记得在上配制一定物质的量浓度的溶液这一节内容时,我在课前认真学习本节内容,查阅大量教学资料,集多位名师经验,设计了如下的教学过程:
【引入】在初中,我们已经学习了配制一定质量分数溶液的方法。而量取溶液的体积比称取质量方便.如果已知溶液的物质的量浓度,就可推知所取溶液中溶质的物质的量。因此,学习如何配制一定物质的量浓度的溶液,对我们今后的学习和工作,都有非常重要的意义。
请同学们回忆有关质量分数溶液的配制知识,回答….
【投影】问题1: 如何配制250g10%的Na2CO3溶液?说明操作方法及所用的仪器。
【回答】方法:称取25gNa2CO3固体放到500mL的烧杯中,用量筒量取225 mL的蒸馏水,加水溶解,充分搅拌。 仪器:托盘天平、量筒、烧杯、玻璃棒
【板书】问题2:如何配制一定物质的量浓度的溶液,比如250mL 0.2mol/L的Na2CO3溶液?
【提问】用固体配制质量分数溶液时,第一步是计算固体溶质的质量和溶剂的体积.本实验中,所需 固体溶质的质量和溶液的体积各是多少? (提示:Na2CO3的摩尔质量)
【回答】 5.3g 0.25×0.2×106=5.3 溶液体积: 250mL
【引导】5.3g Na2CO3可用天平称取. 体积为250mL的溶液该如何配制呢?
【提问、投影】如此配制,可以吗?请说明原因。
①称取5.3g Na2CO3固体,放到500 mL的烧杯中,用量筒量取250 mL蒸馏水倒入烧杯中,溶解。 (回答:溶液的体积不是250 mL,溶剂的体积是250 mL)
②查出Na2CO3固体的密度,计算5.3g Na2CO3固体的体积,用250 mL减去Na2CO3固体的体积,即得需量取的水的体积,其它操作同①
(回答:溶液的体积不是250 mL:固体溶于液体时,体积要发生变化,变化后的体积并不等于二者的体积之和)
分析:这两种方法都是想先确定溶剂的体积,但不能保证最后溶液的体积为250 mL.我们改变思路: 先不确定溶剂的体积,在一个量具内加水至250 mL刻度线,最后溶液的体积是250 mL?
用烧杯,行吗?
③称取5.3g Na2CO3固体放到烧杯中,溶解,加水至250 mL刻度线。(用烧杯量取的溶液体积是否准确?)
(回答:量取溶液体积不准确:烧杯直径太大,因视线偏差引起溶液体积的误差太大.
投影:直径不同引起溶液体积误差的比较 烧杯不是量具)
④能否用量筒代替烧杯?
(回答:1、不能配制溶液(量具:不能溶解),不利振荡、混合溶液;)
如果在烧杯中溶解Na2CO3,将溶液转移到量筒中,再加水至250 mL刻度线?
( 2、250 mL的量筒直径也很大)
分析:对于量筒:若要量取溶液体积大,直径就大,读取溶液体积不准确;若要读取溶液体积准确,则直径小,容量就小。若要使容量大,读取溶液体积又准确,用量筒是解决不了问题的。
【引导】 看来,我们需要一种仪器:量取溶液体积准确、容量大、又便于溶液振荡、混合。你能设计这种仪器的形状吗?(画出这种仪器的形状,说明哪些结构适合配制溶液?)
【回答】 ①标刻度的部分直径小;②装溶液的部分容量大、且便于溶液振荡、混合;③易放置—平底
【过渡、展示】确实有这种化学量具-容量瓶。
【介绍、演示】容量瓶是细颈、梨形的平底玻璃仪器,瓶口配有玻璃塞或塑料塞。只在瓶颈上有一个刻度线,当瓶中溶液的凹液面与刻度线相切时,表明溶液体积为瓶上标注的体积。看容量瓶的结构特点:有刻度线的瓶颈直径很小,使容量瓶量取溶液体积准确;梨形部分体积大既可盛装大量液体,又便于溶液振荡、混合;平底-易放置。因此, 容量瓶是配制物质的量浓度溶液的主要仪器, 我们可以在其中准确定容溶液的体积。.
容量瓶是一种精密量具,它的容积受温度影响,梨形部分标有温度和体积,表示只有在200C时,容量瓶中溶液的体积才是250 mL。只在瓶颈有一个刻度线,所以它只能测量一个体积,不能配制任意体积的溶液。常用的容量瓶有100 mL 、250 mL、500 mL 、1000 mL等多种规格(照片)。本实验,我们应选择哪一种的容量瓶?(250 mL)
检查漏水方法(见教材)
通过以上的分析,我们选择了容量瓶定容溶液的体积,用天平称取Na2CO3固体,那么,具体的配制过程如何呢?
首先称取5.3g Na2CO3固体。
①应用分析天平称取,高中可用托盘天平代替 ②课前,我已称取好了。
【提问1】称量好Na2CO3应在哪里溶解?(烧杯中)
【提问】为什么不直接放在容量瓶中溶解?
【回答】①瓶口小,加固体药品不方便。
②容量瓶是一种量具。它的容积是在200C时标定的。绝大多数物质溶解时都会伴随吸热或放热的过程,使量取的溶液体积不准确.
(说明:,不能在容量瓶中溶解,更不能加热容量瓶)
【演示】用小烧杯加水溶解Na2CO3固体,并用玻璃棒搅拌。
【提问2】 Na2CO3固体溶解放热,若将溶解的Na2CO3溶液立即转移到容量瓶中, 会对配制结果有何影响?
【回答】浓度偏大:溶液的热膨胀系数比玻璃的大,升高相同温度,溶液体积变化大,使容量瓶中实际溶液体积偏小.(说明:冷却至室温,再转移。。)
【提问3】冷却至室温后,下一步是“转移”,将溶液转移到容量瓶中。为使溶液不溅撒到瓶外,我们可采取什么措施? (用玻璃棒引流;玻璃棒放在刻度线下面)
【演示】烧杯中的溶液转移到容量瓶中。
【提问4】可以向容量瓶中加水,定容溶液的体积吗?为什么?
(没有洗涤:烧杯及玻璃棒上均沾附有溶液-溶质没有转移完全)
说明:应用蒸馏水洗涤烧杯及玻璃棒2—3次,并将洗涤液转移到容量瓶中
【提问】如果没有洗涤,会对配制结果有什么影响?
【回答】浓度偏小。
【演示】洗涤烧杯及玻璃棒。
【说明】 请仔细观察下面的实验,思考这样操作的原因?
【演示】轻轻振荡容量瓶,使溶液充分混合;向容量瓶中注入蒸馏水,至液面接近刻度线1cm—2cm时,改用胶头滴管滴加;溶液凹液面与刻度线相切时,停止加水,此时溶液体积为250mL(指出:此操作叫定容);盖好瓶塞,反复颠倒,摇匀。这样······
说明:配好的溶液应即时转移到试剂瓶中。因为容量瓶是量居,用来配制溶液,不能久放溶液(有些溶液如碱液会腐蚀玻璃,盛放久了会影响容量瓶的容积)
【提问1、投影】 为什么在溶质转移完全后,要轻轻振荡容量瓶,使溶液充分混合?
【回答】密度不同的两种溶液混合时,混合液的体积可能大于或小于两溶液体积之和。若溶液未混合均匀,溶液体积不准确。等加水到刻线时再振荡、摇匀,液面可能超过刻度线。
【提问2、投影】 为什么用烧杯加水至容量瓶刻度线1cm—2cm处,改用胶头滴管。
【回答】用胶头滴管加水, 易控制液体流量,不易超过刻度线。
【提问、投影】如果不慎加水超过刻度线,是否用滴管取出多余的溶液?
【回答】不可以,溶质会减少。说明:重做。
【提问3、投影】 定容后,反复颠倒、摇匀,液面低于了刻度线,能否再加蒸馏水 ?为什么?若再加蒸馏水,对配制结果有何影响?
【回答】定容后液体的体积恰好为容量瓶的标定体积。极少量溶液沾在瓶塞或磨口处。浓度偏小。
【要求】刚才,我们选择了仪器,具体配制了250mL 0.2mol/L的Na2CO3。请同学们总结该实验的操作步骤及所用到的仪器。
【投影】配制步骤:计算—称取(量取)—溶解(稀释)—转移—定容、摇匀—装瓶、贴签
仪器:容量瓶、天平、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒
计算:计算溶质的质量。用两个字概括。
称取:用天平称取一定质量的固体溶质
溶解:在烧杯中溶解溶质
转移:将溶解好的溶液转移到容量瓶中
说明 ①冷却至室温 ②洗涤烧杯及玻璃棒2—3次,并将洗涤液转移到容量瓶中
定容:在容量瓶中加水至刻度线,定容溶液的体积。并颠倒、摇匀。
装瓶:将配好的溶液转移到试剂瓶中保存。
【思考题1】若用98%的浓H2SO4(ρ=1.84g·cm-3)配制250mL 1moL/L的稀H2SO4溶液,与配制Na2CO3溶液有何不同?
【回答】① 计算:溶质守恒。0.25×1×98= V×1.84×98% V=13.6 mL
② 量取:量筒、酸式滴定管。
③浓H2SO4的稀释:将浓H2SO4缓缓注入水中,不断搅拌
相同点:冷却至室温等。
分析:无215mL规格的 ;<215mL 规格的配不出215mL的溶液
(先配成250mL 0.2mol/L的NaOH溶液,从中取出215mL)
称量NaOH固体应注意什么?应放在在烧杯中(腐蚀性药品)
分析本节课的教学过程有这样几个特点:
1、在教学过程设计中,通过类比质量百分比浓度溶液配制,来破解难点,在类比过程中,没有仅落在步骤上,而是要提取出这些步骤所实现的原理,从而让学生形成原理来源于定义式的思维。可见教学情景的设置不是全然给学生一个陌生的世界,而是能够承接学生旧知识,延伸学生新知识的情景。2、通过分析学生的错误方法,分析出溶液体积的特点。本节课设计的错误方法来源于质量百分比溶液的配制,而事实上两个实验的区别是质量与体积的区别,质量的可加合性与体积的不可加合性,必须帮助学生建立。随后引导学生认识到体积是不断在变化中的,只有最后形成溶液,我们自然能够得到体积,得出顺序是先溶解后定容的方法。3、根据学生的思维开放性,设置不同的层次完成对如何精确定量的教学。根据学生已有的知识,设计出提高精确度的仪器——容量瓶,在这样的过程中,学生能够根据情景要求,作出思维。但是对于一些实验步骤的思维,学生仅靠教师传授虽然能够接受,但是感知却不深。在教学设计中,通过学生先动手操作,在操作过程中完成对实验步骤的补全和完善。设置动手的情景教学,能让学生在实践中求知,化学的实验特征也能在教学中体现出来,而不是简单的课本传授。4、定量实验教学关于要区别于定性实验教学。学生的思维模式停留在定性上,对定量上即使有些许感觉,但是却言语不出。在教学设计中,引导学生明确实验的原理是确定量,实验的操作和仪器的选择也是为了确定以及精确确定量,这样才能向学生传递出定量的思维信号。而对于为什么一些步骤能够精确确定量,是定量实验中必不可少的步骤,通过学生对真实情景的感知——实际动手操作,发现问题,解决问题这样的教学过程,来让学生明确为什么要进行一些实验操作。这样学生对定量的认识更深刻,才能实现三维教学目标。
从课后练习反馈情况看,本节教学效果很好。由此我想,在平时化学教学中,如果我们能多一点精心雕琢,潜心研究每一节课的教学过程的设计,寻求恰当的类比破解每一个教学难点,构造得当的教学情境激发学生的学习化学兴趣,大多数学生还是热爱化学学科的。