實驗教學教案設計文檔教案.doc

化學實驗方案的設計和評價的教學設計京山中學 梅智斌 教學設計說明：本節(jié)課的教學是以新課改的理念作為指導思想來設計的。首先教師提出一個開放性的問題：設計實驗測定固體中Na2CO3(混有NaCl雜質(zhì))的百分含量，然后讓學生自主探索，主動求知，在不斷分析、解決問題，完善實驗的過程中開闊思維，挖掘潛能，提高學生設計和評價實驗方案的能力，同時也培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。教學目的：培養(yǎng)學生設計和評價實驗方案的能力。讓學生了解化學實驗方案設計的基本要求。重點和難點：實驗方案的設計和評價教學方法：自主探究學習和啟發(fā)式教學相結(jié)合教學過程：新課引入化學學科的一個重要特點就是實驗，無論物質(zhì)的制備還是性質(zhì)的檢驗都需要實驗。在進行實驗之前，我們要根據(jù)實驗目的和原理，設計出合理的實驗方案，才能有條不紊，高效精準的完成實驗，所以實驗方案的設計就尤為重要。下面就請同學們設計實驗方案：測定固體中Na2CO3(混有NaCl雜質(zhì))的百分含量。學生分組活動（討論5分鐘）后，收集并分析各組設計的實驗方案。方案1 生1稱取一定質(zhì)量的樣品 配成溶液 產(chǎn)生沉淀過濾洗滌干燥稱量師：如何判斷滴加的BaCl2溶液已過量？如何洗滌沉淀？其目的是什么？生：加入至不在產(chǎn)生沉淀后靜置，取上層清液少許，向清液中繼續(xù)滴加BaCl2溶液若不產(chǎn)生沉淀或者向清夜中滴加Na2CO3溶液若產(chǎn)生沉淀，則說明BaCl2溶液已過量。沉淀過濾后，向漏斗中加入蒸餾水至剛好浸沒沉淀，讓水自然下流，洗滌2-3次。洗滌沉淀的目的是為了除掉附著在沉淀表面的雜質(zhì)離子。如果不洗滌稱量的沉淀質(zhì)量就會偏大。生2可以將BaCl2換成CaCl2溶液生3可以用HNO3酸化的AgNO3替換BaCl2溶液，通過測定AgCl的質(zhì)量來求算Na2CO3的百分含量。（很多同學都認為這種方法是可行的，為了讓他們自己找出原因，我啟發(fā)他們） 師請從誤差大小的角度思考用HNO3酸化的AgNO3替換BaCl2可不可行？ 生不行，當雜質(zhì)很少時，生成的AgCl的質(zhì)量也就很小，稱量沉淀時的誤差相對就較大，會使最終測定的Na2CO3的百分含量不準確。點評無論是用提供的哪種試劑它們都有一個共同特點：加入試劑后產(chǎn)生沉淀，根據(jù)沉淀的質(zhì)量來求算Na2CO3的百分含量。我們將它們都稱為沉淀法。方案2生1稱取一定質(zhì)量（m）的樣品 溶液用標準HCl溶液滴定師如何判斷滴定終點？能否改用其它的指示劑？推出Na2CO3的百分含量的表達式？生 酚酞作指示劑時，當溶液由紅色恰好變成無色即為滴定終點。發(fā)生的反應是：CO32-+H+=HCO3- Na2CO3% = 100% 也可用甲基橙作指示劑。當用甲基橙作指示劑時，當溶液由黃色變成橙色，且30秒不褪色即為滴定終點。發(fā)生的反應是：CO32-+2H+=CO2+H2O Na2CO3% =100%師正確的滴定操作是怎樣的？生左手控制滴定管活塞，右手搖動錐形瓶，眼睛注視錐形瓶內(nèi)溶液顏色的變化。點評這種利用滴定原理的測定方法我們稱之為滴定法。方案3生1稱取一定質(zhì)量的樣品 溶液 測定產(chǎn)生Cl2的體積師實驗設計的依據(jù)是什么？生根據(jù)陽極產(chǎn)生Cl2的體積,可求出NaCl的質(zhì)量，最終求出Na2CO3的質(zhì)量和百分含量。生2該方法不行。如果電解時間很短，Cl-沒有完全放電，就會使Cl2的量偏小，繼而使NaCl的質(zhì)量偏小，最終的結(jié)果就不準確。如果電解時間較長，在陽極不僅有Cl2還有O2產(chǎn)生。生3該方法可行。只要電解時間較長，分別測定陰陽兩極產(chǎn)生的氣體體積，再根據(jù)兩極得失電子相等可計算出產(chǎn)生Cl2的物質(zhì)的量。 Vm(nCl2+nO2)=V陽 Vm.nH2=V陰 2nH2=2nCl2+4nO2師電解該溶液可以生成哪些物質(zhì)？該方案是否可行？生產(chǎn)物有：H2、NaOH、Cl2、O2 不行。生成的Cl2會與NaOH反應。點評即使產(chǎn)物之間不反應，各種氣體也會有部分溶解在水中而使測量的氣體體積不準確。所以這種方法的準確性不高。方案4生1取一定質(zhì)量的樣品讓它與鹽酸反應，將反應產(chǎn)生的CO2通入到足量的澄清石灰水中，然后過濾，洗滌，干燥，稱量出沉淀質(zhì)量，再來求算。裝置如圖。生2與第一種方法相似，用直接沉淀法更簡單。且產(chǎn)生的CO2會有部分殘留在裝置中，使產(chǎn)生的沉淀質(zhì)量偏小，最終導致Na2CO3的百分含量偏小。師能否組裝一套與第一種方法不同裝置？生3可以將樣品和產(chǎn)生的氣體先通過濃硫酸除水，再通過堿石灰吸收。根據(jù)堿石灰的增重即為CO2的質(zhì)量來進行計算。師分液漏斗中能否用鹽酸溶液？生不行，鹽酸有揮發(fā)性，揮發(fā)出的HCl混在CO2氣體中一起被堿石灰吸收，使最終的計算結(jié)果便大。用稀硫酸能夠避免這種情況。師哪些因素能夠影響到上述實驗結(jié)果的準確性，如何進一步的改進？生4在U形管的后面加上一個裝有堿石灰的干燥管，防止空氣中CO2的和H2O進入U形管中影響實驗。生5產(chǎn)生的CO2有一部分殘留在裝置中沒有被U形管中的堿石灰吸收,會使計算結(jié)果偏小。可以在裝置的最前面加上鼓入空氣的裝置，使殘留的CO2也能被堿石灰吸收。生6不能鼓入空氣，因為空氣中也有CO2，也會被堿石灰吸收的。生7先將空氣中的CO2用NaOH溶液除掉之后再鼓入。生8反應開始前裝置內(nèi)的空氣中的CO2也應該除去。否則也會被堿石灰吸收。經(jīng)過同學們的討論，設計的實驗裝置如下：點評這種用多種儀器組裝成實驗裝置來完成實驗的方法我們稱之為組裝實驗法。師當然，只要同學們肯動腦筋，還會設計出很多不同的方法，比如通過測定產(chǎn)生CO2的氣體體積的方法來計算等。那么上述各種方案中哪種方案最好，為什么？生 方案一：步驟多，過程復雜。 方案二：方法簡便，用藥少，準確度高。 方案三：不容易收集和測量氣體的體積，誤差大。且產(chǎn)生有毒氣體，污染環(huán)境。 方案四：儀器組裝較繁瑣，準確度高。 在實驗室通?？紤]用方案二或方案四。師在設計化學實驗時，遵循的基本原則有哪些呢？師生共同歸納：化學實驗設計的基本要求；1、 科學性：實驗原理、實驗操作程序和方法必須正確。2、 安全性：盡量避免使用有毒藥品，危險性的操作或會產(chǎn)生環(huán)境污染的實驗方案。3、 可行性：實驗設計切實可行，實驗用品能夠得到滿足。4、 簡約性：實驗設計簡單易行。包括裝置簡單，用藥少，步驟少，時間短等。教學反思：在本節(jié)課的教學中教師僅僅扮演了活動的組織者，在學生的思維遇到障礙時適時啟發(fā)的角色，所有實驗方案的設計、改進和評價，都是由學生通過討論自主完成的。課堂氣氛活躍，學習熱情高，連平時不敢大膽回答問題的學生也能夠積極發(fā)言，幾乎做到了人人參與。通過自主探究學生不僅學到了知識和技能，開闊了思維，更重要的是激發(fā)了學習的主動性和創(chuàng)