2019-2020年高中化學(xué)專題六物質(zhì)的定量分析6.1食醋總酸含量的測定導(dǎo)學(xué)案蘇教版.doc
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2019-2020年高中化學(xué)專題六物質(zhì)的定量分析6.1食醋總酸含量的測定導(dǎo)學(xué)案蘇教版 本課題是繼食醋總酸含量測定后的定量實(shí)驗(yàn)。定量分析實(shí)驗(yàn)在科學(xué)研究中占有極其重要的地位。本課題主要介紹定量分析的一般過程,定量分析實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、常用定量分析儀器——電子天平的使用方法,以及如何記錄和處理數(shù)據(jù),如何書寫物質(zhì)的定量分析實(shí)驗(yàn)報(bào)告等。是全書兩個(gè)定量分析實(shí)驗(yàn)的其中一個(gè)。建議用1課時(shí)完成。 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) (1)初步學(xué)會(huì)用電子天平稱量物質(zhì)的質(zhì)量。 (2)學(xué)會(huì)用化學(xué)方法測定鍍鋅鐵皮的鋅鍍層厚度。 (3)了解測定過程中產(chǎn)生誤差的原因,并能對實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。 (4)學(xué)會(huì)書寫定量測定與分析實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 二、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí) 在“知識預(yù)備”部分的教學(xué)中,我們首先要引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)鐵的性質(zhì)和探究鋅的性質(zhì),復(fù)習(xí)原電池工作原理、電鍍的目的等,使學(xué)生不僅掌握教材上介紹的測定原理和測定方法,而且讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,并進(jìn)行預(yù)備實(shí)驗(yàn),通過分析比較找出操作方便省時(shí)、裝置簡單的測定方法。在數(shù)據(jù)記錄與處理的教學(xué)中,建議教師提醒學(xué)生注意數(shù)據(jù)的記錄與儀器的精密度相吻合。 三、實(shí)驗(yàn)儀器及藥品(或用品) 電子天平、燒杯、鑷子、直尺(精密度為1mm)、6mol.L-1的鹽酸、酒精燈、三腳架、石棉網(wǎng)、濾紙等。 四、基本原理 本實(shí)驗(yàn)利用鍍鋅鐵皮腐蝕前后的質(zhì)量差(△m)以及鋅的密度(ρ)和鍍鋅鐵皮單側(cè)的面積(S)來測定鍍鋅鐵皮的鋅鍍層厚度。即: h=△m/(2ρS) 五、操作要點(diǎn) 1.準(zhǔn)確量取一定面積的鐵皮 2.準(zhǔn)確判斷反應(yīng)終點(diǎn)。反應(yīng)終點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:鍍鋅鐵片在HC1中產(chǎn)生H2的速率明顯減少,并且顏色變暗。若判斷過早則鋅溶解不完全;判斷過遲會(huì)使部分鐵溶解,這樣都會(huì)使實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度下降。 3.鍍鋅鐵片反應(yīng)前后質(zhì)量的精確測量與讀數(shù),尤其反應(yīng)后從酸液中取出的鐵皮應(yīng)先用蒸餾水沖洗,再用濾紙吸干,然后加熱烘干,冷卻后稱量。 六、思考與建議 該實(shí)驗(yàn)依據(jù)教材提供的實(shí)驗(yàn)方案具有以下一些優(yōu)點(diǎn):反應(yīng)迅速,耗時(shí)短;終點(diǎn)容易判斷;實(shí)驗(yàn)原理、裝置簡單易理解等。 在此前的學(xué)習(xí)中,學(xué)生已經(jīng)了解了鋅、鐵的一些物理化學(xué)性質(zhì),同時(shí)也學(xué)習(xí)了電化學(xué)的相關(guān)內(nèi)容,因此,在本節(jié)教學(xué)中不必過多的介紹鋅的電化學(xué)腐蝕原理。本節(jié)的重點(diǎn)在于培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)處理的能力。在前面一個(gè)課題的學(xué)習(xí)中學(xué)生已經(jīng)初步了解了一些有關(guān)物質(zhì)的定量分析的一般方法。所以在教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用定量分析實(shí)驗(yàn)的一般方法展開對本課題內(nèi)容的學(xué)習(xí)與研究。 本課題安排在食醋總酸含量的測定之后,學(xué)生將會(huì)對物質(zhì)的定量分析有了新的認(rèn)識,同時(shí)也會(huì)豐富學(xué)生定量分析的思維。本課題在結(jié)構(gòu)上作了一些突破,課題中除了提供了“知識預(yù)備”中的“鋅的電化學(xué)腐蝕”相關(guān)知識外,同時(shí)還在“檢索咨詢”里介紹了測定鋅鍍層的其它方法。如利用鋅能溶解于NaOH溶液,而鐵不能在其中溶解的性質(zhì),再測反應(yīng)前后的質(zhì)量差。這樣可促使學(xué)生思考還有哪些方法可以完成對鋅鍍層厚度的測定,從而營造了一個(gè)積極思維、勇于探索的學(xué)習(xí)氛圍。 本實(shí)驗(yàn)用到了精度達(dá)0.001g的電子天平。由于老教材中的化學(xué)實(shí)驗(yàn)并不需要該儀器,所以很多學(xué)校目前可能沒有該儀器。這樣該實(shí)驗(yàn)便無法按照剛才所述原理進(jìn)行。我們可以用另一種方法測量其厚度——用螺旋測微器直接測量鐵片反應(yīng)前后的厚度,則厚度差的1/2即為鍍鋅鐵皮的鋅鍍層厚度 (h)。具體比較見下表。 數(shù)據(jù)記錄 鍍鋅鐵皮 質(zhì)量(g) 面積(mm2) 厚度*(mm) 反應(yīng)前 9.755 2500 0.475 反應(yīng)后 9.505 0.461 數(shù)據(jù)處理 鋅鍍層厚度(mm) 依據(jù)h=△m/(2ρS)(鋅的密度ρ=7.14g/cm3) h=(9.755-9.505)/(27.251031708.5)=0.007mm 鋅鍍層厚度(mm) 依據(jù)厚度差的1/2即為鍍鋅鐵皮的鋅鍍層厚度(h) h=(0.475-0.461)/2=0.007 mm 注:測定厚度為鍍鋅鐵皮上隨機(jī)取五個(gè)點(diǎn)的平均值 分析兩種方法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,依據(jù)教材所提供的方法和直接用螺旋測微器測厚度所得到的結(jié)果非常接近。再重復(fù)以上比較實(shí)驗(yàn),同樣得到了非常接近的結(jié)果。所以,在實(shí)際操作中可以用螺旋測微器直接測定的方法代替教材提供的方法。 七、探索其它實(shí)驗(yàn)方案 方案1:將鍍鋅鐵片投入足量的6molL-1鹽酸中,使其完全溶解,通過測量生成氫氣的體積,計(jì)算出鐵片上的鋅的質(zhì)量。 方案2:將鍍鋅鐵片投入足量的6molL-1鹽酸中,使其完全溶解,再在所得溶液中加入過量的NaOH溶液,將沉淀過濾,待濾渣烘干、灼燒后,再稱量。 方案3:將鍍鋅鐵片投入足量的6molL-1NaOH溶液中,待充分反應(yīng)后,取出鐵片,用水沖洗、烘干后,再稱量。 方案4:將鍍鋅鐵片與另一塊純鐵片用一根導(dǎo)線連接起來,放入盛有3molL-1硫酸亞鐵溶液的燒懷中,過一段時(shí)間后,取了鐵片,用水沖洗、烘干后,再稱量。 方案5:將鍍鋅鐵片與石墨用一根導(dǎo)線連接起來,放入盛有6molL-1NaOH溶液中,當(dāng)石墨棒過一段時(shí)間后,取出鐵片,用水沖洗、烘干后,再稱量。 學(xué)生根據(jù)自己設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,再通過:實(shí)驗(yàn)所需時(shí)間、終點(diǎn)的現(xiàn)象、裝置和操作的復(fù)雜程度、準(zhǔn)確度等讓學(xué)生對自己的實(shí)驗(yàn)方案和其他同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行對比,最后得出的結(jié)論: 方案1:要使整個(gè)一塊鍍鋅鐵片完全反應(yīng)完,需要很長時(shí)間,且測量氣體體積時(shí)容易產(chǎn)生誤差。 方案2:操作麻煩,且過濾時(shí)的濾渣很難刮干凈,不可避免有少量留在濾紙上,因此實(shí)驗(yàn)精確度不高。 方案3:操作簡單,但反應(yīng)速率很慢,即使加熱、增大NaOH溶液度,反應(yīng)速率仍很慢。 方案4:設(shè)計(jì)合理,但不易判斷鋅什么時(shí)候反應(yīng)完。 方案5:該操作較簡單,且實(shí)驗(yàn)精確度較高。(事實(shí)速率也較慢) 除以上方案外,還可引導(dǎo)學(xué)生去查找資料,尋找一種金屬活潑性介于鋅與鐵之間,然后可利用該金屬與鍍鋅鐵皮組成原電池進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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