【教學(xué)設(shè)計】中和滴定

中和滴定 高一化學(xué)上海市上海中學(xué)徐?！窘虒W(xué)設(shè)計說明】一、教學(xué)目標(biāo)：1.理解中和滴定的概念、實質(zhì)和原理；掌握中和滴定及其計算。2.知道中和滴定所選用的儀器；掌握中和滴定中酸堿指示劑的選用。3.培養(yǎng)學(xué)生利用計算機(jī)軟件分析問題、解決問題的能力。4.培養(yǎng)學(xué)生在實驗測定及數(shù)據(jù)處理過程中實事求是、一絲不茍的科學(xué)態(tài)度。二、教學(xué)重點：中和滴定的原理。三、教學(xué)模式：“啟發(fā)——掌握模式”四、教學(xué)手段：計算機(jī)輔助教學(xué)及實物投影等現(xiàn)代化教學(xué)手段。1.用PowerPoint顯示板書及有關(guān)圖片。2.用自編的“顏色變化”軟件進(jìn)行酸堿指示劑選用的教學(xué)。3.用自編的“中和滴定”軟件進(jìn)行滴定突躍及有關(guān)誤差分析的教學(xué)。4.用實物投影儀顯示學(xué)生練習(xí)結(jié)果及滴定儀器的細(xì)微結(jié)構(gòu)。五、教學(xué)流程：教學(xué)流程圖中和滴定的概念中和滴定的概念中和滴定的實質(zhì)中和滴定的原理滴定過程中體積的測定滴定終點的判斷指示劑的使用測量體積時儀器的選用從PH-VB滴定突躍曲線分析誤差滴定中CA、CB、VA、VB的取值與誤差的關(guān)系滴定管演示演示【教學(xué)過程】[顯示]醋的圖片，醋的實物；鹽酸的實物。[提問]醋是我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常用到的調(diào)料，醋之所以有酸味，因為其中含有醋酸，那么食醋中醋酸的含量到底是多少？我們怎樣才能測得其中醋酸的含量？我們又怎樣知道我們實驗室中使用的某一鹽酸溶液的濃度到底是多少？[回答]我們可以用酸堿中和滴定的方法。[顯示]中和滴定的操作圖。1.概念。酸堿中和滴定就是用已知濃度的酸（或堿）來測定未知濃度的堿（或酸）的方法。 標(biāo)準(zhǔn)液待測液[講解]“某滴某”，前者為標(biāo)準(zhǔn)液，后者為待測液。2.實質(zhì)。[顯示]H++OH-==H2O[提問]此式是否一定是酸堿中和反應(yīng)的離子方程式？學(xué)生活動：某些學(xué)生說是；有些學(xué)生說不一定，并舉醋酸與氫氧化鈉的反應(yīng)或硫酸與氫氧化鋇的反應(yīng)為反例。[顯示]CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2OCH3COOH+OH-=CH3COO-+H2O①此式僅代表酸堿中和滴定的實質(zhì)，不一定是酸堿中和的離子方程式。②H+可來自強(qiáng)酸或弱酸，一元酸或多元酸；OH-可來自強(qiáng)堿或弱堿，一元堿或多元堿。[講解]目前我們以一元強(qiáng)酸與一元強(qiáng)堿的反應(yīng)為例討論中和滴定。[提問]在中和反應(yīng)中，氫離子與氫氧根離子的物質(zhì)的量、氫離子與氫氧根離子的摩爾濃度、酸與堿的物質(zhì)的量、酸與堿的摩爾濃度這四組關(guān)系中哪些一定是相等的，哪些不一定相等？學(xué)生活動：學(xué)生進(jìn)行討論，通過舉反例排除的方法，最后得出只有參加反應(yīng)的氫離子的物質(zhì)的量和氫氧根離子的物質(zhì)的量相等。[顯示]③參加反應(yīng)的氫離子的物質(zhì)的量和氫氧根離子的物質(zhì)的量相等。[講解]但氫離子和氫氧根離子的濃度、酸與堿的物質(zhì)的量、酸與堿的摩爾濃度不一定相等。[顯示]例：20毫升摩/升的NaOH溶液與摩/升的H2SO4溶液5毫升反應(yīng)。[講解]氫離子和氫氧根離子在中和滴定中，它們的物質(zhì)的量是相等的，這就是酸堿中和滴定最基本的原理。3.原理。[顯示]一元強(qiáng)酸與一元強(qiáng)堿反應(yīng)：HCl+NaOH=NaCl+H2O酸—acid堿—baseCA—鹽酸的物質(zhì)的量濃度CB—氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度VA—鹽酸的體積VB—氫氧化鈉的體積[提問]試用一等式來表示CA、CB、VA、VB間的關(guān)系。學(xué)生活動：學(xué)生在草稿紙上推導(dǎo)，個別被點名的同學(xué)將推導(dǎo)結(jié)果通過實物投影向全班展示。[顯示]CAVA=CBVBCA=CBVB/VA（堿滴定酸）CB=CAVA/VB（酸滴定堿）[提問]在上面這兩個式子中，以堿滴定酸的式子為例，哪些是已知?的哪些是需要測量的？哪些是可以求得的？[回答]“CB”是已知的；“VA”、“VB”、“=”是需要測量的；“CA”是可以求得的。學(xué)生活動：學(xué)生通過討論，得到“CB”是已知的；“VA”、“VB”、“=”是需要測量的；“CA”是可以求得的（往往忽略了“=”的成立問題）。[提問]如何來測定“VA”、“VB”、“=”？如何測量體積？常用的測量體積的儀器有哪一些？[回答]量筒、滴定管、移液管。[顯示]量筒、滴定管、移液管的圖片。[提問]試比較它們的差異，并回答在滴定過程中應(yīng)選用哪一個（哪一些）？[回答]量筒管徑較大，且刻度間隔大，一般只能讀到毫升，比較粗略，滴定中一般不用；滴定管和移液管管徑較小，其中滴定管刻度間隔比較小，它們在測量過程中一般可讀到毫升，比量筒精確得多。如圖，在三種儀器中加入相同體積的液體，在移液管及滴定管中液面的上升明顯得多，因此，在滴定過程中，測量體積一般選用滴定管和移液管。學(xué)生活動：學(xué)生通過討論并在教師的引導(dǎo)下，總結(jié)出幾種儀器的不同和它們的精確程度的差異，并作出一定的選擇。[顯示]標(biāo)準(zhǔn)液的體積可用滴定管來測量；待測液的體積可用移液管（或滴定管）來測量。[提問]如何知道在滴定過程中上面式子的等號成立了？即如何準(zhǔn)確判斷中和反應(yīng)是否恰好完全？[回答]可以利用酸堿指示劑，通過顏色的變化來判斷中和反應(yīng)是否完全。學(xué)生活動：在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生領(lǐng)悟到“=”的成立也需要實驗測得。并提出可用指示劑實現(xiàn)。[提問]常用的指示劑有哪一些？它們的變色范圍分別是多少？[顯示]石蕊、酚酞、甲基橙的變色范圍。[提問]在中和滴定過程中如何選用指示劑？[回答]理論上可以選用石蕊、酚酞、甲基橙中的任意一種，但由于石蕊變色不明顯，顏色變化沒有清晰的界限，所以在中和滴定中一般不用。學(xué)生活動：有些學(xué)生根據(jù)中性的PH值為7選用石蕊試劑，也有學(xué)生選用其他兩種。[提問]指示劑一般是加在盛待測液的錐形瓶中的。那么，用氫氧化鈉滴定鹽酸和用鹽酸滴定氫氧化鈉應(yīng)分別選用什么指示劑？[演示]人眼對顏色深淺變化的實驗。學(xué)生活動：學(xué)生通過對顏色深淺變化的觀察，總結(jié)出人眼對由淺到深的顏色變化更敏感。[顯示]指示劑的選用原則：顏色由淺深。用氫氧化鈉滴定鹽酸：酚酞作指示劑（由無色到淺紅色）。用鹽酸滴定氫氧化鈉：甲基橙作指示劑（由黃到橙）。學(xué)生活動：學(xué)生由指示劑的主要成分分析有關(guān)指示劑用量的問題。[提問]指示劑一般加多少？[回答]由于指示劑的成分主要為有機(jī)弱酸或有機(jī)弱減，所以不宜多加，只要幾滴就可以了。[提問]當(dāng)用氫氧化鈉滴定鹽酸時，我們選用酚酞作為指示劑；當(dāng)顏色由無色突然變成淺紅色時，即表明滴定完全。但酚酞顯淺紅色表明PH值界于8和10之間，已經(jīng)大于7，堿已過量，這對滴定結(jié)果是否有影響？學(xué)生活動：大部分學(xué)生認(rèn)為，這樣對結(jié)果有較大的影響。[演示]“中和滴定”軟件（PH～VB滴定突躍曲線圖）。[講解]當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏危s毫升）時，PH發(fā)生突躍，溶液變淺紅，即使氫氧化鈉溶液過量也在一滴之內(nèi)，其相對誤差不會超過：×100%=%，是在允許的誤差范圍之內(nèi)的。[提問]為了減小相對誤差，在滴定過程中，我們一般控制標(biāo)準(zhǔn)液、待測液的濃度在摩/升左右待測液體積一般取25毫升，消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積控制在20～30毫升。為什么要這樣？[回答]讓學(xué)生改變“中和滴定”軟件中CA、CB、VA、VB等參數(shù)，觀察滴定曲線的形狀變化并加以回答。學(xué)生活動：學(xué)生自己動手改變“中和滴定”軟件中CA、CB、VA、VB等參數(shù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有時滴入幾滴標(biāo)準(zhǔn)液PH值就發(fā)生突躍，而有時將50毫升標(biāo)準(zhǔn)液滴完P(guān)H還沒有突躍，從而總結(jié)出CA、CB、VA、VB等參數(shù)一般有一定的限制。4.滴定管。[顯示]酸式滴定管堿式滴定管[顯示]實物投影儀顯示酸式滴定管、堿式滴定管實物。[提問]這兩根滴定管有什么區(qū)別？為什么會有這樣的區(qū)別？哪一根是酸式滴定管？哪一根是堿式滴定管？[回答]一根下端有一個磨口活塞，另一根下端有一段橡皮管（中間有一粒玻璃珠）。其中下端有磨口活塞的一根為酸式滴定管，只能用來裝酸，因為堿要與玻璃反應(yīng)，生成有粘性的硅酸鈉溶液，粘住磨口活塞；另一根為堿式滴定管，只能用來裝堿，因為酸易使橡皮管老化。學(xué)生活動：學(xué)生通過觀察和討論，比較兩者的異同，并解釋不同的原因。[提問]滴定管的刻度與量筒相比有什么不同？[回答]滴定管刻度密，零刻度在最上方，從上到下數(shù)值由小到大；量筒刻度疏，從上到下，數(shù)值由大到下。學(xué)生活動：某學(xué)生通過觀察回答兩者的不同（有些由其他學(xué)生補(bǔ)充）?！军c評】中和滴定分析法是科學(xué)實驗和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用的化學(xué)檢驗方法。徐睿老師以中和滴定的實質(zhì)為主線，采用計算機(jī)輔助教學(xué)及實物投影等現(xiàn)代化的教學(xué)手段來實施本節(jié)課的教學(xué)。自編的“顏色變化”軟件，利用計算機(jī)模擬指示劑顏色變化，使學(xué)生形象、生動地感受到人眼對顏色的深淺變化，在非常愉快的氛圍中掌握了中和滴定中酸堿指示劑的選用原則。自編的“中和滴定”軟件，利用計算機(jī)模擬中和滴定過程，并顯示PH～VB滴定突躍曲線圖。在模擬操作中將滴加液體的體積通過音響、顏色同步變化的效果，動態(tài)地顯示溶液PH值的變化及滴定突躍的出現(xiàn)。使中和滴定的實質(zhì)及過程形象地展現(xiàn)在學(xué)生面前，從而解決了這一教學(xué)中的難點。在教學(xué)過程中采用了讓學(xué)生自行