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视频简介:

人教版高二化学选修四第三章第二节水的电离及溶液的酸碱性《酸碱中和滴定曲线的绘制—传感技术的应用》广东

视频标签:酸碱中和滴定,曲线的绘制,传感技术的应用

所属栏目:高中化学优质课视频

视频课题:人教版高二化学选修四第三章第二节水的电离及溶液的酸碱性《酸碱中和滴定曲线的绘制—传感技术的应用》广东

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选修四第三章第二节水的电离及溶液的酸碱性《酸碱中和滴定曲线的绘制—传感技术的应用》广东省 - 佛山

《酸碱中和滴定曲线的绘制——传感技术的应用》教学设计 教材分析  
【教材内容】《酸碱中和滴定》在人教版高中化学选修4第3章第二节,
介绍完“水的电离、溶液的酸碱性和pH”内容之后。 
【教材地位】 
1.《酸碱中和滴定》属于pH的应用内容,也是大纲要求的重点定量实验内容。 
2.高考也时常出现溶液pH变化或导电率变化与滴入溶液体积的关系。 
【需要传感技术协助之处】  
教材介绍酸碱中和滴定使用指示剂指示滴定终点,但传统滴定方法无法知道滴定过程中的变化。而教材也要求学生会测量并绘制酸碱中和滴定过程中pH变化的曲线图,使用pH计进行关键点测定,却较难体现整个过程pH变化的连贯性,操作比较麻烦,最后学生还要将每个点连接成曲线,不能反映出当中每个点对应的pH。而使用传感技术能够促进学生对整个过程的理解。  
 学情分析   1.学生学过酸和碱能够发生中和反应,但不清楚这个过程中溶液pH的
变化,甚至有学生还以为是均匀变化。 
2.对溶液中离子浓度变化引起的导电率变化不熟悉,难以理解,甚至到
了高三复习中,还不能理解pH的突变点就是终点。 3.没有接触过传感技术等精确的实验仪器,特别对于与电脑联合使用进行测定的实验方法,更有好奇心。 
教法学法 
通过传感技术,测定pH与滴入溶液体积的关系图,帮助学生理解
该过程的pH变化,并引导学生观察思考、理解曲线的含义。 
学生也通过Logger Pro软件界面测出的曲线,认识该过程中pH或导电率的变化。通过观察、分析、理解,最后掌握曲线的变化含义。   教学 目标 
【知识与技能】 
1.掌握酸碱中和过程,溶液pH变化规律; 2.理解滴定终点的位置; 
3.理解终点时反应的H+和OH-物质的量的关系; 4.了解酸碱中和过程中,溶液导电率的变化; 5.锻炼观察实验现象能力和分析实验图像能力。 
【过程与方法】 
1.通过传感技术pH传感器、LabPro采集器、电脑,测定并体验酸碱中和过程中pH和导电率的变化; 
2.通过传感技术,加深对教材内容的认识,并能够理解,进行分析曲线变化。 
【情感态度价值观】 
1.体验酸碱中和过程的pH和导电率的变化,感受传感技术对实验带来的方便和形象 
2.通过现象看到事物的本质,养成对科学的热爱,对新科技的追求的渴望。 
 
                    
             
                    
                            2 
 
重点、 难点 
【教学重点】 
1.在传感技术帮助下,绘制酸碱中和滴定的pH和导电率曲线; 2.理解酸碱中和滴定过程中pH和导电率的变化趋势和终点位置; 3.学习传感技术中pH传感器、导电率传感器和滴数传感器的使用。 【教学难点】 
1.绘制和理解滴定过程中pH的变化趋势曲线; 
2.传感技术中pH传感器、导电率传感器和滴数传感器的使用。 
仪器与用品 Vernier传感技术仪器之pH传感器,导电率传感器,滴数传感器,磁
力搅拌器,10mL烧杯,20mL量筒,胶头滴管,洗瓶,擦镜纸 药品 
0.1mol/L盐酸,  0.1mol/LNaOH,  蒸馏水 
  
教    学    过    程 
 (教学环节、教师活动、学生活动) 设计意图、传感技术的说明 
一、酸碱中和滴定pH曲线的绘制 【师】将NaOH溶液滴入盐酸中,发生什么反应? 
【生】中和反应。 【师】这个过程,什么微粒的浓度发生变化? 【生】H+浓度减小 【师】 那溶液pH是怎样变化? 
【生】逐渐增大。 
【师】怎样增大呢?是等速增大,还是有快有慢? 
【生】嗯„„(遇到疑惑,思考) 
【师】很难想象出来吧?今天,我们使用先进的传感技术,测量酸碱中和过程中pH的变化曲线。 
【学生实验1】 
[实验内容]向20mL0.1mol/L盐酸中,逐滴滴入0.1mol/LNaOH,使用pH传感器测出pH和滴入NaOH溶液体积的关系图。 
[实验准备] 
1.传感设备的连接: (1)连接数据采集器:接到电脑USB接口; (2)连接pH传感器和数据采集器,并打开软件:电脑会自动跳出软件,Logger Pro 3.4.2。点击“文件”“打开”“化学使用电脑”“24b酸-碱 (滴数)”; 
  2.溶液准备: (1)取20mL盐酸装在小烧杯,再将磁力搅拌器的磁子放入小烧杯; (2)将滴数传感器固定在磁力搅拌器上,将约NaOH溶液倒入滴数传 
 
 通过旧知识引入,引发学生思考酸碱中和的本质是 H+和OH-的反应。 
     
    
  ★传感器需要通过数据采集器连接到电脑。文件“24b酸-碱 (滴数)”是pH-体积V的测定模板。 
 滴数传感器每滴液体
控制在每1mL溶液为30滴,每滴溶液经过探头都
 
                    
             
                    
                            3 
 
感器的容器至30mL; 
(3)用蒸馏水清洗pH传感器的探头,再用擦镜纸吸干表面水分,再将传感器插入盐酸中 [实验过程] 
   1.开启磁力搅拌器,使盐酸处于搅拌状态;    2. 点击屏幕右上角“采集”,开始采集数据; 
3.再慢慢打开滴数传感器的旋塞,使NaOH溶液以3滴/s的速度滴入盐酸中; 
4.当pH接近5时,调节旋塞,减慢溶液滴下的速度至1滴/s; 5.当pH超过10时,调节旋塞,加快溶液滴下速度至3滴/s; 
6.NaOH溶液全部滴完后,点击屏幕右上方“停止”按钮,停止采集。 【师】通过教师电脑平台,将学生的成果直接展示到讲台大屏幕 提问: 
1.请描述滴定曲线的特点。 
2.终点处,pH=7,消耗NaOH溶液体积是多少?  ★技术提示:可以通过可点击 
,帮助查找pH=7对应
的体积                                                图1 NaOH滴定盐酸pH曲线 
【生】观察、思考并回答。 
【师】可见,pH曲线“先
缓,再陡,最后缓”。为
什么呈这样的变化?可结合图标进行分析。 【生】观察,思考,回到 
【师】与课本P51,使用
pH计测量中和滴定曲线
的方法相比,传感技术的
方法优势在哪里?  
   图2 NaOH滴定盐酸pH曲线分析图 
图3 教材P51,使用pH计测量酸碱中和滴定曲线表格 
【生】对比,回答。 【师】归纳总结优点: 
①实时性。能测出任何体积下溶液对应的pH,特别是能找出终点。  ②简便性。能够一测到底,不需停顿再读数。  ③精确性。能精确到小数点后2位。  
会被记录,进而测出总共滴入的液体体积。 
pH曲线先前后都比较平缓,滴定速率可以快些,中间会突然上升,需要减慢滴定速率,以便pH传感器能够记录滴入每滴溶液后溶液的pH。  
 
★化学探究室教师平台能够将学生的屏幕展示到大屏幕,以便师生通过分析,直观了当。 
★软件中
为“检
查”项,能够找出鼠标所
指任何一点的横纵坐标 
    理解pH曲线的趋势,是高中生的难点。 
        
    
与教材方法对比,解决教材中的困难,让学生感受到传感技术的形象、
直观和方便。 
 
                    
             
                    
                            4 
 
二、酸碱中和滴定导电率曲线的绘制  
提问:中和滴定过程中, H+和OH-反应还会导致其他什么性质的变化?能用传感技术测出来吗?  
【师】已知溶液离子浓度越大,导电能力越强。中和反应发生后,溶液离子浓度怎样变化? 【生】减小 
【师】为什么会变化? 【生】思考并回答。 
【师】那溶液导电能力怎样变化? 【生】减小。 
【师】用哪个传感器可以测出来? 【生】导电率传感器。 
【师】好,我们用导电率传感器测定一下,中和反应过程中,溶液导电率的变化曲线。 【学生实验2】 
将pH传感器换成导电率传感器,并使用“化学使用电脑”中“26b 导电率 (滴数)”模板,测定盐酸与NaOH溶液反应的滴定曲线。 
其他实验操作基本如实验1。 【师】请大家分析一下曲线特点。 
直观地展示滴定过程中溶液离子种类的变化,让学生理解,到点能力下降,不是因为离子数目减少了,而是溶液体积增大,离子浓度减小所致。 【生】分析、回答。 【师】终点在哪里? 【生】观察,回答。 
     
导电率曲线也是学生很难理解的曲线。    
先引导学生理解离子浓度与溶液导电能力的关系。  
小结: 酸碱中和反应,pH曲线和导电率曲线各有特点,且都能准确描述反应过程中数据的变化,特别是寻找终点位置,给我们带来了很大的方便。 【课后作业】不同酸碱发生中和反应,曲线都一样吗?我们从提供的试剂,进行pH曲线测定或导电率曲线测定。提示:可以从酸中H+个数(几元酸)、酸性强弱的酸来挑选。也可以从一元碱或二元碱、碱的溶解性来挑选碱。  [试剂] 酸:0.1mol/LH2SO4, 0.1mol/L盐酸, 0.1mol/L醋酸  碱:0.1mol/LBa(OH)2 , 0.1mol/LNaOH,Ca(OH) 2悬浊液    [图像信息设置]连接后,先设置图像信息:  标题和纵坐标:右击→图选项→修改标题“××滴定××的„„曲线”,纵坐标“××的pH或导电率”  横坐标:右击→栏选项→选中“最新体积”→改为“××的体积”。 △[提交方式] 
将结果发送到传感课堂公共邮箱chuanganhz@126.com  传感课堂微博:http://weibo.com/chuanganhz  
 
传感课堂是我校化学
第二课堂的核心内容。应用传感技术分析、理解知识,解决生活问题,是传感课堂的初衷。 提供不同的酸、碱,让学生自由挑选,实验后
再进行详细分析,锻炼学生实验设计能力、实验操作能力、观察能力、分析能力等。 
分享自己的成果和他人的收获,这是传感课堂的魅力所在。

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