《如何驗(yàn)證醋酸是弱電解質(zhì)》教案設(shè)計(jì)

1、如何驗(yàn)證醋酸是弱電解質(zhì)教案設(shè)計(jì) 市二中學(xué) 劉小萍一、課題的設(shè)想 首先由學(xué)生從日常生活中的一些事例，說(shuō)明醋酸是弱酸，是弱電解質(zhì)。那么如何用科學(xué)研究過(guò)程中的科學(xué)方法實(shí)驗(yàn)法來(lái)驗(yàn)證醋酸是弱電解質(zhì)呢？由此提出研究課題，由學(xué)生進(jìn)行討論，設(shè)計(jì)方案，并進(jìn)行比較方案的合理和根據(jù)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精確性。 經(jīng)過(guò)探索研究，用TI數(shù)理技術(shù)可以測(cè)出同等程度稀釋鹽酸、醋酸的pH-c和L0-c的工作曲線(xiàn)，可以動(dòng)態(tài)顯示變化規(guī)律，更能揭示鹽酸和醋酸的本質(zhì)區(qū)別。 在學(xué)習(xí)了電離理論后，通過(guò)“如何驗(yàn)證醋酸是弱電解質(zhì)”這一課題的提出，讓學(xué)生進(jìn)行探索研究，將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思想，用一定的實(shí)驗(yàn)方法體現(xiàn)出來(lái)，使研究性學(xué)習(xí)進(jìn)入課堂，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)

2、計(jì)能力，解決問(wèn)題的能力，從而提高學(xué)生的創(chuàng)新精神。 1、教學(xué)目標(biāo)通過(guò)實(shí)驗(yàn)的研究，對(duì)電離平衡等知識(shí)有進(jìn)一步的鞏固和應(yīng)用。讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出研究課題，讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并進(jìn)行比較鑒別，提高學(xué)生解決化學(xué)問(wèn)題的能力。培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，運(yùn)用TI-83 plus 圖形計(jì)算器、CBL系統(tǒng)、電導(dǎo)率傳感器和pH酸堿度傳感器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。了解并運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)。2、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：驗(yàn)證醋酸是弱電解質(zhì)；TI-83 plus 圖形計(jì)算器、CBL系統(tǒng)和傳感器的使用。 難點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的理論依據(jù)。 3、教學(xué)方案：引導(dǎo)探究 4、教學(xué)手段：多媒體、TI-83 plus 圖形計(jì)

3、算器二、教學(xué)流程學(xué)生活動(dòng) 教學(xué)過(guò)程 教師活動(dòng)分組討論如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案討論，并回答設(shè)計(jì)出具體的實(shí)驗(yàn)方案根據(jù)設(shè)計(jì)分組做一些實(shí)驗(yàn)課堂交流實(shí)驗(yàn)的結(jié)果完成研究報(bào)告 驗(yàn)證醋酸是弱電解質(zhì)的理論依據(jù)。 計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)模擬醋酸的電離。 實(shí)驗(yàn)研究的方法對(duì)照實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的匯報(bào)1、同等程度稀釋鹽酸、醋酸的pH-c的工作曲線(xiàn)。2、同等程度稀釋鹽酸、醋酸的L0-c的工作曲線(xiàn)。創(chuàng)設(shè)情景：日常生活中可以從哪些事例中說(shuō)明醋酸是弱電解質(zhì)提出研究的課題指導(dǎo)研究的方法指導(dǎo)解決實(shí)際碰到的問(wèn)題組織交流和積極評(píng)價(jià)指導(dǎo)撰寫(xiě)研究報(bào)告三、教學(xué)后記 本課采用“引導(dǎo)探究”的課堂教學(xué)模式，以及學(xué)生分組討論，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的方式。在設(shè)個(gè)過(guò)程中，教師起了主

4、導(dǎo)作用，先由學(xué)生從日常生活中的一些事例，說(shuō)明醋酸是弱酸，由此激發(fā)起學(xué)習(xí)的興趣，架設(shè)探求的橋梁，提出研究的課題，指導(dǎo)研究的方法，組織問(wèn)題解決和及時(shí)對(duì)學(xué)生問(wèn)題的回答，設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。而學(xué)生在這堂課中發(fā)揮了主體作用。針對(duì)如何用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證醋酸是弱電解質(zhì)，進(jìn)行討論，并設(shè)計(jì)方案。學(xué)生設(shè)計(jì)的方案共六種：如相同溫度下測(cè)定同濃度的鹽酸和醋酸的pH值；相同條件下，同等程度稀釋pH值相同的鹽酸和醋酸，然后測(cè)pH值等。然后根據(jù)方案做實(shí)驗(yàn)，并比較方案的合理性及根據(jù)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精確性。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后進(jìn)行探索研究，引出用較先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)TI數(shù)理技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)定，并有一組學(xué)生上臺(tái)演示，其他組同時(shí)實(shí)驗(yàn)。用TI數(shù)理計(jì)算器、

5、CBL系統(tǒng)及pH值探頭及電導(dǎo)率探頭，測(cè)定同等程度稀釋鹽酸、醋酸的pH濃度和電導(dǎo)率濃度的工作曲線(xiàn)，動(dòng)態(tài)顯示變化規(guī)律，學(xué)生分析比較試驗(yàn)結(jié)果，并對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和TI數(shù)理技術(shù)進(jìn)行較為客觀的評(píng)價(jià)，有的學(xué)生認(rèn)為傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的方法簡(jiǎn)便、省力，有認(rèn)為T(mén)I數(shù)理技術(shù)顯示出稀釋過(guò)程中的變化，更能解釋鹽酸和醋酸的本質(zhì)區(qū)別。 通過(guò)本堂課的教學(xué)，使學(xué)生對(duì)醋酸的認(rèn)識(shí)從理性認(rèn)識(shí)到感性認(rèn)識(shí)又上升到理性認(rèn)識(shí)。通過(guò)課題的研究，體現(xiàn)研究性學(xué)習(xí)進(jìn)課堂，通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，學(xué)生的創(chuàng)造能力得以鍛煉和提高，使學(xué)生的主體作用得到了充分的發(fā)揮。四、教學(xué)評(píng)價(jià) 本堂課的特點(diǎn)為學(xué)科的基礎(chǔ)性、手段的必要性、方法的開(kāi)放性、學(xué)習(xí)的合作性。本堂課分三個(gè)階段：第

6、一階段學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，第二階段從中選擇實(shí)驗(yàn)方法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作，進(jìn)行驗(yàn)證，第三階段，TI數(shù)理技術(shù)測(cè)定。強(qiáng)弱電解質(zhì)是教學(xué)重點(diǎn)，能從生活出發(fā)，討論從不同實(shí)驗(yàn)論證醋酸為弱電解質(zhì)，以化學(xué)基礎(chǔ)為主，TI技術(shù)彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)中的不足，用TI技術(shù)把變化過(guò)程呈現(xiàn)。培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的精神，體現(xiàn)方法的開(kāi)放性，教學(xué)組織形式，注重學(xué)生間學(xué)習(xí)的合作。四人一組，配合有序，整堂課教師的著眼點(diǎn)在于學(xué)生的學(xué)習(xí)，通過(guò)學(xué)生評(píng)價(jià)，大膽假設(shè)，體驗(yàn)過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造能力，學(xué)生互相學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)積極性高，教師的教學(xué)思想，教學(xué)理念新。如何驗(yàn)證醋酸是弱電解質(zhì)（一） 弱電解質(zhì)溶液中存在電離平衡，在溶液稀釋時(shí)發(fā)生電離平衡的移動(dòng)，而在強(qiáng)電解質(zhì)中

7、卻不存在電離平衡。加水稀釋時(shí)，鹽酸和醋酸溶液中H+ 濃度的變化不同。所以電導(dǎo)率變化也不同。由此通過(guò)電導(dǎo)率的測(cè)定可驗(yàn)證醋酸是弱電解質(zhì)。 探究案例： 鹽酸溶液的電導(dǎo)率濃度曲線(xiàn)的測(cè)定 醋酸溶液的電導(dǎo)率濃度曲線(xiàn)的測(cè)定 研究目標(biāo)： 1、鹽酸和醋酸分別加水稀釋后電導(dǎo)率變化的比較； 2、學(xué)習(xí)用CBL系統(tǒng)測(cè)定電導(dǎo)率。 實(shí)驗(yàn)原理： 酸在水溶液中會(huì)電離成H+ 離子和酸根陰離子。溶液中離子濃度越大，溶液的導(dǎo)電能力就越強(qiáng)。此外，酸根陰離子的價(jià)態(tài)和運(yùn)動(dòng)速度也會(huì)影響酸溶液的導(dǎo)電能力。電導(dǎo)是電阻的倒數(shù)：L=1/R，式中L表示電導(dǎo)，R表示電阻。已知導(dǎo)體的電阻跟它的長(zhǎng)度l成正比，跟它的橫截面積S成反比：Rl /S，故有LS/l

8、 。電導(dǎo)公式可寫(xiě)成：L=L0（S/l ） （L0稱(chēng)為電導(dǎo)率）式（1） 電導(dǎo)池（電導(dǎo)率探頭）通常由兩片相距為l 、面積為S、涂有鉑黑的鉑片電極組成。比值l /S 稱(chēng)為電導(dǎo)池常數(shù)，以k表示。每支探頭都有固定的k值。 （1）式可以相應(yīng)地表示為L(zhǎng)=L0（1/k），或者表示為L(zhǎng)0= Lk。 實(shí)驗(yàn)器材： 實(shí)驗(yàn)藥品：pH值為2的鹽酸、醋酸、蒸餾水 實(shí)驗(yàn)儀器：TI-83 plus 圖形計(jì)算器及CBL系統(tǒng)，電導(dǎo)率傳感器，20ml的量筒，100ml的燒杯，200ml的燒杯，玻璃棒 實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示： 實(shí)驗(yàn)步驟： 1、準(zhǔn)備電導(dǎo)率探頭。 （1）把電導(dǎo)率探頭與探頭放大器相連，再把探頭放大器與CBL系統(tǒng)的CH1通道插口相

9、連； （2）把探頭放大器上的量程開(kāi)關(guān)設(shè)在020000s范圍； （3）把CBL系統(tǒng)和TI-83 plus 圖形計(jì)算器連接好。ENTERAPPS 2、打開(kāi)CBL系統(tǒng)和TI-83 plus 圖形計(jì)算器，按 鍵，選擇“CHEMBIO”程序，再按 鍵，進(jìn)入“MAIN MENU”菜單。 3、設(shè)置電導(dǎo)率探測(cè)系統(tǒng)。 （1）在“MAIN MENU”菜單中選擇“1：SET UP PROBES”； （2）輸入探頭數(shù)“1”； （3）在“SELECT PROBE”菜單中選擇“6：CONDUCTIVITY”； （4）輸入通道序號(hào)“1”； （5）在“CALIBRATION”菜單中選擇“1：USE STORED”； （6）在

10、“CONDUCTIVITY”菜單中選擇“5：H 020000 MICS”； 4、為數(shù)據(jù)收集設(shè)置TI-83 plus 圖形計(jì)算器和CBL系統(tǒng)。 （1）在“MAIN MENU”菜單中選擇“2：COLLECT DATA”；ENTER （2）在“DATA COLLECTION”菜單中選擇“3：TRIGGER/PROMPT”按 鍵。 5、收集醋酸溶液的電導(dǎo)濃度數(shù)據(jù) （1）取10ml醋酸溶液與小燒杯中，將潔凈的電導(dǎo)率探頭浸入小燒杯內(nèi)的溶液中； （2）用量筒取15ml蒸餾水倒入小燒杯中，用玻璃棒稍稍攪拌；TRIGGERENTER （3）待CBL系統(tǒng)示數(shù)穩(wěn)定后，按 鍵，輸入加入蒸餾水的體積，按 鍵。 （4）在

11、“DATA COLLECTION”菜單中選擇“1：MOREDATA”； （5）重復(fù)步驟（2）、（3）、（4）直至加入90ml蒸餾水后在在“DATA COLLECTION”菜單中選擇“2：STOP AND GRAPH”，在TI-83 plus 圖形計(jì)算器即可顯示醋酸溶液的電導(dǎo)率濃度曲線(xiàn)。 5、處理數(shù)據(jù)：把測(cè)定出的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在自己命名的數(shù)組中，并顯示出工作曲線(xiàn)。 6、同上，測(cè)定出鹽酸溶液的電導(dǎo)率濃度曲線(xiàn)，并與醋酸溶液的電導(dǎo)率濃度曲線(xiàn)合并，進(jìn)行比較。 7、結(jié)束實(shí)驗(yàn)： （1）關(guān)閉TI-83 plus 圖形計(jì)算器和CBL系統(tǒng)。 （2）取出電導(dǎo)率探頭用蒸餾水沖洗后用濾紙吸干，收藏好。 （3）洗滌其他儀器。如

12、何驗(yàn)證醋酸是弱電解質(zhì)（二） 同等程度稀釋鹽酸，醋酸溶液pH值變化不同，所以可通過(guò)pH的測(cè)定驗(yàn)證醋酸是弱電解質(zhì)。 探究案例： 1、鹽酸和醋酸分別加水稀釋后pH變化的比較。 2、學(xué)習(xí)用CBL系統(tǒng)測(cè)定pH值。 實(shí)驗(yàn)原理： pH值=-lgH+。當(dāng)pH值=7時(shí)，溶液呈中性；pH值7時(shí)，溶液呈酸性；pH值7時(shí)，溶液呈堿性。玻璃pH電極有一個(gè)由敏感玻璃膜構(gòu)成的玻璃球泡。這個(gè)玻璃球泡浸在水溶液中時(shí)，玻璃球泡與溶液接觸的表面會(huì)形成一層很薄的（10-410-5mm）水化層，它可與溶液中的H+發(fā)生離子交換而形成一定的電位。25時(shí)，pH電極的電位與溶液pH值的關(guān)系為：E玻=k-0.059pH。測(cè)出E玻，就可以確定溶液

13、的pH值。 由于無(wú)法測(cè)定單個(gè)電極的電位，只能測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)，所以，要將pH電極和參比電極組成電池，再測(cè)出電池的電動(dòng)勢(shì)。選擇在一定溫度下具有恒定電位的電極（例如Ag/AgCl電極）作參比電極，測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)就只與溶液中的H+ 濃度成比例。這樣就有可能用玻璃pH電極測(cè)定溶液的pH值了。 實(shí)際使用的玻璃pH電極通常是復(fù)合電極，它是由內(nèi)參比電極（Ag/AgCl電極）、敏感玻璃膜和內(nèi)充液（0.1mol/L HCl溶液）組成的。 實(shí)驗(yàn)材料： 1、實(shí)驗(yàn)藥品：pH約為2的鹽酸、醋酸各一瓶，蒸餾水pH標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液（pH=6.865和pH=9.180 20）。 2、實(shí)驗(yàn)儀器：TI-83 plus 圖形計(jì)算器和CB

14、L系統(tǒng)，pH酸堿度傳感器，100ml燒杯3只，200ml燒杯1只。 實(shí)驗(yàn)步驟： 1、準(zhǔn)備pH電極。 （1）將pH電極與pH放大器相連，將放大器與CBL系統(tǒng)的CH1通道插口相連； （2）將CBL系統(tǒng)與TI-83 plus 圖形計(jì)算器相連。 2、開(kāi)通CBL系統(tǒng)和TI-83 plus 圖形計(jì)算器。ENTERAPPS 按 鍵，選擇“CHEMBIO”程序，按 鍵進(jìn)入“MAIN MENU”菜單。 3、設(shè)置pH值探測(cè)系統(tǒng)。 （1）在“MAIN MENU”菜單中選擇“1：SET UP PROBES”；ENTER （2）輸入探頭數(shù)“1”，按 鍵； （3）在“SELECT PROBE”菜單中選擇“2：pH”；EN

15、TER （4）輸入通道序號(hào)“1”，按 鍵。 4、標(biāo)定pH電極。 （1）第一標(biāo)定點(diǎn)ENTER在“CALIBRATION”菜單中選擇“2：PERFORM NEW”，按照TI-83 plus 圖形計(jì)算器屏幕說(shuō)明完成系統(tǒng)預(yù)熱后，按 鍵，并將裝有pH值為6.865的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的燒杯放在電磁攪拌器上，把電磁攪拌器的加熱溫度調(diào)至25；取出電極，用水淋洗，用濾紙小心地吸干電極外表液體；TRIGGER將電極浸入裝有pH值為6.865的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的燒杯中，待CBL系統(tǒng)的示數(shù)穩(wěn)定后，按 鍵；ENTER在TI-83 plus 圖形計(jì)算器上輸入6.865（在該溫度下的標(biāo)準(zhǔn)pH值），按 鍵。 （2）第二標(biāo)定點(diǎn)取出電極，用水淋洗，用濾紙小心地吸干電極外表液體，將它放在pH值為9.180的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液中，將燒