“測定燒堿樣品的純度”教學(xué)案例

文章編號:1005-6629(2010)07-0048-04 中圖分類號:G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

1教學(xué)內(nèi)容分析

“測定燒堿樣品的純度”涉及到“氣體體積法”、“固體質(zhì)量法”、“溶液酸堿滴定法”三種重要的定量測定方法，測定過程中涉及到試劑的選擇、儀器的選擇，以高二第一學(xué)期的三個定量實驗為基礎(chǔ)，能很好的體現(xiàn)定量實驗的“精確性”特點。相對于課本上的三個定量實驗，它更具綜合性，并且與考試中的題目類型相近，十分有利于學(xué)生掌握定量測定的原理和方法，是后續(xù)實驗訓(xùn)練教學(xué)的重要載體。因此，這個實驗在教學(xué)中具有特殊的意義，要注意充分發(fā)揮它在促進(jìn)學(xué)生實驗?zāi)芰Πl(fā)展等方面的作用。

2學(xué)生實際情況分析

本節(jié)課的教學(xué)對象為高二第二學(xué)期的“加一”學(xué)生，他們準(zhǔn)備在高考時加試化學(xué)，但是學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)習(xí)慣不太好。此時，相對于上一學(xué)期，他們在學(xué)習(xí)化學(xué)的態(tài)度上有明顯的好轉(zhuǎn)，化學(xué)知識逐步完善，但化學(xué)實驗方面卻沒有明顯提高，尤其是定量實驗。因為當(dāng)時尚未分班，學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確，對此部分內(nèi)容掌握很不扎實。雖然當(dāng)時在實驗室里做過其中的兩個定量實驗，但是基本上是按照教材給定的實驗步驟完成操作，缺乏對實驗過程的全盤理解。

實驗知識和方法掌握不到位，這勢必導(dǎo)致學(xué)生面對實驗題產(chǎn)生恐懼心理。他們往往是談(實驗)題色變，甚至考試中看到實驗題選擇放棄。因此，當(dāng)前最緊要的，就是通過讓學(xué)生自己體驗實驗方案設(shè)計的過程，樹立解決實驗問題的自信心。

3教學(xué)目標(biāo)設(shè)計

針對學(xué)生實驗基礎(chǔ)薄弱這一狀況，本節(jié)課把教學(xué)內(nèi)容的重點鎖定在“測定燒堿樣品純度”的兩種方法——氣體法和沉淀法。以學(xué)生能較為透徹地理解這兩種方法中涉及的原理、試劑和儀器選擇、得出計算公式等過程為主要目標(biāo)。對于精確性更高的“雙指示劑酸堿滴定法”，因為對學(xué)生綜合能力要求更高，選擇在后續(xù)教學(xué)中再專門進(jìn)行。

知識與技能目標(biāo):知道燒堿樣品中含有的主要雜質(zhì)及其來源，掌握定性與定量實驗的區(qū)別;理解沉淀法、氣體法的實驗原理，并推導(dǎo)得出樣品純度的計算公式;

過程與此同時方法目標(biāo):通過測定燒堿的純度，從設(shè)計實驗方案、選擇藥品、儀器到實驗數(shù)據(jù)處理各方面體驗解決化學(xué)實驗問題的過程;通過儀器和藥品的選擇，了解提高定量實驗中精確性和誤差分析的方法。

情感態(tài)度與價值觀目標(biāo):感受定量實驗的特點和意義;體驗實驗法在實際問題解決中應(yīng)用的重要性和普遍性;感受到科學(xué)的實事求是精神的熏陶。

4重點難點分析

重點:氣體法、沉淀法實驗方案設(shè)計及數(shù)據(jù)處理。

難點:通過選擇藥品、儀器和進(jìn)一步完善方案實現(xiàn)定量實驗精確性的方法。

5教學(xué)程序設(shè)計

本節(jié)課是一堂實驗方案探究課，教師重在引導(dǎo)，學(xué)生重在自行思考并設(shè)計實驗方案，但是，考慮到學(xué)生在把握定量實驗“精確性”問題上不可能一步到位，所以，在設(shè)計時主要突出兩個環(huán)節(jié):一是學(xué)生通過分析燒堿成分，確定實驗原理和計算方法，得出氣體法和沉淀法;二是在“精確性”的指導(dǎo)下，選擇恰當(dāng)?shù)脑噭?、儀器并不斷完善。

5.1學(xué)生實驗，創(chuàng)設(shè)問題驅(qū)動情境

①教師展示燒堿樣品，引導(dǎo)學(xué)生分析可能含有的雜質(zhì)成分。

問題1:根據(jù)你的分析，如何設(shè)計一個簡單的實驗證實此樣品是否變質(zhì)?

②學(xué)生實驗:定性檢驗燒堿是否變質(zhì)(加入稀鹽酸，看是否有氣泡生成)。

③加深認(rèn)識定性實驗和定量實驗的區(qū)別

問題2:剛才大家動手做的實驗屬于哪一種測定方法?

問題3:要想測定此樣品中燒堿的含量屬于哪種測定方法?

5.2分組討論，確定實驗原理

一個完整的定量實驗包括很多環(huán)節(jié)，包括:要確定實驗原理，選擇實驗藥品和儀器，設(shè)計實驗步驟，實施實驗，處理實驗數(shù)據(jù)，結(jié)果的誤差分析。

現(xiàn)在已經(jīng)知道這瓶燒堿樣品含有的雜質(zhì)主要是碳酸鈉，燒堿的純度等于樣品中燒堿的質(zhì)量與樣品質(zhì)量的比值。

①確定實驗原理

討論1:選擇合適的實驗藥品，并根據(jù)你的選擇寫出測定過程中的化學(xué)反應(yīng)方程式。

②學(xué)生匯報實驗原理，教師引導(dǎo)總結(jié)評價。

總結(jié):兩種實驗方法:氣體法和沉淀法。

討論2:在沉淀法中，同學(xué)們選擇了不同的試劑使碳酸鈉沉淀 ，有氫氧化鈣、氯化鈣、氫氧化鋇和氯化鋇，從精確性角度考慮，哪一種更好?

討論3:氣體法中，選擇稀硫酸還是稀鹽酸?

明確兩種方法所需要的試劑。

5.3分組討論，確定實驗裝置和步驟

接下來就是針對選擇的實驗原理和試劑來確定實驗裝置，在選擇的過程中，要注意儀器的精度對實驗結(jié)果造成的影響。

①沉淀法

討論4:沉淀法主要包含哪些實驗步驟?需要用到哪些儀器?

取樣溶解→加入足量的氯化鋇溶液→過濾沉淀→洗滌沉淀→烘干

問題4:過濾操作中用到哪些玻璃儀器?

如何證明沉淀已經(jīng)洗滌干凈?

烘干過程中，通過何種操作確保實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性?

②氣體法

測定二氧化碳的量，既可以測定其質(zhì)量，也可以測定其體積，分別可通過什么方法測定?

I. 測定二氧化碳的質(zhì)量

投影展示:組內(nèi)代表展示本組實驗裝置圖，并介紹實驗步驟

討論5:上述裝置有什么不完善的地方?

對于學(xué)生沒有發(fā)現(xiàn)的問題，通過下列問題進(jìn)行引導(dǎo)提問:

問題5:氣體進(jìn)入干燥管之前要進(jìn)行什么操作?

如何防止空氣中水和二氧化碳對實驗造成的影響?否則對實驗造成什么影響?如何保證生成的二氧化碳都進(jìn)入干燥管?否則對實驗造成什么影響?

畫圖:畫出一套完整的通過測定二氧化碳質(zhì)量來確定燒堿純度的裝置

II.測定二氧化碳的體積

投影展示:組內(nèi)代表展示本組實驗裝置圖，并介紹實驗步驟

討論6:上述裝置有什么不完善的地方?

對于學(xué)生沒有發(fā)現(xiàn)的問題，通過下列問題進(jìn)行引導(dǎo)提問:

問題6:利用排液法來測定二氧化碳的體積，應(yīng)選擇什么溶液?

此方案是否需要考慮發(fā)生裝置中殘留的二氧化碳?xì)怏w?

畫圖:畫出一套完整的通過測定二氧化碳體積來確定燒堿純度的裝置

5.4處理實驗數(shù)據(jù)

教師用確定的符號來表示每種方案中測得的實驗數(shù)據(jù)，指導(dǎo)學(xué)生依次推導(dǎo)得出沉淀法、氣體法(質(zhì)量、體積)的計算公式。

5.5誤差分析，總結(jié)評價

問題7:本次實驗設(shè)計是在假設(shè)燒堿中只含有碳酸鈉的前提下進(jìn)行的，實際的燒堿中還可能有什么雜質(zhì)?如何影響實驗結(jié)果?

問題8:根據(jù)我們做實驗的溫度和壓強(qiáng)情況，利用排液法測定二氧化碳體積的方法中還可能存在什么誤差?應(yīng)該如何改進(jìn)?

5.6總結(jié)，布置思考作業(yè)

(1)測定二氧化碳的質(zhì)量與測定二氧化碳的體積這兩種方法中，哪種好一些?為什么?

(2)這節(jié)課我們主要利用氣體法和沉淀法來測定燒堿樣品的純度，實際上，利用酸堿滴定的原理來進(jìn)行該測定更為精確、方便，課下請同學(xué)們進(jìn)行這一方案的實驗設(shè)計。

6課后反思

6.1分析提煉學(xué)生作業(yè)中的典型錯誤，形成專題課教學(xué)內(nèi)容的“骨架”和“重點”

首先，總結(jié)分析學(xué)生在作業(yè)中出現(xiàn)的典型錯誤，形成教學(xué)重點。作業(yè)是對學(xué)生所學(xué)知識掌握情況最直接的反映，教師不僅要仔細(xì)批改對錯，更重要的是對學(xué)生個體出現(xiàn)的錯誤進(jìn)行分析匯總，確定學(xué)生關(guān)于某一教學(xué)內(nèi)容中存在的普遍的、典型的錯誤，將這些典型錯誤所牽扯的知識點提煉出來，形成后續(xù)教學(xué)內(nèi)容的“骨架”和“重點”。

其次，與學(xué)生溝通交流了解學(xué)生出現(xiàn)錯誤的“癥結(jié)”。作業(yè)中能體現(xiàn)出學(xué)生在哪些知識點掌握不到位，與學(xué)生交流能知道學(xué)生為什么會錯，有助于教師在講解過程中確定教學(xué)重點，選擇最合適的教學(xué)方法，切中要害，從而提高教學(xué)效率。

下表體現(xiàn)出本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生實際存在的問題一一對應(yīng)的關(guān)系。

6.2實際教學(xué)效果

通過本節(jié)課，絕大部分學(xué)生能從實際原理、選擇試劑和儀器、設(shè)計實驗步驟、處理實驗數(shù)據(jù)、分析誤差這幾個方面了解氣體法和沉淀法的實驗設(shè)計過程;課堂氛圍活躍，學(xué)生積極思考，探究意識強(qiáng);課后學(xué)生反映對定量實驗加深了了解，開始形成解答實驗問題的思路。

從這次教學(xué)實際中深刻地體會到，教師應(yīng)該改變以前“只備教材”、“教學(xué)內(nèi)容跟隨著教學(xué)進(jìn)度走”的不良習(xí)慣，要更加關(guān)注學(xué)生實際的知識水平和需求，讓教學(xué)內(nèi)容跟隨著學(xué)生的現(xiàn)有經(jīng)驗和需求走，只有這樣，教學(xué)才是真正圍繞學(xué)生展開，才能取得最佳的教學(xué)效果。

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