高中化学 第三册 第十章 学习几种定量测定方法 10.2.1 结晶水含量测定的原理教案 沪科版（通用）

102 结晶水合物中结晶水含量的测定第1课时 结晶水含量测定的原理一教学目标1知识与技能（1）结晶水合物中结水含量的测定原理。（2）瓷坩埚、研钵、干燥器等仪器的正确使用。（3）恒重等基本操作技能。2过程与方法（1）通过设计测定硫酸铜结晶水含量的实验方案，认识观察、测量、实验条件的控制、数据处理等科学方法，认识测定物质组成，确定物质化学式的定量实验一般方法。3情感态度与价值观（1）通过实验方案的讨论，体验实事求是、严肃认真、一丝不苟的科学态度在定量测定实验中的意义。二教学重点和难点1教学重点结晶水合物中结水含量的测定原理和方法。2教学难点设计测定硫酸铜结晶水含量的实验方案三教学用品药品：CuSO4xH2O仪器：电子天平、研钵、玻璃棒、三脚架、泥三角、瓷坩埚、坩埚钳、干燥器、酒精灯、药匙。 媒体：电脑、投影仪五教学案例1教学过程教学内容教师活动学生活动说明硫酸铜晶体的性质用途复习及组成分析引入 结晶水含量的测定是高中化学中一个非常重要的定量实验。通过定量测定学习，认识观察、测量、实验条件的控制、数据处理等科学方法；并认识测定物质组成，确定物质化学式的一般方法。提问 请同学们列举我们学习过的结晶水合物？（出示CuSO45H2O实物）请说出你了解的CuSO45H2O的性质与用途？板书一硫酸铜晶体的组成、性质及用途 CuSO45H2O，是一种蓝色固体，固体受热时变为白色粉末，用作纺织品媒染剂、农业杀虫剂、水的杀菌剂，饲料添加剂，并用于镀铜议论、交流：CuSO45H2ONa2CO310H2OFeSO47H2ONa2SO410H2O五水硫酸铜俗称胆矾、蓝矾。是一种结晶水和物其化学式为：CuSO45H2O，是一种蓝色固体，其水溶液为蓝色，固体受热时变为白色粉末，硫酸铜水溶液能杀菌消毒，游泳池里水变蓝是放了硫酸铜的缘故。用作纺织品媒染剂、农业杀虫剂、水的杀菌剂，饲料添加剂，并用于镀铜。明确学习目标与价值，激发学习热情让学生体会化学物质对生活、生产的作用以及使用它时要讲科学的意义结晶水含量测定的原理过度 下面我们就以硫酸铜晶体中结晶水含量的测定为例，研究晶体中结晶水含量的测定的原理。板书二结晶水含量测定的原理提问 根据CuSO45H2O的化学式，如何计算结晶水的百分含量？提问如果不知道硫酸铜晶体中结晶水的含量（CuSO4xH2O），如何测出x值？小结 定量测定过程中有的数据可以直接测出，如CuSO4xH2O晶体的质量可直接称量，有的不能直接测出，需要通过间接方式测定，如CuSO4xH2O晶体中CuSO4的质量与水质量，对于间接测定，一般运用化学反应，测定可测物质的有关数据，再通过计算来实现。即：板书1明确测定目标求x值2寻找关系与x有关或间接有关3确定有关的测量数据（直接测量和间接测量）4找出测间接测量的有关化学反应5计算例：CuSO4xH2O晶体中结晶水的测定化学反应CuSO4 xH2O CuSO4 + xH2O所测数据硫酸铜晶体质量m1 无水硫酸铜质量m2计算公式写出表达式：CuSO45H2O中结晶水的百分含量为：5H2OH2O% =100%CuSO45H2O讨论、交流：直接不能测出结晶水的含量，可以根据结晶水化物失水前后质量的变化，计算出结晶水合物中所含结晶水的百分组成及晶体组成。（1）称量CuSO4xH2O （m1g） （2）加热分解（3）称量CuSO4 （m2g）（4）计算CuSO4xH2OCuSO4xH2O160+18x 160 18xm1g m2g (m1-m2)g(160+18x) :160 = m1 : m2 或 160 ：18x = m2 :( m1-m2 )x =160*( m1/ m2 -1)思考：在质量为G g的坩埚中，加入BaCl2nH2O晶体后称得质量为W1g，加热使结晶水全部失去，冷却后，称得质量为W2g，则n值为多少？从化学原理着手，认识获取定量测定数据的方法体会从研究具体事物抽象到研究一般事物的思想方法；体验化学学科思想方法对人类科学活动的影响与作用，对推动人类科学发展重要意义测定硫酸铜结晶水含量的实验方案设计探究活动 依据以上原理，请设计一个确定硫酸铜晶体化学式的实验。提问 设计定量实验应从那几个方面考虑？板书三、测定硫酸铜结晶水含量的实验方案设计请完成下列设计：1实验设计思路（1）用准确的语言表述测定硫酸铜晶体化学式的实验目的、原理。（2）写出实验步骤、仪器、药品。（3）设计数据记录表（3）写出计算式板书小结 2实验步骤（1）研磨：在研钵中将硫酸铜晶体研碎。（2）称量：准确称量一干燥洁净的瓷坩锅质量（m1）。（3）再称：称量瓷坩埚+硫酸铜晶体的质量（m2）。（4）加热：加热至蓝色晶体全部变为白色粉末，并放入干燥器中冷却。（5）再称：在干燥器内冷却后，称量瓷坩埚+硫酸铜粉末的质量（m3）。提问 如何判断结晶水已经完全分解了？恒重操作：（两次称量误差不得超过0.001g）。板书（6）再加热：把盛有硫酸铜的瓷坩埚再加热，再冷却。（7）再称重：将冷却后的盛有硫酸铜的瓷坩埚再次称量（两次称量误差不得超过0.001 g）。（8）计算：根据实验测得的结果计算硫酸铜晶体中结晶水的质量分数。提问 如何记录数据？小结 数据记录表实验平均值提问 这是一个较精确的定量实验，为了减小误差，实验操作中应注意那些事项？确保测定准确的关键操作有那些？提示 无水硫酸铜易吸收空气中的水，能否放在空气中冷却？小结 通过上述讨论，我们知道实验操作正确与否对测定结果有很大影响，因此，实验操作必须认真细致、规范准确、一丝不苟，数据记录与处理实事求是、严肃认真，否则实验误差太大，造成实验失败，浪费人力、物力，如果缺乏科学态度、负责任精神，用不准确的实验结果用于生产过程中，那么问题的严重性，同学们是能够认识得到的。 对于本实验操作的几个关键点是：1称前对硫酸铜晶体要研细；2小火加热，避免局部过热；3在干燥器中冷却；4恒重操作；5防止试验过程中晶体的损失作业 完成实验报告学生分组讨论交流：（1）实验目的（2）实验原理（3）实验仪器、药品（4）实验步骤（5）数据记录与处理（6）计算（7）注意事项（8）误差分析（9）问题讨论学生分组讨论交流：一、实验原理化学反应CuSO4xH2OCuSO4+ xH2O所测数据（1）称量坩埚质量（m1）（2）称量坩埚 + CuSO4xH2O 质量(m2)（2）称量坩埚 + CuSO4 (m3) 计算公式二、操作步骤与仪器1称取一定量的硫酸铜晶体（坩埚、天平）2加热使其失去全部结晶水（酒精灯、铁架台、铁圈、泥三角、玻璃棒）3冷却 （干燥器）4称量无水硫酸铜 （天平）5计算讨论：对盛有硫酸铜的瓷坩埚再加热，再冷却。将冷却后的盛有硫酸铜的瓷坩埚再次称量（两次称量质量几乎相同）。三、数据记录表设计瓷坩埚质量（m1）瓷坩埚 + 硫酸铜晶体（m2）瓷坩埚 + 无水硫酸铜（m3）瓷坩埚 + 无水硫酸铜（m4）硫酸铜晶体 （m2 m1）无水硫酸铜 （m3 m1）结晶水（m2 m3）讨论交流：（1）加热要充分但不“过头”（加热不充分，硫酸铜晶体没有完全分解；加热温度过高CuSO4也分解）；（2）称量读数要正确；（3）加热时搅拌不当使晶体溅出坩埚外或被玻璃棒少量带走；（4）要进行恒重操作；（5）硫酸铜晶体研碎要放在干燥器中冷却认识定量测定的设计思想与方法，掌握设计流程；从严谨的科学态度和习惯对实验的重要性中感悟科学态度和习惯对人的成长发展的重要影响从研磨、干燥器中冷却、恒重操作等实验设计中体验认真细致、一丝不苟的科学精神掌握数据记录与处理等科学方法，体验实事求是的态度对科学发展重要意义通过体验化学学科对人类发展的重要影响，认识科学态度与精神是人类生存、发展的重要财富2主要板书一、硫酸铜晶体的组成、性质及用途CuSO45H2O，是一种蓝色固体，固体受热时变为白色粉末，用作纺织品媒染剂、农业杀虫剂、水的杀菌剂，饲料添加剂，并用于镀铜二、结晶水含量测定的原理（1）明确测定目标求x值 例：CuSO4xH2O晶体中结晶水的测定（2）寻找关系与x有关或间接有关 CuSO4 xH2O CuSO4 + xH2O（3）确定有关的测量数据（直接测量和间接测量） 硫酸铜晶体质量m1（4）找出测间接测量的有关化学反应 无水硫酸铜质量m2（5）计算三、测定硫酸铜结晶水含量的实验方案设计 1实验设计思路2实验步骤（1）研磨：在研钵中将硫酸铜晶体研碎。（2）称量：准确称量一干燥洁净的瓷坩锅质量（m1）。（3）再称：称量瓷坩埚+硫酸铜晶体的质量（m2）。（4）加热：加热至蓝色晶体全部变为白色粉末，并放入干燥器中冷却。（5）再称：在干燥器内冷却后，称量瓷坩埚+硫酸铜粉末的质量（m3）。（6）再