实验：直接电位法测定溶液的pH教学设计中职专业课-化学实验技术-分析检验技术-生物与化工大类

实验：直接电位法测定溶液的pH教学设计中职专业课-化学实验技术-分析检验技术-生物与化工大类授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间设计思路一、设计思路以学生为主体，结合课本中直接电位法测定pH的原理与操作规范，采用理实一体化教学。通过回顾pH计工作原理，明确实验目标；分组进行pH计校准、样品测定，强化规范操作；通过数据记录与误差分析，培养严谨态度，提升实践能力与问题解决能力。核心素养目标二、核心素养目标通过实验操作强化规范意识，提升动手能力与科学探究素养；通过数据记录与误差分析，培养证据推理与模型认知能力；结合实际应用案例，体会测定pH在化工生产、生物检验中的重要性，树立严谨的科学态度与社会责任。教学难点与重点1.教学重点

①pH计的正确校准操作流程，包括标准缓冲液的选择与使用规范。

②电极的正确维护方法及测定过程中的操作注意事项。

2.教学难点

①温度补偿操作的理解与实施，需结合温度对pH测定的影响原理。

②实验数据误差分析，需综合考量电极状态、操作规范及环境因素。教学资源准备1.教材：确保每位学生都有《分析检验技术》教材中“直接电位法测定pH”相关章节。

2.辅助材料：准备pH计结构示意图、电极校准操作视频、缓冲液pH值与温度关系图表。

3.实验器材：每组配备pH计（复合电极）、标准缓冲液（pH4.00、6.86、9.18）、烧杯、洗瓶、滤纸，检查电极活化状态及仪器校准有效性。

4.教室布置：分组设置实验操作台（4-6人/组），配备电源及通风设施，旁设讨论区用于数据记录与分析。教学过程（一）情境导入（5分钟）

同学们，早上好！昨天我们在实验室看到一瓶标签模糊的溶液，化工车间的师傅需要快速确定它的pH值，才能决定后续的处理方案。你们还记得课本中提到，直接电位法测定pH有哪些优势吗？（停顿，等待学生回答）对，快速、准确，适合现场检测。今天我们就通过实验，掌握用pH计直接测定溶液pH的方法，学会规范操作，为将来在化工、生物检验岗位工作打下基础。

（二）原理回顾与重点讲解（10分钟）

请大家翻到教材第58页，回顾“直接电位法测定pH”的原理。哪位同学能说说pH计的工作原理？（点名回答）很好！pH计的核心是指示电极（玻璃电极）和参比电极（银-氯化银电极），通过测量电池电动势，利用公式E=E°-0.0592pH（25℃）计算pH值。但实际测定中，我们需要用标准缓冲液校准，消除E°的影响。

重点来了：校准是关键！课本第60页明确指出，校准必须使用两种标准缓冲液，且pH值要接近样品pH。比如样品pH在5-7之间，应选pH6.86和4.00的缓冲液。校准时，斜率（Slope）必须达到95%-105%，否则仪器需要重新校准。大家记下来，这是实验评分的重要指标！

（三）实验操作演示与注意事项（15分钟）

首先，实验前准备：检查pH计电源，复合电极是否活化（提前在3mol/LKCl溶液中浸泡24小时）。用蒸馏水冲洗电极，用滤纸吸干水分——注意，不要擦拭电极球泡，避免损坏敏感膜。

第一步：校准pH计。选择“校准”模式，先倒入pH6.86的标准缓冲液，轻轻搅拌，待读数稳定后按“确认”，再换pH4.00缓冲液重复操作。校准完成后，屏幕会显示斜率，比如98.5%，符合要求。

第二步：样品测定。取10mL待测溶液（比如自来水）于烧杯中，将电极浸入液面以下，轻轻搅拌，静置读数。记录数据后，立即用蒸馏水冲洗电极，避免交叉污染。

重点强调：电极球泡不能接触硬物，使用后必须浸泡在KCl溶液中，防止干裂！如果校准斜率偏低，可能是电极老化，需要更换。这些操作规范，课本第62页“注意事项”里都有详细说明，大家课后要反复阅读。

（四）分组实验与巡回指导（30分钟）

现在，大家分组进行实验，每组4人，分工合作：1人操作pH计，1人记录数据，1人准备缓冲液和样品，1人监督操作规范。实验样品有三种：自来水、醋溶液（模拟酸性废水）、氨水溶液（模拟碱性废水）。

我巡回指导时，会重点检查：①校准是否使用两种缓冲液；②电极是否冲洗干净；③数据记录是否完整（包括温度、平行测定三次）。第三组的同学，注意醋溶液有腐蚀性，取用时要小心！第五组的同学，校准斜率只有92%，需要重新校准，可能是缓冲液被污染了，更换新的缓冲液再试。

（五）数据记录与误差分析（15分钟）

实验结束，各组将数据填入教材第63页的“实验记录表”。现在，我们以第二组的数据为例分析误差：他们测得自来水的pH平均值为6.72，而标准值为7.00，误差0.28。请大家讨论，可能的原因有哪些？（引导学生发言）

对！可能是电极活化不充分，或者校准时缓冲液温度与样品温度差异大（课本第61页提到，温度会影响电极斜率，需要开启温度补偿功能）。还有，平行测定时三次数据差异较大，说明电极冲洗不彻底，或者样品没有搅拌均匀。误差分析是实验的关键，大家要结合课本中的“误差来源表”，找出问题并改进。

（六）总结拓展与作业布置（10分钟）

同学们，今天我们通过实验，掌握了直接电位法测定pH的全流程：从原理理解、仪器校准到样品测定和误差分析。重点要记住：校准是前提，操作是关键，分析是提升。

拓展任务：课后查阅资料，了解食品工业中如何用pH计检测饮料的酸度，或者环境监测中废水pH测定的标准方法，下节课分享。作业：完成实验报告，重点分析本次实验的误差来源及改进措施，教材第64页的“实验报告模板”可以参考。

今天的实验课就到这里，大家整理实验台，将电极浸泡在KCl溶液中，值日生负责检查电源关闭情况。下课！知识点梳理直接电位法测定pH的原理基于pH计工作机制，核心是指示电极（玻璃电极）和参比电极（银-氯化银电极），通过测量电池电动势计算pH值，公式为E=E°-0.0592pH（25℃），温度补偿功能必须启用以消除温度影响。校准是实验前提，必须使用两种标准缓冲液，选择依据样品pH范围，如样品pH在5-7间选pH6.86和4.00，校准步骤包括倒入缓冲液、稳定后确认、检查斜率（95%-105%），否则重新校准。实验操作前准备包括检查pH计电源、电极活化（浸泡在3mol/LKCl溶液24小时），电极处理需用蒸馏水冲洗、滤纸吸干球泡，避免擦拭；样品测定取10mL溶液，浸入电极液面以下，轻轻搅拌静置读数，记录温度和平行三次数据。误差分析涉及来源：电极老化、活化不充分、温度差异、操作不规范（冲洗不彻底、样品不均），误差计算包括绝对误差和相对误差，改进措施确保电极活化、开启温度补偿、规范操作。电极维护至关重要，使用后必须浸泡在KCl溶液中防止干裂，腐蚀性样品（如醋溶液）小心取用，实验结束检查电源关闭。应用场景包括化工生产废水pH监测、生物检验饮料酸度检测、环境监测废水标准方法，参考国家标准如GB/T6920-1986。数据记录需填入实验记录表，包括样品名称、pH值、温度、平行数据，误差分析结合教材误差来源表。实验报告重点分析误差来源及改进措施，参考实验报告模板。安全操作强调防护装备、通风设施、避免电极接触硬物。仪器维护定期检查电极斜率、缓冲液有效性、校准记录。教学重点强化校准流程和电极维护，难点理解温度补偿原理和综合误差分析。核心素养培养规范操作意识、严谨态度、问题解决能力。板书设计①核心原理

·pH计工作原理：指示电极（玻璃电极）+参比电极（银-氯化银电极），测量电池电动势

·计算公式：E=E°-0.0592pH（25℃），需启用温度补偿

·校准关键：两种标准缓冲液（pH6.86、pH4.00），斜率95%-105%

②操作流程

·实验前准备：检查电源、电极活化（3mol/LKCl溶液浸泡24小时）

·校准步骤：倒入缓冲液→稳定读数→确认→检查斜率

·样品测定：取10mL溶液→电极浸入→轻搅静置→记录pH、温度、平行三次数据

③注意事项与误差分析

·电极维护：使用后浸泡KCl溶液，避免擦拭球泡，腐蚀性样品小心取用

·误差来源：电极老化、活化不充分、温度差异、操作不规范（冲洗不彻底、样品不均）

·改进措施：确保电极活化、开启温度补偿、规范操作流程

④应用拓展

·场景：化工废水监测、饮料酸度检测、环境监测（GB/T6920-1986）

·数据记录：实验记录表（样品名称、pH值、温度、平行数据）

·实验报告：重点分析误差来源及改进措施，参考教材模板教学评价1.课堂评价

①通过提问检查学生对pH计工作原理、校准关键步骤（两种缓冲液选择、斜率范围）的掌握情况；②观察实验操作规范性，重点记录电极活化、冲洗、样品测定等环节是否符合教材要求；③设置随堂测试，如