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化学硫及其化合物笔记十篇

发布日期:2023-12-10 08:46 浏览次数:

  3月1日晚6:00-8:00,化学特级教师王静、严晋娟莅临科利华北师大附中网校聊天室,为诸多同学答疑解难。

  王老师:首先要学好化学用语,象化学方程式等。其次要掌握一些物质的重要化学性质。像氢气、氧气,一氧化碳、二氧化碳、酸碱盐等。还应该掌握一些重要的化学计算,一些基本理论等。

  学生:我是初三学生,化学成绩很差,一些化学公式总是记了之后就忘了,怎么办?

  王老师:初三刚开始学化学,一些元素符号、化学式、元素化合价等这是必须要记忆的。更重要的是要理解它们的概念,而且要会应用这些概念来解决问题。要理解记忆,不要单纯的去记忆。而且要多应用概念,做一些练习题。

  学生:高三时间少,复习起来显得又忙又乱,除了跟老师学外,自己应怎样学呢?

  严老师:把以前所学过的知识,自己总结归纳,如概念问题、进行对比,比较它们的联系和不同点,如有关理论问题不仅要知道理论本身的内容还要会用理论解决实际问题,如元素化合物内容,按周期的族总结归纳,掌握它们的相似性。

  王老师:首先要掌握有机物的结构式,官能团、同分异构体,还要掌握有机物之间的衍生关系。还要掌握有机物的重要性质及合成方法等。

  王老师:高考:首先化学实验基本技能是化学实验的基础,所以要熟练的掌握化学实验基本技能,才能够会运用这些技能,无论考什么样的实验题,将这些基本技能进行重组、辩析、确认以及改良来解答各种实验问题。

  学生:老师,化学考试中总是经常考到一些实验,可我总是这部分比较差,该怎么办?

  王老师:首先要跟着老师的进度进行复习,将所学过的知识进行归纳、总结,形成网络。中考一般分为基本概念,要弄懂进行分类、元素化合物学好、掌握几种重要物质,像氧气、氢气、碳及其化合物、酸、碱、盐它们的性质及其重要关系,其次要将学过的一些化学实验进行分类总结,如化学仪器的分类、用途以及化学基本操作还应该掌握根本化学式和化学方程式的计算等。

  严老师:电解质部分内容较多,重点部分是盐的水解、电解、原电池以及离子共存等,可以多做一些练习题,通过练习题找出自己存在的问题。

  王老师:后天就要参加化学竞赛,现在不要在做难题了,将你所学过的基础知识在进行归纳总结。相信你一定会成功!

  王老师:首先要知识碳元素是四价的,碳碳之间单键所以烷烃的通式应该是二个碳原子,还缺六个氢原子满足碳是四价的,如果有N个碳原子,必然需要有2N+2个氢原子。所以烷烃通式应该是CNH2N+2。

  学生:老师好,我上高一。高一上学期,我一下子觉得化学很难学,学的很不好。请问从现在开始怎么补啊?

  王老师:上高一化学学的不好是自然的现象,现在应该把所学过的知识总结归纳,你已经学过卤素、氧族、碱金属这三个族的元素已氯气以及氯化氢盐酸等为代表物,以硫以及硫化氢、二氧化硫、硫酸等为代表物,以钠、氧化钠、过氧化钠等为代表物进行总结归纳,按照结构决定性质、性质决定制法和用途进行总结归纳,使知识成为网络在有掌握好物质的量,物质的量浓度等概念,并会应用它们进行计算。

  严老师:化学方程式首先要掌握物质的重要化学性质,必须通过化学实验,实验中认真观察,知识反应物是什么,生成物是什么。化学方程式就会写了。首先要对所做过的实验现象记清根据实验现象可以记住化学方程式,再有掌握物质的性质也能记住化学方程式。

  严老师:记住有关物质溶解性的常用口诀。如钾、钠、铵、硝酸、盐、全溶、盐酸除(银汞、)硫酸除(钡、铅)碳酸只溶钾、钠、铵。

  严老师:氧化还原反应方程式配平,主要就是根据电子的得失数相同来配平,表现形式是根据化合价的升降数相同来配平。

  严老师:无机部分重点是铁及化合物,镁铝及化合物,有机物掌握住它们的化学性质,有机物的重点是结构决定性质,有什么样的官能团就有什么样的性质。

  王老师:从挥发性来说,分成挥发酸和不挥发酸。挥发酸如盐酸、硝酸。不挥发酸有硫酸、磷酸等。根据酸性强弱分成强酸,中强酸和弱酸。强酸有盐酸、硫酸、硝酸。中强酸有亚硫酸、磷酸等。弱酸有碳酸、醋酸等。

  王老师:高考哪一部分都有容易的,较难的和难题。例如选择题最后也有难题,最难的题应该是在化学最后的计算题里面有一部分。计算题也有一部分容易和难的。一般有二个计算题一个容易,一个难。有机合成难度大一些。

  学生:老师你好,我是高二的。马上要会考。我想问一下高中的化学那些是重点!

  严老师:元素化合物部分主要是卤族、氧族、氮族、碱金属、铝、铁等及其化合物的结构、性质、制法、用途要掌握住,基本理论部分主要是原子结构周期率、周期表掌握住它们的内容并会应用、基本概念主要是物质的量以及物质的量?浓度概念要掌握住并会应用与计算,总结复习之后要多做练习,只要是错题一定要找到原因,如果是知识方面的原因进行补救。

  王老师:有机物特别要注意掌握烃与烃的衍生物之间的衍生关系。掌握每一种重要物质的关能团。这些关能团决定了物质的哪些化学性质。

  学生:学习化学应该怎样记学习笔记?记笔记的目的是什么?笔记应该记些什么内容?我的笔记只是照着书上抄了一些物质的性质,和书上提到的化学方程试及其现象。我觉得我的笔记对我的学习好像没有多少作用。请问我该怎样改进?

  严老师:离子方程式:第一要掌握物质的溶解性,难溶和难电离的要写成分子式。易溶易电离的写成离子式。注意掌握离子方程式完成的条件。

  在复习过程中首先按章节通读教材内容(包括选学及阅读材料),回归教材,抓好每个知识点的复习质量,遇到与教材基础知识记忆相关的练习中不会做的题目,更要主动看教材。

  元素化合物知识比较多,内容繁乱,很多知识点需要识记。所以对这块内容的复习不能仅停留在对教材内容的简单重复上,而应高于教材,对所有知识进行归纳整理并形成一个完整的知识体系。

  1.以元素周期表为依托,以主族元素代表物的单质及其化合物的转化关系构建主干知识网络。例如根据教材本章小结中金属Na及其化合物之间的转化关系:可以分别以Na、Na■O■、NaOH、Na■CO■、NaHCO■为中心写出相关反应的化学方程式,同时有意识地用“单质氧化物碱盐”(对金属元素)或“氢化物单质氧化物酸盐”(对非金属元素)建知识网络。根据自己设计的网络图做相应思考。

  2.突出实验的复习。对每章的实验,四类实验要有所侧重:(1)演示实验重点在实验现象的描述(实验现象按固体、气体、溶液三方面描述);(2)分组实验重点在实验的操作;(3)探究性实验重点在设计科学严谨的实验方案;(4)综合性实验侧重点在定性与定量相结合。

  3.元素化合物与化学计算的融合。新课标对化学计算的要求有所提高,卤素中差量法、电荷守恒法的应用;氮族元素中得失电子守恒的计算、几种重要金属中元素守恒及电荷守恒的应用等;而基础计算中物质纯度、溶液质量分数、物质的量浓度的计算要注意规范表达化学意义;混合物的计算一是要会列出二元一次方程,二是要会利用极值的方法确定范围。

  对每一部分知识都精心编制一张学案,在课堂上供师生使用。学案上设置复习目标、基础知识回顾、知识体系、方法形成、课堂检测五部分内容,比如“复习目标”是将本专题中要达到的目标要求呈现给学生,让学生明确复习任务;“基础知识回顾”一般设置一至两个基础性的涉及本专题知识的习题,目的在于引导学生回顾和整理本专题知识;“方法形成”一般设置一至两个典型例题,经过教师点拨,让学生掌握典型题的解题思路和方法;“课堂检测”中设置一些基础题和能力题检测复习效果。课堂教学中围绕学案展开复习,运用师生互动、生生互动,讲练结合,以强化复习效果。

  学生是学习的主体,在复习时我们一定要留一定时间给学生读教材,遇到问题时尽量让他们自己去书本中找答案,或开展小组交流讨论,这样印象就会深刻得多。实践中我们可以让学生先阅读教材相关内容并独立完成学案中的知识网络,并标记疑问;然后小组交流讨论解决疑问,最后及时点评,指出还需完善之处和注意的问题。这样处理的方式能充分体现学生的主体性,他们已学过相关内容,复习时借助教材、笔记等材料再现知识完成知识网络的构建,印象深刻、掌握牢固,小组交流讨论有助于查漏补缺,体现合作精神,教师的最后点评有利于提炼精华完善体系、升华知识拓展延伸。例如,在复习“硫和硫的化合物”时学生通过独立思考和小组合作构建了知识网络后,已基本掌握了硫单质、二氧化硫和硫酸等物质的物理性质、化学性质等知识,教师在完善知识体系时再设置以下问题让学生思考和讨论:(1)用化学方程式表示硫酸的工业制法。(2)如何检验和除去二氧化硫中含有的少量二氧化碳?(3)能用二氧化硫和氯气的混合做漂白剂吗?(4)将集满二氧化硫的试管倒扣入澄清石灰水中会有什么现象?

  中学化学中基础知识点很多,讲授时学生容易混淆。教学中,将难理解易混淆的知识点逐一化解,形成不同层次,各层次不断递进,最终达到大纲要求。如氧化还原反应,该内容是高中教学的难点,我将其化解成若干层次。初涉该内容,主要任务是将学生的认知水平,从得失氧提高到化合价的升降,继而揭示其实质是电子的转移。这时的目标就是要达到:①学生能初步掌握氧化性、还原性强弱的比较方法。②学生能熟练运用电子转移配平化学方程式。

  在介绍“硫、硫化氢、硫的氧化物、硫酸”时,凡是涉及氧化还原反应的化学方程式,我都要求学生用电子转移来配平,判断氧化(还原)性的强弱,并逐步推算出氧化(还原)剂,被氧化(还原)的物质的物质的量。通过关于硫元素的这些训练,学生对由电子转移来判断氧化还原反应达到了掌握程度。在有关“氮元素”教学中,主要回顾氧化还原反应,且由前面硫及硫元素引伸出自身氧化还原反应。又如,在烃的衍生物中,醇氧化成醛,醛氧化成酸,其知识难度不大,但易混淆。我在教学中,注意知识前后联系。在讲乙醇时,也不回避乙醛知识;在讲乙醛结构演变时,提出乙酸的生成、结构。这样重叠式教学,由浅入深,当某个概念正式出现时,学生能做到旧知识重现,新知识不陌生,且记忆效果最佳。

  化学概念是准确的,必须以严谨的语言去描述。让学生掌握这些概念,从识记、感知到综合运用,需要一个过程。在教学中,急于将一个完整概念和要求展现在学生面前,使学生对知识的陌生感增强,不利于知识的消化和吸收。上述氧化还原反应教学中,不同的阶段对学生有不同的要求。学生对有些不完全熟悉的知识,有一种探索的欲望,这就容易在教师引导下,达到教学要求。又如离子反应知识,只要让学生掌握离子反应概念,书写基本步骤即可。在复习这一章时,可让学生将有关硫元素的化学方程式全部改写成离子方程式。在后面各章节如氮、硝酸、碱金属、硅酸盐等化学方程式中,每次均如此处理。这样学生对离子反应的实质就有了深入领悟,特别是牢固掌握了书写要点;同时,还深化了上述章节有关物质的化学性质。

  化学历来在学生心中是一个难度大的学科,原因是化学知识内容较为松散,知识点多,学生认为知识点间的联系小,记忆内容多,知识点间的差异较小,易混淆。特别是高三学生,在复习中更不易区分各知识点。

  在高三复习中,有的教师完全丢开课本的知识体系,不在课本的知识点和重点知识上下工夫,而是搞知识的“大覆盖”、“大综合”。眼睛不是盯在课本上,而是盯着往年的高考题。这种做法,不仅背离了素质教育的轨道,而且不利于学生的学习和发展,也不利于学生各种能力的提高。使大多数学生吃不消、不适应,从而导致高考成绩不理想。

  高三化学总复习的目的应该是帮助学生对已基本掌握的零散化学知识进行归类、整理、加工,使之规律化、网络化,对知识点、考点、热点进行思考、总结、处理,使学生掌握的知识更为扎实、系统、更具有实际应用的本领、更具有分析问题和解决问题的能力,同时将学生获得的知识转化成能力。

  在高三复习中,我通过横向和纵向两个方法引导学生对化学学科的复习。横向指的是每一章节的复习;纵向指的是各章节之间的联系与区别。下面笔者将通过具体实例分别就两种知识体系的建立进行阐述。

  化学课本知识每一章中的知识点相互之间的联系较为明显。例如:元素及化合物知识中,每一种元素都是按其单质、氧化物、酸(或碱)即氧化物对应的水化物、盐的顺序讲解。每一种物质又是按物理性质、化学性质、用途、制法的顺序编排。因此化学知识复习,是有一定规律可循的。

  在每种化合物或单质中,化学性质又是重中之重,因此可以通过分析每种元素的化合价之间的关系,将各种物质之间的性质分析出来,而不需要大量的记忆。只需对一些特殊的性质进行对比记忆即可。这样,就大大减少了学生的记忆量。

  学生在学习中,第一种联系做得往往比较好,只是在各单元间的联系比较欠缺,这也造成了学生大脑中知识分散,无法将已有知识灵活运用。最终导致学生的成绩上不去,而精力又没少花费,学习效率低等问题。

  为此,在教学中,我有意识地引导学生建立适合自己的知识体系。引导学生将各知识点建立最大可能的联系。

  非金属单质的化学性质是高中化学的一个重点,内容较多,学生背记费力。因此我在复习中引导学生总结各元素性质间的联系。学生发现各元素均按与金属、还原性非金属、水、碱、盐的特性的顺序编排,使学生在记忆过程中有规律可循。

  根据《课程标准》提出的“学习某种元素及其化合物的主要性质”的要求,以元素为核心、采用专题的形式构建元素化合物知识体系。如探讨硫酸型酸雨的形成和防治,将《硫和氮的氧化物》与《氨硝酸 硫酸》联系起来,将硫及其化合物(SO2、H2SO3、H2SO4等)、氮及其化合物(NO、NO2、HNO3等)的相关知识组织起来,构成硫及其化合物转化、氮及其化合物转化关系图,并能根据给定的转化关系图归纳“硫(氮)及其化合物的性质和转化条件”。这样,建立以元素为核心、将含有同种元素的物质建立起相互关联的无机物的性质与转化的知识结构,这有利于抓住元素及其化合物的内在联系,发挥物质的分类及其转化、氧化还原反应等核心知识的迁移价值,构建通过物质类别的相互反应认识物质通性、通过元素价态转变关系认识物质氧化性、还原性的新型无机物及其应用的学习模式。

  在复习各章节时,学生已经按分类法进行了总结,但综合做题时还是无法做到得心应手。原因是各知识还没有完全联系起来。为此在教学中,随便给学生一种物质,让学生从这种物质出发,尽可能地去联系高中化学三年中所学的知识。

  硫代硫酸钠与硫酸的反应是高中化学教学中研究温度对化学反应速率影响的重要实验之一。在实际教学中,常在反应器底部垫一张画有十字的白纸,通过观察生成的硫单质沉淀使十字完全看不见所需要的时间来判断反应的快慢。但这样的判断往往因人而异,没有量化的数据。而应用色度计和温度传感器,可以很好地解决这一问题。

  此外,能否在教学中用该实验介绍浓度对反应速率的影响,不同反应物浓度的变化对反应速率的影响是否一致?笔者也用色度计和温度传感器进行了研究。

  大多数化学反应速率随温度升高而增加。范特霍夫曾总结出一条近似规律:温度每升高10K,反应速率变为原来的2~4倍。范特霍夫规则可用于对反应速率的粗略估算,但适用范围有限。阿仑尼乌斯提出了一个较为精确地描述反应速率常数与温度关系的经验公式:

  式中k为速率常数,A为指前因子,Ea为反应的活化能。速率常数是单位浓度下的反应速率,速率常数越大的反应,反应速率越快。由阿仑尼乌斯公式可知,温度对反应速率的影响与反应的活化能大小和反应的温度区间有关。

  色度计可测量溶液的透光率 (T),相当于一台简易的分光光度计。它通过滤光片发出一定波长的平行光,当一束平行光通过比色皿中均匀的溶液介质时,光的一部分被吸收(It),一部分被透过(Io)。通过比对透射光强度与发射光强度,即可得到透光度T(T= It/ Io)。根据朗伯比尔定律,溶液的吸光度(A)与吸光物质的浓度 (c)和吸收层厚度(b)的乘积成正比,且等于透光率倒数的对数:

  本实验中生成的硫为颗粒极小的悬浮物,在溶液中分布均匀,当生成硫的量不断增加时,透射光强度逐渐减少,吸光度 (A)与生成硫的量成正比,可以据此确定反应速率。本实验采用稀释法获取一组不同浓度的溶液,将装有溶液的容器在恒温电磁搅拌器上加热保温,获得不同温度的溶液,然后取一定量溶液在比色皿中混合反应,并用实时数据采集软件记录反应过程。

  (1)如装置图1所示连接各装置,接好数据采集器外接电源,打开数据采集软件。

  (2)色度计用蒸馏水校准,并取硫代硫酸钠与硫酸混合液样品寻找最大吸收波长,经实测效果验证,选用吸收波长为430 nm。

  (3)将0.025 mol/L硫代硫酸钠和0.025mol/L硫酸放置在恒温搅拌器上水浴保温。分别取60、50、40、30、20℃下溶液各2mL,在比色皿中混合,放入色度计内并记录数据。(每0.25s读取1个数据,采集时间300s,下同)。

  (4)将0.1mol/L硫酸与0.05、0.025、0.0125mol/L硫代硫酸钠各2mL,在比色皿中混合,放入色度计内并记录数据。

  (5)将0.05mol/L硫代硫酸钠与0.05、0.025、0.0125mol/L硫酸各2 mL,在比色皿中混合,放入色度计内并记录数据。

  2 mL 0.025mol/L硫代硫酸钠与2 mL 0.025mol/L硫酸混合,分别在60℃(a)、50℃(b)、40℃(c)、30℃(d)、20℃(e)下反应的吸光度(A)随时间变化曲线所示。

  显然,不同温度下,反应达到相同吸光度所需要的时间是不同的。选取吸光度(A)为0.5和0.7为观察点,定义相应吸光度与达到所需时间的比为表观速率(由朗伯比尔定律可知,表观速率与实际速率成正比),并计算同一温度下吸收度(A)分别为0.5和0.7时的表观速率的均值,得实验数据及处理结果见表1。

  为比较浓度对速率影响的大小,我们定义一个速率影响因子X。X为在不同浓度时,达到某一吸光度(A)所需的最长时间与最短时间的差值与最短时间之间的比值。

  1.升高温度可以提高反应速率。在本实验条件下,硫代硫酸钠与硫酸的反应每升高10K反应速率提高1.28-1.86倍,且在温度较低时,升高温度可以更显著的提高反应速率。

  2.不同反应物浓度变化对反应速率的影响可能不同。根据速率影响因子大小,可以看出在相同条件下,硫代硫酸钠的浓度对于反应速率的影响比硫酸浓度影响要大得多(6.08>

  1.50)。对于该现象的初步解释是硫代硫酸钠与硫酸反应可能分为两步进行:

  其中反应①速率快,而②反应速率较慢,为决速步,故总反应速率受氢离子浓度影响不大。

  3.本实验设计的优势在于引入定量及半定量的方式研究温度对反应速率的影响。学生可以利用色度计获得实验数据,计算出温度升高确定数值时反应速率增加的倍数,并发现不同温度区间内温度对速率的影响程度是不同的。这对有兴趣的学生进一步认识范特霍夫规则甚至阿仑尼乌斯经验公式具有很好的启发性。

  4.用定量及半定量的方式研究浓度对反应速率的影响可以深化学生的认知,开发了课本上该实验的潜在教学价值。之前的学习中学生只知道反应速率与反应物浓度成正比这一模糊的概念,而本实验探究可以较好地引发认知冲突,让学生初步意识到不同反应物浓度对反应速率的影响程度可能不同,从而激活学生的思维。

  [1] 北京师范大学无机化学教研室.无机化学(上册)(第四版)[M].北京:高等教育出版社:272-278

  兴趣是最好的老师。刚接触一门新的学科,大多数同学都抱有极大的兴趣。化学第一节课《绪言》中有三个演示实验,有颜色改变、沉淀生成、发热发光等鲜明的现象,很容易引起我们的兴趣,加上这部分内容比较简单,第一次测验成绩都很好,所以同学们刚开始学习化学时,都非常的开心、兴趣很浓。但随着学习的深入、内容的加深,部分同学的新鲜感会慢慢消失,学习成绩就可能渐渐下滑,所以我们还要注意保持住浓厚的学习兴趣,稳扎稳打,循序渐进,在学习中不断地提高自己、充实自己。

  课堂专心听讲是中学生学习的重要方法。因为在课堂上,老师都会反复讲教学过程中的重点、难点和容易出错的地方,老师还可能会补充书上没有的知识点。

  当然我们不是消极被动地听,而是主观上积极努力地听。比如我们在听课时可对所学内容提出质疑,下课后再征求老师的意见,以便形成自己的观点。一般来说,老师在讲新课前,一般都用五分钟来复习上一节课所讲的内容,或者把今天要讲的材料引个头,概述讲课的目的,或者预习、概叙要阐述的问题。如果我们能很快地记下教师在最初五分钟里所讲的主要内容,那么,它将是最有价值的笔记的一部分,或许会提高整堂课的听课效率。而一堂课的最后五分钟也是很重要的,因为大部分教师会在这段时间总结本节课所讲的主要内容,这时我们一定要认真听讲,与老师一起复习,对笔记进行补缺补漏。

  化学是一门以实验为基础的科学。化学实验是人们研究和认识物质及其变化规律的一种重要的科学方法。在初中化学的学习中,化学实验占有十分重要的地位。在初三一学年有82个演示实验和10个分组实验。这些实验能激发我们的学习兴趣,帮助我们形成化学概念,获得化学知识,培养观察、思维和动手实验等能力,还有助于我们理解和巩固所学的化学知识,培养我们实事求是严肃认真的科学态度,提高解决实际问题的能力。在看老师演示实验或者我们动手做实验时,我们要仔细观察实验现象,包括反应前——反应中——反应后的现象,养成良好的实验习惯。观察中还要积极地思考,用所学过的知识进行分析判断,认真做好实验记录,如实填写实验报告。例如:在观察铜、锌分别投入稀硫酸中的现象时,要想为什么会看到锌放在稀硫酸中会产生气体,而铜放在稀硫酸中却无气体产生呢?通过思考,把感性知识升华,就会获得较深的认识:锌的活动性比氢强,能将氢从酸中置换出来,而铜没有氢活泼,故不能置换酸中的氢。

  初中化学知识点多,涉及面广,易学难记,如元素符号、化合价、化学式、金属活动性顺序表等。同学们普遍反映化学课“学得会,记不住”。针对这种状况,我们可以在学习中改进记忆方法,加强记忆方面的训练,提高记忆效果。学习化学是需要适当的记忆的,元素符号是需要记忆的,但不等于死记硬背,需要记忆的元素符号有20多个,可以分散记忆,先记几个常见的如:氢H,氧O,碳C,氯Cl,钠Na,镁Mg,铝Al,氦He,氖Ne,硫S,其余的以后学到了再背。化合价是正确书写化学式的基础,必须掌握。开始学习化合价时对最常用的元素化合价可以用“卡通人”的形式或顺口溜的形式背,如:一价钾、钠、氢和银,二价钙、镁、铜、钡、锌,铁,铝三价氯负一,氧、硫负二要记清。但是,光是死背是不行的,要在平时的学习中多应用,在用中加深理解、在理解的基础上记忆,才能记得更牢、才能灵活运用。书写化学式时,应该依据化合价,以及数学规律来书写。在学习“水的电解”实验时,正极产生氧气,负极产生氢气,对于这个实验现象同学们总是混淆,我们就用谐音“父亲”来记忆“负氢”。在学习“氢气还原氧化铜”实验时,我们用“氢气早出晚归,酒精灯迟到早退”来记忆实验的操作顺序。此外还可用图表记忆、对比记忆、数字记忆、规律记忆、浓缩记忆、联想记忆等方法,把枯燥的化学知识趣味化,这样就能记得清,记得牢。

  化学与生活有着密切的联系,我们要从身边熟悉的现象入手,及时发现问题、展开探究,加深对化学知识在生活中应用的认识。如学习二氧化碳时,我们可上网查询有关“温室效应”的有关知识,学习酸的通性、pH值时,我们可以完成一些家庭小实验:用pH试纸测定肥皂水、食醋、矿泉水、洗发剂等液体的pH值,判断各种液体的酸碱性。再如,根据生活中有些不法商人利用化学知识进行非法活动,学会打假识假的经验和常识,如用自来水冒充纯净水,用硫磺漂白银耳,用工业酒精兑制假酒,用洗衣粉和面炸油条油饼等事实,亲身体验到生活离不开化学,化学源于生活。

  初中化学计算题一直是教学中的难点,中考中化学计算只占百分之十,但是属于得分率较低的部分。初中化学计算包括元素质量比的计算、化学式的计算、溶解度的计算、质量百分比浓度的计算和根据化学方程式的计算等。由于计算题的综合度比较大,在解题时或概念不清,或不能写出正确的化学方程式,或式量算错,或比例式列错,或在进行溶液计算时,公式记错以及数学计算本身的问题,在不同的步骤与阶段,发生不同的差错,因而使计算题得分率较低。这就要求我们在平时学习中要做到仔细审题,透彻理解概念,找准关系,格式规范,强化计算,一题多解,举一反三。对于做错的题目一定要订正,要真正搞懂。要注意解题格式规范:步骤清晰,过程简捷,答案准确。解题的一般步骤为:一设(设未知数);二写(写出化学方程式中相关关系);三找(找出关系量);四列(列出算式);五求(求解结果);六答(回答解中问题);七验(验算解法是否合理,答案是否正确)。

  化学核心素养一般认为包括宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、实验探究与创新意识、科学精神与社会责任[1]等。

  思维导图由英国的托尼・博(Tony Buzan)于20世纪70年代初提出的,作为一种有效的、能够促进知识联系、加强知识网络构建的可视化教学工具,能够在很大程度上帮助学生发展一种清晰的整体性知识框架,还能帮助学生表征化学知识,增加大脑运作效率、提高思维能力[2],最终提升核心素养。下面以苏教版化学1专题2第2单元第一课时“金属钠的性质与应用”[3]为例,具体阐述用思维导图来提升学生化学核心素养的做法。

  “金属钠的性质与应用”中实验虽多,但多为验证性实验,如平铺直叙,难以大幅度激发学生学习化学的热情。如将验证性实验开发并转换成探究性实验,就能激发学生的学习欲望与热情。

  根据金属活动性顺序表,铁和钠属于活泼金属。教者不妨提问:初中学过铁的化学性质有哪些?学生列举后,教师介绍一种新的建构知识体系的方法――思维导图(又称达芬奇笔记,学生对思维导图不感兴趣,但对达芬奇的笔记感兴趣,可能是由于渴望成功的原因)。其核心特征:(1)在一张白纸的中间用最大号的字写上中心主题――铁的化学性质,然后画上一个圆圈;(2)在圆圈的周围衍生出多个带箭头的分支,线条由粗到细,每个分支就是一个次中心或知识点;每个分支用不同颜色的水彩笔、次一号的字表示。要求学生根据核心特征(1)(2)尝试建构铁的化学性质初级思维导图,学生建构的思维导图如图1所示。

  展示思维导图1时,学生的眼睛一亮,有点动心了,可见多维色彩比黑白两色更使人的视觉神经兴奋,大小号字体的差异使人特别能明确主次。趁势引导学生,我们就按照思维导图的顺序来探究钠的化学性质。如生铁表面是黑色的,为什么?追问:比铁活泼得多的钠,能保存在空气中吗?能否保存在水中?如果用煤油保存钠,应该具备什么条件?教师展示煤油中的钠时,学生就有点成就感了。教师再追问:钠的真面目是表面的黄色吗?如何观看呢?此时教师再让学生用镊子从煤油中取出大块钠,并要求夹一夹,感觉一下硬度。提问:能用砂纸打磨钠皮吗?当学生用小刀切去表皮看到银白色时,就有点小激动了。通过铁与钠的保存与观看颜色对比,就能培养学生的推理能力,并且不断用实验证实,让学生不断获取成就感。

  打磨过的铁片投入到硫酸铜溶液中会有红色的铜析出,那么将一小块钠(吸干了煤油、切去表皮)投入到稀的硫酸铜溶液中,你认为会有什么现象呢?吊足学生的胃口后,再演示该实验。当学生看到若干实验现象超出其心理预期时,一下子就沸腾了。

  学生通过观察得出实验现象有:蓝色沉淀、银白色小球、小球向各个方向游动、发出嘶嘶声、浮在液面上、银白色小球燃烧并发出黄光等。

  教师引导学生发现上述现象杂乱无章,用思维导图1的方式难以建构有效认知体系。及时引出思维导图的核心特征(3),将零碎知识或现象整合成逻辑核心关键词(上下层级之间)和并列核心关键词(同一层级之间),即思维导图是由一层层核心关键词向外发散,就像大脑神经元不断向外发散一样,最外层才是知识。必须对上述实验现象整合成关键词,才能构建出高一层次思维导图。此时再引导学生得出:任何化学反应所引起的现象分为物质变化所带来的现象和能量变化所带来的现象,以及引起其他化学反应所带来的现象,而物质变化所带来的现象又分成固体、液体、气体变化所带来的现象。即金属钠与硫酸铜溶液反应现象的一级关键词为物质变化、能量变化、其他反应,物质变化的二级关键词为固体变化、液体变化、气体变化。学生将上述现象自我分析、小组讨论后填入到核心关键词后面,尝试构建新的思维导图。学生思维导图如图2所示。

  当展示图2时,学生就惊叹于高一层次导图强大的归纳能力,也能为分析问题、探究问题、解决问题提供有益的帮助。通过思维导图升级之后,实验现象就有了高层次理论(物质变化与能量变化、观察物质变化的角度)与低层次现象之分,且这种宏观辨识模式适用于所有实验现象的观察,学生以后就不会盲目去观察实验现象。

  思维导图2的归纳究竟是否正确,还要通过数据查找、理论探究、实验探究等来实施验证。根据思维导图2的引导,我们依次进行探究。

  钠浮在液面上,推出钠的密度小于硫酸铜溶液的密度,也小于水的密度。回顾钠的保存,推出钠的密度大于煤油的密度。通过查阅四者密度数据,证明推测正确。

  钠与硫酸铜溶液反应的下方出现Cu(OH)2,Cu2+来自于硫酸铜溶液,那OH-来自于什么地方?根据对硫酸铜溶液成分(硫酸铜、水)分析,是钠与水反应生成的还是钠与硫酸铜溶液反应特有的?此时实施对比实验钠与水反应。先让学生预测实验现象,然后再实施实验。当观察实验现象后,再要求学生用思维导图构建钠与水反应的现象与分析,学生思维导图如图3所示。

  当展示导图3时,学生就会惊讶于这两个实验现象有太多相似地方,这样就培养了建构和应用观察实验现象模型的分析问题能力。为了证明确实生成了OH-,在钠与水反应后的溶液中滴加酚酞,溶液呈红色,说明有氢氧根离子生成。

  经过上述推理并证实钠与硫酸铜溶液反应本质为:钠与水反应生成的碱,再与硫酸铜反应,生成了蓝色氢氧化铜沉淀。

  上述推理也证实:钠要置换出硫酸铜中的铜,不能在水溶液中,那怎么办呢?此时实施对比实验钠与无水硫酸铜接触,当没有发现任何现象时,学生就失望了。追问:铁与硫酸铜固体接触有铜析出吗?学生隐约感觉到问题出在什么地方,但学生的水平达不到那个层次。此时教师再演示实验:金属钠投入到硫酸铜的丙酮溶液中,当红色的铜出现时,学生惊叫起来,彻底明白了自己的问题出在什么地方。

  只有当推理出现意料之外、情理之中的现象时,学生才会全身心融入其中进行探究,才会真正享受到推理到探究成功后的幸福感。

  银白色小球肯定不是气态,究竟是液态还是固态?实施对比实验:取一片固体钠加热,熔化成了银白色小球。推理出银白色小球为液态,同时产生疑问:吸收的热量来自于何方?

  回顾对比实验:钠与水反应时也有银白色小球出现,小球只出现在反应的界面处,而钠与硫酸铜固体混合时没有小球出现。硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液混合时,溶液温度也没有明显变化。推理可得:钠与水反应是放热反应的认识。同时说明上述思维导图有错误,浮在液面上为液体层面现象而不是固体层面现象。

  小球发出嘶嘶声、向各个方向游动说明该反应生成了气体,气体成分究竟是什么?回顾对比实验钠与水反应时有氢氧化钠生成,即Na+H2ONaOH+?,探究如下:

  氧化还原观点:由于钠的化合价升高,只有氢元素化合价可以降低,因此只能是氢原子得到电子,生成氢气。原子个数比观点:水中氢氧原子比为2:1,而氢氧化钠中氢氧原子个数比1:1,也只能为氢气(这是一种方法,不一定适用于所有情形)。原子种类观点:由于生成了气体,而气体中不可能含有钠原子,则只能是氢气或氧气。

  分别假设为氢气或氧气,然后设计实验方案、相互讨论实验方案的可行性,再实施实验,数据或现象的采集、分析与总结、评价与反思,目的让学生学会科学探究的一般方法。

  探究结束后对图2进行更正,同时要求学生用自己的方式构建钠与硫酸铜溶液反应的思维导图,最好能用图形表示某些现象或关键词,学生的思维导图如图4所示。

  展示D4时,学生不只惊讶于知识重构后的框架结构,而更惊讶于唯美的图形、对化学美好的想象及其所代表的含义。只有思维导图中融入学生的智慧时,思维导图才具有灵感,才具有较高的使用价值。用学生的线纸碰撞的瞬间,不仅仅是在画,而是知识重新建构整合,以图形的形式再生,知识才会真正融入到自己身体中,自己才会真正成为知识的主人。

  在金属钠与硫酸铜溶液反应探究完后,要求学生用思维导图对钠的化学性质进行总结。某学生的思维导图如图5所示。

  由思维导图5可见,金属钠的化学性质层次结构非常清楚,各种分支颜色不同,不会混淆,多种色彩刺激,不仅使神经兴奋也会缓解视觉疲劳。

  铁、钠学习后,将铁、钠化学性质的个性思维导图升级到金属化学性质的共性思维导图。将导图中金属与氯气、氧气等个性反应上升到与非金属反应共性等。要求学生对铁、钠的化学性质个性部分逐一升级,学生在教师指导下构建思维导图,如图6所示。

  当展示图6之后,学生就会惊叹导图的强大功能(归纳与概括能力),一类知识用一个小小的思维导图囊括其中,也惊叹于自己的学习能力是变得多么强大。用学生的话来说,思维导图真是学习的好帮手。

  金属性质为何有差异,归根到底是由其结构决定,主要是由最外层电子决定。如铁与钠化学性质的差异,归根到底在于结构上的差异,即结构决定性质,性质反映结构。

  知识导图升级完之后,笔者还要求学生将本节课用到的学习方法建构思维导图,在教师指导下完成,如图7所示。

  金属钠与水、硫酸铜溶液等反应时,因为钠与水反应放热,而金属钠的熔点低、又很活泼,钠稍微大一点就容易发生爆炸,因此新闻中时有金属钠爆炸的报道;反应过程震动大一点时钠容易从烧杯中蹦出来,造成危险。如何保护学生与教师的人身安全,需要教师、学生担当起相应的自我责任与社会责任,在责任担当中培养学生的创新意识。而实验的创新无非通过外部措施与内部措施,外部措施为预防危险与保护学生,内部措施是改进实验装置,从源头上杜绝事故的发生。当然也有很多实验创新是以增强实验现象为目的。

  如收集氢气时,排尽装置中的空气是关键。以U型管或注射器为基础,易于排尽系统中的空气,降低爆炸的可能性,使实验安全可靠且燃烧现象更加明显。把金属钠放在易拉罐、铝片上等燃烧,明显看见淡黄色的过氧化钠;将金属钠投入到硫酸铜或溴化铜的丙酮溶液中,立即可见红色的铜析出。在教师指导下,学生构建思维导图,如图8所示。

  从思维导图1不断升级到思维导图8,学生构建了学会观察实验现象的方法,钠与硫酸铜溶液反应、钠的化学性质、金属的化学性质,学习方法、创新意识与社会责任等导图。学生从纯知识学习上升到理论学习,并且不断用这些理论模型指导以后的学习或解决学习中的问题,即从而能够实现终身自主学习。

  思维导图的教学过程就是思维导图的升级过程,从初级导图(诸多实验现象和散乱知识),升级到中级导图(归类统摄),再升级到高级导图(核心素养)。起点、过程、终点,都在一张导图中完整呈现,条理清晰(每个支链颜色不同),逻辑性强(每个支链线条由粗到细);各个支链颜色不同,不会相互干扰;每个支链呈现思维发展过程,符合学生的认知规律,都是学生主动建构,有助于知识的深度理解、学生学习的顿悟、学习方法的获取、核心素养的形成;多种颜色、线条、图形等刺激,能愉悦和兴奋人的大脑神经,使左右脑协同作用,能使学习效率成倍提高;思维导图是学生学习过程的彩色可视化菜单,是知识、方法、核心素养的立体网络,也是学生可视化、图形化、彩色化、简洁化的课堂笔记。

  高一、高二的化学教学,对学生来说是新授课,对教师来说是复习课。即要求教师从教学方法、教学理论、教书育人等高度对教材中、教学过程中的碎片化知识等整合关键词。关键词的理论化水平越高,概括得越全面,导图的层级就越高、对学生的指导作用就越大。一节课的总思维导图中还可以由若干分支的思维导图来支撑。因此思维导图就是教师培养学生化学核心素养的路线图、方法图、理论图。教师将思维导图了然于胸,在课堂上就能将貌似凌乱的知识,一步一步归纳、整合、提升成学习方法,进而用高层次的理论来统摄知识与方法,构建成各种模型进而指导学生以后的学习,使学生形成终身学习的能力;在形散而神不散的教学过程中,培养了学生的证据推理能力、探究能力、模型认知、宏观辨识与变化观念等化学核心素养,同时也大大提升了教师的专业化素养。

  [1]杨梓生.对高中化学学科核心素养的认识[J].中学化学教学参考,2016,(8):1~2.

  每组学生2人。课前备好的实验用品有氨水、硫铵、碳铵、尿素、硝铵、氯化铵、草木灰、氢氧化钠溶液、红色石蕊试纸、石灰、蒸馏水、试管、玻璃棒、酒精灯等。

  【练习】三位学生上黑板分别写出含氮元素的酸、碱、盐,其他同学做在笔记本上。(教师巡视。)

  【引言】在酸、碱、盐各类化合物中,特别是盐类中,有好多种含有农作物所需要的营养元素,因而可以用作肥料。这种以矿物、空气、水为原料,经化学或机械加工制成的肥料叫做化学肥料,简称化肥。化肥分氮肥、磷肥、钾肥、微量元素肥料和复合肥料等。(给学生看实物:氮肥、磷肥、钾肥等。)

  【板书】1.氨水——氨气的水溶液。2.铵盐。3.尿素(分别写在设计好的黑板的某位置上。)

  【实验】请大家做实验:往氨水中滴加酚酞溶液后,再加热煮沸,观察发生的现象。

  【实验】教师巡视,学生讨论,讲现象(往氨水中滴入酚酞溶液显红色,加热煮沸,红色消失)。

  生:密封在容器里,放在阴凉处,也可在氨水的表面覆盖一层矿物油。(后一句学生答不出,可由老师讲。)

  师:氨水是液体,运输不便,容易挥发而降低肥效,想什么办法使氨水便于贮存、运输。

  【讨论】(1)大都是白色固体,易溶于水。(2)都易分解,一般生成氨和相应的酸。(学生边讨论,老师边板书。)

  【演示】硫铵、氯化铵跟熟石灰共热,用湿润的红色石蕊试纸检验氨。引导学生看书回答铵盐在贮存和使用时应注意的问题。

  【板书】铵盐跟石灰、草木灰等碱性物质混合会放出氨,降低肥效(写在铵盐后面)。

  在教师指导下由学生写化学方程式,并指出实验室可用固体氯化铵和熟石灰制取氨。

  师:引导学生看课本上讲的碳铵、硝铵、硫铵的特点,铵盐的含氮质量分数,硝铵使用时的注意事项和尿素的性质。

  【讲解】尿素是白色粒状晶体,易溶于水,含氮量高达46%。尿素施入土壤受微生物作用后变成碳酸铵,易被作物吸收,工业上可用人工方法制取(拓宽知识面)。

  生:促进作物根系发达,增强抗寒、抗旱能力,还能促进作物提早成熟,穗粒增多,籽粒饱满。

  【板书】(2)过磷酸钙——磷酸二氢钙和硫酸钙的混合物(普钙),能溶于水。

  【板书】(1)磷矿粉——Ca3(PO4)2,难溶于水(写在过磷酸钙上面)。

  师:强调普钙、重钙都不宜与碱性物质接触,制过磷酸钙或重钙的目的是使不溶性的磷矿石转化为易溶于水的磷酸盐,易被作物吸收。(可在学生看书、讨论基础上得出。)

  生:能促使作物生长健壮、茎杆粗硬,增强对病虫害和倒伏的抵抗能力,并能促进糖分和淀粉的生成。

  【练习】1.常用的含氮化肥有______,含磷化肥有______,含钾化肥有______。

  2.在贮存、运输和施用氨水、碳酸氢铵、草木灰等肥料时应怎样防止肥分损失?

  3.有四瓶溶液,分别是硫酸铵、石灰水、盐酸和稀硫酸,用什么化学方法来鉴别它们?

  【作业】1.现有含氮15%的氨水40kg,要用水稀释到含氨0.3%才能施用,需要加水多少千克?

  2.理论上生产400t硝酸铵,需要多少吨氨和多少吨溶质的质量分数为70%的硝酸?

  3.有不纯的硫铵样品,经分析知道它含20%的氮,求样品里含硫酸铵的质量分数。

  本堂课采用边讲边实验、边练习的方法,把化肥的性质、作用及施用时的注意事项,直观而生动地介绍给学生。用意在于激发学生学习兴趣,培养学生动手能力、观察能力和思维能力,并注意开拓学生视野,适当拓宽知识面。整堂课力求体现顺应学生认知结构,实现知识和能力的同步到位。

  近几年我国出现严重的雾霾天气,越来越显示出我国对能源的消耗量增加,并随之带来的一个很大的环境空气污染问题,其中由于煤和石油的消耗,引起二氧化硫等有毒气体的排放量日益增加,形成的酸雨对环境造成了极大的危害,给人民的安全和财产造成了一定的损失。

  1甲醛缓冲溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法检测分析环境空气中的二氧化硫方法概述

  目前环境空气中的二氧化硫的检测方法主要有仪器分析法和化学分析法,国家测定环境空气中的二氧化硫含量的标准方法有两种:甲醛缓冲溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法和四氯汞钾溶液吸收―盐酸副玫瑰苯胺分光光度法。由于甲醛法避免了使用毒性大的含汞吸收液,环境监测站中均选用甲醛缓冲溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法。

  对于污染浓度较高的地区采取直接采样法,采样时间短,得到的往往为瞬时浓度;对于污染浓度较低的地区采用浓缩采样法,由于采样需要的时间较长,可以直接表示该时段内的平均值。

  环境空气中的二氧化硫被甲醛缓冲溶液吸收后,生成稳定的羟基甲磺酸加成化合物,在样品溶液中加入氢氧化钠使加成化合物分解,释放出的二氧化硫与盐酸副玫瑰苯胺、甲醛作用,生成紫红色的化合物,据其颜色深浅,用分光光度法在577nm处进行测定。

  10ml多孔U形玻板吸收管、50ml多孔玻板吸收瓶、10ml具塞比色管、分光光度计。

  在实践中通过用甲醛缓冲溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法对环境空气中的二氧化硫进行检测分析,得出自己的如下几点体会:

  这样做的一种重要的好处就是操作简单,使称量变得简单快捷。由于后面实验还要对它进行标定,所以对结果不会造成影响。因为配置1L的硫代硫酸钠溶液,按照25克来计算硫代硫酸钠溶液的浓度:

  那么就可以使用50.00ml的滴定管来盛放硫代硫酸钠溶液进行滴定了。这个理论值在实际操作中,也使我们有了依据,经过几十次的实验记录,发现每次用到的硫代硫酸钠溶液体积都小于50.00ml,也验证了理论的正确性。只要我们规范操作,就不会出现整个滴管用完还要再加的现象。反之,按照计算,则硫代硫酸钠溶液的体积就有可能大于50.00ml,在实验过程中需要再加一些继续滴定,这样不仅麻烦,还容易造成误差。

  通过这样的研究分析,我们就可以通过既简单又容易操作的方法来简化操作,提高试验的精确度。

  标准方法中要求,显色时要放入恒温水浴中显色,显色温度与室温之差应不超过3℃。此步骤在实际操作中比较难把握,在我们的实验室,恒温水浴锅在化验室,光度计在仪器室,中间有一些距离,夏天时温度高,一般室内都开空调,每间室每个点的温度都有差异,这样就导致溶液移出水浴锅后显色的温度不一样或差异较大,影响实验结果。

  在实际操作中,通过我们的实验记录可以看出,显色时可不用放入水浴中显色,显色温度及分析时的温度均要相同,并与室温保持一致,显色时间按温度不同,比标准要求的显色时间多5分钟,这样的操作相对简便,得到的实验结果也是满意的。用此方法做出来的标准曲线之间比较多,空白值根据室温的不同有变化,但均符合标准方法的要求。笔者用此方法做过广东省质量技术监督局的多次“计量认证”盲样考核;1次A、B样能力验证;内部标样质控,结果均满意的。

  在“规程”中还有这样的规定,采样管内的10ml或50ml甲醛缓冲溶液吸收液在采集样品后,全部移入10ml比色管内,用50ml采集的,移入50ml的容量瓶中,并用少量水洗涤吸收管,洗涤液也倒进比色管或容量瓶中使总体体积为10ml或50ml。

  对此,笔者认为,如果这样操作的话则会使测定的结果偏低。由于采样用的U形管内的多孔板具有吸附作用,使收集的样品不可能“全部”的转移到比色管中,而此时即使少量水洗涤来补足10ml,但仍然会有少量的二氧化硫样品被吸附在U形管内壁而不能全部转移到比色管中。而有些操作人员,认为“洗涤吸收管”这步操作麻烦,而将其省略掉了,在转移时没有尽可能的做到“全部”,更没有用少量水洗涤吸收管。这样满不在乎的操作,使实验的误差就更大了。

  本着提高检测质量的原则,我们可以装大于10ml的吸收液,例如12ml,给出U形管内的多孔板一些吸收空间。这样在操作时,只需要将其中的10ml转移到比色管中就可以了,在最后的计算中将二氧化硫的浓度乘以12/10就可以了。

  通过这样的改变,与原“规程”相比,不仅省却了“洗涤”的麻烦,更提高了准确度,使我们的工作得到了一定的提高。

  1958年我国于重庆西南制药厂投产硫酸软骨素,后产地增加多个省市,产品别名康得灵。1977年成都制药三厂投产硫酸软骨素A。

  1973年上海医药工业研究院根据成都制药三厂、上海市食品公司制药厂、沈阳市食品公司生物制药厂,及江西省和吉林省有关厂家的资料整理“硫酸软骨素钠”,相对分子质量M为20 000~50 000,制剂有口服和注射液,适应证为偏头痛、神经痛、肝炎及因使用链霉素引起的听觉障碍等。

  硫酸软骨素在我国原为地方标准,后国家卫生部将其作为部颁标准,其适应证是调血脂药,制剂限于片剂。后国家药品监督管理局国家药品标准中收载了供注射用硫酸软骨素,也是调血脂药。其说明书规定“用于神经性头痛、神经痛、关节痛、动脉粥样硬化疾病的辅助治疗”,用法为肌内注射。还收载了硫酸软骨素A钠,制剂为胶囊,仍为调血脂药。其说明书规定“用于动脉粥样硬化疾病、心绞痛、高脂血症等”。收载的硫酸软骨素滴眼液“用于角膜炎、角膜溃疡、角膜损伤等”。

  随着国际市场硫酸软骨素膳食补充剂的兴起,受国外市场对硫酸软骨素原料需求持续增长的拉动,很快引爆了我国硫酸软骨素产业。国内硫酸软骨素的生产工艺是传统生化技术,技术准入门槛不高。山东、四川、江苏、湖北、河北等省众多中、小民营企业进入硫酸软骨素产业。我国硫酸软骨素年出口量无确切统计报告,可能在3000吨以上,生产总值10亿元人民币以上。

  我国硫酸软骨素产业虽然一度强劲发展,但产业现状并不很乐观。主要是生产企业多,部分企业规模偏小,产业集中度低,生产技术不够先进,生产条件差,生产质量管理不规范。部分生产企业检测手段不完善,产品质量不高,功效不稳定。我国至今基本上未形成硫酸软骨素终端产品企业,对国际市场变化应变能力差,受出口营销及国外市场无序竞争等影响,市场需求经常有大的波动,严重制约着我国硫酸软骨素产业的可持续发展。

  可喜的是,根据公示,硫酸软骨素即将收载于中国药典2010年版。公示稿规定生产用原料为猪的喉骨、鼻中骨、气管等软骨组织。类别为降血脂及骨关节疾病治疗药,制剂包括片剂、胶囊、滴眼液和注射液。这将对我国硫酸软骨素的生产起到促进作用。2硫酸软骨素的制备

  上清液用氢氧化钠调pH 8.5,加胰来源的酶千分之五水解,53℃,3 h,在65℃酸化溶液至pH 6.0终止酶解。室温离心10 min除去不溶部分。上清液用2倍体积乙醇沉淀30 min。沉积物用乙醇脱水,室温,6 h。残留乙醇80℃,10h除去,得硫酸软骨素盐。

  文献提出了―种无溶剂力化学提取(mechanoche.mical extraction)硫酸软骨素的方法。鲨软骨与水80℃处理10 min,80℃6 h烘干后粉碎成粉末。氢氧化钠与二氧化硅(磨料),在研磨器中用不锈钢球研磨1 min得固体碱试剂。碱试剂与软骨细粉室温共研磨3 min,所得混合物溶于3%氯化钠溶液,调pH 6.0,离心,上清液乙醇沉淀得硫酸软骨素。该法所得硫酸软骨素产品收率可从传统工艺的8.5%增加到9.3%,纯度可从86%提高到95%,由于提取时间从3 h缩短至3 min,能量消耗明显减少。此文的中文摘译见文献。

  笔者认为上述实验系用鲨软骨于实验室小规模制备,如工业生产规模软骨以吨计,则不能完全显现此方法的优势。另外,虽然用二氧化硅吸收氢氧化钠固体的水分,但氢氧化钠在空气中吸收水分的能力是较强的,所谓碱试剂实际上会有水分,况且软骨原料也含水分,所以称为无溶剂提取是可以探讨的。不过此实验可给以启发,即强浓碱处理是可行的,可提高收率。

  笔者认为,用强浓碱处理原料所得硫酸软骨素的Mr较低,可能更适合口服制剂;而用弱碱或稀碱处理原料所得产品Mr较高,可能更适合注射剂和滴眼剂。硫酸软骨素原料药Mr如何制定,是需要通过实验深入探讨的问题。

  由于制备硫酸软骨素的原料不同,含与硫酸软骨素共存性质相近的杂质,如其他糖胺聚糖等,可用离子交换树脂进一步纯化。

  拟收载中国药典2010年版的硫酸软骨素钠,公示资料要求供注射液和滴眼用产品含量为95%~105%,供口服用为85%~105%,纯度要求明显提高。制备工艺方面,酶和离子交换剂的种类、用量、操作条件都影响收率和纯度,需要深入探索。其它有关较新的技术、较新的材料如膜技术等也宜注意采用。

  早在1989年,我国卫生部即颁布了硫酸软骨素原料及片剂的标准,规定其含量以氨基葡糖计算,测定依据Elson-Morgan法。此标准后收入1998年《中华人民共和国卫生部药品标准》。此后批准的十数种产品,包括注射用、注射液、滴眼液、硫酸软骨素A胶囊、复方硫酸软骨素滴眼液等,其硫酸软骨素含量测定方法多同于部颁标准,只有复方硫酸软骨素滴眼液使用咔唑法。

  美国药典,处方集(USP-NF)将硫酸软骨素列入膳食补充剂。含量测定法依据硫酸软骨素与氯化十六烷基吡啶(CPC)作用可生成难溶物,适当条件下形成稳定的混悬液,与已知浓度的硫酸软骨素溶液比较混悬液透光度,可知检测物的含量。此法尽管具体操作和判断结果的方法有所不同,但依据的均是与对照品比较吸光度,即在0°角测透过光强度,是吸光浊度法,简称浊度法或比浊法(turbidimetry)。另一种浊度法是在75~-135。角测散射光强度,称为散光浊度法(nephelometry)。散光浊度法在低浓度时有高灵敏度,是一种有发展前途的方法。

  USP-NF和欧洲药典均采用透光度或吸光度测定法,因可由电位变化显示滴定终点,国内又称电位滴定法。两种药典原理相同但操作方法有差别。日本药局方采用含氮量和含硫量控制产品的纯度。韩国药典采用酶解液相法。

  拟收载于中国药典2010年版的硫酸软骨素,其含量测定采用酶解液相法。此法的原理是利用硫酸软骨素ABC酶,将硫酸软骨素钠酶解为硫酸软骨素A、硫酸软骨素C和少量硫酸软骨素B三者的双糖单位。将

  对照品溶液和供试品溶液的测定液注入液相色谱仪,记录色谱图。按外标法以硫酸软骨素A、B和C的面积之和计算硫酸软骨素含量。此法优点是可以根据硫酸软骨素A、B和c的量判断产品软骨的来源。猪来源的硫酸软骨素A与C的比值约5.5:牛的比值约1.5:鸡的比值约4.6;鱼的比值约0.5。

  硫酸软骨素具有多种生物活性,可用作药物和保健食品,主要用于骨关节炎(OA)和冠状动脉粥样硬化性心脏病(冠心病)。商品硫酸软骨素是从猪、牛、鱼和鸡等软骨中提取的,Mr在10×103~50×103之间。

  硫酸软骨素/氨基葡糖在欧洲作为处方药或非处方药用于治疗OA已有20余年的历史,作为政府补偿健康保险被批准。生产药物的硫酸软骨素原料是高纯度(95%)和低Mr的。

  澳大利亚硫酸软骨素属于营养保健品。市场上常见的硫酸软骨素产品为用于防治OA的药品。澳大利亚将营养保健药品划分在辅助药品范畴内,由联邦卫生部药品管理局管理。

  硫酸软骨素在日本为非处方药,滴眼剂用于泪液补充或角膜保护,口服制剂为关节止痛药。

  1992年美国一家公司应用西班牙Bioiberica AS制药公司生产的硫酸软骨素与氨基葡糖复合生产的专利产品CosaminDS,经美国FDA按“药品、食品、化妆品管理办法”审查和批准。美国认定这类软骨保护剂为膳食补充剂,而非药品。

  在发达国家,OA是普通关节疾病。最常见的症状是疼痛和功能丧失,系关节软骨损害所致。美国约2 700万人患OA,每年的社会消费估计超过600亿美元。由于人口老龄化,OA患者增加较快,估计2005年到2030年将加倍,成为主要社会经济负担之一。

  最近一项随机双盲临床试验观察了氨基葡糖、硫酸软骨素及两者结合对OA的治疗作用。结果表明,氨基葡糖+硫酸软骨素对部分中、重度患者的疼痛有所改善。硫酸软骨素显著缓解了患者的关节肿胀,其对轻度的OA效果更好。硫酸软骨素还能改善关节的活动度。

  近年,随机临床试验已证明口服硫酸软骨素对膝关节炎、指关节炎和髋关节炎有效。口服硫酸软骨素起效较慢,但疗效持久,同时其安全性和耐受性非常好。另外,最近高方法学质量的研究取得了令人鼓舞的结果,即硫酸软骨素可抑制关节空间变窄。

  笔者认为,在参考国外报道的临床试验效果时,应关注其所用硫酸软骨素原料药的动物来源、质量标准和Mr;用国产品做临床试验时,宣根据其适应证、设计原料药来源的生产工艺,控制好组成成分和Mr。

  硫酸软骨素临床效果的机制有三: (1)通过软骨细胞直接激活细胞间介质的产生; (2)抑制发炎介体; (3)抑制软骨退化。

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