《定量測(cè)定實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)》教案

1、定量測(cè)定實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)教案教學(xué)目的（1）掌握解答定量測(cè)定實(shí)驗(yàn)題的常見思路（2）掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)原則在定量測(cè)定實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用教學(xué)重點(diǎn)解答定量測(cè)定實(shí)驗(yàn)時(shí)分析獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的途徑教學(xué)難點(diǎn)解答定量測(cè)定實(shí)驗(yàn)時(shí)減小實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)偶然誤差的辦法教學(xué)過程（引言）對(duì)定量測(cè)定實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的考查是近年來高考化學(xué)科考查的熱點(diǎn)內(nèi)容。首先我們來了解高考考試大綱對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的要求：（1）知識(shí)目標(biāo)：掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)的記錄方法和運(yùn)用化學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)一些基本實(shí)驗(yàn)；（2）能力要求：根據(jù)實(shí)驗(yàn)試題的要求，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)方案的能力。今天我們就來探討如何正確地設(shè)計(jì)定量測(cè)定的實(shí)驗(yàn)方案。問題我們?cè)诟咧须A段接觸過哪些定量測(cè)定的實(shí)驗(yàn)？（1）硫酸銅晶

2、體結(jié)晶水含量的測(cè)定；（2）中和熱的測(cè)定。講述在以往的教學(xué)中我們?cè)啻螝w納過解答化學(xué)實(shí)驗(yàn)題的常見思路有三個(gè)環(huán)節(jié)：板書一、解答化學(xué)實(shí)驗(yàn)題的常見思路：看清實(shí)驗(yàn)?zāi)康?分析實(shí)驗(yàn)原理 推敲實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)講述對(duì)定量測(cè)定實(shí)驗(yàn)而言，分析實(shí)驗(yàn)原理實(shí)質(zhì)上就是如何獲得需要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；推敲實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)實(shí)質(zhì)上就是如何減小偶然誤差，獲得準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。因此解答定量測(cè)定實(shí)驗(yàn)題的常見思路就可以歸納如下：板書二、解答定量測(cè)定實(shí)驗(yàn)題的常見思路：看清實(shí)驗(yàn)?zāi)康?分析獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的途徑 減小實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的偶然誤差為了保證在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)盡可能地科學(xué)合理，我們?cè)谶M(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)時(shí)必須遵循如下四個(gè)原則：板書三、設(shè)計(jì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案應(yīng)遵循的原則：科學(xué)性原則 安

3、全性原則 可行性原則 簡(jiǎn)約性原則在具體設(shè)計(jì)定量測(cè)定實(shí)驗(yàn)方案時(shí)如何運(yùn)用上述解題思路和基本原則呢？下面我們先看例題。例題已知某純堿試樣中含有NaCl雜質(zhì)，為測(cè)定試樣中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可用右圖中的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：按圖組裝儀器，并檢驗(yàn)裝置的氣密性將a g試樣放入錐形瓶中，加適量蒸餾水溶解，得到試樣溶液稱量盛有堿石灰的U型管的質(zhì)量，得到b g從分液漏斗滴入6molL-1的硫酸，直到不再產(chǎn)生氣體為止從導(dǎo)管A處緩緩鼓入一定量的空氣再次稱量盛有堿石灰的U型管的質(zhì)量，得到c g重復(fù)步驟和的操作，直到U型管的質(zhì)量基本不變，為d g請(qǐng)?zhí)羁蘸突卮饐栴}：（1）裝置中干燥管B的作用是 防止空氣中的CO2和

4、水氣進(jìn)入U(xiǎn)型管中 。（2）如果將分液漏斗中的硫酸換成濃度相同的鹽酸，測(cè)試的結(jié)果會(huì) 偏高 。（3）步驟的目的是 把反應(yīng)產(chǎn)生的CO2全部導(dǎo)入U(xiǎn)型管中 。（4）步驟的目的是 判斷反應(yīng)產(chǎn)生的CO2是否全部排出，并被U型管中的堿石灰吸收 。（5）還可以用其它實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定試樣中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，請(qǐng)簡(jiǎn)述一種不同的實(shí)驗(yàn)方法。處理方式（1）先讓學(xué)生看實(shí)驗(yàn)?zāi)康?；?）根據(jù)圖示裝置分析獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的途徑；（3）推敲減小實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)偶然誤差的辦法（為什么要用盛有濃硫酸的洗氣瓶？為什么要用盛有堿石灰的干燥管？為什么要用裝有NaOH溶液的洗氣瓶？沒有上述裝置分別會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生什么影響？）；（4）要求學(xué)生獨(dú)立描述實(shí)驗(yàn)步驟；（5

5、）要求學(xué)生分析其它獲得純堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)的方法（沉淀法得到BaCO3或AgCl沉淀；滴定法用稀鹽酸滴定Na2CO3溶液；電解法電解混合溶液，測(cè)量產(chǎn)生的氯氣體積）評(píng)價(jià)引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的四個(gè)原則對(duì)上述實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。練習(xí)欲用托盤天平、過濾裝置、蒸發(fā)裝置、氫氧化鈉溶液等用品來測(cè)定未知濃度的MgCl2溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。甲、乙、丙三組學(xué)生各自設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)方案，試根據(jù)表中的三套方案，回答以下問題：組別 實(shí) 驗(yàn) 步 驟甲取MgCl2溶液m1 g，加熱溶液蒸發(fā)到全部成為晶體為止稱取最后得到的固體m2 g乙取MgCl2溶液m1 g將NaOH溶液慢慢加到MgCl2溶液中至剛好不再產(chǎn)生沉淀為止，稱得用去的

6、NaOH溶液的質(zhì)量m2 g過濾，稱取溶液的質(zhì)量為m3 g丙取MgCl2溶液m1 g加入NaOH溶液，估計(jì)NaOH溶液已完全過量過濾后將沉淀洗滌、烘干并灼燒，稱得沉淀質(zhì)量為m2 g將沉淀再加熱烘干灼燒，冷卻后稱得質(zhì)量為m3 g，且m2- m3 0.1g（1）上述三組方案中， 甲 組方案是錯(cuò)誤的，錯(cuò)誤的原因是 加熱時(shí)MgCl2將發(fā)生水解，蒸干后得到的固體不會(huì)是純凈的MgCl2固體； 乙 組方案不夠準(zhǔn)確，其計(jì)算結(jié)果比溶液中實(shí)際溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 偏高（填偏高或偏低），出現(xiàn)這種情況主要是實(shí)驗(yàn)方案中的第 步，因?yàn)闉V液中的溶質(zhì)沾附在濾紙和沉淀上。（2）如果試劑和儀器可以任選，請(qǐng)你對(duì)題中的甲、乙兩種實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行

7、改進(jìn)，或者提出其它合理的實(shí)驗(yàn)方案。甲方案改進(jìn)方案：加熱法在氯化氫氣體的氛圍中加熱并蒸干MgCl2溶液，得到MgCl2固體；乙方案改進(jìn)方案：滴定法向MgCl2中加入過量的NaOH溶液，然后再用稀鹽酸來釘定過量的NaOH溶液，用酚酞作指示劑；其它方案：沉淀法向MgCl2溶液中加入足量硝酸銀溶液，根據(jù)AgCl沉淀的質(zhì)量來計(jì)算MgCl2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。評(píng)價(jià)引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的四個(gè)原則對(duì)上述實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。課堂小結(jié)（略）作業(yè)堿式碳酸鎂有多種不同的組成，如：Mg2(OH)2CO3、Mg4(OH)2(CO3)3、Mg5(OH)2(CO3)4 。請(qǐng)你設(shè)計(jì)一種實(shí)驗(yàn)方案確定某種堿式碳酸鎂的組成（提示：上述各類

8、堿式碳酸鎂受熱時(shí)均可分解為MgO、CO2、H2O）（儀器和藥品均可任意選?。?設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案應(yīng)包括如下四個(gè)方面：（1）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置及其連接方式；（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)操作步驟；（3）設(shè)計(jì)記錄數(shù)據(jù)的表格；（4）分析可能產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差的主要因素及盡可能減小實(shí)驗(yàn)誤差的辦法。（1）實(shí)驗(yàn)裝置及連接示意圖（2）實(shí)驗(yàn)步驟：按上圖組裝好實(shí)驗(yàn)裝置后，首先檢查裝置的氣密性；稱取堿式碳酸鎂樣品m1g，并將其放入硬質(zhì)玻璃管中；稱量：裝濃硫酸的洗氣瓶C的質(zhì)量m2g；裝堿石灰的U型管D的質(zhì)量為m3。 打開活塞K1、K2，關(guān)閉K3，緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘 關(guān)閉活塞K1、K2，打開K3，點(diǎn)燃酒精燈加熱，待不再產(chǎn)生氣體為止。打開活塞K1，緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘，然后拆下裝置，稱得洗氣瓶C的質(zhì)量為m4g，U型管的質(zhì)量為m5g。（3）記錄數(shù)據(jù)的表格稱量對(duì)象樣品質(zhì)量 / g洗氣瓶