定量实验与基础定量分析

1、定量实验与基础定量分析一、教学目标复习”物质的量浓度溶液配制”和"中和滴定”的原理及操作，熟练掌握教材中定量实验的 基本方法。二、能力培养通过将中和滴定的方法迁移应用，使学生初步掌握定量分析中常用的容量分析（滴定分 析）和重量分析，培养学生：能运用已存储知识，迁移、转换、重组，使问题得到解决的应 用能力；分析实验结果和处理实验数据，得出正确结论的能力；设计简单实验方案，评价方案的能力。三、科学思想通过解决实际问题，激发学生学习兴趣，培养学生严谨求实的科学态度及灵活、发散、 有序的思维品质。科学方法：定量分析方法。四、重点、难点（1） 熟练掌握”物质的量浓度溶液配制”和"中和

2、滴定"两个定量实验的基本操作及对测量 结果的分析。（2）通过解决测量混合物含量的实际问题，培养学生将存储的知识迁移、转换、重组的 实践能力，尝试和体会定量分析的方法。五、教学过程设计 教师活动【提出要求】现有一个 0.53g的工业纯碱样品（含少量不与酸反应的杂质），需测定样品中Na2C03勺质量分数，请设计初步方案。1 分实验小组进行讨论。2. 小组代表发言，投影方案。3. 评价、归纳，确定方案。学生活动思考，小组讨论，代表发言，评价补充，完善确定。方案一 基本方法： 配制标准浓度的酸溶液。 将样品溶在水中，用标准酸溶液进行滴定。 测量消耗酸溶液的体积，计算Na2CO3的质量分数。方

3、案二 基本方法： 在样品中加入足量的强酸溶液，使C02气体全部逸出。 用吸收剂吸收逸出的 C02气体。 根据吸收齐质量的增加 Na2CO3计算的质量分数。方案三 基本方法： 在样品溶液中加足量的氯化钙溶液，使其沉淀完全。 过滤后，将沉淀进行洗涤、烘干。 称量纯净、干燥的沉淀质量，计算Na2C03勺质量分数。【提出要求】采用方案一，两人一组准备测定。分组商议，用滴定法测定样品含量，有哪些主要实验步骤。（1）配制标准浓度的酸溶液。（2）用标准酸溶液滴定样品溶液。 【设问】采用滴定法测定样品含量， 首先需配制标准浓度的酸溶液，某实验室限于条件，只 能用稀释法将5.00mol L -1的酸溶液配制成标

4、准浓度为0.200 mol L -1的酸溶液100 mL,应选用哪些试剂与仪器？甲回答：设需 5.00 mol L -1 的盐酸体积为 x根据计算：5.00 mol L -1 X x=0.200 mol L -1 X 100mLx=4mL所以选择：仪器：10 mL量筒；100 mL容量瓶；50 mL烧杯；玻璃棒；胶头滴管。试剂： 5.00 mol L -1 盐酸；蒸馏水。乙回答：不能用量筒，因为量筒是粗量器，其精确度只有0.1mL,而滴定管的精确度为 0.01mL, 所以应该选择25mL的酸式滴定管。确定所选仪器为：25 mL酸式滴定管；100 mL容量瓶；胶头滴管。【评价】 甲生能通过计算选

5、择仪器的规格，很好。乙生还考虑到仪器的精确度，更为全面。【引导质疑】能否用硫酸溶液配制标准酸溶液？ 思考后回答。否，因硫酸是二元酸，第二步电离不完全，会造成一些误差。 确定所选试剂为：5.00mol L -1盐酸；蒸馏水。【提出要求】两人一组，开始配制0.200 mol L -1标准浓度的盐酸溶液。两人配合，动手操作，用已选定的仪器和试剂，配制100 mL, 0.200 mol L -1盐酸溶液。在教室中巡视，与学生交流答疑。丙生操作：用酸式滴定管取液时,起始液面定为 0 刻度,然后量取 4.00mL 盐酸溶液于容量 瓶中。丁生操作：用酸式滴定管取液时，起始液面定为21mL,将管中所有溶液放入

6、容量瓶中。列举丙生、丁生量取酸液的操作过程，请学生加以评价。学生回答：丙生的操作是正确的。而丁生将起始液面定在 21mL,此时管内酸液的体积大于 4mL（包括刻度线以下的部分），因此不能全部放出，只能将酸液放至25mL处。【引导质疑】哪些不正确的操作会引起误差？对测量结果有何影响？ 思考,讨论。归纳,补充,完善成下表。【提出要求】下面我们就用刚配好的0.200 mol L -1的盐酸溶液滴定样品的水溶液，请选择滴定时所需仪器及其规格,滴定时所需试剂。 思考,查找,选择仪器和试剂并将其摆在实验桌上。试剂：测定样品；0.200 mol L -1盐酸溶液；蒸馏水；甲基橙试液。仪器： 50 mL 酸式

7、滴定管；锥形瓶；滴定架。【引导质疑】（ 1 ）为何选用 50 mL 的酸式滴定管？ 思考,讨论,回答。（1）假设样品中全部为碳酸钠,进行估算：设消耗盐酸的体积为 x0.200 mol L -1 X x=0.05mol X2 x=50mL由于样品中仅含有少量杂质，所以滴定时消耗盐酸的体积一定大于25mL小于50mL。（2）为何选用甲基橙做指示剂？可否选用酚酞？（2） 甲基橙由黄色变为红色时，pH接近4,此时样品中的碳酸钠已反应完全，二氧化碳已 全部逸出。据滴定曲线所示，盐酸的体积仅超过半滴。若用酚酞做滴定指示剂，变色时，pH<8, 此时样品溶液中碳酸钠未反应完全,二氧化碳未能全部逸出。（3

8、）是否需要测定溶解样品的蒸馏水的体积？（3）将样品溶解在蒸馏水中时, 溶质碳酸钠的物质的量已确定, 与加入蒸馏水的多少无关, 无需测量溶液体积。【提出要求】开始进行滴定。 教师在教室内巡视,与学生交流、探讨。答疑、指导。 两人一组进行操作。记录数据： 【引导质疑】在滴定过程中,哪些操作不当,会形成误差？对测量结果有何影响？ 思考,讨论,归纳如下：【提出要求】用已测定的盐酸溶液的体积数据计算样品中碳酸钠的质量分数。 【提出要求】下面采用方案二,测定样品中碳酸钠的质量分数。该方案的核心是测量反应中逸出的二氧化碳的质量, 请选用试剂, 选择主要仪器, 设计实验 装置（先不连接）。思考,讨论。选择试剂

9、,仪器。A-主要反应发生装置：烧瓶和分液漏斗；试剂：样品和硫酸。B-干燥装置：大试管；试剂：浓硫酸。C-吸收装置；干燥管、 U型管；试剂：碱石灰。【引导质疑】（ 1）为什么选用硫酸与样品反应逸出二氧化碳？能否改用盐酸？ 思考,讨论,回答：（1）硫酸不易挥发, 逸出的二氧化碳比较纯净,只需干燥除去水蒸气即可吸收。若用盐酸, 二氧化碳中会混有氯化氢气体,尚需除去,使装置复杂化,而且在吸收氯化氢气体的同时, 二氧化碳气体难免消耗,增大误差。（ 2）二氧化碳气体密度较大,怎样保证硫酸与碳酸钠反应完全后,二氧化碳气体能够从发 生装置中全部逸出？（2）可用气囊向发生装置中鼓入不与二氧化碳反应的气体,如：稀

10、有气体、氮气等,加大 压强,使二氧化碳气体全部逸出,被碱石灰吸收。（3）从经济和取气简便的角度考虑,能否鼓入空气？若鼓入空气,装置是否需要改进？ （3）可以鼓入空气,但空气中含有少量二氧化碳和其他酸性气体（因环境被污染） ,需要在发生装置前面增加一个盛有氢氧化钠溶液的洗气装置。两人一组,动手连接装置 【引导质疑】用以上装置进行测量,应该如何操作？正确的操作顺序是什么？ 请同学们进行讨论,拟出初步方案,写在投影片上。（ 1 ）思考,分组讨论。（ 2 ）小组代表发言,投影本组方案。（ 3 ）相互评价,补充。形成初步方案，正确的操作顺序是：A. 检查装置的气密性B. 取ng样品装入烧瓶中C. 在干燥

11、管和U型管内填满碱石灰D. 称量U型管质量（ml）E. 缓缓加入稀硫酸至不再产生气体为止F. 打开止水夹G. 缓缓鼓入空气数分钟H. 关闭止水夹I .称量U型管质量（m2 【引导质疑】加入硫酸前，发生装置中存有空气，是否会影响测量的准确度？如何处理？ 思考，讨论，回答。在加入硫酸前，先鼓入一定量已除去二氧化碳的空气，使其充满烧瓶。 修改原方案，正确的操作顺序是：A、 B、 C、 D、 F、 G、 H、 E、 F、 G、 H、I【提出要求】开始动手实验，测量二氧化碳的质量，然后进行计算（样品中碳酸钠的质量分数）。两人一组进行实验操作，记录实验数据。【提出要求】 因实验室条件有限， 方案三所设计的

12、测量方法， 有兴趣的同学可在课外小组活 动时实践。现在请比较这三个方案在设计思路上有何特点？ 思考，讨论，回答。方案一特点：是测量与样品反应的标准酸溶液的体积。 方案二特点：是将被测成分转化为气体，测量气体的质量。 方案三特点：是将被测成分转化为沉淀，测量沉淀的质量。【小结】测定物质中某组分的含量，在分析化学中称为定量分析。 方案一测定的是标准酸溶液的体积，习惯称为容量分析。 方案二和方案三均测定的是成分转换物（气体或沉淀）的质量，习惯称为重量分析。 倾听，思考，记录。【引导设问】容量分析和重量分析在操作和装置上各有所长，但是都会产生误差。 请分析、归纳两种常用的定量分析的方法中，产生误差的主要原因是什么？ 分组讨论后，师生共同归纳小结。小结：I. 方法本身存在缺陷（1）在容量法的滴定分析中，反应进行不完全，或者反应终点与滴定终点不相符合会造成 误差。（2）在重量分析中，由于沉淀尚有微量溶解或沉淀不完全会造成误差。（3）在重量分析中，由于