高中化學(xué) （大綱版）第三冊 第六單元化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)第四節(jié)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本要求(第一課時(shí))

1、第四節(jié) 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本要求教學(xué)目標(biāo)通過前面三節(jié)對各種化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的練習(xí)，初步了解和熟悉化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本方法和基本要求。教學(xué)重點(diǎn)對前面三節(jié)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)過程的總結(jié)與回顧。教學(xué)難點(diǎn)對化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)基本要求的總結(jié)。教學(xué)方法回憶歸納討論閱讀總結(jié)。課時(shí)安排一課時(shí)教具準(zhǔn)備投影儀、膠片等。教學(xué)過程引言通過前面三節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)以及對相關(guān)幾個(gè)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與具體操作，我們可知，化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案是一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的靈魂。那么，對一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，具體有哪些基本要求，本節(jié)課，我們將通過對前述內(nèi)容以及各實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的回憶與歸納，對此加以總結(jié)。板書第四節(jié) 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本要求講述對于化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案

2、的設(shè)計(jì)，我們在之前已有過一些練習(xí)，下面請同學(xué)們首先回憶一下我們在前面的實(shí)驗(yàn)方案中的一般方法即基本思路?；貞浀谝还?jié)中以鋁為原料制備Al(OH)3的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路。板書一、化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的一般思路提問部分同學(xué)回答，其余同學(xué)可予以補(bǔ)充。師生共同進(jìn)行總結(jié)投影11.根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求和目的，以鋁原料的化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)，推測Al(OH)3得以制備的可能化學(xué)過程及反應(yīng)原理。2.通過比較和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，選得最佳實(shí)驗(yàn)制備方案。3.對最佳制備方案的實(shí)驗(yàn)過程即實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行比較或驗(yàn)證進(jìn)行設(shè)計(jì)。4.對實(shí)驗(yàn)步驟中所需儀器和藥品進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì)。5.對實(shí)驗(yàn)操作過程中易出現(xiàn)的問題以及易發(fā)生的錯(cuò)誤判斷進(jìn)行提示，或者以問題和討論之形式進(jìn)行設(shè)計(jì)

3、。過渡很好。下面請?jiān)倩貞泴?shí)驗(yàn)四硫酸亞鐵制備的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程。想一想對硫酸亞鐵制備的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與以Al為原料制備Al(OH)3的設(shè)計(jì)有何異同。提問學(xué)生回答后師生共同總結(jié)得出結(jié)論。投影21.根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?，首先對制備原料進(jìn)行選擇。2.根據(jù)所選定的原料，以原料所具化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)，以FeSO4的最終得以制備為目的，推測制備的可能過程和反應(yīng)原理。3.以后之設(shè)計(jì)同于投影1中2以后之思路。過渡對于物質(zhì)制備的實(shí)驗(yàn)方案思路，同學(xué)們分析總結(jié)得很好。下面，請接著回憶第二節(jié)中，對乙二酸化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的過程和思路。學(xué)生回憶第二節(jié)中乙二酸性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的過程和思路。提問部分同學(xué)回答，其余同學(xué)可質(zhì)疑補(bǔ)充。師生共同

4、討論完善后總結(jié)投影31.根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅紫葘σ叶岬慕Y(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。2.根據(jù)對乙二酸結(jié)構(gòu)分析的結(jié)論，推測對其性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的可能方法和原理。3.之后的設(shè)計(jì)思路同于投影1中2以后之思路。講述對于第一、二節(jié)所涉及化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的思路，同學(xué)們分析得很好，總結(jié)得也較為全面。想一想在第三節(jié)中，對于離子的檢驗(yàn)與對于未知物檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中，其設(shè)計(jì)思路與上述思路有何異同。學(xué)生活動教師巡視，并予以適當(dāng)?shù)奶崾尽熒餐偨Y(jié)投影41.根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?，對待檢物質(zhì)、待檢離子或未知物可能含有的離子或物質(zhì)進(jìn)行判斷分析。2.根據(jù)所含離子或可能所含離子的化學(xué)性質(zhì)，推測其可能的檢驗(yàn)方法。3.之后思路仍同于投影1中2以后之

5、思路。問題通過上述的回憶和分析，請同學(xué)們總結(jié)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的一般思路。提示請同學(xué)們注意大屏幕上，剛才大家討論總結(jié)的四個(gè)結(jié)論。投影5投影1、2、3、4。學(xué)生活動教師參與指導(dǎo)。提問部分同學(xué)回答，其余學(xué)生補(bǔ)充，師生共同討論得出結(jié)論。過渡通過大家的討論分析和總結(jié)，我們可得出化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的一般思路。投影化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的一般思路。1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅瑢?shí)驗(yàn)所用原料進(jìn)行選擇。2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅瑢?shí)驗(yàn)待用或待檢物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與組成進(jìn)行分析。3.推測可能的實(shí)驗(yàn)過程或?qū)嶒?yàn)方案。4.討論、比較或?qū)嶒?yàn)驗(yàn)證確定最佳實(shí)驗(yàn)方案。5.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，對實(shí)驗(yàn)步驟中可能出現(xiàn)錯(cuò)誤或問題之處進(jìn)行分析。6.根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟，選

6、擇實(shí)驗(yàn)所用儀器和藥品。7.對5中可能出現(xiàn)的其他錯(cuò)誤和意外以問題和討論的形式列出。講評通過上述的回憶和總結(jié)，我們得出了化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的一般思路。然而，若依據(jù)上述思路對實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，所得方案并不是一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)方案，一個(gè)完整的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案有它約定俗成的固定的格式和內(nèi)容。問題那么，一個(gè)相對完整的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案，具體應(yīng)包含哪幾個(gè)方面的內(nèi)容？下面，請?jiān)俅位貞浳覀冎皩?shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)過程的學(xué)習(xí)，也可翻閱課本上有關(guān)的實(shí)驗(yàn)方案。學(xué)生活動教師參與、指導(dǎo)。板書二、一個(gè)完整的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案應(yīng)包含的主要內(nèi)容。師生共同活動后總結(jié)投影化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案包含的主要內(nèi)容1.實(shí)驗(yàn)名稱：2.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.實(shí)驗(yàn)原理：指實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)所選擇的最佳實(shí)

7、驗(yàn)方案中所涉及的主要化學(xué)反應(yīng)原理，需注意的是此條目可根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的具體情況予以保留和刪減；4.實(shí)驗(yàn)用品：包括實(shí)驗(yàn)所用儀器及規(guī)格，所用藥品以及濃度、狀態(tài)等；5.實(shí)驗(yàn)步驟：包括所用實(shí)驗(yàn)儀器的裝配以及具體的實(shí)驗(yàn)操作過程；6.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄及結(jié)果處理：可根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成表格或其他；7.問題和討論：一般是對實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)步驟中一些現(xiàn)象和問題的補(bǔ)充和修正。講評通過上述的學(xué)習(xí)，我們分析總結(jié)出了一個(gè)相對完整的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的一般思路和其他應(yīng)包括的主要內(nèi)容。那么，一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，其關(guān)鍵的所在應(yīng)該是方案中的哪些地方？議一議化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在。學(xué)生互相討論后提問答實(shí)驗(yàn)原理的選擇以及實(shí)驗(yàn)步驟

8、之設(shè)計(jì)。問對于以上二者，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意什么？板書三、化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的一般原則想一想在以Al為原料制備Al(OH)3的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中，為何沒有選用Al2O3和水為原料來制備Al(OH)3？答Al2O3不溶于水，這個(gè)方案在實(shí)驗(yàn)操作中無法完成。講評對。這個(gè)制備方法在實(shí)驗(yàn)中難于完成，它違背了實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的首要原則，科學(xué)性。板書1.科學(xué)性：指所選實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作程序和方法應(yīng)是正確的。想一想在以上幾節(jié)實(shí)驗(yàn)方案中科學(xué)性的具體體現(xiàn)。提問要求學(xué)生舉例說明。總結(jié)科學(xué)性在實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中可謂比比皆是。如：硫酸亞鐵制備的原料選擇過量鐵屑和稀H2SO4，沒有選擇少量鐵屑和濃H2SO4；又如：在對硫酸亞鐵銨晶

9、體檢驗(yàn)過程中，如對SO檢驗(yàn)過程中同樣HNO3酸化在先，則對Fe2之檢驗(yàn)將無法進(jìn)行等等。講評科學(xué)性是實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的首要原則，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中一定要遵循客觀事實(shí)，不能憑主觀臆想設(shè)計(jì)出違背客觀事實(shí)即科學(xué)性的原理或程序。實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)過程中，第二個(gè)原則是安全性原則，它包括避免環(huán)境污染和人身傷害。在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中，因其波及程序和范圍較小，對環(huán)境污染要求不是很高，但我們在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，還是應(yīng)盡可能避免，如對實(shí)驗(yàn)尾氣的處理等應(yīng)在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中予以充分的考慮。想一想在所接觸的實(shí)驗(yàn)方案中，哪些實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的安全性要求。學(xué)生討論教師巡視，可做適當(dāng)提示，之后提問。答安全性在實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中體現(xiàn)較多。如

10、：易燃物的使用與處理，比如Na和白磷等；易燃易爆物的制取與檢驗(yàn)，比如H2之驗(yàn)純與石油的分餾；實(shí)驗(yàn)室制取Cl2、SO2等尾氣的處理等等。板書2.安全性講述很好。在實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中，我們還應(yīng)注意其第三條原則，即實(shí)驗(yàn)方案中的可行性，其含義為實(shí)驗(yàn)方案中所選用的化學(xué)藥品、儀器、設(shè)備和方法應(yīng)是在現(xiàn)有知識和實(shí)驗(yàn)條件下可以完成的，否則，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)將會成為空中樓閣，無法付諸具體的實(shí)驗(yàn)操作。板書3.可行性過渡在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中，可行性因受知識水平之限制一般違規(guī)較少。但對其第四條原則，則應(yīng)用較多。想一想在以Al為原料制備Al(OH)3時(shí)，我們?yōu)槭裁丛谧詈蟮娜齻€(gè)方案中，選擇了雙水解這樣的一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案。學(xué)生討論略投影

11、以Al為原料制備Al(OH)3提問為何舍棄1、2，而選用3？答因?yàn)?操作簡便,藥品用量少且易于操作,現(xiàn)象明顯。講述很好。這就是實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的第四條原則，即簡約性板書4.簡約性閱讀下面，請同學(xué)們閱讀課文主要內(nèi)容，并聯(lián)系以前化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的實(shí)際，進(jìn)一步熟悉和掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的一般思路、主要內(nèi)容及基本要求。課時(shí)小結(jié)本節(jié)課，我們通過對前面部分實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的回顧，較為系統(tǒng)地總結(jié)了化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的一般思路、包含內(nèi)容以及設(shè)計(jì)基本要求。對同一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，可以有多種不同的實(shí)驗(yàn)方案，但一個(gè)較為完整的實(shí)驗(yàn)方案，無不具備上述的基本要求。布置作業(yè)1.課本習(xí)題：在設(shè)計(jì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，應(yīng)注意哪些問題？2.運(yùn)用本節(jié)課對實(shí)

12、驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的一般方法和基本要求，完成實(shí)驗(yàn)八實(shí)驗(yàn)習(xí)題中，實(shí)驗(yàn)1、2、3之實(shí)驗(yàn)方案之設(shè)計(jì)(各一種即可)。板書設(shè)計(jì) 第四節(jié) 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本要求一、化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的一般思路二、一個(gè)相對完整的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案應(yīng)包含的主要內(nèi)容三、化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的一般原則1.科學(xué)性 2.安全性3.可行性 4.簡約性教學(xué)說明本節(jié)教學(xué)內(nèi)容相對較為簡單，其主要知識均來自于前面幾節(jié)的學(xué)習(xí)體會和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，因此，對前面部分內(nèi)容的回憶、復(fù)習(xí)以及分析、總結(jié)之效果，將直接左右本節(jié)課的授課效果。綜合能力訓(xùn)練題某課外活動小組加熱炭粉(過量)和氧化銅的混合物，再用下圖裝置對獲得的銅粉(含炭)樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。圖中鐵架臺等裝置已略去。請你

13、幫助他們完成下列實(shí)驗(yàn)報(bào)告。(一)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?(二)實(shí)驗(yàn)用品：儀器：天平、分液漏斗、錐形瓶、硬質(zhì)玻璃管、干燥管、酒精燈、洗氣瓶等；藥品：紅褐色銅粉(含炭)樣品、過氧化氫溶液、二氧化錳、堿石灰、濃H2SO4等。(三)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： (四)計(jì)算：樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù) (用含、1、2的代數(shù)式表示)(五)問題和討論：實(shí)驗(yàn)完成，老師評議說：按上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，即使G中反應(yīng)完全，D中吸收完全，也不會得出正確的結(jié)果。經(jīng)討論，有同學(xué)提出在B與G之間加入一個(gè)裝置。再次實(shí)驗(yàn)后，得到了較正確的結(jié)果。那么，原來實(shí)驗(yàn)所測得銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小的原因可能是 。在B與G之間加入的裝置可以是 ，其中盛放的藥品是 。解析：本題考查學(xué)生對一定實(shí)

14、驗(yàn)?zāi)康南聦?shí)驗(yàn)原理的分析能力以及對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理能力和對實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差的分析能力，對學(xué)生思維的整體性、嚴(yán)密性和靈活性提出了較高的要求。從(四)計(jì)算和(五)問題的討論可得出實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)內(nèi)容是圍繞著實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行的。因?yàn)镚中含銅粉和炭粉，要求銅粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，需先求出樣品中銅粉或炭粉的質(zhì)量，從圖示裝置可以看出，A、B為制氣裝置，再從所提供的藥品進(jìn)行分析，可知能生成氣體的試劑應(yīng)是過氧化氫溶液和二氧化錳，兩者發(fā)生反應(yīng)：2H2O2O22H2O，其中MnO2作該反應(yīng)的催化劑，反應(yīng)發(fā)生時(shí)，B中有大量氣泡產(chǎn)生，產(chǎn)生的O2通過G裝置時(shí)，發(fā)生反應(yīng)2CuO22CuO、CO2CO2，此時(shí)單質(zhì)銅變成黑色的CuO，樣品中的炭粉變?yōu)镃O2而被D裝置吸收，未反應(yīng)的O2通過E時(shí)，會有氣泡產(chǎn)生，E中盛放液體應(yīng)為濃H2SO4，是為了防止空氣中的水分進(jìn)入D管而設(shè)置的，D中盛放的藥品應(yīng)是堿石灰，(m2m1) g應(yīng)為CO2的質(zhì)量，樣品中炭粉的質(zhì)量為(m2m1) g× g，則銅粉質(zhì)量應(yīng)為(m2m1)×g。據(jù)此，樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)即可求出。實(shí)驗(yàn)所測銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小的原因是制氧裝置中制得的O2帶有水蒸氣，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)，水蒸氣也被D吸收，致使m2的數(shù)值偏大，(m2m1)×g的