蘭建祥
摘要:分析了中和滴定分析教學(xué)的難點(diǎn)與教學(xué)策略。通過(guò)對(duì)高考化學(xué)試題中中和滴定的分析,歸納出滴定分析的反應(yīng)類型、滴定計(jì)算原理、滴定方法和滴定分析的注意事項(xiàng),以幫助學(xué)生初步認(rèn)識(shí)多種常見(jiàn)的滴定分析,了解不同化學(xué)反應(yīng)和不同滴定方法在滴定分析中的廣泛應(yīng)用,達(dá)到對(duì)中和滴定知識(shí)遷移和拓展的目的。
關(guān)鍵詞:滴定分析;中和滴定;拓展教學(xué);教學(xué)研討
文章編號(hào):1005–6629(2015)9–0073–05 中圖分類號(hào):G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
滴定分析是重要的化學(xué)分析方法。中學(xué)化學(xué)課程重點(diǎn)介紹和要求掌握的是酸堿中和滴定,但包括高考在內(nèi)的各種考試,考查的重點(diǎn)卻是其他類型的滴定分析,借以考查學(xué)生知識(shí)的遷移能力。在全國(guó)各地的化學(xué)高考試題中,滴定分析業(yè)已成為重要的考點(diǎn),高三復(fù)習(xí)教學(xué)中特別需要拓展滴定分析的教學(xué)內(nèi)容,豐富學(xué)生對(duì)滴定分析的認(rèn)識(shí)。
1 教學(xué)難點(diǎn)與教學(xué)策略分析
中學(xué)教材介紹的酸堿中和滴定在滴定方法上屬于直接滴定,也只涉及一步化學(xué)反應(yīng),滴定原理比較簡(jiǎn)單。學(xué)生常常因?yàn)檎J(rèn)識(shí)局限于酸堿中和滴定而難以理解其他類型的滴定分析,問(wèn)題主要集中在以下四個(gè)方面?
(1)為什么酸堿中和反應(yīng)之外的其他反應(yīng)也可用于滴定分析?
(2)除酸堿中和反應(yīng)外,還有哪些反應(yīng)可用于滴定分析?
(3)間接滴定、返滴定、置換滴定、雙指示劑滴定的原理是什么?
(4)滴定分析有哪些注意事項(xiàng)?
針對(duì)以上問(wèn)題,筆者在進(jìn)行高三復(fù)習(xí)教學(xué)時(shí),借助高考試題創(chuàng)設(shè)的問(wèn)題情景,通過(guò)對(duì)滴定分析的“全”歸納(歸納滴定分析的反應(yīng)類型、滴定計(jì)算原理、滴定方法和滴定分析的注意事項(xiàng)),幫助學(xué)生初步認(rèn)識(shí)多種常見(jiàn)的滴定分析,了解不同化學(xué)反應(yīng)和不同滴定方法在滴定分析中的廣泛應(yīng)用,達(dá)到對(duì)中和滴定知識(shí)遷移和拓展的目的。
2 哪些反應(yīng)可以用于滴定分析——?dú)w納滴定分析的反應(yīng)類型
通過(guò)列舉有關(guān)滴定分析的試題,讓學(xué)生從中感受并據(jù)此歸納出用于滴定分析的四大反應(yīng)類型,教師進(jìn)一步整理每一種反應(yīng)類型用于滴定分析的要點(diǎn),側(cè)重講解和點(diǎn)撥有關(guān)反應(yīng)規(guī)律和指示劑的選擇。
2.1 酸堿中和反應(yīng)
題1 (2014·北京理綜,節(jié)選)碳、硫的含量影響鋼鐵性能,碳、硫含量的一種測(cè)定方法是將鋼樣中碳、硫轉(zhuǎn)化為氣體,再用測(cè)碳、測(cè)硫裝置進(jìn)行測(cè)定。
(1)采用裝置A,在高溫下將x克鋼樣中碳、硫轉(zhuǎn)化為CO2、SO2。
(2)將氣體a通入測(cè)硫裝置中(如圖1所示),采用滴定法測(cè)定硫的含量。
歸納與點(diǎn)撥:
(1)雙指示劑法是測(cè)定混合堿(Na2CO3與NaOH或Na2CO3與NaHCO3的混合物)的重要方法。先以酚酞為指示劑,NaOH完全被中和,Na2CO3被滴定成NaHCO3,NaHCO3不被滴定,此時(shí)為第一化學(xué)計(jì)量點(diǎn),設(shè)滴定體積為V1mL;再加入甲基橙指示劑,繼續(xù)用HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液由橙黃色變?yōu)槌燃t色即為終點(diǎn),NaHCO3被中和成NaCl,此時(shí)為第二化學(xué)計(jì)量點(diǎn),設(shè)滴定體積為V2mL。
(2)根據(jù)V1和V2可以判斷出混合堿的組成:當(dāng)V1>V2時(shí),試液為Na2CO3與NaOH的混合物;當(dāng)V1 5 滴定分析的注意事項(xiàng)——?dú)w納滴定分析的重要知識(shí)關(guān)聯(lián)點(diǎn) 在中學(xué),滴定分析是要求學(xué)生重點(diǎn)掌握的一項(xiàng)基本實(shí)驗(yàn)技能,特別是實(shí)驗(yàn)的規(guī)范操作、指示劑的選擇、滴定終點(diǎn)的判斷、數(shù)據(jù)處理、誤差分析等。 5.1 實(shí)驗(yàn)儀器 包括滴定管的選用、檢漏、讀數(shù)等。 5.1.1 滴定管的選用 (1)酸性、氧化性試劑一般用酸式滴定管,因?yàn)樗岷脱趸晕镔|(zhì)易腐蝕橡膠管。 (2)堿性試劑一般用堿式滴定管,因?yàn)閴A性物質(zhì)易腐蝕玻璃,致使活塞無(wú)法打開(kāi)。 5.1.2 酸式滴定管的檢漏 向滴定管中注入一定量的水,固定在滴定管夾上直立靜置兩分鐘,觀察有無(wú)水滴漏下。然后將活塞旋轉(zhuǎn)180°,再靜置兩分鐘,觀察有無(wú)水滴漏下,如均不漏水,滴定管即可使用。 5.1.3 滴定管的讀數(shù) (1)視線應(yīng)與凹液面最低點(diǎn)保持水平,視線與刻度的交點(diǎn)即為讀數(shù)(即凹液面定視線,視線定讀數(shù),如圖2所示)。 (2)至于俯視和仰視的誤差:滴定管刻度從下到上逐漸減小,并且滴定管中液體的體積是兩次體積讀數(shù)之差,分析時(shí)還要看滴定前讀數(shù)是否正確,然后才能判斷實(shí)際量取的液體體積是偏大還是偏小。 (3)估讀一位,精確到0.01。 5.1.4 排除滴定管尖嘴部分氣泡的方法 對(duì)于酸式滴定管,可迅速轉(zhuǎn)動(dòng)活塞,使溶液急速流下,將氣泡帶走;對(duì)于堿式滴定管,可將橡皮管向上彎曲并在稍高于玻璃珠處用兩手指擠壓玻璃珠,使溶液從尖嘴處噴出即可排除氣泡(如圖3所示)。
5.2 操作步驟
5.2.1 滴定前的準(zhǔn)備
(1)滴定管:查漏→洗滌→潤(rùn)洗→裝液并固定→排氣泡并調(diào)整液面→記錄初始讀數(shù)。
(2)錐形瓶:注堿液→記體積→加指示劑(注意:錐形瓶不能潤(rùn)洗,洗滌后也無(wú)需干燥)。
5.2.2 滴定操作
左手控制活塞或小球,右手振蕩錐形瓶,眼睛始終注視錐形瓶中溶液的顏色變化;速度先快后慢(如圖4所示)。
5.2.3 終點(diǎn)判斷
滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液,指示劑變色,且在半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原來(lái)的顏色,視為滴定終點(diǎn)并記錄末讀數(shù)。
5.2.4 數(shù)據(jù)處理
重復(fù)操作2~3次,取體積的平均值計(jì)算待測(cè)物的濃度。
5.3 指示劑的選擇
(參照上文中的“歸納滴定分析的反應(yīng)類型”)
5.4 滴定終點(diǎn)的判斷
當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏螛?biāo)準(zhǔn)溶液,溶液變成某色,且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原來(lái)的顏色。
表述滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象時(shí),注意三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):
(1)最后一滴:必須說(shuō)明是滴入“最后一滴”溶液。
(2)顏色變化:必須說(shuō)明滴入“最后一滴”溶液后溶液“顏色的變化”。
(3)半分鐘:必須說(shuō)明溶液顏色變化后“半分鐘內(nèi)不再恢復(fù)原來(lái)的顏色”。
5.5 數(shù)據(jù)處理
正確“取舍”數(shù)據(jù)(特別是要舍棄離群數(shù)據(jù)),計(jì)算“平均”體積,根據(jù)反應(yīng)式確定標(biāo)準(zhǔn)液與待測(cè)液濃度和體積的關(guān)系,從而列出關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算。
5.6 誤差分析
根據(jù)反應(yīng)方程式寫出計(jì)算式,分析操作對(duì)V(標(biāo))的影響,得出對(duì)最終測(cè)定結(jié)果的影響;對(duì)讀數(shù)時(shí)的視線問(wèn)題要學(xué)會(huì)畫圖分析,切忌死記硬背結(jié)論。
在中學(xué)教學(xué)中,特別是在高三的復(fù)習(xí)教學(xué)中,可以借助習(xí)題或試題中的某些“題材”,在學(xué)生認(rèn)知水平可以接受的前提下,通過(guò)借題發(fā)揮、總結(jié)歸納,對(duì)化學(xué)課程中的一些知識(shí)進(jìn)行適當(dāng)?shù)难由?、拓展或補(bǔ)充,不僅可以豐富學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu),開(kāi)拓學(xué)生的知識(shí)視野,而且可以實(shí)現(xiàn)舊知識(shí)的升華和能力的遷移應(yīng)用,有益于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力,讓學(xué)生體驗(yàn)學(xué)無(wú)止境的樂(lè)趣。
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