二氧化硫制取与性质实验的教学研究开题报告

1. 研究目的与意义

二氧化硫是一种具有酸性、还原性、氧化性和漂白性的有毒气体，它的制备与性质实验是高中化学重要的实验之一。二氧化硫的制取与性质专题是高中化学中的难点和重点。从内容上来看，二氧化硫的制取与性质专题涉及硫不同价态的多个氧化物及其多种物理、化学性质，知识内容繁杂。而学生学习方法和能力有限，理解和运用难度较大，需要进行直观的演示实验。从结构上来看，该专题以介绍二氧化硫的物理、化学性质为主，还涉及到了三氧化硫、亚硫酸、硫酸和硫酸盐。而含硫化合物尤其是硫酸、硫酸盐在今后酸碱盐专题中也是学习重点。将二氧化硫与之后的内容联系，有助于学生融会贯通、形成关于硫的知识网络。由此可见，二氧化硫的制取与性质教学实验方案的优化和改进是教学设计中的重要一项。

在实际教学过程中发现，学生对二氧化硫气体的多种性质掌握程度不够；对制备二氧化硫实验不够熟悉，一旦遇到创新的实验仪器或步骤就无从下手；还未养成科学绿色的化学实验操作技能和价值观。同时，在苏教版高中化学教材中，二氧化硫的性质实验步骤复杂，单单对二氧化硫的酸性就进行了两个实验；而探究其性质的实验却不够完整，仅安排进行关于酸性、漂白性的实验；实验效果不好，制取的二氧化硫的量不够进行多次实验；且二氧化硫污染大气，对师生健康产生危害。这些问题可能会对学生学习化学知识、实验方法和技能产生不利影响。因此，对二氧化硫的制取与性质教学实验方案进行改进是必要的。

通过系统查阅国内外关于二氧化硫制备与性质实验演示及教学方法探讨的文献，初步了解到二氧化硫制备与性质实验演示及教学方法改进的常用方法和角度。唐山师范学院玉田分校的侯立平改造废弃塑料瓶成简易的反应容器，充分体现了绿色化学，践行可持续发展的价值观。就实验装置简易化而言，西华师范大学化学化工学院的葛美娟利用微型“y”型管来进行单一实验装置内的多次实验，达到气体的制取—性质实验—尾气处理的“三合一”的效果。而从实验药品微量化的角度，张家港市塘桥高级中学的杨晓东利用注射器密封性好、操作简便的优点改进实验，达到节约药品、减少污染的目的。本课题将在总结各种方案的优缺点基础上，从新的角度思考，提出新的改进想法，进行新的优化尝试，完成新的实验方案。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：

1．实验简易化与一体化：优化教材中二氧化硫制取与性质实验方案中繁琐的分步实验，以带有孔塑料片的“u”型管作可控的二氧化硫制取装置，“y”型管为验证其还原性的反应装置。精简实验步骤，将制取装置与发应装置直接连接，去除二氧化硫取样的步骤，节省时间。

2．实验微型化：在医用注射器中进行酸性和漂白性演示实验，实现仪器微型化。不在影响实验效果的同时，解决原实验中实验药品用量大造成浪费的问题，也可在制取二氧化硫气体时，减少二氧化硫气体的逸散对教师和学生身体健康的危害，防止气体泄漏污染环境。

3. 研究的方法与步骤

研究方法：

1．查阅文献，了解关于二氧化硫制取与性质实验的优化一般方法和步骤。

2．熟悉、研究、分析原教材二氧化硫制取与性质实验的教学过程。

4. 参考文献

[1] c. frank shaw, iii,james w. webb,and otis rothenberger. using demonstrations involving combustion and acid–base chemistry to show hydration of carbon dioxide, sulfur dioxide, and magnesium oxide and their relevance for environmental climate science [j]. journalof chemical education, 2016, 93(12):2063-2067.

[2]侯立平,王培明,齐俊林.二氧化硫的制取与性质实验一体化的创新设计[j].化学教育, 2013, 11:71 76.

[3]葛美娟,王丹,文丰玉.二氧化硫性质实验的微型化设计[j].中小学实验与装备, 2019, 29(06):40-41.

5. 计划与进度安排

(1) 2022年11月11日－3月15日 接受毕业论文任务书，查阅参考文献，完成开题报告。

(2) 2022年3月16日－5月1日完成英文科技论文的翻译任务，查阅相关文献，完成文献的梳理工作和提出实验改进的初步设想，接受中期检查。

(3) 2022年5月2日－5月29日将梳理的文献整理成思路清晰、脉络分明、逻辑性强、有说服力的文献综述，在现有研究基础上提出自己的改进思路和想法，进行实验教学活动的教学设计，完成毕业论文初稿。