硫酸銅晶體里結(jié)晶水含量的測定.doc

實(shí)驗(yàn)一 硫酸銅晶體里結(jié)晶水含量的測定教學(xué)目的1.學(xué)習(xí)測定晶體里結(jié)晶水含量的方法。2.鞏固天平的使用。3.練習(xí)坩堝的使用，初步學(xué)會研磨操作。4.培養(yǎng)學(xué)生的分析推理能力。5.提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基本操作能力。教學(xué)重點(diǎn)1.測定硫酸銅晶體中結(jié)晶水含量的原理。2.測定硫酸銅晶體中結(jié)晶水含量的操作步驟。教學(xué)難點(diǎn)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)。教學(xué)方法啟發(fā)、誘導(dǎo)、講解、推理、討論、實(shí)驗(yàn)等。教學(xué)用具投影儀實(shí)驗(yàn)用品托盤天平、研缽、坩堝、坩堝鉗、三腳架、泥三角、玻璃棒、干燥器、酒精燈、藥匙、硫酸銅晶體（CuSO4xH2O）、無水硫酸銅粉末課時(shí)安排1課時(shí)教學(xué)過程引入教師展示硫酸銅晶體和無水硫酸銅粉末介紹大家現(xiàn)在看到的分別是硫酸銅晶體和無水硫酸銅。問從表觀上看，二者有何不同？生硫酸銅晶體為藍(lán)色，而無水硫酸銅為白色粉末。追問那么，是什么原因造成了二者的顏色差別呢？生這主要是由于硫酸銅晶體中含有結(jié)晶水之故。問它們二者之間是否可以相互轉(zhuǎn)化？生能相互轉(zhuǎn)化？追問怎樣轉(zhuǎn)化？生把硫酸銅晶體加熱，使之脫去結(jié)晶水，則生成硫酸銅粉末；在硫酸銅粉末中滴入水，則其又轉(zhuǎn)化為硫酸銅晶體。師請大家用化學(xué)方程式表示出上述轉(zhuǎn)化。請一位同學(xué)上黑板書寫學(xué)生草板書CuSO45H2OCuSO4+5H2OCuSO4+5H2O=CuSO45H2O問上述兩個(gè)反應(yīng)是否互為可逆反應(yīng)？為什么？生不是。因?yàn)樗鼈兎磻?yīng)的條件不同：硫酸銅晶體失水需要加熱，而硫酸銅粉末變?yōu)榫w在常溫下就能進(jìn)行。師回答得很好！現(xiàn)在，大家的實(shí)驗(yàn)臺上有一種硫酸銅晶體。草板書CuSO4xH2O師如果我們想要知道這種硫酸銅晶體中結(jié)晶水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和x的值，應(yīng)根據(jù)什么原理來進(jìn)行測定呢？請大家討論后回答。板書實(shí)驗(yàn)一 硫酸銅晶體里結(jié)晶水含量的測定一、測定原理學(xué)生討論后回答先取一定量的晶體樣品，加熱，使其失去結(jié)晶水，然后再稱一下失去結(jié)晶水后的硫酸銅粉末的質(zhì)量，前后兩次的質(zhì)量差即為結(jié)晶水的質(zhì)量。根據(jù)結(jié)晶水的質(zhì)量與原晶體的質(zhì)量比即可求得結(jié)晶水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和x值。師很好，上述測定原理我們可簡單表示如下：講解并板書CuSO4nH2OCuSO4+nH2Ow（結(jié)晶水）=師現(xiàn)在，請大家先來認(rèn)識一下實(shí)驗(yàn)臺上的儀器及物品。教師舉起研缽這是什么？它有什么用途生是研缽。可把固體塊狀物研碎成粉末。教師示范研碎硫酸銅晶體講解把硫酸銅晶體研碎，可防止其加熱時(shí)發(fā)生崩濺。向?qū)W生介紹坩堝、坩堝鉗、三腳架、泥三角講解坩堝是一種可直接用來加熱的儀器，能承受較高的溫度，常和三腳架和泥三角配套使用。取、放坩堝時(shí)，要用坩堝鉗操作，尤其注意不能用手去觸摸受熱的坩堝。向?qū)W生介紹干燥器講解該儀器主要用來干燥固體試劑，其蓋子的揭法和普通蓋子不一樣，它是磨口的。教師示范干燥器的揭蓋方法教師舉起托盤天平問這是我們最熟悉不過的稱量用具，使用它時(shí)，我們應(yīng)該注意什么呢？學(xué)生回答使用前，應(yīng)先調(diào)節(jié)天平平衡；稱量時(shí)，砝碼放在右盤，被稱物放在左盤；對于有腐蝕性的藥品，應(yīng)放在玻璃器皿里稱量；不能稱量熱的物品（須冷卻到室溫稱量）。追問若要稱量那些和空氣接觸易變質(zhì)或易吸水的物品時(shí)，又要注意什么？學(xué)生回答要使稱量動作足夠快。師很好！現(xiàn)在我們就利用實(shí)驗(yàn)臺上的這些儀器并根據(jù)測定硫酸銅晶體結(jié)晶水含量的原理，來設(shè)計(jì)出一個(gè)具體的操作步驟。板書二、實(shí)驗(yàn)步驟師請大家先思考以下問題。投影1.加熱硫酸銅晶體應(yīng)選用什么儀器？2.加熱硫酸銅晶體時(shí)應(yīng)注意什么？3.剛剛失水的硫酸銅晶體在冷卻時(shí)應(yīng)注意什么？應(yīng)采取什么措施？4.怎樣才能使稱量次數(shù)最少且又能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.要求測定結(jié)果準(zhǔn)確，你覺得有重復(fù)稱量的必要嗎？答案：1.坩堝2.應(yīng)用酒精燈緩慢加熱，同時(shí)用玻璃棒輕輕攪拌，以防硫酸銅晶體局部受熱而噴濺。3.熱的無水硫酸銅粉末在冷卻時(shí)應(yīng)避免與空氣接觸，以免吸收空氣中的水分而造成實(shí)驗(yàn)誤差。把熱的硫酸銅粉末放在干燥器里冷卻可避免其與空氣接觸。4.直接用坩堝稱取硫酸銅晶體樣品，稱其失去結(jié)晶水前后的質(zhì)量即可。5.有必要！過渡現(xiàn)在，請大家根據(jù)測定硫酸銅晶體結(jié)晶水含量的原理并結(jié)合以上注意事項(xiàng)，分組討論，設(shè)計(jì)出一個(gè)合理的實(shí)驗(yàn)方案。學(xué)生討論后宣讀實(shí)驗(yàn)方案教師在評價(jià)學(xué)生的方案后，博采眾長，與學(xué)生共同設(shè)計(jì)出一個(gè)比較完整的實(shí)驗(yàn)方案，供學(xué)生操作教師也可投影出以下實(shí)驗(yàn)方案，供學(xué)生參考投影展示測定硫酸銅晶體結(jié)晶水含量的實(shí)驗(yàn)步驟：1.研磨 在研缽中將硫酸銅晶體研碎。2.稱量 用坩堝準(zhǔn)確稱取2.0 g已經(jīng)研碎的硫酸銅晶體，記下坩堝和硫酸銅晶體的總質(zhì)量（m1）。3.加熱 將盛有硫酸銅晶體的坩堝放在三腳架上面的泥三角上，用酒精燈緩慢加熱，同時(shí)用玻璃棒輕輕攪拌硫酸銅晶體，直到藍(lán)色硫酸銅晶體完全變成白色粉末，且不再有水蒸氣逸出。然后將坩堝放在干燥器里冷卻。4.稱量 待坩堝在干燥器里冷卻后，將坩堝放在天平上稱量，記下坩堝和無水硫酸銅的總質(zhì)量（m2）。5.再加熱稱量 把盛有無水硫酸銅的坩堝再加熱，然后放在干燥器里冷卻后再稱量，記下質(zhì)量，到連續(xù)兩次稱量的質(zhì)量差不超過0.1 g為止。6.計(jì)算 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算硫酸銅晶體里結(jié)晶水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和化學(xué)式中x的實(shí)驗(yàn)值。w（結(jié)晶水）= m（結(jié)晶水）=m1m2師請大家按以上設(shè)計(jì)方案進(jìn)行操作。學(xué)生操作，教師巡視指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)完畢教師事實(shí)上，我們實(shí)驗(yàn)所用的硫酸銅晶體，就是五水合硫酸銅（CuSO45H2O）。現(xiàn)在，請大家根據(jù)硫酸銅晶體的化學(xué)式計(jì)算結(jié)晶水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。將實(shí)驗(yàn)測定的結(jié)果與根據(jù)化學(xué)式計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行對比，并計(jì)算實(shí)驗(yàn)誤差。學(xué)生活動教師板書三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析各小組同學(xué)公布自己的計(jì)算結(jié)果師請大家對自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行誤差分析。學(xué)生分組討論，并宣布討論結(jié)果進(jìn)行交流教師總結(jié)對于定量實(shí)驗(yàn)而言，每一步操作的正確與否都直接影響著實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。由剛才大家的討論結(jié)果可知：在操作過程中，若硫酸銅晶體脫水不充分或從干燥器里拿出坩堝后稱量不及時(shí)均會造成測定結(jié)果的偏?。蝗粼诩訜徇^程中有硫酸銅晶體崩出或盛硫酸銅晶體的坩堝預(yù)先未干燥均會引起實(shí)驗(yàn)結(jié)果的偏大，另外，天平使用或讀數(shù)不準(zhǔn)確，也會造成實(shí)驗(yàn)誤差。投影練習(xí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室中測定硫酸銅晶體結(jié)晶水含量的實(shí)驗(yàn)，填寫下列空白：(1)從下列儀器中選出所需儀器(用標(biāo)號字母填寫) ；A.托盤天平(帶砝碼) B.研缽 C.試管夾 D.酒精燈 E.蒸發(fā)皿 F.玻璃棒 G.坩堝 H.干燥器 I.石棉網(wǎng) J.三腳架除上述儀器外，還需要的儀器是： ；(2)某學(xué)生實(shí)驗(yàn)后得到以下數(shù)據(jù)：請寫出結(jié)晶水含量(x%)的計(jì)算公式(用W1、W2、W3表示)x% ；該生測定結(jié)果是偏高還是偏低?_。從下列分析中選出該學(xué)生產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差的原因可能是(填寫字母)_A.加熱前稱量時(shí)容器未完全干燥B.最后兩次加熱后質(zhì)量相差較大(大于0.1 g)C.加熱后容器未放入干燥器中冷卻D.加熱過程中有少量濺失講解根據(jù)本節(jié)課所用儀器，不難得出（1）的答案。對于（2），由實(shí)驗(yàn)的步驟及原理可知，樣品晶體中結(jié)晶水的質(zhì)量為W2W3，而樣品的質(zhì)量應(yīng)為：W2W1，所以結(jié)晶水含量的計(jì)算式應(yīng)為：x%=100把實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)代入上式：x%=10044而CuSO45H2O晶體中結(jié)晶水含量的準(zhǔn)確值是：10036%44，即實(shí)驗(yàn)值偏高。若加熱前稱量時(shí)容器未完全干燥，則其中留有的水分會被算入結(jié)晶水中，導(dǎo)致結(jié)晶水含量偏高；對于B項(xiàng)，無法分析其對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響；C項(xiàng)操作將會使熱的CuSO4重新吸收空氣中的水分而使W3比實(shí)際值偏大，從而導(dǎo)致W2W3偏小而使x%也偏??；D項(xiàng)加熱過程中濺失的CuSO4會導(dǎo)致W3偏小而使x%增大。答案：(1)A、B、D、F、G、H、J 坩堝鉗、泥三角、藥匙(2)100 偏高 AD小結(jié)本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了測定硫酸銅晶體里結(jié)晶水含量的原理和方法。板書設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)一 硫酸銅晶體里結(jié)晶水含量的測定一、測定原理CuSO4nH2OCuSO4+nH2Ow（結(jié)晶水）=二、實(shí)驗(yàn)步驟三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析教學(xué)說明本實(shí)驗(yàn)是繼“一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制”和“中和滴定”之后的又一定量實(shí)驗(yàn)。相對定性實(shí)驗(yàn)而言，定量實(shí)驗(yàn)對實(shí)驗(yàn)步驟操作的準(zhǔn)確度要求較高。