寧波地區(qū)新課程高二下培訓資料080302第二部分蘇教版選修1專題6 物質(zhì)的定量分析

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1、專題專題6 物質(zhì)的定量分析物質(zhì)的定量分析浙江省北侖中學浙江省北侖中學 於開陽於開陽本專題在實驗化學中的地位和作用本專題在實驗化學中的地位和作用 在化學研究中，我們不僅需要知道化學物質(zhì)的組成元素、在化學研究中，我們不僅需要知道化學物質(zhì)的組成元素、組成成分，而且需要知道某物質(zhì)組成元素、組成成分的含組成成分，而且需要知道某物質(zhì)組成元素、組成成分的含量，這就需要用定量分析的方法來測定。定量分析在科學量，這就需要用定量分析的方法來測定。定量分析在科學研究中的重要性是不言而喻的。研究中的重要性是不言而喻的。 本專題以融生活和化學知識于一體的兩個課題為主線，介本專題以融生活和化學知識于一體的兩個課題為主線，

2、介紹定量分析的一般過程、定量分析實驗方案的設計方法、紹定量分析的一般過程、定量分析實驗方案的設計方法、常用定量分析儀器的使用方法，以及如何記錄和處理實驗常用定量分析儀器的使用方法，以及如何記錄和處理實驗數(shù)據(jù)等內(nèi)容。數(shù)據(jù)等內(nèi)容。 課課 題題1 食醋總酸含量的測定食醋總酸含量的測定一、本課題的教學目標一、本課題的教學目標實驗新特點實驗新特點1.移液管的使用移液管的使用2.指示劑的選擇指示劑的選擇3.相對平均偏差的計算相對平均偏差的計算4.涉及滴定曲線涉及滴定曲線5.運用中和滴定原理設計實驗方案解決實際問題運用中和滴定原理設計實驗方案解決實際問題（與舊人教版比較）（與舊人教版比較）實驗原理實驗原理

3、1.化學反應原理：化學反應原理： CH3COOH+NaOH = CH3COONa + H2O HnA（有機酸）（有機酸）+nNaOH = NanA + nH2O3實驗數(shù)據(jù)的處理：實驗數(shù)據(jù)的處理： m（CH3COOH） = c（NaOH）V（NaOH）M（CH3COOH）100mL食醋中所含醋酸的質(zhì)量為：食醋中所含醋酸的質(zhì)量為：m（CH3COOH） = c（NaOH）V（NaOH）M（CH3COOH） 根據(jù)根據(jù)3次接近的平行測定值，可計算食醋中總酸次接近的平行測定值，可計算食醋中總酸含量的平均值。含量的平均值。平均相對偏差的計算平均相對偏差的計算絕對偏差（絕對偏差（di）表示測定值（）表示測定值

4、（xi）與平均值（）與平均值（x）之差：）之差： di=xi-x， x=平均偏差（平均偏差（d）為各個單個偏差的平均值：）為各個單個偏差的平均值： d= = 相對平均偏差：相對平均偏差：Rd = 100% x1+ x2+x3+xnnd1+ d2+d3+dnn|x1-x|+|x2-x|+|x3-x|+|xn-x|nnd實驗準備實驗準備實驗方案實驗方案實驗方案實驗方案 儀器的洗滌儀器的洗滌溶液的裝配溶液的裝配NaOH標準溶液配制標準溶液配制中和滴定中和滴定指示劑的選擇指示劑的選擇滴定與記錄滴定與記錄數(shù)據(jù)處理與結論數(shù)據(jù)處理與結論數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理誤差分析誤差分析記錄與結論記錄與結論NaOH標準溶液濃度

5、標準溶液濃度c（NaOH）= 0.1000 mol/L實驗次數(shù)實驗次數(shù)第第一次一次第二次第二次第三次第三次待測食醋的體積初讀數(shù)待測食醋的體積初讀數(shù)/mL待測食醋的體積終讀數(shù)待測食醋的體積終讀數(shù)/mL待測食醋的體積待測食醋的體積V（CH3COOH）/mL252525NaOH標準溶液的體積初讀數(shù)標準溶液的體積初讀數(shù)/mL2.002.322.14NaOH標準溶液的體積終讀數(shù)標準溶液的體積終讀數(shù)/mL22.6823.0422.85NaOH標準溶液的體積標準溶液的體積V（NaOH）/mL20.6820.7220.71實驗測得的食醋總酸含量（實驗測得的食醋總酸含量（g/100mL） 4.9634.9734

6、.907食醋總酸含量的平均值（食醋總酸含量的平均值（g/100mL） 4.968相對平均偏差相對平均偏差/% 0.067%1.白醋白醋:效果較好效果較好2.香醋香醋:稀釋稀釋10倍倍3.陳醋陳醋: 顏色很深，影響終點判斷顏色很深，影響終點判斷注意事項注意事項 消除消除CO2對對實驗的影響實驗的影響配制配制NaOH溶液和稀釋食醋的蒸餾水溶液和稀釋食醋的蒸餾水在實驗前應加熱煮沸在實驗前應加熱煮沸23分鐘，以分鐘，以盡可能除去溶解的盡可能除去溶解的CO2，并快速冷卻，并快速冷卻至室溫。至室溫。（1）移液管尖嘴殘留液體的處理）移液管尖嘴殘留液體的處理（2）滴定前后堿式滴定管中不能有氣泡）滴定前后堿式滴

7、定管中不能有氣泡（3）滴定管使用前要用待盛放的溶液潤洗）滴定管使用前要用待盛放的溶液潤洗 錐形瓶不能用待測液潤洗錐形瓶不能用待測液潤洗（4）滴定終點的判斷）滴定終點的判斷（5）讀數(shù)時是否平視）讀數(shù)時是否平視幾個關健幾個關健實驗操作實驗操作交流與討論 可結合教學參考102頁的說明。 拓展課題拓展課題6-1 配制并標定氫氧化鈉溶液配制并標定氫氧化鈉溶液（1）配制）配制NaOH飽和溶液，放置一段時間后，吸取上飽和溶液，放置一段時間后，吸取上 層清液，稀釋到約層清液，稀釋到約0.1mol/L，即可得，即可得NaOH標準溶液。標準溶液。（2）用鄰苯二甲酸氫鉀（）用鄰苯二甲酸氫鉀（HOOCC6H4COOK

8、）作為基）作為基準物質(zhì)，以酚酞作為指示劑，標定上述準物質(zhì)，以酚酞作為指示劑，標定上述NaOH標準溶液。標準溶液。 m/M = c（NaOH）V（NaOH） 記錄與結論記錄與結論實驗次數(shù)第一次第二次第三次鄰苯二甲酸氫鉀的質(zhì)量/g0.5620.5510.574氫氧化鈉溶液的體積初讀數(shù)/ml2.005.802.00氫氧化鈉溶液的體積終讀數(shù)/ml27.9831.5528.89氫氧化鈉溶液的體積/ml25.9825.7526.89氫氧化鈉溶液的濃度/mol/L0.094510.095540.09577氫氧化鈉溶液的平均值 0.09526平均相對偏差 0.14%實驗幾點說明實驗幾點說明1.鄰苯二甲酸氫鉀的

9、質(zhì)量的稱量可以用分析天平。鄰苯二甲酸氫鉀的質(zhì)量的稱量可以用分析天平。2.氫氧化鈉溶液的稀釋應用新煮沸而又迅速冷卻的蒸餾水。氫氧化鈉溶液的稀釋應用新煮沸而又迅速冷卻的蒸餾水。3.鄰苯二甲酸氫鉀的溶解應小心振蕩，需要一定的時間。鄰苯二甲酸氫鉀的溶解應小心振蕩，需要一定的時間。4.從相對平均偏差來看，實驗結果在誤差范圍之內(nèi)，建議教從相對平均偏差來看，實驗結果在誤差范圍之內(nèi)，建議教師氫氧化鈉標準溶液的濃度采用師氫氧化鈉標準溶液的濃度采用0.1000mol/L。5.教師應對學生說明有效數(shù)字的運算方法。教師應對學生說明有效數(shù)字的運算方法。教學建議教學建議1課時分配課時分配第一課時：第一課時：食酸的分類，食

10、醋總酸含量的測定原理，食酸的分類，食醋總酸含量的測定原理， 滴定過程中滴定過程中pH的變化以及實驗數(shù)據(jù)的處的變化以及實驗數(shù)據(jù)的處 理方法。理方法。第二課時：第二課時：通過通過氫氧化鈉標準溶液的配制和標定氫氧化鈉標準溶液的配制和標定，復習滴定復習滴定管的使用和中和滴定操作，練習移液管的使用。管的使用和中和滴定操作，練習移液管的使用。第三課時：第三課時：課題方案的設計與論證。完成食酸總酸含量測定課題方案的設計與論證。完成食酸總酸含量測定的實驗與評價。的實驗與評價。分組公布實驗方案，分組公布實驗方案，說出各自的困惑說出各自的困惑各組對各種方案各組對各種方案進行質(zhì)疑與評價進行質(zhì)疑與評價學生設計實驗方案

11、學生設計實驗方案實驗與評價實驗與評價初步實施實驗方案初步實施實驗方案 細化實驗方案細化實驗方案 432561食酸總酸食酸總酸含量的測定含量的測定2教學設計思路（課題方案設計教學）教學設計思路（課題方案設計教學）課課 題題 2鍍鋅鐵皮鍍鋅鐵皮鋅鍍層厚度鋅鍍層厚度的測定的測定知識與技能知識與技能學會用電子天平稱量物質(zhì)的質(zhì)量。學會用電子天平稱量物質(zhì)的質(zhì)量。學會用化學方法測定鍍鋅鐵皮的鋅鍍層厚度。學會用化學方法測定鍍鋅鐵皮的鋅鍍層厚度。了解測定過程中產(chǎn)生誤差的原因，并能對實驗中的數(shù)據(jù)進了解測定過程中產(chǎn)生誤差的原因，并能對實驗中的數(shù)據(jù)進行處理。行處理。學會書寫定量測定與分析實驗報告。學會書寫定量測定與分

12、析實驗報告。過程與方法過程與方法通過實驗使學生進一步掌握定量分析的一般方法。通過實驗使學生進一步掌握定量分析的一般方法。情感、態(tài)度、價值觀情感、態(tài)度、價值觀提高學生的實驗興趣，培養(yǎng)學生勤與創(chuàng)新、敢與實踐的科學提高學生的實驗興趣，培養(yǎng)學生勤與創(chuàng)新、敢與實踐的科學 品質(zhì)。品質(zhì)。教學目標教學目標 在在“知識預備知識預備”部分的教學中，教師首先要引部分的教學中，教師首先要引導學生復習和探究鋅、鐵的性質(zhì)，復習原電池反應、導學生復習和探究鋅、鐵的性質(zhì)，復習原電池反應、電鍍的工作原理，使學生不僅掌握教材上介紹的測電鍍的工作原理，使學生不僅掌握教材上介紹的測定原理和測定方法，而且讓學生嘗試自己設計多種定原理和

13、測定方法，而且讓學生嘗試自己設計多種實驗方案，并進行預備實驗，找出較好的測定方法。實驗方案，并進行預備實驗，找出較好的測定方法。在數(shù)據(jù)記錄與處理的教學中，建議教師提醒學生在數(shù)據(jù)記錄與處理的教學中，建議教師提醒學生注意數(shù)據(jù)的記錄、誤差和有效數(shù)字的運算規(guī)則。注意數(shù)據(jù)的記錄、誤差和有效數(shù)字的運算規(guī)則。教學建議教學建議h =m/(2S)實驗原理實驗原理m：用用_測量反應前后的質(zhì)量測量反應前后的質(zhì)量 用用_來溶解鐵皮表面的鋅鍍層來溶解鐵皮表面的鋅鍍層電子天平電子天平(0.001g)6 mol/LHCl引導學生設計方案引導學生設計方案鍍鋅鐵片在鍍鋅鐵片在HCl中產(chǎn)生中產(chǎn)生H2的速率的速率由快迅速轉慢由快迅

14、速轉慢實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象說明：說明： 1、該現(xiàn)象非常明顯，學生很容易做出判斷、該現(xiàn)象非常明顯，學生很容易做出判斷 2、不宜用硫酸替代鹽酸做該實驗、不宜用硫酸替代鹽酸做該實驗 3、耗時短，大約、耗時短，大約2分鐘即可完成分鐘即可完成1、鍍鋅鐵片反應前后質(zhì)量的精確測量與讀數(shù)。、鍍鋅鐵片反應前后質(zhì)量的精確測量與讀數(shù)。2、鋅在酸中完全溶解后，產(chǎn)生氫氣顯著變慢，準、鋅在酸中完全溶解后，產(chǎn)生氫氣顯著變慢，準確判斷鋅完全反應是本實驗最重要的一環(huán)。若判斷過確判斷鋅完全反應是本實驗最重要的一環(huán)。若判斷過早則會使鋅未完全溶解；若過遲會使鐵部分溶解，都早則會使鋅未完全溶解；若過遲會使鐵部分溶解，都會增加實驗誤差。會增

15、加實驗誤差。3、數(shù)據(jù)的準確記錄與處理及誤差分析。、數(shù)據(jù)的準確記錄與處理及誤差分析。操作要點操作要點記錄與結論記錄與結論數(shù)據(jù)記錄 數(shù)據(jù)處理鐵片A，長 5.00 cm寬5.06cm鐵片A，長 4.92cm寬4.90cm鐵片A，長 4.98cm寬5.00cm鍍鋅鐵片A，m1（）（）=5.464克克鍍鋅鐵片B，m1（）（）=5.255克克鍍鋅鐵片C，m1（）（）=5.429鐵片A，m（）（）=5.322鐵片B，m（）（）=5.121鐵片C，m（）（）=5.290鍍鋅鐵片單側厚度/mm平均厚度/mm相當平均偏差/%鍍鋅鐵片A0.03930.03910.34%鍍鋅鐵片B0.0389鍍鋅鐵片C0.0391一

16、些思考一些思考 在本課題中，用到了精度達在本課題中，用到了精度達0.001g的電子天平。的電子天平。由于在以前的化學實驗中并不需要該儀器，所以一由于在以前的化學實驗中并不需要該儀器，所以一般來講相當學校目前可能并不具有該實驗儀器，再般來講相當學校目前可能并不具有該實驗儀器，再加上該儀器價格不菲及相關領導可能沒有及時給予加上該儀器價格不菲及相關領導可能沒有及時給予重視，則很可能造成經(jīng)費不寬裕的地區(qū)或學校放棄重視，則很可能造成經(jīng)費不寬裕的地區(qū)或學校放棄對該儀器的配備。如果是這樣，該實驗則無法開展，對該儀器的配備。如果是這樣，該實驗則無法開展，就會迫使實驗成為就會迫使實驗成為“紙上談兵紙上談兵”。我

17、嘗試了省新課。我嘗試了省新課程培訓時介紹的方法：方法是用程培訓時介紹的方法：方法是用螺旋測微器螺旋測微器直接測直接測量鐵片反應前后的厚度，則厚度差的量鐵片反應前后的厚度，則厚度差的1/2即為鍍鋅鐵即為鍍鋅鐵皮的鋅鍍層厚度皮的鋅鍍層厚度 (h)。具體比較見下表。具體比較見下表。用螺旋測微器測鐵片的厚度用螺旋測微器測鐵片的厚度數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)記記錄錄鍍鋅鐵皮鍍鋅鐵皮質(zhì)量質(zhì)量(g)面積面積(mm2)厚度厚度*(mm)反應前反應前5.46425300.284反應后反應后5.322o.203數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)處處理理鋅鍍層厚鋅鍍層厚度度(mm)依據(jù)依據(jù)h=m/(2S)(鋅的密度鋅的密度=7.14g/cm3)h=(6.46

18、45.322)/(27.1410-32530)=0.0393mm鋅鍍層厚鋅鍍層厚度度(mm)依據(jù)厚度差的依據(jù)厚度差的1/2即為即為鍍鋅鐵皮的鋅鍍鍍鋅鐵皮的鋅鍍層厚度層厚度(h)h=(0.2840.203)/2=0.0405mm注：測定厚度為四次測定注：測定厚度為四次測定(鐵皮上均勻取四個點鐵皮上均勻取四個點)的平均值的平均值數(shù)據(jù)與結論數(shù)據(jù)與結論附：教參提供其它實驗方案附：教參提供其它實驗方案方案1：將鍍鋅鐵片投入足量的6mol/L的鹽酸中，使其完全溶解，通過測量生成氫氣的體積，計算出鐵片上鋅的質(zhì)量。評價評價：實驗耗時長方案2：將鍍鋅鐵片投入足量的3 mol/L一硫酸亞鐵溶液中，過一段時間后，取

19、出鐵片，用水沖、洗烘干后，再稱量。評價評價：幾乎不反應方案3：將鍍鋅鐵片投入足量的6mol/L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。評價評價：操作麻煩，實驗精確度不高方案4：將鍍鋅鐵片投入足量的6 molL-1NaOH溶液中，待充分反應后，取出鐵片，用水沖洗、烘干后，再稱量。評價評價：操作簡單，原理科學，但反應速率太小方案5：將鍍鋅鐵片與另一塊純鐵片用一根導線連接起來，放入盛有3molL-1硫酸亞鐵溶液的燒杯中，過一段時間后，取出鐵片，用水沖洗、烘干后，再稱量。評價評價：設計合理，但終點不好判斷方案6：將鍍鋅鐵片與石墨用一根導線連接

20、起來，放入盛有6molL-1NaOH溶液中，當石墨棒過一段時間后，取出鐵片，用水沖洗、烘干后，再稱量。評價評價：操作簡單，但耗時長拓展課題拓展課題6-2 水果中維生素水果中維生素C含量的測定含量的測定1、維生素、維生素C標準溶液的配制標準溶液的配制 將將5片片100mg的維生素的維生素C藥片投入到盛有藥片投入到盛有50ml蒸餾水的燒杯中，當蒸餾水的燒杯中，當Vc藥品藥品全部溶解后，轉移到全部溶解后，轉移到250ml容量瓶中，并稀釋到刻度。容量瓶中，并稀釋到刻度。2、橙汁的準備、橙汁的準備 取鮮橙若干，榨汁，過濾備用。取鮮橙若干，榨汁，過濾備用。3、Vc藥片中藥片中Vc含量的測定含量的測定 移取

21、移取20ml Vc 標準液注入標準液注入250ml錐形瓶中，加入錐形瓶中，加入1ml0.1mol/L鹽酸，再加鹽酸，再加入入1-2ml淀粉溶液，用淀粉溶液，用0.010mol/L碘水滴定，直至溶液顯藍色且半分鐘不褪碘水滴定，直至溶液顯藍色且半分鐘不褪色，記錄消耗碘水體積。重復兩次，取平均值。色，記錄消耗碘水體積。重復兩次，取平均值。4、橙汁中、橙汁中Vc含量的測定含量的測定 移取移取20ml 橙汁注入橙汁注入250ml錐形瓶中，加入錐形瓶中，加入1ml0.1mol/L鹽酸，再加入鹽酸，再加入1-2ml淀粉溶液，用淀粉溶液，用0.010mol/L碘水滴定，直至溶液顯藍色且半分鐘不褪色，碘水滴定，

22、直至溶液顯藍色且半分鐘不褪色，記錄消耗碘水體積。重復兩次，取平均值。記錄消耗碘水體積。重復兩次，取平均值。記錄與結論記錄與結論編號滴定前的讀數(shù)/ml滴定前的讀數(shù)/ml消耗碘液體積/ml消耗碘液體積的平均值/ml維生素維生素C標準溶液標準溶液 13.2627.3624.1024.07 22.2826.4224.14橙汁橙汁 312.7717.584.814.79 417.5822.354.77橙汁中維生素橙汁中維生素C的含量的含量=398.0mg/L幾點說明：幾點說明：1、維生素、維生素C 藥片的全部溶解需一定時間，要耐心，藥片的全部溶解需一定時間，要耐心，可能還會有少量的懸浮細粒?？赡苓€會有少量的懸浮細粒。2、建議不要用橙汁飲料做該實驗，原因是其中維、建議不要用橙汁飲料做該實驗，原因是其中維生素生素C含量比較低。含量比較低。3、滴定終點不容易判斷，需提醒學生注意。、滴定終點不容易判斷，需提醒學生注意。4、建議可以選擇多種水果和蔬菜的原汁做實驗，、建議可以選擇多種水果和蔬菜的原汁做實驗，以提高學生的興趣，并了解各種蔬菜水果的以提高學生的興趣，并了解各種蔬菜水果的 Vc含量的高低。含量的高低。5、碘和維生素、碘和維生素C的反應方程式不宜拓展。的反應方程式不宜拓展。