2024年版高中化学 第四单元 研究型实验 课题三 综合实验设计实验中的几种特殊组合装置教学实录 新人教版选修6

2024年版高中化学第四单元研究型实验课题三综合实验设计实验中的几种特殊组合装置教学实录新人教版选修6学校授课教师课时授课班级授课地点教具教学内容本节课围绕《2024年版高中化学第四单元研究型实验课题三综合实验设计实验中的几种特殊组合装置教学实录新人教版选修6》展开。主要内容涉及：化学实验基本操作技巧，包括气密性检查、仪器连接、数据处理等；特殊组合装置的设计与操作，如气体收集装置、滴定装置、萃取装置等；实验误差分析与解决方法；以及实验报告撰写规范。通过本节课的学习，学生将掌握实验设计与操作的基本技能，提高实验素养。核心素养目标本节课旨在培养学生以下化学学科核心素养：1）科学探究能力，通过实验操作和数据分析，提升学生的观察、实验设计和问题解决能力；2）科学态度与价值观，引导学生理解化学实验的重要性，培养严谨的科学态度和实验伦理意识；3）科学、技术、社会与环境意识，让学生认识到化学实验在科技发展和社会生活中的应用，增强学生的社会责任感。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生在进入本节课之前，已经学习了基础的化学实验操作技巧，如气密性检查、仪器的正确使用和清洁等。此外，他们已经具备了一些基础的化学实验数据处理能力，能够进行简单的实验数据记录和分析。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

高中学生对化学实验通常具有浓厚的兴趣，他们喜欢通过实验来验证理论，体验科学的魅力。学生的能力水平参差不齐，一部分学生具备较强的动手操作能力和独立思考能力，能够快速掌握实验技巧；而另一部分学生可能需要更多的指导和帮助。学习风格上，有的学生偏好视觉学习，通过观察和示范来学习；有的学生则是听觉学习者，更倾向于通过讲解和讨论来理解。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

在本节课中，学生可能会遇到以下困难和挑战：一是对复杂实验装置的操作不熟悉，可能难以正确连接和操作；二是实验数据分析时，可能难以识别和解释实验误差；三是实验报告的撰写可能存在格式不规范、逻辑不清晰等问题。针对这些挑战，教师需要提供充分的指导和示范，帮助学生克服困难。教学资源准备1.教材：确保每位学生都具备《2024年版高中化学第四单元研究型实验课题三综合实验设计实验中的几种特殊组合装置教学实录新人教版选修6》教材。

2.辅助材料：准备与教学内容相关的实验装置图、操作步骤视频、实验数据图表等多媒体资源。

3.实验器材：提前检查实验器材的完整性和安全性，包括气体发生装置、滴定管、萃取装置等。

4.教室布置：设置分组讨论区，确保每个小组有足够的空间进行实验操作，并配备实验操作台，便于学生进行实验活动。教学过程一、导入新课

1.老师说：同学们，上一节课我们学习了化学实验的基本操作，今天我们将进入一个新的课题——综合实验设计实验中的几种特殊组合装置。首先，请大家回顾一下我们已经学过的实验操作技巧，看看哪些是我们今天需要用到的。

2.学生回顾所学内容，老师引导学生总结出气密性检查、仪器连接、数据处理等基本操作。

二、新课讲授

1.老师说：接下来，我们将重点学习几种特殊组合装置的设计与操作。首先，我们来了解一下气体收集装置。

2.老师讲解气体收集装置的原理、种类和操作方法，如排空气法、排水法等。

3.学生认真听讲，并跟随老师进行实验操作演示。

4.老师说：接下来，我们学习滴定装置。滴定是一种定量分析方法，广泛应用于化学实验中。

5.老师讲解滴定的原理、操作步骤和注意事项，如滴定管的使用、指示剂的选择等。

6.学生跟随老师进行滴定实验操作演示。

7.老师说：萃取装置是另一种重要的实验装置，主要用于液-液萃取。

8.老师讲解萃取装置的原理、操作步骤和注意事项，如萃取剂的选择、萃取时间等。

9.学生跟随老师进行萃取实验操作演示。

10.老师说：在实验过程中，我们可能会遇到一些误差，接下来，我们来学习如何分析和解决实验误差。

11.老师讲解实验误差的来源、分类和解决方法，如系统误差和随机误差、重复实验、校正仪器等。

12.学生跟随老师进行实验误差分析练习。

13.老师说：最后，我们来学习实验报告的撰写规范。

14.老师讲解实验报告的基本结构、撰写要点和注意事项，如实验目的、原理、方法、结果、讨论等。

15.学生跟随老师进行实验报告撰写练习。

三、课堂练习

1.老师说：现在，请大家根据所学内容，设计一个简单的实验，并写出实验步骤和预期结果。

2.学生分组讨论，设计实验方案。

3.学生展示实验方案，老师点评并给予指导。

四、课堂小结

1.老师说：今天我们学习了综合实验设计实验中的几种特殊组合装置，包括气体收集装置、滴定装置和萃取装置。希望大家能够熟练掌握这些实验操作技巧，并在今后的实验中灵活运用。

2.学生总结所学内容，老师引导学生回顾重点知识。

3.老师说：下节课我们将继续学习化学实验中的其他内容，请大家做好预习。

五、课后作业

1.完成课后练习题，巩固所学知识。

2.查阅相关资料，了解化学实验在科技发展和社会生活中的应用。

3.准备下一节课的实验材料，确保实验顺利进行。拓展与延伸一、提供与本节课内容相关的拓展阅读材料

1.阅读材料一：《化学实验安全知识》

内容：介绍化学实验中常见的危险和安全隐患，以及相应的预防和处理措施。帮助学生树立安全意识，提高实验操作的安全性。

2.阅读材料二：《化学实验误差分析与应用》

内容：讲解实验误差的来源、分类和解决方法，以及如何在实际实验中减小误差，提高实验结果的准确性。

3.阅读材料三：《化学实验在环境保护中的应用》

内容：探讨化学实验在环境保护领域的应用，如废水处理、废气净化等，增强学生的社会责任感和环保意识。

二、鼓励学生进行课后自主学习和探究

1.学生可以根据自己的兴趣和需求，选择阅读上述拓展阅读材料，进一步了解化学实验的各个方面。

2.学生可以尝试自己设计实验，将所学知识应用于实际问题中，如设计一个简单的实验来检测家庭饮用水的质量。

3.学生可以查阅相关资料，了解化学实验在科学研究、工业生产和日常生活中的应用，如化学实验在药物研发、食品检测等方面的作用。

4.学生可以分组讨论，分享彼此的实验设计和结果，互相学习、互相启发。

5.学生可以尝试解决实验中遇到的问题，如实验误差的来源和解决方法，提高实验操作技能。

6.学生可以撰写实验报告，总结实验过程、结果和心得体会，培养实验报告的撰写能力。

7.学生可以参与学校或社区的环保活动，将化学实验知识应用于实际环境保护工作中，如参与水质检测、空气质量监测等。典型例题讲解例题1：

实验中，向含有0.1mol/L的硫酸铜溶液中加入过量的铁粉，充分反应后过滤、洗涤、干燥，得到固体质量为5.6g。求反应生成的铜的物质的量。

解答过程：

首先，根据化学反应方程式：Fe+CuSO4→FeSO4+Cu，可知铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁。

设反应生成的铜的物质的量为xmol，则根据化学反应方程式，铁的物质的量也为xmol。

铁的摩尔质量为55.85g/mol，铜的摩尔质量为63.55g/mol，因此铜的质量为63.55xg。

根据题目中给出的固体质量，可以列出方程式：

55.85x+63.55x=5.6g

解得：x=0.05mol

答案：反应生成的铜的物质的量为0.05mol。

例题2：

某学生测定实验室空气中氧气的含量，将100mL的空气样品放入集气瓶中，加入5g红磷，点燃后密闭集气瓶。待红磷燃烧完毕，冷却至室温，打开瓶盖，发现水进入瓶内，进入水的体积为60mL。求空气中氧气的体积分数。

解答过程：

根据化学反应方程式：4P+5O2→2P2O5，可知红磷与氧气反应生成五氧化二磷。

设空气中氧气的体积为ymL，则根据化学反应方程式，氧气的物质的量为y/22.4mol。

红磷的摩尔质量为30.97g/mol，因此氧气的质量为5g。

根据题目中给出的数据，可以列出方程式：

y/22.4mol×32g/mol=5g

解得：y=44.8mL

空气中氧气的体积分数为：(44.8mL/100mL)×100%=44.8%

答案：空气中氧气的体积分数为44.8%。

例题3：

在一定条件下，向100mL0.1mol/L的盐酸中加入10g铁粉，充分反应后，溶液中剩余的氢离子浓度为多少？

解答过程：

根据化学反应方程式：Fe+2HCl→FeCl2+H2↑，可知铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气。

设反应消耗的盐酸的物质的量为xmol，则铁的物质的量为xmol。

盐酸的摩尔质量为36.46g/mol，因此盐酸的质量为0.1mol/L×0.1L×36.46g/mol=0.3646g。

铁的摩尔质量为55.85g/mol，因此铁的质量为10g。

根据题目中给出的数据，可以列出方程式：

xmol×36.46g/mol+0.3646g=10g

解得：x=0.17mol

溶液中剩余的氢离子浓度为：(0.1mol/L×0.1L-0.17mol)/0.1L=0.13mol/L

答案：溶液中剩余的氢离子浓度为0.13mol/L。

例题4：

实验室制取氧气时，通常使用过氧化氢溶液与二氧化锰反应。若要制取1mol氧气，至少需要多少克的过氧化氢？

解答过程：

根据化学反应方程式：2H2O2→2H2O+O2↑，可知过氧化氢分解生成水和氧气。

设制取1mol氧气需要的过氧化氢的物质的量为xmol，则根据化学反应方程式，过氧化氢的物质的量为2xmol。

过氧化氢的摩尔质量为34.02g/mol，因此过氧化氢的质量为34.02g/mol×2xmol。

根据题目中给出的数据，可以列出方程式：

34.02g/mol×2xmol=1mol×32g/mol

解得：x=0.5mol

过氧化氢的质量为34.02g/mol×0.5mol=17.01g

答案：至少需要17.01g的过氧化氢。

例题5：

某学生测定实验室空气中二氧化碳的含量，将100mL的空气样品放入集气瓶中，加入10mL的氢氧化钠溶液，充分振荡后，发现溶液体积增加至30mL。求空气中二氧化碳的体积分数。

解答过程：

根据化学反应方程式：CO2+2NaOH→Na2CO3+H2O，可知二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水。

设空气中二氧化碳的体积为ymL，则根据化学反应方程式，二氧化碳的物质的量为y/22.4mol。

氢氧化钠的摩尔质量为40.00g/mol，因此氢氧化钠的质量为10g。

根据题目中给出的数据，可以列出方程式：

y/22.4mol×44g/mol=10g

解得：y=88mL

空气中二氧化碳的体积分数为：(88mL/100mL)×100%=88%

答案：空气中二氧化碳的体积分数为88%。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.案例教学法的应用：在教学中，我尝试引入真实的化学实验案例，让学生通过分析案例来学习理论知识，这种教学方法能够激发学生的学习兴趣，提高他们的实际操作能力。

2.多媒体辅助教学：利用多媒体技术，如视频、动画等，将抽象的化学概念形象化，帮助学生更好地理解和记忆。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生实验操作能力不足：部分学生在实验操作中存在不规范、不熟练的问题，这影响了实验结果的准确性。

2.教学评价方式单一：目前主要依靠学生的实验报告和期末考试来评价学生的学习成果，缺乏对学生实验操作过程和实验思维的全面评价。

3.校企合作不足：与企业的合作较少，导致学生缺乏实际工作环境的体验，影响了他们的职业素养培养。

反思改进措施（三）

1.加强实验操作训练：针对学生实验操作能力不足的问题，我将增加实验操作训