實(shí)驗(yàn)教學(xué)教案設(shè)計(jì)文檔教案.doc

化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)的教學(xué)設(shè)計(jì)京山中學(xué) 梅智斌 教學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明：本節(jié)課的教學(xué)是以新課改的理念作為指導(dǎo)思想來(lái)設(shè)計(jì)的。首先教師提出一個(gè)開(kāi)放性的問(wèn)題：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定固體中Na2CO3(混有NaCl雜質(zhì))的百分含量，然后讓學(xué)生自主探索，主動(dòng)求知，在不斷分析、解決問(wèn)題，完善實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中開(kāi)闊思維，挖掘潛能，提高學(xué)生設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方案的能力，同時(shí)也培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。教學(xué)目的：培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方案的能力。讓學(xué)生了解化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本要求。重點(diǎn)和難點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)教學(xué)方法：自主探究學(xué)習(xí)和啟發(fā)式教學(xué)相結(jié)合教學(xué)過(guò)程：新課引入化學(xué)學(xué)科的一個(gè)重要特點(diǎn)就是實(shí)驗(yàn)，無(wú)論物質(zhì)的制備還是性質(zhì)的檢驗(yàn)都需要實(shí)驗(yàn)。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，我們要根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮恚O(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)方案，才能有條不紊，高效精準(zhǔn)的完成實(shí)驗(yàn)，所以實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)就尤為重要。下面就請(qǐng)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：測(cè)定固體中Na2CO3(混有NaCl雜質(zhì))的百分含量。學(xué)生分組活動(dòng)（討論5分鐘）后，收集并分析各組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案。方案1 生1稱(chēng)取一定質(zhì)量的樣品 配成溶液 產(chǎn)生沉淀過(guò)濾洗滌干燥稱(chēng)量師：如何判斷滴加的BaCl2溶液已過(guò)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(shuō)明BaCl2溶液已過(guò)量。沉淀過(guò)濾后，向漏斗中加入蒸餾水至剛好浸沒(méi)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(chēng)量的沉淀質(zhì)量就會(huì)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(guò)測(cè)定AgCl的質(zhì)量來(lái)求算Na2CO3的百分含量。（很多同學(xué)都認(rèn)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(qǐng)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(dāng)雜質(zhì)很少時(shí)，生成的AgCl的質(zhì)量也就很小，稱(chēng)量沉淀時(shí)的誤差相對(duì)就較大，會(huì)使最終測(cè)定的Na2CO3的百分含量不準(zhǔn)確。點(diǎn)評(píng)無(wú)論是用提供的哪種試劑它們都有一個(gè)共同特點(diǎn)：加入試劑后產(chǎn)生沉淀，根據(jù)沉淀的質(zhì)量來(lái)求算Na2CO3的百分含量。我們將它們都稱(chēng)為沉淀法。方案2生1稱(chēng)取一定質(zhì)量（m）的樣品 溶液用標(biāo)準(zhǔn)HCl溶液滴定師如何判斷滴定終點(diǎn)？能否改用其它的指示劑？推出Na2CO3的百分含量的表達(dá)式？生 酚酞作指示劑時(shí)，當(dāng)溶液由紅色恰好變成無(wú)色即為滴定終點(diǎn)。發(fā)生的反應(yīng)是：CO32-+H+=HCO3- Na2CO3% = 100% 也可用甲基橙作指示劑。當(dāng)用甲基橙作指示劑時(shí)，當(dāng)溶液由黃色變成橙色，且30秒不褪色即為滴定終點(diǎn)。發(fā)生的反應(yīng)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(dòng)錐形瓶，眼睛注視錐形瓶?jī)?nèi)溶液顏色的變化。點(diǎn)評(píng)這種利用滴定原理的測(cè)定方法我們稱(chēng)之為滴定法。方案3生1稱(chēng)取一定質(zhì)量的樣品 溶液 測(cè)定產(chǎn)生Cl2的體積師實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的依據(jù)是什么？生根據(jù)陽(yáng)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(shí)間很短，Cl-沒(méi)有完全放電，就會(huì)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(zhǔn)確。如果電解時(shí)間較長(zhǎng)，在陽(yáng)極不僅有Cl2還有O2產(chǎn)生。生3該方法可行。只要電解時(shí)間較長(zhǎng)，分別測(cè)定陰陽(yáng)兩極產(chǎn)生的氣體體積，再根據(jù)兩極得失電子相等可計(jì)算出產(chǎn)生Cl2的物質(zhì)的量。 Vm(nCl2+nO2)=V陽(yáng) 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(huì)與NaOH反應(yīng)。點(diǎn)評(píng)即使產(chǎn)物之間不反應(yīng)，各種氣體也會(huì)有部分溶解在水中而使測(cè)量的氣體體積不準(zhǔn)確。所以這種方法的準(zhǔn)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(yīng)，將反應(yīng)產(chǎn)生的CO2通入到足量的澄清石灰水中，然后過(guò)濾，洗滌，干燥，稱(chēng)量出沉淀質(zhì)量，再來(lái)求算。裝置如圖。生2與第一種方法相似，用直接沉淀法更簡(jiǎn)單。且產(chǎn)生的CO2會(huì)有部分殘留在裝置中，使產(chǎn)生的沉淀質(zhì)量偏小，最終導(dǎo)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(guò)濃硫酸除水，再通過(guò)堿石灰吸收。根據(jù)堿石灰的增重即為CO2的質(zhì)量來(lái)進(jìn)行計(jì)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(jì)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(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，如何進(jìn)一步的改進(jìn)？生4在U形管的后面加上一個(gè)裝有堿石灰的干燥管，防止空氣中CO2的和H2O進(jìn)入U(xiǎn)形管中影響實(shí)驗(yàn)。生5產(chǎn)生的CO2有一部分殘留在裝置中沒(méi)有被U形管中的堿石灰吸收,會(huì)使計(jì)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?yàn)榭諝庵幸灿蠧O2，也會(huì)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(yīng)開(kāi)始前裝置內(nèi)的空氣中的CO2也應(yīng)該除去。否則也會(huì)被堿石灰吸收。經(jīng)過(guò)同學(xué)們的討論，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如下：點(diǎn)評(píng)這種用多種儀器組裝成實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)完成實(shí)驗(yàn)的方法我們稱(chēng)之為組裝實(shí)驗(yàn)法。師當(dāng)然，只要同學(xué)們肯動(dòng)腦筋，還會(huì)設(shè)計(jì)出很多不同的方法，比如通過(guò)測(cè)定產(chǎn)生CO2的氣體體積的方法來(lái)計(jì)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(guò)程復(fù)雜。 方案二：方法簡(jiǎn)便，用藥少，準(zhǔn)確度高。 方案三：不容易收集和測(cè)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(zhǔn)確度高。 在實(shí)驗(yàn)室通?？紤]用方案二或方案四。師在設(shè)計(jì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，遵循的基本原則有哪些呢？師生共同歸納：化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要求；1、 科學(xué)性：實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)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(xiǎn)性的操作或會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染的實(shí)驗(yàn)方案。3、 可行性：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)切實(shí)可行，實(shí)驗(yàn)用品能夠得到滿(mǎn)足。4、 簡(jiǎn)約性：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單易行。包括裝置簡(jiǎn)單，用藥少，步驟少，時(shí)間短等。教學(xué)反思：在本節(jié)課的教學(xué)中教師僅僅扮演了活動(dòng)的組織者，在學(xué)生的思維遇到障礙時(shí)適時(shí)啟發(fā)的角色，所有實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、改進(jìn)和評(píng)價(jià)，都是由學(xué)生通過(guò)討論自主完成的。課堂氣氛活躍，學(xué)習(xí)熱情高，連平時(shí)不敢大膽回答問(wèn)題的學(xué)生也能夠積極發(fā)言，幾乎做到了人人參與。通過(guò)自主探究學(xué)生不僅學(xué)到了知識(shí)和技能，開(kāi)闊了思維，更重要的是激發(fā)了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)