实验教学教案设计文档教案.doc

化学实验方案的设计和评价的教学设计京山中学 梅智斌 教学设计说明：本节课的教学是以新课改的理念作为指导思想来设计的。首先教师提出一个开放性的问题：设计实验测定固体中Na2CO3(混有NaCl杂质)的百分含量，然后让学生自主探索，主动求知，在不断分析、解决问题，完善实验的过程中开阔思维，挖掘潜能，提高学生设计和评价实验方案的能力，同时也培养学生的创新能力。教学目的：培养学生设计和评价实验方案的能力。让学生了解化学实验方案设计的基本要求。重点和难点：实验方案的设计和评价教学方法：自主探究学习和启发式教学相结合教学过程：新课引入化学学科的一个重要特点就是实验，无论物质的制备还是性质的检验都需要实验。在进行实验之前，我们要根据实验目的和原理，设计出合理的实验方案，才能有条不紊，高效精准的完成实验，所以实验方案的设计就尤为重要。下面就请同学们设计实验方案：测定固体中Na2CO3(混有NaCl杂质)的百分含量。学生分组活动（讨论5分钟）后，收集并分析各组设计的实验方案。方案1 生1称取一定质量的样品 配成溶液 产生沉淀过滤洗涤干燥称量师：如何判断滴加的BaCl2溶液已过量？如何洗涤沉淀？其目的是什么？生：加入至不在产生沉淀后静置，取上层清液少许，向清液中继续滴加BaCl2溶液若不产生沉淀或者向清夜中滴加Na2CO3溶液若产生沉淀，则说明BaCl2溶液已过量。沉淀过滤后，向漏斗中加入蒸馏水至刚好浸没沉淀，让水自然下流，洗涤2-3次。洗涤沉淀的目的是为了除掉附着在沉淀表面的杂质离子。如果不洗涤称量的沉淀质量就会偏大。生2可以将BaCl2换成CaCl2溶液生3可以用HNO3酸化的AgNO3替换BaCl2溶液，通过测定AgCl的质量来求算Na2CO3的百分含量。（很多同学都认为这种方法是可行的，为了让他们自己找出原因，我启发他们） 师请从误差大小的角度思考用HNO3酸化的AgNO3替换BaCl2可不可行？ 生不行，当杂质很少时，生成的AgCl的质量也就很小，称量沉淀时的误差相对就较大，会使最终测定的Na2CO3的百分含量不准确。点评无论是用提供的哪种试剂它们都有一个共同特点：加入试剂后产生沉淀，根据沉淀的质量来求算Na2CO3的百分含量。我们将它们都称为沉淀法。方案2生1称取一定质量（m）的样品 溶液用标准HCl溶液滴定师如何判断滴定终点？能否改用其它的指示剂？推出Na2CO3的百分含量的表达式？生 酚酞作指示剂时，当溶液由红色恰好变成无色即为滴定终点。发生的反应是：CO32-+H+=HCO3- Na2CO3% = 100% 也可用甲基橙作指示剂。当用甲基橙作指示剂时，当溶液由黄色变成橙色，且30秒不褪色即为滴定终点。发生的反应是：CO32-+2H+=CO2+H2O Na2CO3% =100%师正确的滴定操作是怎样的？生左手控制滴定管活塞，右手摇动锥形瓶，眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化。点评这种利用滴定原理的测定方法我们称之为滴定法。方案3生1称取一定质量的样品 溶液 测定产生Cl2的体积师实验设计的依据是什么？生根据阳极产生Cl2的体积,可求出NaCl的质量，最终求出Na2CO3的质量和百分含量。生2该方法不行。如果电解时间很短，Cl-没有完全放电，就会使Cl2的量偏小，继而使NaCl的质量偏小，最终的结果就不准确。如果电解时间较长，在阳极不仅有Cl2还有O2产生。生3该方法可行。只要电解时间较长，分别测定阴阳两极产生的气体体积，再根据两极得失电子相等可计算出产生Cl2的物质的量。 Vm(nCl2+nO2)=V阳 Vm.nH2=V阴 2nH2=2nCl2+4nO2师电解该溶液可以生成哪些物质？该方案是否可行？生产物有：H2、NaOH、Cl2、O2 不行。生成的Cl2会与NaOH反应。点评即使产物之间不反应，各种气体也会有部分溶解在水中而使测量的气体体积不准确。所以这种方法的准确性不高。方案4生1取一定质量的样品让它与盐酸反应，将反应产生的CO2通入到足量的澄清石灰水中，然后过滤，洗涤，干燥，称量出沉淀质量，再来求算。装置如图。生2与第一种方法相似，用直接沉淀法更简单。且产生的CO2会有部分残留在装置中，使产生的沉淀质量偏小，最终导致Na2CO3的百分含量偏小。师能否组装一套与第一种方法不同装置？生3可以将样品和产生的气体先通过浓硫酸除水，再通过碱石灰吸收。根据碱石灰的增重即为CO2的质量来进行计算。师分液漏斗中能否用盐酸溶液？生不行，盐酸有挥发性，挥发出的HCl混在CO2气体中一起被碱石灰吸收，使最终的计算结果便大。用稀硫酸能够避免这种情况。师哪些因素能够影响到上述实验结果的准确性，如何进一步的改进？生4在U形管的后面加上一个装有碱石灰的干燥管，防止空气中CO2的和H2O进入U形管中影响实验。生5产生的CO2有一部分残留在装置中没有被U形管中的碱石灰吸收,会使计算结果偏小。可以在装置的最前面加上鼓入空气的装置，使残留的CO2也能被碱石灰吸收。生6不能鼓入空气，因为空气中也有CO2，也会被碱石灰吸收的。生7先将空气中的CO2用NaOH溶液除掉之后再鼓入。生8反应开始前装置内的空气中的CO2也应该除去。否则也会被碱石灰吸收。经过同学们的讨论，设计的实验装置如下：点评这种用多种仪器组装成实验装置来完成实验的方法我们称之为组装实验法。师当然，只要同学们肯动脑筋，还会设计出很多不同的方法，比如通过测定产生CO2的气体体积的方法来计算等。那么上述各种方案中哪种方案最好，为什么？生 方案一：步骤多，过程复杂。 方案二：方法简便，用药少，准确度高。 方案三：不容易收集和测量气体的体积，误差大。且产生有毒气体，污染环境。 方案四：仪器组装较繁琐，准确度高。 在实验室通常考虑用方案二或方案四。师在设计化学实验时，遵循的基本原则有哪些呢？师生共同归纳：化学实验设计的基本要求；1、 科学性：实验原理、实验操作程序和方法必须正确。2、 安全性：尽量避免使用有毒药品，危险性的操作或会产生环境污染的实验方案。3、 可行性：实验设计切实可行，实验用品能够得到满足。4、 简约性：实验设计简单易行。包括装置简单，用药少，步骤少，时间短等。教学反思：在本节课的教学中教师仅仅扮演了活动的组织者，在学生的思维遇到障碍时适时启发的角色，所有实验方案的设计、改进和评价，都是由学生通过讨论自主完成的。课堂气氛活跃，学习热情高，连平时不敢大胆回答问题的学生也能够积极发言，几乎做到了人人参与。通过自主探究学生不仅学到了知识和技能，开阔了思维，更重要的是激发了学习的主动性和创新意识，提高了综合能力。这节课给我一个很深的感触：教师一定要信任学生，把课堂还给学生，让学生对问题多花时间和精力，多做研究，引导他们投入到开放的、充满挑战的探究中去。让学生通过自主学习来体验发现问题，解决问题的过程，把知识和方法变成他们自己的东西，从而达到“授人以渔”的最终教学目的。