,*,图形绘制,图片处理,图表设计,典型案例,1,图形绘制,图片处理,图表设计,典型案例,*,数字化实验探究高锰酸钾与草酸,反应速率的影响因素,汇报人：周改改,指导老师：,张,红,数字化实验探究高锰酸钾与草酸 汇报人：周改改,1,2,3,课题由来,实验设计,实验分析和结论,4,实验意义,Contents,123课题由来实验设计实验分析和结论4实验意义Content,反应方程式：,5H,2,C,2,O,4,+2KMnO,4,+3H,2,SO,4,=2MnSO,4,+K,2,SO,4,+10CO,2,+8H,2,O,课题由来,1,为证明浓度对反应速率的影响，,化学反应原理,（人教版）设计了如下实验：取两支试管，各加入,4 mL 0.01 mol/L,的,KMnO,4,酸性溶液，分别向其中加入,0.1 mol/L,、,0.2 mol/L,的,H,2,C,2,O,4,溶液各,2 mL,，记录溶液褪色所需的时间。,随着草酸浓度的增大，反应速率增大；实验过程颜色复杂，,且褪色先缓慢，后逐渐加快，原因？,学生猜想：,（,）,可能是反应放热，体系,温度升高,导致反应速率加快,（二）,可能是反应生成的某种物质起到,催化,作用，导致反应速率明显加快,反应方程式：课题由来1为证明浓度对反应速率的影响，化学反应,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,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。,2,实验设计,思考：,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，,误差比较大。,温度传感器可以实时监测反应体系2实验设计思考：怎样去验证猜想,思考：,如何去验证猜想（二）？,色度计,是一种通过对光的吸收比例来测量,溶液浓度,的传感器，溶液浓度越大，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率的变化，用,溶液透过率的变化曲线示意反应过程中,KMnO,4,溶液浓度的变化。,分别加入,K,2,SO,4,、,MnSO,4,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，但颜色变化复杂，肉眼观察，误差大。,2,实验设计,思考：如何去验证猜想（二）？色度计是一种通过对光的吸收比例来,实验仪器：,电脑、,iDislab,数据采集器，色度计传感器，温度传感器、注射器。,2,实验设计,实验试剂：,0.01mol/L,的,KMnO,4,溶液，,1.2mol/L,的,H,2,SO,4,溶液,H,2,C,2,O,4,溶液（浓度分别为,0.2,、,0.3,、,0.4,、,0.6,和,0.8 mol/L,）,0.01 mol/L,的,K,2,SO,4,溶液，,0.02 mol/L MnSO,4,溶液。,实验仪器：2实验设计实验试剂：0.01mol/L 的KMnO,2,实验设计,用容量瓶，按,照不同要求配,制所需要的试,剂,1,实验步骤,2,3,4,做空白对照实验，用色度计监测溶液光透过率随反应的变化曲线,温度传感器监测反应过程中体系温度变化情况，验证猜想（一）,保持其他条件不变，加入一定量,K,2,SO,4,或,MnSO,4,后，用色度计监测溶液光透过率变化情况，验证猜想（二）,2实验设计用容量瓶，按1 实验步骤 234做空白对照实,3,实验分析与结论,利用温度传感器验证猜想（一）,序号,c(mol/L),H,2,C,2,O,4,V(mL),H,2,C,2,O,4,c(mol/L),KMnO,4,V(mL),KMnO,4,c(mol/L),H,2,SO,4,V(d),H,2,SO,4,1,0.2,1,0.01,2,1.2,3,2,0.3,1,0.01,2,1.2,3,3,0.4,1,0.01,2,1.2,3,表,1.,测定反应过程体系温度变化所用试剂（体积和浓度）,图,1.,各,反应体系,温度随反应时间变化,1-1,1-2,1-3,随着反应的进行，体系温度变化不大,3实验分析与结论利用温度传感器验证猜想（一）序号c(mol/,现场演示：,2,实验设计,项目,c(mol/L),H,2,C,2,O,4,V(mL),H,2,C,2,O,4,c(mol/L),KMnO,4,V(mL),KMnO,4,c(mol/L),H,2,SO,4,V(d),H,2,SO,4,c(mol/L),MnSO,4,V(mL),MnSO,4,数值,0.6,0.5,0.01,2,1.2,3,0.02,0.5,演示实验所用试剂的体积和浓度,现场演示：2实验设计项目c(mol/L)V(mL)c(mol,序号,c(mol/L),H,2,C,2,O,4,V(mL),H,2,C,2,O,4,c(mol/L),KMnO,4,V(mL),KMnO,4,c(mol/L),H,2,SO,4,V(d),H,2,SO,4,1,0.2,1,0.01,2,1.2,3,2,0.3,1,0.01,2,1.2,3,3,0.4,1,0.01,2,1.2,3,表,2.,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,3,实验分析与结论,图,2.,各,反应体系,透过率随反应时间变化,728 s,541 s,377 s,2-1,2-3,2-2,透过率（,%,）,透过率（,%,）,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）,序号c(mol/L)V(mL)c(mol/L)V(mL)c(,a.,向体系中加入,0.5 mL 0.01 mol/L,的,K,2,SO,4,利用色度计验证猜想（二）,3,实验分析与结论,序号,c(mol/L),H,2,C,2,O,4,V(mL),H,2,C,2,O,4,c(mol/L),KMnO,4,V(mL),KMnO,4,c(mol/L),H,2,SO,4,V(d),H,2,SO,4,c(mol/L),K,2,SO,4,V(mL),K,2,SO,4,1,0.4,0.5,0.01,2,1.2,3,0.01,0.5,2,0.6,0.5,0.01,2,1.2,3,0.01,0.5,3,0.8,0.5,0.01,2,1.2,3,0.01,0.5,表,3.,测定加入,K,2,SO,4,对反应速率的影响所用试剂（体积和浓度）,图,3.,加入,K,2,SO,4,溶液后，各,反应体系,透过率随反应时间变化,3-1,3-2,3-3,透过率（,%,）,透过率（,%,）,透过率（,%,）,K,2,SO,4,对反应速率影响不大,a.向体系中加入0.5 mL 0.01 mol/L的K2S,b.,验证是否是反应产生的,MnSO,4,起了催化作用,利用色度计验证猜想（二）,3,实验分析与结论,序号,c(mol/L),H,2,C,2,O,4,V(mL),H,2,C,2,O,4,c(mol/L),KMnO,4,V(mL),KMnO,4,c(mol/L),H,2,SO,4,V(d),H,2,SO,4,c(mol/L),MnSO,4,V(mL),MnSO,4,1,0.4,0.5,0.01,2,1.2,3,0.02,0.5,2,0.6,0.5,0.01,2,1.2,3,0.02,0.5,3,0.8,0.5,0.01,2,1.2,3,0.02,0.5,表,4.,测定加入,MnSO,4,对反应速率的影响所用试剂（体积和浓度）,图,4.,加入,MnSO,4,溶液后，各,反应体系,透过率随反应时间变化,4-2,4-1,透过率（,%,）,透过率（,%,）,透过率（,%,）,4-3,MnSO,4,对反应起催化作用，加速了反应的进行,b.验证是否是反应产生的MnSO4起了催化作用利用色度计验,反应物浓度越大，反应速率越大；,KMnO,4,与,H,2,C,2,O,4,的反应先慢后快不是温度变化导致的；,MnSO,4,对,KMnO,4,与,H,2,C,2,O,4,的反应起催化作用，加快反应速率；,加入合适的催化剂可以增大反应速率。,3,实验分析与结论,实验结论：,反应物浓度越大，反应速率越大；3实验分析与结论实验结论：,4,实验意义,实验结果预示着，加入少量硫酸锰可以,缩短,高锰酸钾溶液与草酸溶液的,反应时间,，,提高,此课堂演示实验,效率,。,温度传感器,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号,，,帮助我们更深入地研究,化学现象和反应的本质和规律,，,并且直接用数字软件获取,其,变化曲线，,数据量化,，更,科学,，,结果更,直观准确,；,将数字化实验技术较多的应用于,第二课堂,和学生的,研究性学习,，可以培养学生的,探究思维,，,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得适应,未来信息社会,需要的,创新能力,、,动手操作能力,和,思维想象能力,。,4实验意义实验结果预示着，加入少量硫酸锰可以缩短高锰酸钾溶液,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课件,