1—氧化淀粉称样量,g;
m2—原淀粉称样量,g。
(2)羰基含量测定:测定氧化淀粉中的羰基含量用羟胺法,其原理为羰基与羟胺反应生成氨,用已知浓度的酸溶液滴定即可求得羰基含量[6]。
羟胺试剂的制备:将25.00g分析纯盐酸羟胺溶于蒸馏水中,加入100mL 0.5mol/L的Na OH溶液,加蒸馏水稀释到500mL。此溶液不稳定,过2d应重新配制。
称取过40目筛的氧化淀粉样品0.500 0g,放入250mL烧杯里,加100mL蒸馏水,搅匀,在沸水中使淀粉完全糊化。冷却至40℃,调pH值到3.2,移入500mL的带玻璃塞三角瓶中,精确加入60mL羟胺试剂,加塞,在40℃保持4h。用0.100 0mol/LHCl标准溶液快速滴定到pH值3.2,记录消耗的体积(m L)数,称取同样质量的原淀粉进行空白滴定,以下式计算:
Y-羰基含量,%;
v1-空白滴定消耗的标准盐酸的体积,m L;
v2—样品滴定消耗的标准盐酸的体积,m L;
m—样品的质量,g。
(3)黏度的测定:准确称取0.4g绝干的淀粉样品于烧杯中,加入60mL二甲基亚砜溶解,转移至100mL容量瓶,用二甲基亚砜定容,摇匀。过滤后放在25℃恒温槽中恒温备用。将乌氏黏度计洗净后吹干,用其测定其相对黏度[6]。
(4)样品透明度测定:配制质量分数为1%淀粉乳,在沸水浴中搅拌30min冷却至25℃,用水调整体积至原浓度,以蒸馏水为参比,在620nm波长下测定其透光率[6]。
(5)淀粉糊凝沉性的测定:准确称取1.00g样品加入到100mL水中,配制质量分数为1%的淀粉乳,于沸水浴中加热糊化15min,完全糊化后冷却到室温。取50mL淀粉糊移至50mL量筒中,静置。每间隔1h测定上层清液体积。
(6)样品红外光谱测定:将样品用KBr压片,进行红外光谱测定[7]。
(7)与生皮胶原作用:取浸酸山羊皮(生皮胶原)2块(部位基本相同,20cm×20cm),分别于转鼓中鞣制,染色加脂操作后,成革测定相关物化性能,如收缩温度(Ts)、抗张强度、撕裂强度等技术指标[8]。
电-Fenton氧化淀粉和化学Fenton氧化淀粉单独鞣制,按如下工艺进行:
挤水、称重,测Ts、p H。
鞣制
预处理水200%(25℃)
Na Cl15%(食盐充
分溶解后加入皮样)
小苏打(1∶20水溶解,以后操作相同)提碱至pH值4.5,于2个转鼓中分别加入25%电-Fenton氧化淀粉和化学Fenton氧化淀粉进行鞣制,转动3h后,小苏打提碱至pH值为7.0(2h内完成),继续鞣制5h后,升温至50℃,转3h后,停鼓过夜。次日转1h,取样测Ts。
加脂(2种材料操作相同,可以合并在同一转鼓中进行)
水150%(40~50℃)
加脂剂6%,转动90min(加脂剂用5倍70℃热水化开)
固定
甲酸2.0%(1∶10水稀释,分5~6次加入,每次间隔20min,pH值降至3.8~4.2),最后转30min。
水洗,静置过夜后取样测Ts。
挂晾干燥(将干燥后的皮剪小块分别放置7、14、21d测定Ts,剩余的皮鞣制完成后直接测定Ts、抗张强度、撕裂强度等物性参数)。
2 结果与讨论
2.1 氧化淀粉特性测定
电-Fenton和化学Fenton体系氧化淀粉特性测定结果见表1。传统的化学Fenton体系,氧化淀粉所得羧基含量最高为1.1%,羰基含量最高位2.4%。据表1可知,电-Fenton体系氧化淀粉羧基含量、羰基含量均高于化学Fenton体系,黏度和透明度也更优,电-Fenton体系氧化淀粉黏度为10mPa·s,透光率为40.8%,说明电-Fenton体系氧化程度明显提高。
2.2 淀粉糊凝沉性
图2为原淀粉和2种体系氧化淀粉糊的凝沉性试验结果。从图中可知,随着静置时间的延长,原淀粉析出了大量的清夜,在4h后吸水率基本达到稳定;化学Fenton体系氧化淀粉1h析出率为5%,其后基本稳定无水析出;而电-Fenton氧化淀粉4h内基本无水析出,说明电-Fenton体系氧化淀粉糊的凝沉稳定性较化学Fenton体系和原淀粉都更强。
2.3 红外图谱解析
图3为原淀粉、电-Fenton体系氧化淀粉和化学Fenton体系氧化淀粉红外光谱图。从原淀粉的红外图谱可以看出:3 385cm-1为O—H伸缩振动;2 930cm-1为C—H的伸缩振动;1 652cm-1为—OH的弯曲振动;1 077cm-1为伯醇羟基相连的C—O伸缩振动,这证明了原淀粉为标准的葡萄糖结构。同时发现图谱中电-Fenton体系氧化淀粉在1 728cm-1处产生了吸收峰,化学Fenton体系氧化淀粉在此处的吸收峰有所减弱或消失,在1155cm-1附近的吸收峰则有所加强。可以证明电-Fenton体系氧化淀粉和化学Fenton体系氧化淀粉确实有新的基团生成,同时也证明电-Fenton体系氧化方法使淀粉氧化程度更深,与前面测定所含羧基和羰基更多相符合。
2.4 氧化淀粉改性生皮胶原
将2种方法氧化后的淀粉进行鞣制后,成革特性见表2。结果表明:电-Fenton体系氧化淀粉鞣制效果明显优于化学Fenton体系改性淀粉,从成革外观上,柔软性、粒面状况都更好。淀粉属于高分子物质,颗粒结构复杂,说明经过改性方法氧化后,羧基、羰基含量增加,可能分子质量相对传统方法氧化淀粉变小,粒径变小,容易渗透入皮纤维,使得鞣制后成革粒面更细致,更柔软,同时其他物性指标也明显更好。证明经过改性方法氧化后的淀粉用于制革具有良好的鞣革性能,可满足无铬鞣清洁化要求。
3 结论
利用电-Fenton法和化学Fenton法将淀粉进行氧化,比较2种氧化体系的氧化效果,前者得到羧基含量为1.8%,羰基含量为2.4%,黏度为10mPa·s,透光率为40.8%的氧化淀粉,后者得到羧基含量为1.1%,羰基含量为1.8%,黏度为16mPa·s,透光率为29.4%的氧化淀粉,红外光谱证明前者氧化程度更深,证明电-Fenton体系对淀粉的氧化优于化学Fenton体系。应用试验结果也证明电-Fenton体系氧化后淀粉鞣制的成革物性良好,收缩温度为89.0℃,化学Fenton体系氧化淀粉的收缩温度为83.0℃,前者氧化效果明显优于后者。
参考文献
[1]Hoover R.Composition,molecular structure and physicochemical properties of tuber and root starches:a review[J].Carbohydrate Polymer,2001,45(3):253-267
[2]Jenkins P J,Donald A M.The influence of amylose on starch granule structure[J].International Journal of Biological Macromolecules,1995,17(6):315-321
[3]Chattopadhyay S,Singhal R S,Kulkarni P R.Optimization of conditions of synthesis of oxidized starch from corn and amaranth for use in film-forming appli-cations[J].Carbohydrate Polymers,1997,34(4):203-212
[4]陈雨露,黎钢,杨芳,等.电-Fenton法解聚纤维素的研究[J].化学世界,2010,6:337
[5]曲久辉,刘会娟.水处理电化学原理与技术[M].科学出版社,2008:27-35
[6]苏琼.淀粉精细化学品合成及其应用[M].北京:民族出版社,2004:271–280
[7]宦双燕.波谱分析[M].北京:中国纺织出版社,2008:87-93
了解燃烧和燃烧的条件，了解灭火的原理；
了解爆炸、缓慢氧化和自燃现象，及它们与燃烧之间的区别和相互联系。
能力目标：
在学习了以上知识后，引导学生联系生产和生活实际，得出防火、灭火、及预防自燃的有效措施，培养学生解决实际问题的能力。
情感目标：
培养学生热爱科学、相信科学、依靠科学的科学态度；
使学生了解内因是变化的根据，外因是变化的条件，外因只有通过内因起作用的观点。
教学建议
教材分析
教材在氧气的性质和用途后，安排了燃烧和缓慢氧化。这样能使学生认识燃烧、缓慢氧化、自燃、爆炸等现象，了解其基本原理。
本节教学内容较多，其中包括有发热发光现象的剧烈氧化（燃烧），有不发光热、现象也并不显著的缓慢氧化（金属的腐蚀和呼吸等）。在燃烧的问题上，讲到了燃烧的条件，又要学生讨论灭火的条件，简单地提到了在有限空间里发生急速燃烧时的爆炸，也谈到了从缓慢氧化自发地转变为剧烈氧化的自燃。为了使学生很好地抓住中心，教材中指出，所有这些现象的本质都是氧化。只是由于条件不同而发生了不同的现象。从而使学生自然的认识到：自然界的一切规律都受到一定条件的制约，而规律又是一切事物固有的必然性，只要有必要的条件存在，变化就会依一定方式进展。
如果学生能对以上氧化反应的各个外因条件了解得比较全面、透彻，就完全有可能想出防火、灭火和预防自燃的基本原理，乃至一些有效措施。
教学建议
要求学生了解：
①物质在空气里起氧化反应的时候是否有燃烧现象，决定于温度是否达到这种物质的着火点；
②物质在空气里的燃烧的急速程度，取决于可燃物跟氧气的接触面积大小；
③而急速的燃烧是否会引起爆炸，则决定于可燃物所处空间的大小和是否有气态生成物产生。
④至于缓慢氧化是否能引起自燃，则决定于氧化所产生的热量能否散逸和进行缓慢氧化的物质的着火点高低。
针对第一点的教学，要做好演示实验，首先提出问题，学生通过仔细观察，每一个实验结果得出什么结论？从而由燃烧的条件引出灭火原理是什么？即只需要燃烧的两个条件不同时满足就可。
为了使学生更好的理解区分几种氧化，可列表对比，加深理解。
教学设计示例
课题：燃烧和缓慢氧化
重点、难点：了解燃烧的条件，并利用来处理实际问题。
教学过程：
引入：在一个有关火的故事中，有这样一段话“火在宇宙中永存，没有人时就有火。人类在其生活和生产的实践中识火、用火、驾驭火，从而创造出了高度文明的社会。火是创造万物的上帝，也是毁灭它们的死神。人们，可要小心用火呀。”
火给人类带来光明和温暖，也带来灾难。如何利用它有益的一面，同时又防止它引起的灾难呢？这就需要我们知道：火是什么？它是在何种条件下发生的？灭火的原理是什么？
首先看第一个问题：火是什么？
随着人类的进步和发展，人们认识到所谓的“火”就是物质燃烧所发出的光和热。燃烧是可燃物跟空气中的氧气发生的一种发光发热剧烈的氧化反应。现在，燃烧与人类的生产和生活愈发密切，如：冶炼金属、飞机飞行、轮船和火车的行驶、火箭发射、火力发电等，都要经过燃料燃烧过程。
设问：谁能对火做一科学的解释？
板书：第四节 燃烧和缓慢氧化
一、燃烧：
演示实验：要求仔细观察并思考为什么会有这种现象？
讨论：
1．为什么薄铜片上白磷燃烧而热水中白磷和铜片上红磷没有燃烧？
2．怎样使铜片上红磷燃烧？怎样使热水下白磷燃烧？ 讨论总结：铜片上白磷燃烧是达到着火的温度而且又与空气中氧气接触。铜片上红磷不燃烧是没达到燃烧的温度。热水下白磷不燃烧是没与氧气接触。使二者燃烧，红磷可加热达到燃烧的温度，而水下白磷燃烧需向水下通入氧气。
小结：燃烧需要同时具备两个条件：一是一定的温度，另一是要与氧气接触。
板书：燃烧的两个条件：
1．可燃物要与氧气接触；
2．要使可燃物达到燃烧所需的最低温度。（这最低温度叫着火点）
讨论：了解燃烧的条件后，想想灭火可采取什么措施？其原理是什么？
回答：根据生活经验马上回答：水、沙、湿的被褥、二氧化碳都可以用来灭火。
原理是隔离可燃物与氧气的接触或降温到着火点以下。
设问：炒菜时锅里的油起火，灭火措施是端锅、泼水、盖锅盖、洒沙土哪项为最佳措施？为什么？
回答：端锅危险，油比水轻，用水不能灭火；盖锅盖洒沙土都可以灭火。盖锅盖为最佳措施。
设问：如果酒精灯不慎碰倒，引起酒精在桌上燃烧，应如何灭火？
回答：酒精与水互溶不能用水冲，可用湿布盖灭。
思考：灭火的“灭”是在火上有一横，祖先造字的意图是什么？（一横就是要隔离火与空气中氧气的接触。）
思考：
1．为什么碳、硫、磷在空气中、纯氧中分别燃烧时现象不同？
2．设问为什么刨花、小木块比大木块易燃烧？
讨论小结：一是氧气多少不同，二是可燃物的性质不同。
提问：同是木材，着火点不变，着火快慢的原因是什么？
回答：小而薄的物质与氧气接触面积大，所以燃烧的快而剧烈。
小结：
板书：
二、燃烧的现象
1．可燃物不同性质不同，决定燃烧的现象不同。
2．可燃物与氧气的接触面积越大，燃烧越剧烈。
3．氧气的浓度越大，燃烧越剧烈。
讨论：50年代，广东信宜县锯木厂，一位工人点火吸烟的刹时发生突如其来的大爆炸，造成了惊人的损失和死亡。请问锯木厂、纺织厂、面粉厂、油库、烟花爆竹厂、矿井、煤气站等地为什么要严禁烟火？
小结：当空气中混有一定浓度的可燃性气体或大量的可燃性粉尘时，遇明火会在有限的空间迅速反应，体积急速膨胀会引起爆炸。
板书：4．爆炸：在有限空间内，由于急速燃烧放出大量能量，骤然产生大量气体的现象。
投影：食物腐败、酒与醋的酿造、堆放的秸秆、金属的锈蚀图像。
讨论：易燃物堆放太多、太久由于与空气中氧气发生很慢的氧化反应，热量不断聚积又会发生什么现象呢？
回答：热量聚积能使食物变质，易燃物可能会引起自发燃烧。
实验：白磷的自燃
板书：
三、缓慢氧化和自燃
1．缓慢氧化：不像燃烧那样剧烈发光、发热的氧化反应。
2．自燃：由缓慢氧化而引起的自发燃烧。
设问：燃烧、爆炸、缓慢氧化、自燃之间有什么区别与联系？
小结：区别是发热的程度、反应的速率、是否发光等，但均属氧化反应。
设问：易燃物、易爆物怎样存放？搬运时怎样才能避免意外事故？
讨论：不能一起存放。因为万一发生事故后灭火方式不同而不易处理。存放时不能堆的太高、太密、要注意通风……（阅读）
安全知识教育：常见易燃物、易爆物的安全知识。
课堂练习：
1．把一小块白磷放在盛有80 水的烧杯中，白磷并不燃烧，这是因为（）
（A）温度没有达到着火点
（B）温度超过着火点
（C）白磷的质量太小
（D）白磷没与氧气接触
2．燃烧、缓慢氧化、自燃的相同点是（）。
（A）需要点燃
（B）很剧烈
（C）放出大量的热
（D）属于氧化反应
3．白磷的着火点40℃，少量白磷应保存在（）。
（A）冷水中（B）氧气中（C）空气中（D）煤油中
4．不能考虑用于油井灭火的措施是（）。
（A）设法阻止石油喷射
（B）设法使火焰隔绝空气
（C）设法降低石油着火点
（D）设法降低油井温度
答案：
1．D；2．D； 3．A； 4．C 板书：
第四节 燃烧和缓慢氧化
一、燃烧：
燃烧的两个条件：
1．可燃物要与氧气接触；
2．要使可燃物达到燃烧所需的最低温度。（这最低温度叫着火点）
二、燃烧的现象
1．可燃物不同性质不同，决定燃烧的现象不同。
2．可燃物与氧气的接触面积越大，燃烧越剧烈。
3．氧气的浓度越大，燃烧越剧烈。
4．爆炸：在有限空间内，由于急速燃烧放出大量能量，骤然产生大量气体的现象。
三、缓慢氧化和自燃
1．缓慢氧化：不像燃烧那样剧烈发光、发热的氧化反应。
2．自燃：由缓慢氧化而引起的自发燃烧。
探究活动
小实验-制作防火材料
实验步骤及现象
1.用氯化铵溶液制防火布
把布在饱和氯化铵溶液中浸湿，取出晾干。将处理后的布放在火焰上烧烤时，布只是冒烟，离开火焰，布完好无损。用这种方法处理过的纺织品可用于防火。
2.用明矾做防火纸
将纸的一部分在明矾溶液中浸湿，晾干后，点燃未经处理的另一半，可以观察到火焰燃至明矾溶液浸泡过的痕迹处时便熄灭了。经明矾溶液处理过的材料可用于防火。
3.防火木材
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