第二单元　研究物质的实验方法优秀教案设计

案例1 一定物质的量浓度溶液的配制和分析

1．核心问题

(1)如何利用物质在溶液中发生的化学反应定量分析物质的组成?定量分析溶液组成在工农业或科学研究中有什么应用? (2)如何配制一定体积、一定物质的量浓度的溶液? (3)在配制溶液中怎样正确使用容量瓶? 2．知识体系

3．教学思路

教学时，首先从解决工业生产、化学实验室中的两个实际问题出发，介绍利用物质在溶液中发生的化学反应，定量分析物质组成的一般方法，引出一定物质的量浓度溶液配制的重要性和必要性。然后以学生的自主探究活动为主要手段，探讨容量瓶的特点和使用，介绍一定物质的量浓度溶液的配制步骤，分析常见的错误操作所导致的实验误差。

4．情景设计

情景1利用物质在溶液中发生的化学反应定量分析物质组成的一般方法

创

设

情

景

1．实验室需要确定一瓶丢失标签的盐酸的浓度：已知利用指示

剂可以帮助判断酸、碱是否恰好完全反应。取25 mL盐酸于锥

形瓶中，加入指示剂，滴加o．100 Omol·L『’NaOH溶液。记录l台好

完全反应时消耗的NaOH溶液体积为24.50 mL,itg盐酸的物质的

量浓度。

2．生产过氧化氢的化工厂检验科分析人员需要测定生产车间出

来的产品过氧化氢溶液的浓度。已知化学反应：

2砌山0l+3H2 S0l+5H2Q—K2S04+2MnS04+502十+

8HzO 当在过氧化氢溶液中滴加高锰酸钾至红色不再褪去时两者恰好

完全反应。取过氧化氢样品1 mL于锥于瓶中，加25 mL水稀

释，再用硫酸酸化，逐滴滴加O．100 O tool·L1的高锰酸钾溶

提

出

问

题

学

生

活

动

液，当反应完全时，消耗高锰酸钾溶液20.00 mL。计算过氧化

氢样品的物质的量浓度。

1．怎样利用材料提供的信息、根据物质在溶液中反应时物质的

量的关系来解决问题? 2．从这两个实例中发现，利用物质在溶液中发生的化学反应，通

过怎样的方法定量分析物质组成?需要哪些已知条件?

1．找到物质间反应的物质的量关系，通过换算，得出结论。

2．分析比较两个定量实验，通过交流发现，未知浓度溶液的测

定，需要找到一个该溶液能与其进行定量的反应。需要能显示

恰好完全反应的实验手段和已知物质的量浓度的标准溶液。

1．通过简单计算得出：盐酸的物质的量浓度为O．098 O 学

mol·L～，过氧化氢样品的物质的量浓度为5.000 0 mol·L_’。

习

2．分析概括得出结论：工农业生产和科学研究中常用的物质组

反

成的定量分析方法是，对于能定量进行的化学反应，用已知物质

馈

的量浓度的溶液与一定体积的未知浓度溶液反应，实验测定完

全反应时消耗已知浓度溶液的体积，通过计算确定未知浓度溶

漓的组成。

评注：情景1通过对生产、生活中的两个实际问题的解决，让学生了解利用物质在溶液中发生的化学反应定量分析物质组成的一般方法，而且更主要的是让学生发现在这个过程中必须用到一个已知浓度的标准溶液，从而引出了物质的量浓度溶液的配制。

情景2容量瓶的使用

创设

展示常用的不同规格的容量瓶：50 mL、100 mL、250 mL、500 情景

mL和1 000mL等。

提出

1．容量瓶上标记的具体含义是什么? 问题

2．怎样使用容量瓶?

学生

学生交流，根据容量瓶上的标记推测容量瓶的用途和使用

活动

方法。

学

在教师的引导下概括得出容量瓶的特点和使用方法：

1．容量瓶的规格是有限的，所以只能配制体积与容量瓶容积相

同的一定物质的量浓度的溶液。

生

2．容量瓶的容积是在20℃时标定的，而绝大多数物质溶解时都

会伴随吸热或放热过程，引起温度的升降，从而影响到溶液的体

反

积，所以在配制一定物质的量浓度的溶液时，不能直接将溶质放

入容量瓶中进行溶解，而要在烧杯中溶解，待烧杯中溶液的温度

馈

恢复到室温时，才能将溶液转移到容量瓶中。

评注：情景2让学生根据容量瓶上标有的符号和数据，在教师的引导下一起探讨容量瓶的特点和使用方法，能调动学生的积极性，激发学生学习的主动性。

情景3一定物质的量浓度溶液配制方法的探究

创设

以小组为单位通过实验探讨：如何用氯化钠固体或2．O 情景

tool·L一’NaCl溶液配制100 mL O．5 tool·L1NaCl溶液?

提出

1.100 mL O．5 mol·L一，NaCI溶液的组成是怎样的?能否得出

溶质和溶剂的量然后简单混合? 问题

2．得出了氯化钠溶质的质量或浓溶液的体积后，是否可以在

11.7 g氯化钠里加100 mL水或者在25 mL2．O mol·L。NaCl 溶液中加75mL水? 3．怎样才能使最终所得溶液的体积为100 mL? 4．能否直接在容量瓶中溶解或稀释?怎样才能把溶质完全转移

到容量瓶中? 5．如何使溶液混合均匀?当溶液的凹面跟标线相平后，倒转、振

荡几次，再竖直容量瓶，会发现瓶颈处的液面稍低于标线，此时

能否再加水到标线?

学生分小组活动，然后交流每个小组配制的步骤：

1．多数学生首先算出配制100 mL 2.0 mol·L。NaCl溶液需

学

NaCl固体11.7 g，算出配制100 mI。O．5 mol·L叫NaCl溶液需

2．O mol·L1NaCl溶液25 mL。

2．通过讨论统一认识：①溶液体积不能简单加减，需用容量瓶

生

定容，不需要计算水的用量。

②为了把溶质完全转移到容量瓶中，必须洗涤溶解或稀释用的

活

器皿，并将洗涤液转移到容量瓶中。

③当用滴管定容到溶液的凹面与容量瓶的刻度线相切时，液体

动

的体积恰好为容量瓶的标定容积。将容量瓶反复颠倒、振荡后，

会出现容量瓶中的液面低于容量瓶刻度线的情况，主要是部分

溶液在润湿容量瓶磨口时有所损失。此时不能再加水至刻度。

学习

归纳总结配制物质的量浓度溶液的一般步骤：①计算，②称

量，③溶解(或稀释)，④转移，⑤定容，⑥摇匀，⑦装入试剂

反馈

瓶、贴标签等。

评注：情景3设it学生自主探究活动，通过实验体验、小组合作、交流总结，学生能比较深刻地理解每一个操作步骤的目的和意义，得出配制一定体积、一定物质的量浓度溶液的一般步骤，培养了学生的实验操作技能。

情景4配制一定物质的量浓度溶液时常见操作错误导致的误差分析

配制一定物质的量浓度溶液时，凡是不准确的操作，均可能使所得的溶液浓度与要求创

配制的浓度产生误差。观察小组内其他同学配制100 mL O．100 mol·L。NazC03溶液， 分析他所得溶液的物质的量浓度是否存在误差?

设

情

景

问 正确的配制方法是怎样的?配制时应注意些什么?从什么角度分析误差?

提

题出

学 小组合作，通过实验、观察、讨论，分析误差情况。

生

活动

得出误差分析的关键：抓住是否导致溶质的物质的量和溶液

的体积两个因素发生变化。例如：

学

(1)称量时所引起的误差：凡多量取溶质的操作均导致溶液中溶

质的物质的量浓度偏高。 。

(2)溶解、稀释、转移溶液时所引起的误差：①未用蒸馏水洗涤，

习

使溶质的物质的量减少，溶液中溶质的物质的量浓度偏低；②未

冷却就转移，容量瓶内溶液的温度高于20℃，造成所量取溶液

的体积小于容量瓶上所标注的液体的体积，溶液中溶质的物质

反

的量浓度偏高。

(3)定容时，凡多加溶剂的操作均使溶质的物质的量浓度偏低。

馈

评注：情景4让学生在小组活动中，通过对同伴配制一定物质的量浓度溶液的观察、评价、分析，得出有关导致一定物质的量浓度溶液配制的误差因素。不仅提高了学生一定物质的量浓度溶液配制的实验操作技能，而且培养了学生发现问题、分析问题的能力。

5．反思提炼

关于一定物质的量浓度溶液的配制，必须达到的目标是：了解溶液配制的基本原理，掌握溶液配制的基本方法。因此，教学中不应过多地将精力放在溶液的计算上，切忌提高计算的复杂性和难度，而应组织好学生的实验活动，帮助学生学会观察、操作、数据处理等一系列方法。