作业二(高中化学)请你从不同角度谈谈此实验案例所体现的教学功能

1、作业二：(高中化学)请你从不同角度谈谈此实验案例所体现的教学功能 广东省中山市第一中学 温江洪以下是2008年普通高等学校招生全国统一考试（广东卷）第18题：18.电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量，根据溶液电导率变化可以确定滴定反应的终点。右图是KOH溶液分别滴定HCl溶液和CH3COOH溶液的滴定曲线示意图。下列示意图中，能正确表示用NH3H2O溶液滴定HCl和CH3COOH混合溶液的滴定曲线的是 该题的难度为0.2979，学生对这一过程的理解存在困难。我们利用手持技术设计并且亲自做了如下探究实验，通过此实验能直观地为在滴定过程的电导率变化提供科学数据。实验编号滴定剂（0.1 mo

2、l/L）待滴定液（0.01 mol/L）滴定曲线图实验一NH3H2OHCl(40.0mL)见图1实验二HClNH3H2O(40.0mL)见图2实验三NH3H2OHAc(40.0mL)见图3实验四HAcNH3H2O(40.0mL)见图4实验五NH3H2OHCl HAc混酸(HCl、HAc各20.0mL)见图5图1 NH3H2O滴定HCl的电导滴定曲线图 图 2 HCl滴定NH3H2O的电导滴定曲线图 （图1） （图2）图3 NH3H2O滴定HAc的电导滴定曲线图 图4 HAc滴定NH3H2O的电导滴定曲线图 （图3） （图4）图5 NH3H2O滴定HCl HAc混酸的电导滴定曲线图（图5）问题：

3、请你从不同角度谈谈此实验案例所体现的教学功能。此实验对于你利用数字化手持技术实验方法，结合新教材内容进行实验有何启示？你认为在课堂教学中有哪些实验可以利用手持技术实验方法？请列举2-3例。要回答这些问题，请阅读我们的反思性课程内容！答：一、从不同角度谈谈此实验案例所体现的教学功能。此实验对于你利用数字化手持技术实验方法，结合新教材内容进行实验有何启示？科学探究的历程：提出科学问题；进行猜想和假设；制定计划，设计实验；观察实验，获取事实与证据；检验以评价；表达以交流。 利用手持技术设计并且亲自做了如下探究实验，可以把抽象的化学过程直观化图表。1.利用图表直接激发学生学习化学的兴趣。由于这些图表内

4、容丰富、形式多样、图像优美，很容易引起学生对这些图表的兴趣，进而迁移到对化学知识的兴趣上，激发学生的好奇心，使学生对化学这门学科产生浓厚兴趣，激发他们探求奥秘的欲望。 2. 利用图表对学生进行审美教育。许多图表无论在形式上，还是在内容上都蕴含着美，都是对学生进行审美教育的好素材。 3. 利用图表对课本内容进行适当的拓展，扩大学生知识面。在教学中我们能对这些知识进行适当的挖掘和拓宽延伸，既会使学生获取更多的课外知识，又会激发学生学习化学的兴趣和创新意识。4. 利用图表调控学生的注意力。化学是一门以抽象思维为主的学科，学生在学习时注意力往往会下降。如果在教学中能合理巧妙地出示一些图表，利用这些图表

5、展示知识，将会极大地调动学生的有意注意，使学生的有注意与有意后注意交替使用，起到调控学生的注意力的作用，从而避免分心，更好地把注意力集中到学习内容上。 5. 利用图表培养学生的观察力。在化学课本上一些图表非常相似，在教学中通过引导学生比较这些图的相同点和不同点，通过对这些图的观察比较，既加深了学生对这些图表的认识，培养了学生的观察能力。 二、课堂教学中有哪些实验可以利用手持技术实验方法，列举2-3例例一：酸碱中和滴定实验器材：仪器：E-Studio数据分析软件、PH值传感器、数据采集器、磁力搅拌器、烧杯、滴定管、酸式滴定管、固定夹、铁架台。 试剂：0.1mol/L盐酸、未知浓度的氢氧化钠试液、

6、酚酞指示剂、蒸馏水。实验装置图：实验过程与数据分析：1、准备好实验，按照实验装置图连接好实验仪器；2、数据采集器连接到计算机；3、对PH值传感器进行配置后，点击“图表”按钮；、4、点击“采集”按钮开始采集数据；5、打开酸式滴定管的活塞，向氢氧化钠溶液中均匀滴加盐酸；6、待烧杯中无色以后，再继续滴加少许盐酸；7、停止数据采集，对数据进行求导，可以找到“突跃”点；8、分析数据，对实验进行总结。例二：作业的课外扩充。铁屑-铁氧体法工艺路线:铁屑-铁氧体法处理实验废水中铬的原理实验废水为分析化学实验项目“铁矿中全铁含量的测定”的废水，酸性，含有Fe3+和Cr3+，废水中加入铁屑，反应器中发生微电解反应

7、，产生Fe2+和Fe3+。电极反应如下：阳极 Fe2e-=Fe2+ （Fe2+/Fe）=0.440 V （1） Fe2+e-=Fe3+ （Fe3+/Fe2+）=0.771 V （2）阴极 2H+2e-=H2 （H+/H2）=0 V （3） O2+4H+4e-=2H2O （O2/H2O）=1.220 V （4）反应器中Fe2+、Fe3+和废水中的Cr3+在碱性介质中形成铬铁氧体：Cr3+Fe2+2Fe3+8OH-Cr(OH)3 + Fe(OH)2 +2Fe(OH)3 CrFeFe2O4（铬铁氧体） 废水处理效果影响因素1. 铁屑用量的影响100 mL化学实验废水中加入不同质量的铁屑，反应器在室温

8、20 震荡30 min，反应器 pH为7.5，室温20 ，考查铁屑用量对处理效果的影响，结果见表1。表1 铁屑用量对废水处理效果的影响铁屑用量/g铬去除率/%出水总铬质量浓度/（mgL1）469.3863.7893.5313.51295.898.51699.421.22099.710.6由表1可知，随着铁屑用量的增大，铬去除率增大。这是由于单位体积废水的铁屑用量增大，铁碳原电池增多，反应生成的Fe2+和Fe3+的量增多，有利于铬铁氧体的形成。铁屑用量大于16 g时，铬去除率增大不多，且出水总铬浓度为1.2 mg/L，达到污水综合排放标准（GB 89781996），因此选择最佳铁屑用量为16 g

9、。2. 铁屑与废水接触时间的影响100 mL化学实验废水中加入16 g的铁屑，反应器在室温20 震荡，反应器 pH为7.5，室温20，考查铁屑与废水不同接触时间下废水中铬的处理效果，结果见表2。表2 铁屑与废水接触时间对废水处理效果的影响接触时间/min铬去除率/%出水总铬质量浓度/（mgL1）1088.1224.62097.205.83099.411.24099.541.05099.620.8由表2可知，随着铁屑与废水接触时间增大，铬的去除率增大。这是由于随着铁屑与废水接触时间越多，微电解反应程度越大，则生成的Fe2+和Fe3+的量越多，越有利于形成铬铁氧体，铬的去除率越大。当铁屑与废水接触

10、时间在30 min时，铬去除率很大，出水总铬浓度达到国家废水排放标准。铁屑与废水接触时间大于30 min，继续增加接触时间，铬去除率增大不多。因此，确定最佳铁屑与废水接触时间为30 min。3. 微电解反应温度的影响100 mL化学实验废水中加入16 g的铁屑，反应器震荡30 min；反应器 pH为7.5，考查不同微电解温度下废水中铬的处理效果，结果见表3。表3 微电解反应温度对废水处理效果的影响微电解反应温度/铬去除率/%出水总铬质量浓度/（mgL1）2099.421.23099.531.03599.481.14099.570.95099.600.8由表3可知，尽管微电解反应温度升高，铬去除

11、率总体是增大，但微电解反应温度对废水处理效果影响很小。另外，考虑到降低废水处理成本，确定最佳的微电解反应温度为室温20 。4. 铁屑粒度的影响实验中将铁屑处理成不同粒度的铁屑，加入废水中考查铁屑粒度对废水处理效果的影响，结果见表4。表4 铁屑粒度对废水处理效果的影响铁屑粒度/目铬去除率/%出水总铬质量浓度/（mgL1）4079.3043.16083.5134.38098.573.0未经研磨铁屑99.401.2由表4可知，铁屑的粒度对废水处理效果影响很大。铁屑的粒度太小，铁屑易结快，废水和铁屑的有效接触面积减少。粒度越小，结快现象越严重。根据实验结果，未经研磨铁屑的废水处理效果最好。5. 铁氧体

12、反应pH的影响废水经过铁屑处理后进入反应器，通过NaOH溶液调节pH，形成铁氧体，使铬从溶液中转入固相。改变反应器中不同的pH条件，考察废水处理效果，结果见表5。表5 pH对处理效果的影响pH铬去除率/%出水总铬质量浓度/（mgL1）6.695.239.97.599.381.38.099.471.19.499.620.810.199.800.4由表5可知，pH越大，铬去除率越大。当pH大于7.5，能够形成黑色的铁氧体，出水总铬浓度达到废水排放标准，因此选择最佳铁氧体反应pH条件为7.5。最佳工艺条件下实验结果根据废水处理工艺实验，确定最佳的工艺条件为100 mL化学实验废水加入未经研磨的铁屑1

13、6 g，室温下铁屑与废水接触时间30 min，NaOH溶液调节铁氧体反应体系pH为7.5。在最佳工艺条件下平行处理废水5次，结果见表6。由表6可知，废水处理效果稳定。表6 最佳工艺条件下废水处理效果实验序号铬去除率/%出水总铬质量浓度/（mgL1）199.401.2299.381.3399.421.2499.471.1599.421.2结论（1） 铁屑-铁氧体法处理化学实验废水中铬的最佳工艺条件为：室温下用未经研磨的铁屑与废水震荡30 min，每100 mL化学实验废水铁屑用量为16 g，出水在经NaOH调节pH为7.5。（2） 利用铁屑-铁氧体法处理化学实验废水，铬去除率均达到99.3%以上

14、，出水总铬浓度均达到GB 89781996。该工艺具有沉淀易沉降、易分离，处理工艺时间短，工艺简单，废水处理固体废物在环境中稳定，不产生二次污染的特点。作业：用已知物质的量浓度的酸（或碱）来滴定未知物质的量浓度的碱（或酸）的方法叫酸碱中和滴定。中和滴定实验是以指示剂的变色来表示反应终点的到达。下表是实验室常用指示剂的变色范围：（1）某学生中和滴定实验的过程如下：(a)取一支碱式滴定管， (b)用蒸馏水洗净，(c)加入待测的NaOH溶液， (d)记录液面刻度的读数，(e)用酸式滴定管精确放出一定量标准酸液， (f)置于未经标准酸液润洗的洁净锥形瓶中，(g)加入适量蒸馏水， (h)加入2滴酚酞试液

15、， (i)开始滴定，边滴边摇荡， (j)边注视滴定管内液面变化， (k)当小心滴到溶液由无色变成粉红色时，即停止滴定(l)记录液面刻度的读数 (m)根据滴定管的两次读数得出NaOH溶液的体积为22 mL指出上述实验过程中的错误之处(用编号表示)_ _（2）现以0.1000mol.l-1 NaOH溶液滴定20.00ml 0.1000mol.l-1 HCL溶液为例，讨论强碱滴定强酸的情况，通过计算完成下表(已知lg2=0.3lg5=0.7，溶液混合时的体积变化忽略不计)：加入 NaOH 溶液V/ml0.0018.0019.8019.9820.0020.0220.2022.0040.00剩余HCL溶液的体积 V/ml20.002.000.200.020.00/过量NaOH溶液的体积V/ml/0.020.202.0020.00PH值1.002.283.307.009.711.7012.50（3）利用上表的数据在下图中绘制滴定曲线：（4）中和滴定过程中有好多技术问题要学会处理，如：滴定管漏水的处理，若酸式滴定管漏水处理的办法是 。滴加溶液速度的控制，可分为连续加、滴加和半滴加，如果用酸式滴定管向锥形瓶中加半滴溶液其方法是： 读数时要平视，如果初读数和末读数如下图所示滴定液的用量为_ _mL指示剂的选用， 在上述NaOH滴定HCl的实验中选用指示剂