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课题探究·素养提升第三章课题任务:探究苹果汁久置变色的原因【情境创设】苹果汁是人们喜爱的饮料,但是现榨的苹果汁在空气中会慢慢由浅绿色变为棕黄色,为什么呢?化学兴趣小组的同学设计并进行实验,探究苹果汁变色的原因。【素养探究】【查阅资料】①苹果汁中含有0.001%的二价铁物质,同时也含有多酚类物质,多酚可与空气中的氧气反应变为褐色。②二价铁在空气中反应能变为三价铁,且三价铁的溶液为黄色。[猜想与假设]Ⅰ.苹果汁变色与苹果中的铁元素有关。Ⅱ.苹果汁变色是苹果汁中的多酚物质与空气中的氧气反应的结果。[进行实验]探究实验1.探究苹果中是否含有Fe3+。兴趣小组的同学按照下面操作进行实验,②中未出现明显变化,③中溶液变为红色,上述现象能说明什么问题?提示:说明新鲜苹果汁中不含Fe3+,含有Fe2+。探究实验2.探究苹果变色的原因。实验操作实验现象将上述试管分别放置于空气中一段时间试管编号1min10min24h①黄褐色褐色深褐色②无明显变化无明显变化无明显变化③略有些黄色浅黄黄色(1)试管②中FeSO4溶液的浓度应该怎样选择?为什么?提示:②中FeSO4溶液溶质的质量分数为0.001%。因为根据资料信息苹果汁中含有0.001%的二价铁物质,为了更好地与苹果汁比较,所以控制变量,实验2的②中FeSO4溶液溶质的质量分数也应该为0.001%。(2)苹果汁久置变色与Fe2+有关吗?通过探究实验2,你能得出什么结论?提示:因为②中FeSO4溶液在24h内没有明显变化,所以苹果汁变色与Fe2+无关。探究实验3.怎样设计实验验证猜想Ⅱ成立?说明实验的操作及现象。提示:猜想Ⅱ是“苹果汁变色是苹果汁中的多酚物质与空气中的氧气反应的结果”,所以将新鲜苹果汁放置于除去氧气的空气中,一段时间后,如果苹果汁不变色,说明猜想Ⅱ成立。【探究成果应用】1.日常生活中怎样防止或减缓苹果汁变色呢?写出一种有效的方法。提示:短时间可以密封保存、加入具有还原性的维生素C、现喝现榨等(合理即可)。2.查阅资料,说明食用苹果对人体的好处。提示:苹果富含糖类、芳香醇类和果胶物质,并含维生素B、C及钙、磷、钾、铁等营养成分。现代医学研究证明,严重水肿患者多吃苹果有利于补钾,减少副作用。妊娠期多食苹果,一方面可补充维生素等营养物质,同时又可调节水、盐及电解质平衡,防止因频繁呕吐导致酸中毒。饭后吃苹果对反胃、消化不良有一定的作用;高血压患者每日坚持吃3次苹果,每次1～2个,可有降压效果。【素养解读】1.素养要求——科学探究与创新意识:通过日常生活中熟悉的现象:苹果汁久置变色问题,联系化学知识,发现和提出有探究价值的问题。2.素养目标:通过探究苹果汁久置变色的原因,要求学生通过自主探究,能从宏观与微观相结合的视角分析与解决问题。【素养评价】1.宏观辨识与微观探析——水平1:认知Fe2+、Fe3+的颜色。2.科学探究与创新意识——水平2:能根据所给问题设计简单实验,客观记录实验现象,并作出解释。3.科学态度与社会责任——水平3:能对苹果汁久置变色的原因提出探究的问题和假设,基于现象和数据分析并得出结论。4.科学探究与创新意识——水平4:能根据假设提出实验方案,独立完成实验,基于现象和数据进行分析得出结论,并交流。5.科学态度与社会责任——水平5:具有理论联系实际的观念,有将化学研究成果应用于生产生活的意识。