利用手持技术探究铝的化合物之间的相互转化过程

高中铝的化合物（“铝三角”）之间的相互转化过程是高考高频考点,其中共涉及7个反应方程式,但学生对此大多停留在机械记忆层面上,认知思路和角度较混乱。从一道高考题出发,引入数字化手持技术设计4个滴定实验,利用电导率、pH传感器测得电导率、pH随时间变化的曲线,结合宏观、微观、符号和曲线表征多角度进行分析。利用四重表征分析方法,突破“铝三角”转化中双水解反应的认知难点,完善相关教学并提供参考建议,丰富手持技术在教学上的案例。     

化学学科核心素养指引下的“配合物”教学探讨

指出了高中阶段“配合物”教学中存在的问题,并从“应用杂化轨道理论解决配合物中心部分的空轨道问题”“尝试判断配位原子”“用平衡思想理解配合物的内界组成”等3个方面阐述了如何在化学学科核心素养的指导下引导学生更好地进行配合物知识的学习。     

体会配合物使用价值的微项目教学课例*——补铁药片中铁元素化合价的检验

配合物、配位键是高中化学选择性必修课程“物质结构与性质”模块的重要知识。本节课采用“项目式教学”的方式,巩固配位键和配合物形成的结构基础,学生们在检验补铁药片中铁元素化合价的系列化学实验过程中,初步建立配位平衡及其影响因素的概念,体会配合物的使用价值,从而提升学生对配位键和配合物的认识。     

利用pH传感器研究中和反应过程中pH的突变

利用pH传感器的实时检测功能,并借助数据采集器和计算机直接生成数据曲线,便可以便捷、直观地反映中和反应过程中pH的变化,帮助学生认识“突变”的存在,加深理解酸碱中和滴定方法的原理。pH变化曲线可用来研究弱酸、弱碱、多元弱酸盐等参与的反应,还可对其进行数学建模以及进行相关讨论。     

利用手持技术探究氢氧化铝制备实验电导率变化

利用电导率传感器对氢氧化铝制备实验过程中,溶液的电导率变化进行探究,以相同浓度的氨水和氢氧化钠溶液分别滴定硫酸铝溶液,得出反应过程的电导率变化曲线图,并从宏观、微观、符号和曲线4个方面深入分析曲线,从多个角度探究氢氧化铝制备实验的电导率变化,为氢氧化铝的教学提供帮助。     

基于热成像仪从能量视角辨观化学反应*

“能量”是学生认识化学变化的重要维度,本实验借助手持红外热成像仪“看到”化学反应中的能量变化。在实验中通过拍摄等量的不同酸溶液与氢氧化钠溶液混合反应时的热成像图,从“温度”高低间接反映出热量变化,从宏观的能量变化建立模型,推理微观的成键、断键等过程,探究酸碱中和反应过程的放热以及弱酸电离过程的吸热,并培养学生的证据推理能力和科学探究意识。     

pH-电位法测定配合物稳定常数的计算程序

本程序适用于处理pH-电位法的实验数据,计算二元及多元配合物稳定常数。它具有如下功能:数据从键盘输入;数据从文件输入;参数修改;实验数据修改;计算和描绘滴定曲线;描绘各配合物百分含量与pH关系的     

初中化学深度学习的教学实践*——以干冰探究二氧化碳的化学性质

传统实验方法较难判断干冰能否与氢氧化钠溶液反应,更无法呈现其反应的过程。通过验证生成物的实验可以判断干冰与氢氧化钠溶液反应,成功实现将无明显现象反应变成有明显现象反应。运用手持技术数字化实验将“不可见”的化学实验现象转化为“可观测”的数据与曲线图像,以及探究反应产物与氢氧化钠溶液浓度的关系,从而实现对二氧化碳化学性质的深度学习。     

高中化学“乙醛性质”的项目式教学*——解酒药的研制

以“解酒药的研制”为项目主题,开展高中化学“乙醛性质”的教学。学生通过完成“药物研发分析”“探秘致命物质,寻找救治办法”“药物新构想”等3个项目任务,掌握了乙醛的性质及其应用,构建了有机物结构分析和性质预测的思维模型,学会了对陌生有机物的分析与研究。运用手持技术数字化实验测定溶液酸碱性确定反应机理,锻炼了科学探究、合作交流、思维表达的能力。与课外活动有效整合、实验室仪器与试剂的保障、资料查阅、外援专家指导等是顺利完成本项目教学的关键。     

“二氧化碳的性质及其转化”的项目式教学——探寻二氧化碳的工业捕集方案

以探寻二氧化碳的工业捕集方案为项目主题,开展初中化学二氧化碳的性质及其转化的教学。学生通过“建立价类二维模型并设计二氧化碳的理想转化路径”“实验探究二氧化碳的实际转化”“解决二氧化碳的工业转化”等3个项目子任务理解了物质“组成、性质、变化”之间的关系,运用手持技术数字化实验探究了二氧化碳在不同碱溶液中的吸收效率,发展了实验探究能力,构建了物质转化在化工生产领域的认知模型,提高了思维迁移的能力。从“碳捕集”到“碳利用”的进阶解决问题模式,有利于学生化学学科核心素养的内化。     

Cd(Ⅱ)—正己烷基亚氨二乙酸根离子—氯离子的混配型配合物的研究

本文提出了一种强酸盐和标准碱两种溶液同时滴定的pH电位法,以简化金属离子—有机配体—强酸根离子体系的混配型配合物的研究方法。根据该实验方法,推导出在不生成酸式及多核配合物情况下混配型配合物稳定常数的计算公式。 研究了Cd(Ⅱ)—正己烷基亚氨二乙酸根离子(A)—氯离子(Cl)体系的配位平衡,在所研究范围内形成CdACl、CdACl_2,在25±0.1℃,μ=1.0的条件下,测得lgβ_(11)=7.60,lgβ_(12)=8.12。 讨论了两种溶液滴定法的优缺点及适用范围。该法具有快速、准确、仪器设备简单等特点。     

利用手持技术数字化实验促进学生对焰色反应概念的认知*

针对焰色反应教学存在的不足,以手持技术TQVC概念认知模型为理论依据,从“混合、定量”的角度出发,设计手持技术数字化实验以促进学生对焰色反应概念的认知。利用分光光度计传感器,通过测定火焰发射光谱的波长和光强度,从定性和定量2个方面检测混合液中的NaCl和KCl,帮助学生从宏观和微观相结合的视角认识焰色反应的本质。     

超氧化物岐化酶的模拟: 大环双核铜(II)配合物中咪唑桥的稳定性

以2,6-二乙酰基吡啶与3-氧杂戊烷-1,5-二胺缩合而成的二四元环配体, 合成了以咪唑为桥基的双核铜(II)配合物。用EPR和pH滴定分别研究了在50%DMSO和水溶液中桥基稳定性。实验结果表明: 在混合溶液中桥基稳定的pH范围为5.6-10.3, 在水溶液中pH范围为7.5-10.5, 当pH>10时, 羟基取代了咪唑桥。由于大环效应使配合物的咪唑桥能在较宽的pH范围内稳定存在。     

超氧化物岐化酶的模拟: 大环双核铜(II)配合物中咪唑桥的稳定性

以2,6-二乙酰基吡啶与3-氧杂戊烷-1,5-二胺缩合而成的二四元环配体, 合成了以咪唑为桥基的双核铜(II)配合物。用EPR和pH滴定分别研究了在50%DMSO和水溶液中桥基稳定性。实验结果表明: 在混合溶液中桥基稳定的pH范围为5.6-10.3, 在水溶液中pH范围为7.5-10.5, 当pH>10时, 羟基取代了咪唑桥。由于大环效应使配合物的咪唑桥能在较宽的pH范围内稳定存在。     

超氧化物岐化酶的模拟——大环双核铜(Ⅱ)配合物中咪唑桥的稳定性

以2,6-二乙酰基吡啶与3-氧杂戊烷-1,5-二胺缩合而成的廿四元环配体,合成了以咪唑为桥基的双核铜(Ⅱ)配合物。用EPR和pH滴定分别研究了在50％DMSO和水溶液中桥基稳定性。实验结果表明:在混合溶液中桥基稳定的pH范围为5.6—10.3,在水溶液中pH范围为7.5—10.5,当pH>10时,羟基取代了咪唑桥。由于大环效应使配合物的眯唑桥能在较宽的pH范围内稳定存在。     

具有双光子效应的多核配合物

双光子吸收材料在上转换发光、生物成像、光动力学治疗、三维微结构加工等领域有着广泛的应用。金属配合物可通过金属中心为模板将数个具有双光子活性的有机配体组合成为复杂的多极体系从而增强双光子效应,还能使所得的双光子吸收材料的稳定性、发光寿命以及光谱的可调性得以优化,其中多核金属配合物的双光子吸收截面表现出的“协同增强”效应更是引起广泛关注。本文选取典型的多核配合物（分为同多核和异多核）,重点总结金属离子的种类和数量、配体分子以及配合物的结构等参数对其双光子性能的影响,特别关注多核配合物激发态的结构和能级、能量传递的模式和方向等对其光物理性质的影响机制,希望总结具有双光子活性的多核配合物的分子设计规律。最后,对目前具有双光子活性的多核配合物的制备以及“多核双功能”型配合物的开发研究方面存在的问题进行阐述和展望,以期为新型双光子吸收材料的构筑提供参考。     

硫酸亚铁及氯化铁与硫酸亚铁混合溶液与氢氧化钠溶液反应的沉淀pH曲线的测定及分析

应用手持技术pH传感器,测定了NaOH溶液滴定FeSO4溶液的t-pH曲线,应用origin 9.0分析实验数据,探讨了空气对Fe2+沉淀pH的影响;通过测定并分析FeSO4溶液滴定NaOH溶液的pH曲线,发现了溶液最终pH受金属离子水解程度的影响;通过测定并分析NaOH溶液滴定FeCl3和FeSO4混合溶液的pH曲线,探讨了Fe2+和Fe3+的互相影响,使其沉淀pH范围发生变化;通过测定并分析FeCl3和FeSO4混合溶液滴定NaOH溶液的pH曲线,验证了Fe2+和Fe3+的水解程度不同,Fe （OH）3和Fe （OH）2的存在条件也不一样。     

基于真实情境的初中化学微项目教学实践与反思*——以“溶液的形成”为例

以“溶液的形成”为例进行微项目教学实践,选择学生熟悉的护手霜为主题情境,巧妙设计了“原料分散”“微观探秘”“辨识活动”“对比实验”“感知乳化”等系列微项目活动,通过情境不断地设置认知冲突,引导学生反思、修正并最终形成更完善的概念,在环环相扣的探究活动中使学生自主建构结构化的知识。通过制作“护手霜”将“溶解”和“乳化”串联,感知溶液,感受乳化,感悟人与自然、社会的和谐、可持续发展。     

手持技术数字化实验支持下的“盖斯定律”认知*

在“多重转化、比较建构”认知模型指导下,利用手持技术数字化实验和改进装置,在中学化学教材中“中和热的测定”实验的基础上进行拓展设计,用温度传感器测量3个变化过程的反应热:强碱固体溶解于水、强碱固体与稀盐酸反应以及强碱溶液与稀盐酸反应,并基于“四重表征”理论进行分析,实现对“盖斯定律”的验证,促进对“盖斯定律”的内涵认知。克服了操作烦琐、可视性不佳、实验误差大等问题,有助于在教学中渗透化学核心素养。本研究是对教材内容的补充和拓展,为教师进行“盖斯定律”教学实践提供一定参考。     

环金属钌配合物的合成、结构多样性及氧化还原调控

环金属钌配合物具有良好的氧化还原和光物理性质,在诸多光电领域如染料敏化太阳能电池、电致变色、电子转移等方面具有重要应用。环金属钌配合物的合成方法主要包括“后期金属化”、“前期金属化”、“转金属化”三种方法。环金属配合物具有丰富的结构多样性。环金属配合物由环金属配体和辅基配体与金属螯合形成。环金属配体包括N^∧C、N^∧N^∧C、N^∧C^∧N和C^∧C^∧C-类型多齿配体。辅基配体主要包括吡啶、咪唑、三唑、嘧啶等杂环。碳-金属键的引入大大降低了钌配合物的氧化还原电位。通过改变环金属配体和辅基配体的结构,可以对金属的氧化还原电位进行有效调控。金属钌配合物的氧化还原电位对敏化电池的性能以及电子转移的过程具有重要的影响。