化学传感器在中学化学中的应用

化学传感器在中学化学的应用传递理念……感受科技……器为我用……今天的介绍——传感器发展传递的理念中学化学实验室试管烧杯瓶瓶罐罐实验仪器停留在几十年前的水平对于化学现象的感知也停留在眼观耳听鼻嗅舌尝手摸感觉的差异会带来感知的偏差从粗略到精细，是感知提升的必然传感器应运而生……人的感官与传感器的比较五种感官传感器大脑计算机来自外界的刺激•数字温度计•pH计•电导率计•分光光度计•…………..•等传感器传感技术改变化学实验所包含的科学技术含量增加化学实验的时代气息推动中学化学实验现代化、定量化的进程传感器发展的程度-化学传感器材介绍传感器数据采集器终端设备相应软件将“感触”到的待测物的相关信息转换成数据采集器能够识别和分析的电信号,并传送到数据采集器中。接受从传感器传过来的电信号,收集、存储数据,是整个系统的“神经中枢”,它是传感技术的核心数据采集器与计算机连接后,即可利用实验数据处理软件进行数据处理。最新的产品数据采集器添加了显示终端和数据处理软件Vernier公司开的新产品LabQuestpH传感器常见化学传感器温度传感器导电率传感器气压传感器色度计浊度计电流传感器电压传感器滴数计CO2浓度传感器O2浓度传感器各种离子传感器(Ca2+、NH4+、Cl-、NO3-……)常见化学传感器传感器应用实例我的应用实例……化学教师的工作课堂教学创新实验开发化学试题研究科研论文撰写三重表征宏观符号微观宏观微观符号曲线四重表征高考链接•高中新课程标准要求：（1）能通过化学实验收集有关数据，并科学地加以处理，能对实验现象做出合理的解释。（2）在化学学习中，学会运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取信息，并运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工。曲线表征试题对学生能力的新要求：1、分析曲线、处理数据的能力2、归纳概括信息的能力3、总结宏观现象与微观粒子关系的能力考查方式与内容考查热点考查方向化学反应与能量分析图像获取信息分析信息作出图像化学反应速率与化学平衡酸碱滴定高考题手持技术在化学教学中的促进作用•教学模式的创新(POE模式-冰醋酸的电离)•化学知识的更新(酒精灯火焰、CO2灭火、原电池，压强对NO2)•化学知识的理解(醋酸的电离,石头的溶解)•促进教师的专业发展•化学试题研究•学习方式的创新(研究性学习、科技创新)•认知方式的提升(四重表征)教学模式的转变•POE教学策略即“预测——观察——解释”策略（Predict——Observe——Explain），是在“观察渗透理论”哲学观念和建构主义、前概念、概念转变等教育理论基础上提出的一种新型演示策略POE教学策略预测观察解释二氧化碳灭火实验做了30年31“数字化手持技术实验”12年之路32实验创新——永恒的话题33二氧化碳灭火实验2010版教材实验：《二氧化碳和一氧化碳》——九年级《化学》上册（人教版）第六单元课题33、二氧化碳加入装置的改进参考文献：夏友林，二氧化碳有关性质实验的改进和补充.实验教学与仪器，1997(6).高玉兰，二氧化碳灭火实验装置.实验教学与仪器，1996(1).传统的改进方法•优点：保证蜡烛从底部向上逐渐熄灭，使现象更加明显。参考文献：王锦化，二氧化碳性质实验的改进.实验与教具改革，1997(6)传统的改进方法传统改进方法的缺点1局限于玻璃仪器装置的改进2着重宏观现象的讲解，缺乏利用定量数据探讨实验的创新3难于解决新课程关注的下列问题问题1、蜡烛熄灭时，周围的氧气浓度是否为零？问题2、如何证明蜡烛熄灭时周围是否有氧气？问题3、每支蜡烛熄灭时，周围的氧气浓度是否一样？二氧化碳灭火实验中的问题宏观现象测量什么数据传感器的摆放位置蜡烛由下至上逐根熄灭氧气浓度亮度氧气传感器光强度传感器二氧化碳灭火实验的科学探究•手持技术二氧化碳灭火实验结果分析氧气浓度变化曲线光强度变化曲线得出结论1蜡烛熄灭时，周围的氧气浓度不为零2氧气浓度可利用手持技术仪器定量测量3改变传感器的摆放位置重复测量，可以探究每根蜡烛熄灭时周围氧气浓度是否相同。石灰石能溶解吗？•导电率：11.1739.3•滴入酚酞：红浅红无色•第二天红色裉去了？？？酒精灯火焰温度是外焰“最高”吗课堂教学应用压强传感器的《碳酸钠与碳酸氢钠》的课堂实验设计对比碳酸钠与碳酸氢钠与盐酸反应的差异课堂教学对比碳酸钠与碳酸氢钠与盐酸反应的差异碳酸钠CO32-+H+=HCO3-HCO3-+H+=H2O+CO2创新实验开发应用氧气浓度传感器的《铝空气电池的设计制作与探究》创新实验设计化学试题研究（2010苏州中考化学）“块状石灰石和适量稀盐酸反应至气泡逸出不明显后，测得其残留液pH等于2。此时取适量反应后溶液，逐滴滴入碳酸钠溶液，并用pH数字探测仪连续监测，得曲线如下[pH为纵坐标，时间s（秒）为横坐标]：①写出AB段内有关化学方程式②写出BC“平台”段化学方程式。③CD段上升的原因是：。应用pH传感器的化学试题命制—制取CO2后的残液中滴加碳酸钠后pH变化化学试题研究（2011年安徽13题）“常温下，将1.000mol·L-1盐酸滴入20.00mL1.000mol·L-1氨水中，溶液pH和温度随加入盐酸体积变化曲线如右图所示。下列有关说法正确的是A．a点由水电离出的c(H+)=1.0×10-14mol·L-1B．b点：c(NH4+)+c(NH3·H2O)=c(Cl-)C．c点：c(Cl-)=c(NH4+)D．d点后，溶液温度略下降的主要原因是NH3·H2O电离吸热应用温度和pH传感器的化学试题命制该题由这样一个手持实验改编而来向氨水中逐滴加入盐酸传递理念……感受科技……器为我用……无数先行者已经开发了大量实用的中学传感器使用案例温度传感器酒精灯火焰温度中和热盖斯定律吸热反应和放热反应温度对化学反应速率的影响石油的分馏电导率仪强电解质和弱电解质离子反应条件对乙酸乙酯水解反应速率的影响水体污染状况的检测CO2与澄清石灰水反应氯气与水的反应无数先行者已经开发了大量实用的中学传感器使用案例压强传感器催化剂对化学反应速率的影响各种喷泉形成过程中压强的变化测定物质的相对分子质量强电解质与弱电解质无数先行者已经开发了大量实用的中学传感器使用案例案例：压强对于化学平衡的影响2NO2N2O4当增大压强后，化学反应向哪个方向移动？回答：向正反应移动，即向气体体积减小的方向移动。`•手持技术探究压强对化学平衡的影响pH传感器溶液的pH的测量酸碱中和滴定曲线的绘制食醋总酸量的测定温度对水解、电离平衡的影响酸碱指示剂变色范围的测定有机反应类型的判断雨水及河水的pH值测定无数先行者已经开发了大量实用的中学传感器使用案例心随所动器为我用，期待您的尝试…谢谢各位……