《物质的定量分析》教学分析及建议

(共41张PPT)
物质的定量分析
实验内容特点
注重自主探究
注重与理论联系
注重学生的生活经验
一、实验内容的特点
二、新课程化学实验教学的策略
3、积极引导学生质疑探究，培养探究精神和实验能力。
1、了解教材内容的前后联系，把握教学的阶段性。
2、着力培养对实验现象的观察和分析能力。
二、新课程化学实验教学的策略
1、了解教材内容的前后联系，把握教学的阶段性。
实验内容的编排方式
分散
集中
化学1
化学2
有机化学基础
化学反应原理
物质结构与性质
化学与生活
化学与技术
实验化学
本专题在实验化学中的地位和作用
在化学研究中，我们不仅需要知道化学物质的组成元素、组成成分，而且需要知道某物质组成元素、组成成分的含量，这就需要用定量分析的方法来测定。定量分析在科学研究中的重要性是不言而喻的。
本专题以融生活和化学知识于一体的两个课题为主线，介绍定量分析的一般过程、定量分析实验方案的设计方法、常用定量分析仪器的使用方法，以及如何记录和处理实验数据等内容。
课 题1
食醋总酸含量的测定
酸碱中和滴定在各模块中的呈现
模块 专题、单元 实验内容
化学反应原理 专题3 第二单元《溶液的酸碱性》 [信息提示]滴定管的使用
[活动与探究]
0.1000mol/LNaOH滴定20.00mL0.1000mol/LHCl
[活动与探究]用标准盐酸测定NaOH溶液的浓度
实验化学 专题6《物质的定量分析》 课题1 食醋总酸度的测定
[拓展实验]配制并标定氢氧化钠溶液
化学反应原理
化学反应原理
化学反应原理
实验化学
一、本课题的教学目标
实验新特点
1.移液管的使用
2.指示剂的选择
3.相对平均偏差的计算
4.涉及滴定曲线
5.运用中和滴定原理设计实验方案解决实际问题
（与旧人教版比较）
实验原理
1.化学反应原理：
CH3COOH+NaOH = CH3COONa + H2O
HnA（有机酸）+nNaOH = NanA + nH2O
3．实验数据的处理：
m（CH3COOH） = c（NaOH）·V（NaOH）·M（CH3COOH）
100mL食醋中所含醋酸的质量为：
m′（CH3COOH） = c（NaOH）·V（NaOH）·
M（CH3COOH）× ×
根据3次接近的平行测定值，可计算食醋中总酸含量的平均值。
平均相对偏差的计算
绝对偏差（di）表示测定值（xi）与平均值（x）之差：
di=xi-x， x=
平均偏差（d）为各个单个偏差的平均值：
d= =
相对平均偏差：Rd = ×100%
x1+ x2+x3+…+xn
n
d1+ d2+d3+…+dn
n
|x1-x|+|x2-x|+|x3-x|+…+|xn-x|
n
n
d
实验准备
实验方案
实验方案
仪器的洗涤
溶液的装配
★NaOH标准溶液配制
中和滴定
指示剂的选择
滴定与记录
数据处理与结论
数据处理
误差分析
记录与结论
NaOH标准溶液浓度c（NaOH）= 0.1000 mol/L
实验次数 第一次 第二次 第三次
待测食醋的体积初读数/mL
待测食醋的体积终读数/mL
待测食醋的体积
V（CH3COOH）/mL 25 25 25
NaOH标准溶液的体积初读数/mL 2.00 2.32 2.14
NaOH标准溶液的体积终读数/mL 22.68 23.04 22.85
NaOH标准溶液的体积
V（NaOH）/mL 20.68 20.72 20.71
实验测得的食醋总酸含量（g/100mL） 4.963 4.973 4.907
食醋总酸含量的平均值（g/100mL） 4.968
相对平均偏差/% 0.067%
食醋的
选择
1.白醋:效果较好
2.香醋:稀释10倍
3.陈醋: 颜色很深，影响终点判断
注意事项
消除CO2对
实验的影响
配制NaOH溶液和稀释食醋的蒸馏水在实验前应加热煮沸2～3分钟，以尽可能除去溶解的CO2，并快速冷却至室温。
（1）移液管尖嘴残留液体的处理
（2）滴定前后碱式滴定管中不能有气泡
（3）滴定管使用前要用待盛放的溶液润洗
锥形瓶不能用待测液润洗
（4）滴定终点的判断
（5）读数时是否平视
几个关健
实验操作
交流与讨论
可结合教学参考102页的说明。
拓展课题6-1 配制并标定氢氧化钠溶液
（1）配制NaOH饱和溶液，放置一段时间后，吸取上 层清液，稀释到约0.1mol/L，即可得NaOH标准溶液。
（2）用邻苯二甲酸氢钾（HOOCC6H4COOK）作为基准物质，以酚酞作为指示剂，标定上述NaOH标准溶液。
m/M = c（NaOH）×V（NaOH）
记录与结论
实验次数 第一次 第二次 第三次
邻苯二甲酸氢钾的质量/g 0.562 0.551 0.574
氢氧化钠溶液的体积初读数/ml 2.00 5.80 2.00
氢氧化钠溶液的体积终读数/ml
27.98 31.55 28.89
氢氧化钠溶液的体积/ml
25.98 25.75 26.89
氢氧化钠溶液的浓度/mol/L 0.09451 0.09554 0.09577
氢氧化钠溶液的平均值 0.09526
平均相对偏差 0.14%
实验几点说明
1.邻苯二甲酸氢钾的质量的称量可以用分析天平。
2.氢氧化钠溶液的稀释应用新煮沸而又迅速冷却的蒸馏水。
3.邻苯二甲酸氢钾的溶解应小心振荡，需要一定的时间。
4.从相对平均偏差来看，实验结果在误差范围之内，建议教师氢氧化钠标准溶液的浓度采用0.1000mol/L。
5.教师应对学生说明有效数字的运算方法。
教学建议
1．课时分配
第一课时：食酸的分类，食醋总酸含量的测定原理，
滴定过程中pH的变化以及实验数据的处
理方法。
第二课时：通过氢氧化钠标准溶液的配制和标定，复习滴定管的使用和中和滴定操作，练习移液管的使用。
第三课时：课题方案的设计与论证。完成食酸总酸含量测定的实验与评价。
分组公布实验方案，
说出各自的困惑
各组对各种方案
进行质疑与评价
学生设计实验方案
实验与评价
初步实施实验方案
细化实验方案
4
3
2
5
6
1
食酸总酸
含量的测定
2．教学设计思路（课题方案设计教学）
课 题 2
镀锌铁皮锌镀层厚度的测定
知识与技能
⑴学会用电子天平称量物质的质量。
⑵学会用化学方法测定镀锌铁皮的锌镀层厚度。
⑶了解测定过程中产生误差的原因，并能对实验中的数据进行处理。
⑷学会书写定量测定与分析实验报告。
过程与方法
通过实验使学生进一步掌握定量分析的一般方法。
情感、态度、价值观
提高学生的实验兴趣，培养学生勤与创新、敢与实践的科学 品质。
教学目标
在“知识预备”部分的教学中，教师首先要引导学生复习和探究锌、铁的性质，复习原电池反应、电镀的工作原理，使学生不仅掌握教材上介绍的测定原理和测定方法，而且让学生尝试自己设计多种实验方案，并进行预备实验，找出较好的测定方法。
在数据记录与处理的教学中，建议教师提醒学生注意数据的记录、误差和有效数字的运算规则。
教学建议
h =△m/(2ρS)
实验原理
△m：
①用____________________测量反应前后的质量
② 用________________来溶解铁皮表面的锌镀层
电子天平(0.001g)
6 mol/LHCl
引导学生设计方案
镀锌铁片在HCl中产生H2的速率由快迅速转慢
实验现象
说明： 1、该现象非常明显，学生很容易做出判断
2、不宜用硫酸替代盐酸做该实验
3、耗时短，大约2分钟即可完成
1、镀锌铁片反应前后质量的精确测量与读数。
2、锌在酸中完全溶解后，产生氢气显著变慢，准确判断锌完全反应是本实验最重要的一环。若判断过早则会使锌未完全溶解；若过迟会使铁部分溶解，都会增加实验误差。
3、数据的准确记录与处理及误差分析。
操作要点
记录与结论
数据记录 数据处理
铁片A，长 5.00 cm宽5.06cm
铁片A，长 4.92cm宽4.90cm
铁片A，长 4.98cm宽5.00cm
镀锌铁片A，m1（Ａ）=5.464克
镀锌铁片B，m1（Ｂ）=5.255克
镀锌铁片C，m1（Ｃ）=5.429
铁片A，m２（Ａ）=5.322
铁片B，m２（Ｂ）=5.121
铁片C，m２（Ｂ）=5.290
镀锌
铁片 单侧厚度/mm 平均厚度/mm 相当平均偏差/%
镀锌铁片A 0.0393
0.0391
0.34%
镀锌
铁片B 0.0389
镀锌
铁片C
0.0391
一些思考
在本课题中，用到了精度达0.001g的电子天平。由于在以前的化学实验中并不需要该仪器，所以一般来讲相当学校目前可能并不具有该实验仪器，再加上该仪器价格不菲及相关领导可能没有及时给予重视，则很可能造成经费不宽裕的地区或学校放弃对该仪器的配备。如果是这样，该实验则无法开展，就会迫使实验成为“纸上谈兵”。我尝试了省新课程培训时介绍的方法：方法是用螺旋测微器直接测量铁片反应前后的厚度，则厚度差的1/2即为镀锌铁皮的锌镀层厚度 (h)。具体比较见下表。
用螺旋测微器测铁片的厚度
数据记录 镀锌铁皮 质量(g) 面积(mm2) 厚度*(mm)
反应前 5.464 2530 0.284
反应后 5.322 o.203
数据处理 锌镀层厚度(mm) 依据 h =△m/(2ρS)(锌的密度ρ=7.14g/cm3) h =(6.464－5.322)/(2·7.14·10-3·2530)=0.0393mm
锌镀层厚度(mm) 依据厚度差的1/2即为镀锌铁皮的锌镀层厚度(h)
h =(0.284－0.203)/2=0.0405mm
注：测定厚度为四次测定(铁皮上均匀取四个点)的平均值
数据与结论
附：教参提供其它实验方案
方案1：将镀锌铁片投入足量的6mol/L的盐酸中，使其完全溶解，通过测量生成氢气的体积，计算出铁片上锌的质量。
评价：实验耗时长
方案2：将镀锌铁片投入足量的3 mol/L一硫酸亚铁溶液中，过一段时间后，取出铁片，用水冲、洗烘干后，再称量。
评价：几乎不反应
方案3：将镀锌铁片投入足量的6mol/L盐酸中，使其完全溶解，再在所得溶液中加入过量的NaOH溶液，将沉淀过滤，待滤渣烘干、灼烧后，再称量。
评价：操作麻烦，实验精确度不高
方案4：将镀锌铁片投入足量的6 mol·L-1NaOH溶液中，待充分反应后，取出铁片，用水冲洗、烘干后，再称量。
评价：操作简单，原理科学，但反应速率太小
方案5：将镀锌铁片与另一块纯铁片用一根导线连接起来，放入盛有3mol·L-1硫酸亚铁溶液的烧杯中，过一段时间后，取出铁片，用水冲洗、烘干后，再称量。
评价：设计合理，但终点不好判断
方案6：将镀锌铁片与石墨用一根导线连接起来，放入盛有6mol·L-1NaOH溶液中，当石墨棒过一段时间后，取出铁片，用水冲洗、烘干后，再称量。
评价：操作简单，但耗时长
拓展课题6-2 水果中维生素C含量的测定
1、维生素C标准溶液的配制
将5片100mg的维生素C药片投入到盛有50ml蒸馏水的烧杯中，当Vc药品全部溶解后，转移到250ml容量瓶中，并稀释到刻度。
2、橙汁的准备
取鲜橙若干，榨汁，过滤备用。
3、Vc药片中Vc含量的测定
移取20ml Vc 标准液注入250ml锥形瓶中，加入1ml0.1mol/L盐酸，再加入1-2ml淀粉溶液，用0.010mol/L碘水滴定，直至溶液显蓝色且半分钟不褪色，记录消耗碘水体积。重复两次，取平均值。
4、橙汁中Vc含量的测定
移取20ml 橙汁注入250ml锥形瓶中，加入1ml0.1mol/L盐酸，再加入1-2ml淀粉溶液，用0.010mol/L碘水滴定，直至溶液显蓝色且半分钟不褪色，记录消耗碘水体积。重复两次，取平均值。
记录与结论
编号 滴定前的读数/ml 滴定前的读数/ml 消耗碘液体积/ml 消耗碘液体积的平均值/ml
维生素C
标准溶液 1 3.26 27.36 24.10 24.07
2 2.28 26.42 24.14
橙汁 3 12.77 17.58 4.81 4.79
4 17.58 22.35 4.77
橙汁中维生素C的含量=398.0mg/L
几点说明：
1、维生素C 药片的全部溶解需一定时间，要耐心，可能还会有少量的悬浮细粒。
2、建议不要用橙汁饮料做该实验，原因是其中维生素C含量比较低。
3、滴定终点不容易判断，需提醒学生注意。
4、建议可以选择多种水果和蔬菜的原汁做实验，以提高学生的兴趣，并了解各种蔬菜水果的 Vc含量的高低。
5、碘和维生素C的反应方程式不宜拓展。