2019-2020年高中化學(xué) 化學(xué)定量實(shí)驗(yàn)教案.doc

2019-2020年高中化學(xué) 化學(xué)定量實(shí)驗(yàn)教案復(fù)習(xí)要求掌握物質(zhì)的量濃度溶液的配制、硫酸銅晶體中結(jié)晶水含量的測(cè)定，中和滴定的實(shí)驗(yàn)原理、操作方法，中和熱的測(cè)定，以及鹽的溶解度的測(cè)定，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和誤差分析方法等。一、配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液物質(zhì)的量是化學(xué)上的重要物理量，是把宏觀物質(zhì)與微觀粒子數(shù)聯(lián)系起來的橋梁。物質(zhì)的量濃度是以單位體積溶液里所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量來表示溶液組成的物理量。實(shí)驗(yàn)儀器：燒杯、酸式滴定管、容量瓶（100mL）、膠頭滴管、量筒、玻璃棒、藥匙、濾紙、托盤天平。實(shí)驗(yàn)步驟：(1)、配制100mL 2.0mol/L NaCl溶液計(jì)算 計(jì)算配制100mL 2.0mol/L NaCl溶液所需NaCl固體的質(zhì)量稱量 在托盤天平上稱量出所需的NaCl固體配制溶液 把稱好的氯化鈉固體放入燒杯中，再向燒杯中加入40mL蒸餾水，用玻璃棒攪拌，使氯化鈉固體完全溶解。將燒杯中的溶液沿玻璃棒轉(zhuǎn)移到容量瓶中，用少量蒸餾水洗滌燒杯23次，并將洗滌液也全部轉(zhuǎn)移到容量瓶中。輕輕搖動(dòng)容量瓶，使溶液混合均勻。 繼續(xù)向容量瓶中加入蒸餾水，直到液面在刻度線以下1cm2cm時(shí)，改用膠頭滴管逐滴加水，使溶液凹面恰好與刻度相切。蓋好容量瓶瓶塞，反復(fù)顛倒、搖勻。將配制好的溶液倒入細(xì)口試劑瓶中，貼好標(biāo)簽。(2)用2.0mol/L NaCl溶液配制100mL 0.5mol/L NaCl溶液 計(jì)算 計(jì)算所需2.0mol/L NaCl溶液的體積量取 用酸式滴定管將所需體積的2.0mol/L NaCl溶液注入到燒杯中配制溶液 向盛有2.0mol/L NaCl溶液的燒杯中加入約20mL蒸餾水，用玻璃棒慢慢攪動(dòng)，使其混合均勻。將燒杯中的溶液沿玻璃棒轉(zhuǎn)移至容量瓶中。用少量蒸餾水洗滌燒杯和玻璃棒23次，并將洗滌液也全部轉(zhuǎn)移到容量瓶中，然后加水至刻度。蓋好容量瓶瓶塞。反復(fù)顛倒、搖勻。將配制好的100mL 0.5mol/L NaCl溶液倒入指定的容器中。誤差分析：下列操作對(duì)所配制溶液的物質(zhì)的量濃度有何影響？使用托盤天平稱2.3g溶質(zhì)固體時(shí),左碼右物(1g以下用游碼)配制NaOH溶液時(shí),NaOH固體在紙上稱量容量瓶在轉(zhuǎn)入溶液前有蒸餾水配制NaCl溶液時(shí),在轉(zhuǎn)入溶液前,容量瓶中有少量NaCl溶液燒杯玻璃棒沒有洗滌,或洗滌液沒有轉(zhuǎn)入容量瓶定容時(shí)溶液凹液面超過刻度線定容振蕩搖勻后,發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線,再加水至刻度線用量筒量取濃硫酸后,用水洗滌量筒23次,洗滌液轉(zhuǎn)入燒杯中配制稀硫酸溶液時(shí)，用量筒量取5.5mL濃硫酸，結(jié)束時(shí)仰視定容時(shí)，俯視刻度線二、中和滴定滴定的操作過程大致是：首先稱取一定質(zhì)量的試樣制成溶液(或者取一定體積的試樣溶液)，然后通過滴定管將已知濃度的溶液逐滴加到被測(cè)溶液中去，根據(jù)指示劑顏色的變化而終止滴定。最后，可通過有關(guān)溶液的濃度和所用體積算出被測(cè)試樣的含量或被測(cè)溶液的濃度。滴定包括中和滴定、氧化還原滴定等。酸堿中和滴定，是利用酸堿中和反應(yīng)的原理用已知物質(zhì)的量濃度的酸（或堿）來測(cè)定未知物質(zhì)的量濃度的堿（或酸）的方法。實(shí)驗(yàn)步驟：（以標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液滴定未知濃度的氫氧化鈉溶液為例）儀器的洗滌將滴定需用的滴定管、移液管和錐形瓶均洗滌干凈，并用蒸餾水洗23次。滴定管、移液管再用少量要盛的溶液潤(rùn)洗23次，備用。滴定的操作在酸式滴定管中注入標(biāo)準(zhǔn)鹽酸，使尖嘴部分充滿溶液且無氣泡后，調(diào)整管內(nèi)液面，使其保持在“0”或“0”以下的某一刻度，記錄起始讀數(shù)。用堿式滴定管或移液管量取一定體積的未知濃度的NaOH溶液，放入錐形瓶中，并加入少量適當(dāng)?shù)乃釅A指示劑(例如23滴無色酚酞試液)，振蕩、搖勻。滴定時(shí)，在錐形瓶下墊一白紙。左手操縱滴定管，右手不斷振蕩錐形瓶，眼睛注視錐形瓶?jī)?nèi)溶液顏色的變化，余光觀察滴液速度。確定滴定終點(diǎn)。常用的簡(jiǎn)單方法是：以酚酞為指示劑用鹽酸滴定NaOH溶液時(shí)，粉紅色變無色；若以酚酞為指示劑用NaOH溶液滴定鹽酸時(shí)，出現(xiàn)粉紅色并在半分鐘內(nèi)紅色不褪；即達(dá)滴定終點(diǎn)。滴定后觀測(cè)、記錄滴定管液面的刻度讀數(shù)。把錐形瓶里的溶液倒掉，用蒸餾水洗滌干凈。按上述操作重復(fù)一次。取兩次測(cè)定數(shù)值的平均值，計(jì)算待測(cè)NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度。注意事項(xiàng)：滴定管不能漏水，酸式滴定管的活塞應(yīng)該轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。滴定管中加入液體后，應(yīng)該從下面放出液體，調(diào)節(jié)到尖嘴部分充滿溶液，并使滴定管內(nèi)部沒有氣泡，再把起始時(shí)液面的讀數(shù)記錄下來。滴定過程中，要小心搖動(dòng)錐形瓶，確保所有滴加的液體進(jìn)入瓶?jī)?nèi)溶液，不能有任何的溶液從瓶?jī)?nèi)濺出。要恰當(dāng)?shù)剡x擇酸堿指示劑。各種酸堿指示劑都有一定的變色范圍。滴定操作，應(yīng)重復(fù)23次。取兩次或多次測(cè)定數(shù)據(jù)的平均值去計(jì)算待測(cè)試樣的含量或待測(cè)溶液的濃度。誤差分析：下列操作對(duì)待測(cè)液濃度有何影響？量取待測(cè)液的滴定管未用待測(cè)液潤(rùn)洗在搖動(dòng)錐形瓶時(shí)，不慎將瓶?jī)?nèi)液體濺出少量滴定至終點(diǎn)后用俯視法讀取終點(diǎn)刻度錐形瓶未用待測(cè)液潤(rùn)洗盛放標(biāo)準(zhǔn)液的滴定管未趕盡氣泡就開始滴定三、硫酸銅晶體結(jié)晶水含量的測(cè)定通過實(shí)際稱量硫酸銅晶體的質(zhì)量、這些晶體受熱完全失去結(jié)晶水后的質(zhì)量，求出晶體中含結(jié)晶水的質(zhì)量和結(jié)晶水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，最終可以確定硫酸銅晶體的化學(xué)式。此實(shí)驗(yàn)是中學(xué)化學(xué)里學(xué)生實(shí)際操作以確定物質(zhì)組成與化學(xué)式的重要代表性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)儀器：托盤天平(帶砝碼)，研缽，玻璃棒，三腳架，泥三角，瓷坩堝，坩堝鉗，干燥器，酒精燈實(shí)驗(yàn)步驟：稱量用天平準(zhǔn)確稱量一干燥瓷坩堝的質(zhì)量，并用此坩堝稱取2g研碎了的硫酸銅晶體。加熱慢慢加熱盛有硫酸銅晶體的坩堝，直到硫酸銅晶體完全變白，不再逸出水蒸氣為止。然后將坩堝放在干燥器里冷卻。稱量稱量冷卻后的坩堝，記下瓷坩堝和無水硫酸銅的質(zhì)量。加熱再稱量，至質(zhì)量不再變把盛有無水硫酸銅的坩堝再加熱，放在干燥器里冷卻后再稱量，記下質(zhì)量，至兩次稱量的質(zhì)量相差不超過0.1g為止。計(jì)算結(jié)晶水質(zhì)量=硫酸銅晶體和瓷坩堝的質(zhì)量-無水硫酸銅和瓷坩堝質(zhì)量注意事項(xiàng)：托盤天平只能用于粗略的稱量，只能稱準(zhǔn)到0.1g。若用托盤天平稱量(即使“準(zhǔn)確稱量”)，必然存在儀器誤差，這就決定本實(shí)驗(yàn)只能粗略地測(cè)得結(jié)晶水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的近似值。為了減少誤差，應(yīng)該盡可能使硫酸銅晶體充分地受熱，硫酸銅晶體事先應(yīng)盡量研成細(xì)小顆粒，盡可能使失水反應(yīng)進(jìn)行充分。整個(gè)稱量過程，特別是稱量無水硫酸銅和瓷坩堝的質(zhì)量，最好蓋嚴(yán)瓷坩堝蓋，減少稱量時(shí)間。若因操作不慎，加熱時(shí)固體濺失多，會(huì)引起很大誤差，測(cè)得的數(shù)據(jù)應(yīng)該棄去不用，整個(gè)實(shí)驗(yàn)應(yīng)該重做。誤差分析：下列操作對(duì)測(cè)得結(jié)晶水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)有何影響？晶體研得不細(xì)，加熱溫度高時(shí)晶體暴裂濺出坩堝外加熱溫度過高少量硫酸銅分解生成氧化銅和三氧化硫氣體玻璃棒上沾走少量無水鹽，未全部轉(zhuǎn)移到坩堝中晶體中含有有分解雜質(zhì)加熱溫度較低，晶體未完全分解未放入干燥器中干燥，冷卻時(shí)又吸收了空氣中的水分四、中和熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)用品：大燒杯（500mL）、小燒杯（100mL）、溫度計(jì)、量筒（50mL）兩個(gè)、泡沫塑料或紙條、泡沫塑料板或硬紙板（中心有兩個(gè)小孔）、環(huán)形玻璃攪拌棒。0.50mol/L鹽酸、0.55mol/L NaOH溶液實(shí)驗(yàn)步驟：在大燒杯底部墊泡沫塑料（或紙條），使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。然后再在大、小燒杯之間填滿泡沫塑料（或紙條），大燒杯上用泡沫塑料板（或硬紙板）作蓋板，在板中間開兩個(gè)小孔，正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃棒通過，以達(dá)到保溫、隔熱、減少實(shí)驗(yàn)過程中熱量損失的目的，如圖所示。用一個(gè)量筒量取50mL 0.50mol/L鹽酸，倒入小燒杯中，并用溫度計(jì)測(cè)量鹽酸的溫度，記入下表。然后把溫度計(jì)上的酸用水沖洗干凈。用另一個(gè)量筒量取50mL0.55mol/L NaOH溶液，并用溫度計(jì)測(cè)量NaOH溶液的溫度，記入下表。把溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒放入小燒杯的鹽酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯（注意不要灑到外面）。用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪動(dòng)溶液，并準(zhǔn)確讀取混合液的最高溫度，記為終止溫度，記入下表。重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次，取測(cè)量所得數(shù)據(jù)的平均值作為計(jì)算依據(jù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算中和熱中和熱計(jì)算公式：H其中（m1+m2）表示溶液質(zhì)量，c為比熱容 c=4.18J（g）1誤差分析：下列操作會(huì)使所測(cè)得中和熱有何影響？俯視法量取50mL鹽酸和50mL氫氧化鈉溶液量取鹽酸溶液未用水洗滌，馬上量取氫氧化鈉溶液未使用環(huán)形玻璃棒攪拌不均勻，未完全中和實(shí)驗(yàn)時(shí)天氣冷室溫低，中和時(shí)放出的熱量被燒杯吸收或散失到空氣中五、重量分析例：為了測(cè)定氧化變質(zhì)的亞硫酸鈉的純度，進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：稱出樣品W1g。所需儀器和用品有 將樣品溶于水，所需儀器和用品有 在溶液中加入過量鹽酸，目的是 再加入過量氯化鋇溶液，目的是 檢驗(yàn)氯化鋇是否過量的方法是 過濾，洗滌沉淀。過濾用到的儀器和用品有 證明沉淀已洗滌干凈的方法是 烘干沉淀稱得質(zhì)量為W2g，計(jì)算亞硫酸鈉純度的計(jì)算式是 *六、室溫下鹽的溶解度的測(cè)定硝酸鉀在室溫下溶解度的測(cè)定，是中學(xué)化學(xué)教材中最早出現(xiàn)的定量(選做)實(shí)驗(yàn)，對(duì)于理解定量的化學(xué)概念溶解度具有重要作用。實(shí)驗(yàn)步驟：稱量用托盤天平準(zhǔn)確稱量一干燥蒸發(fā)皿的質(zhì)量a(稱準(zhǔn)至0.1g)。量取用10mL量筒量取10mL蒸餾水，倒入大試管里，再逐漸加入少量KNO3晶體，用玻璃棒攪拌至在5分鐘內(nèi)不再溶解為止。傾倒將大試管內(nèi)KNO3飽和溶液傾倒入已稱過的蒸發(fā)皿，然后稱量它的質(zhì)量b。蒸發(fā)蒸發(fā)盛在蒸發(fā)皿中的溶液。在加熱過程中用玻璃棒不斷攪拌，防止液滴飛濺出來，至蒸發(fā)皿中出現(xiàn)較多晶體時(shí)，停止加熱。然后，放入干燥器中冷卻，冷卻后稱量它的質(zhì)量c。計(jì)算利用所測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算在該室溫下硝酸鉀的溶解度S。其中，(c-a)為溶質(zhì)的質(zhì)量，(b-c)為水的質(zhì)量。重復(fù)上述操作，取兩次測(cè)定結(jié)果的平均值。注意事項(xiàng)：溶解必須充分，使硝酸鉀溶液確實(shí)成為室溫下的飽和溶液，否則會(huì)使測(cè)得溶解度的數(shù)值偏小。蒸發(fā)過程要控制好溫度，充分?jǐn)嚢?，避免蒸發(fā)時(shí)液滴濺出。接近蒸干時(shí)，要及時(shí)停止加熱，利用余熱剛好把液體蒸干，得到無水鹽。要防止對(duì)已蒸干的蒸發(fā)皿繼續(xù)加熱(特別是強(qiáng)熱)，以免硝酸鉀進(jìn)一步分解。做好上述工作，可以減少方法誤差，避免過失誤差。托盤天平可稱準(zhǔn)至0.1g，10mL量筒的分度通常為0.2mL，儀器誤差決定溶解度測(cè)定的數(shù)值不可能精度太高，通常精確到整數(shù)位(有效數(shù)字二位)即可。