2019-2020年高中化學 1.2《化學計量在實驗中的應用》（第3課時）教學設計 新人教版必修1.doc

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2019-2020年高中化學 1.2《化學計量在實驗中的應用》（第3課時）教學設計 新人教版必修1 一 教材分析： 本節(jié)是必修一第一章 從實驗學化學 第二節(jié) 化學計量在實驗中的應用（第3課時）的內容，主要包括物質的量濃度的概念，有關物質的量濃度的計算和配制一定物質的量濃度的溶液的方法等幾部分。 本節(jié)教材是在學生學習了質量分數(shù)和物質的量的概念的基礎上，使學生掌握另一種表示溶液組成的方法。通過本節(jié)的學習，可以使學生擴大知識面，提高計算能力，初步學會配制一定物質的量濃度溶液的實驗技能，為以后的學習打下基礎。因此，本節(jié)是高中的重點內容，也是有關化學計算和化學實驗基本操作的重點內容之一。是高考不可缺少的考點，占有很大的分值。 二、教學目標 （一）知識與能力 1、使學生理解物質的量濃度的概念；會運用物質的量濃度的概念進行簡單的計算；學會溶液配制的方法。 2、從概念的應用中，培養(yǎng)學生實驗能力和思維能力。培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。 （二）過程與方法 1、培養(yǎng)學生的邏輯推理、抽象概括能力。 2、培養(yǎng)學生計算能力，并通過計算幫助學生更好地理解概念和運用、鞏固概念。 （三）情感態(tài)度與價值觀 1、通過概念的學習和溶液的配制，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的學習自然科學的思想。 2、培養(yǎng)學生學習自然科學的學習興趣以及嚴謹求實的學習態(tài)度。 三、教學重難點 教學重點、難點：物質的量濃度的概念，物質的量、摩爾質量和物質的量濃度的關系。 教學過程： 四、教學過程 預習探究（學生用） 1、溶質的質量分數(shù)是溶質質量與溶液質量之比。表達式：溶質的質量分數(shù)＝溶質質量/溶液質量100％ 2、在一定溫度下，某固態(tài)物質在100g溶劑里達到飽和狀態(tài)時所溶解的質量，叫做這種物質在這種溶劑里的溶解度。其單位是克。 3、單位體積溶液里所含溶質B的物質的量，叫做B的物質的量濃度。符號為cB。常用單位為mol/L或molL-1。 4、物質的量濃度的表達式為：cB＝nB/V。 互動課堂 （一）情景激思(教師用) 【引入】初中我們學習了溶質的質量分數(shù)，在這種情況下，只要知道溶液的質量，就很容易計算出其中溶質的質量。但是在化學實驗和實際生產(chǎn)中取用溶液時，人們會感到量取液體的體積比其稱量質量更方便，因此，在實驗時一般不是稱量它的質量，而是量取它的體積。如果知道一定體積的溶液中溶質的物質的量，對于計算化學反應中各物質之間量的關系是非常便利的。這就需要建立一種新的度量溶液濃度的單位，即物質的量濃度。這就是我們本節(jié)課所需要解決的問題。 【教師強調】本節(jié)的課標是：初步了解溶液的物質的量濃度的概念及其在化學計算中的簡單應用。 【板書】一、物質的量在化學實驗中應用 【過渡】濃度一般是指溶質與溶液之間的量的關系，比如我們初中學過的溶質的質量分數(shù)。溶質的質量分數(shù)是通過溶質與溶液的質量關系來表示溶液的組成。請同學們回顧什么是溶質的質量分數(shù)？它是如何表示的？ 【學生活動】主動積極回答 【教師總結】溶質的質量分數(shù)是溶質質量與溶液質量之比。其表示式為：溶質的質量分數(shù)＝溶質質量/溶液質量100％。 【提問】請說出20%NaCl溶液的含義？如何從100g 20%NaCl溶液中取出含0.1molNaCl的溶液？ 【學生活動】思考討論回答 【教師總結】表示在NaCl溶液中，NaCl的質量分數(shù)為20％，其余的80％是水。要從100g 20%NaCl溶液中取出含0.1molNaCl的溶液，需要先算出100g20%NaCl溶液中含有多少摩爾的NaCl，然后在根據(jù)比例進行計算和稱量。 【教師點評】為此我們要引入一個新的表示溶液濃度的物理量，即物質的量濃度。那么什么是物質的量濃度呢？請同學們閱讀教材P15?；卮鹪搯栴}。 【學生活動】閱讀思考回答。 【教師總結】為了達到上述取液目的，我們只要知道一定體積的溶液里含有多少摩爾溶質即可，這在化學上叫做溶質的物質的量濃度。 【板書】1.物質的量濃度 （1）概念：用單位體積溶液里所含溶質B的物質的量稱為B的物質的量濃度。 （2）符號及單位：符號為cB；常用的單位為mol/L 或molL－1。 （3）表達式為 ：cB＝nB/V。 【問題】 根據(jù)以上的分析我們在理解物質的量濃度時應該注意什么問題呢？ 【學生活動】分組討論回答 【教師點評并板書】（4）物質的量濃度概念中的注意事項：①V是溶液的體積，并非溶劑的體積。②溶質是用物質的量表示而不是質量。③溶質可以時單質、化合物，也可以時離子或某種特定組合。④從某溶液取出任意體積的溶液，其濃度都相同，但所含溶質的量因所取溶液體積的不同而不同。（溶液是均一、穩(wěn)定的） 【問題】我們知道在溶液中溶質可以是單質、化合物，也可以是離子或某種特定組合。同時通過初中的學習我們知道NaOH溶液之所以導電，原因是NaOH在溶液中可以發(fā)生電離，即：NaOH＝Na＋＋OH－，那么在1mol/L NaOH溶液中Na＋和OH－的物質的量濃度分別為多少呢？在0.5mol/L的Na2SO4溶液中Na＋和SO42－的物質的量濃度又分別為多少呢？ 【學生活動】思考討論回答 【教師點評】由NaOH的電離方程式知1molNaOH可以電離出1molNa＋和1molOH,因此二者的物質的量濃度均為1mol/L 。而由Na2SO4＝2Na＋＋SO42－可知：1molNa2SO4可以電離出2moNa＋l和1molSO42，因此Na＋的物質的量濃度為：20.5mol/L＝1mol/L，而SO42的物質的量濃度則為0.5mol/L。 【教師引導】 根據(jù)以上的分析，我們應該如何理解一定物質的量濃度的溶液中溶質的微粒數(shù)目呢？ 【學生活動】思考討論回答 【教師總結】一定物質的量濃度的溶液中溶質的微粒數(shù)目：在溶液中有些溶質是以分子形式存在，如：酒精和蔗糖等不導電的物質；有些則以離子形式存在，如：溶于水可導電的物質（例如NaOH、NaCl等等）。 ①對于溶于水不導電的物質說，體積相同的同物質的量濃度的溶液都含有相同的溶質分子數(shù)。 ②對于溶于水可以完全電離的物質來說，溶液中某離子的濃度=溶質的物質的量濃度角標。 【過渡】由于物質的量濃度在生產(chǎn)和科學研究中具有重要的意義，因此我們必須掌握有關物質的量濃度的計算。 【板書】2.有關物質的量濃度的計算【例題另見】 （1） 基本計算：直接套用定義式。 （2） 【教師強調】在進行有關計算時應注意與質量、摩爾質量、離子數(shù)、阿伏加德羅常數(shù)、氣體摩爾體積等的聯(lián)系。要特別注意公式間的換算以及單位的統(tǒng)一。這類試題的基本公式為：c＝n/V；n=m/M；Vm =V（氣體）/n（氣體）；n=N/NA。 【板書】（2）有關溶液稀釋的計算 【提問】溶液在稀釋過程中什么是不變的？ 【學生活動】思考回答 【教師總結】將溶液用水稀釋或去水濃縮時，溶液的體積發(fā)生變化，但溶質的質量不變，因此溶質的物質的量也不變。 即：c（溶質）濃V（溶液）濃= c（溶質）稀V（溶液）稀 【板書】稀釋關系式：c（溶質）濃V（溶液）濃= c（溶質）稀V（溶液）稀 （3）有關溶液混合的計算 【教師點撥】相同溶質，不同濃度混合時，混合前后溶質總物質的量不變，即：c總V總=c1V1+c2V2（c1V1和c2V2分別代表混合前溶液的物質的量濃度和體積的乘積，c總和V總分別代表的是混合和后溶液的物質的量濃度和體積）。 【過渡】在實驗室，我們可以直接用固體或液體試劑來配制一定物質的量濃度的溶液。請同學們認真閱讀教材P16實驗1－5，并回答下列問題：操作步驟（以配制100ml1.00molL－的NaCl溶液為例） ①計算：所需NaCl固體的質量為5.85g； ②稱量：準確稱量NaCl固體； ③溶解：將稱量好的NaCl固體放入燒杯中，然后用適量蒸餾水溶解，該步操作用到的儀器有燒杯、玻璃棒； ④冷卻：將燒杯中的溶液冷卻至室溫； ⑤轉移：將燒杯中的溶液沿玻璃棒緩緩注入100ml容量瓶中； ⑥洗滌：用適量蒸餾水洗滌燒杯內壁和玻璃棒2～3次，并將洗滌液也注入燒杯中； ⑦振蕩：用手輕輕搖動容量瓶，使溶液混合均勻； ⑧定容：把蒸餾水沿著玻璃棒緩緩注入容量瓶中，當液面距離容量瓶頸刻度線下 1～2 cm時，改用膠頭滴管 加蒸餾水至凹液面的最低處與刻度線相切視線要保持水平）。 ⑨搖勻：蓋好瓶塞，反復上下顛倒，搖勻； ⑩裝瓶：配好的溶液應及時轉入試劑瓶中。 【學生活動】閱讀思考并填空。 【教師活動】教師巡視并答疑。 二、溶液的配制 【教師總結】由于物質的量濃度的配制要求比較精確，因此就需要容積更精確的儀器，來確定溶液的體積。所以在具體實驗前我們首先來認識一個重要的精確儀器——容量瓶（展示各種規(guī)格的容量瓶）。 【過渡】請同學們思考：容量瓶的構造是什么樣的？容量瓶是做什么用的？在使用容量瓶前需要注意什么問題？ 【學生活動】思考并根據(jù)樣品積極回答 【教師總結】容量瓶是一種細頸梨形的平底玻璃瓶，容量瓶頸部有標線、瓶上標有溫度和容量。容量瓶是用來配制準確物質的量濃度溶液的儀器。容量瓶有各種不同規(guī)格，常用的有100 mL、250 mL、500mL和1000mL等幾種。容量瓶只能配對應體積的溶液。因此，在選擇時，要使容量瓶的容積等于或略大于所需。容量瓶的使用要有一定溫度限制，容量瓶不能作為盛放液體的容器或反應容器使用，也不能加熱，更不能作為溶解固體或稀釋溶液的儀器使用。在使用容量瓶前必須檢查容量瓶是否漏水。方法是：往瓶內加水，塞好瓶塞。用食指頂住瓶塞。另一手托住瓶底，把瓶倒立。觀察瓶塞周圍是否漏水，若不漏水，把容量瓶正立過來將瓶塞旋轉180，仍把瓶倒立過來，再檢驗是否漏水。 【教師活動】演示如何查漏。 【強調】如果經(jīng)檢查容量瓶沒有問題的話，在使用前還需要用蒸餾水洗滌容量瓶，然后才能使用。 【板書】（1）容量瓶在使用前的注意事項：①檢查是否漏水；②用蒸餾水洗滌容量瓶 【討論】⑴容量瓶上邊標有溫度。體積的刻度線只有一條。這說明了什么？ （2）能否用容量瓶來溶解固體物質？ （3）溶質溶解后是否可馬上轉移到容量瓶中呢? （4）為保證溶質盡可能全部轉移到容量瓶中，應如何處理？ （5）容量瓶搖勻的操作具有特殊性,那么應如何操作呢? （6）容量瓶能否長期存放溶液？ 【學生活動】討論回答 【教師總結】（1）這說明容量瓶只能準確配制一定溫度下的一定體積的物質的量濃度的溶液，而不能任意配制一定體積的溶液。 （2）由于物質的溶解往往都伴隨著熱量的變化，而容量瓶只能配制一定溫度下的物質的量濃度的溶液，因此不能在容量瓶中溶解固體或稀釋溶液。 （3）溶質的溶解會引起溶液溫度的變化，會使溶液的體積和容量瓶的容量發(fā)生改變，因此必須等溶液溫度恢復到室溫時才能轉移。 （4）為保證溶質盡可能全部轉移到容量瓶中，且為了不要讓溶液灑在容量瓶外，同時也不要讓溶液在刻度線上面沿瓶壁流下，在轉移時必須使用玻璃棒引流。 （5）定容后蓋好瓶塞，用一只手的食指頂住瓶塞，另一只手托住瓶底，把容量瓶到轉過來反復上下顛倒，搖勻。 （6）容量瓶不能作為反應器，也不能用來長期儲存溶液，一定物質的量濃度的溶液配好后 應及時轉移到指定的容器中存放。 【過渡】我們已經(jīng)預習了配制過程并且也掌握了如何使用容量瓶，下面我們就分組進行實驗。 【學生活動】學生四人一組分別進行實驗。 【教師活動】教師巡視并指導和答疑。 【教師總結】根據(jù)學生實驗過程中暴露出來的問題進行總結。 實驗流程為：教材P16 （2）主要儀器：容量瓶、燒杯、量筒、玻璃棒、膠頭滴管、托盤天平。 （3）主要步驟（以配制100ml1.00molL－的NaCl溶液為例） 【教師強調】注意的問題：（1）配制一定物質的量濃度的溶液是將一定質量或體積的溶質按所配溶液的體積在選定的容量瓶中定容，因而不需要計算水的用量。 （2）不能配制任意體積的一定物質的量濃度的溶液。這是因為在配制的過程中是用容量瓶來定容的，而容量瓶的規(guī)格是有限的，常用的有50 mL、100 mL、250 mL、500 mL和1 000 mL等。所以只能配制體積與容量瓶容積相同的一定物質的量濃度的溶液。 （3）在配制一定物質的量濃度的溶液時，不能直接將溶質放入容量瓶中進行溶解，而要在燒杯中溶解，待燒杯中溶液的溫度恢復到室溫時，才能將溶液轉移到容量瓶中。這是因為容量瓶的容積一般是在20 C時標定的，而絕大多數(shù)物質溶解時都會伴隨著吸熱或放熱過程的發(fā)生，引起溫度的升降，從而影響到溶液的體積，使所配制的溶液中溶質的物質的量濃度不準確。 （4）定容時必須使用膠頭滴管。 （5）定容后的容量瓶在反復顛倒、振蕩后，會出現(xiàn)容量瓶中的液面低于容量瓶刻度線的情況，這時不能再向容量瓶中加入蒸餾水。這是因為容量瓶是屬于“容納量”式的玻璃儀器(指注入量器的液體的體積等于容器刻度所示的體積)。用滴管定容到溶液的凹面與容量瓶的刻度線相切時，液體的體積恰好為容量瓶的標定容積。將容量瓶反復顛倒、振蕩后，出現(xiàn)容量瓶中的液面低于容量瓶刻度線的情況，主要是部分溶液在潤濕容量瓶磨口時有所損失。 （6）若在定容時，因不小心使液面超過了容量瓶的刻度線，應該重新配制。因為液面超過刻度線時，就意味著所配溶液的濃度已不符合要求，因此，要知錯就改，而且是徹底地改。 【板書】（2）主要儀器： 容量瓶 、 燒杯 、 量筒 、 玻璃棒 、 膠頭滴管 、 托盤天平。 （3）主要步驟：①計算；②稱量或量??；③溶解；④冷卻；⑤轉移；⑥洗滌；⑦振蕩；⑧定容；⑨搖勻；⑩裝瓶。 【過渡】在配制過程中由于操作不當，會引起誤差，那么這些錯誤當操作會對實驗結果有什么影響呢？請同學們認真思考教材P16《學與問》。 【學生活動】思考討論教材P16《學與問》 【提問】 【教師總結】（1）配制一定物質的量濃度的溶液時，燒杯中的溶液轉移到容量瓶后，燒杯的內壁上還沾有少量溶液，若不用蒸 餾水洗滌燒杯，容量瓶中的溶質就會減少，即容量瓶內容質的物質的量減少，導致所配溶液中溶質的濃度會偏低。為了減少溶質的損失，應用蒸餾水洗滌燒杯2-3次，并將洗滌后的溶液也轉移到容量瓶中。 （2） 如果將燒杯中的溶液轉移到容量瓶中時不慎灑到容量瓶外，最后配成的溶液中溶質的實際濃度比所要求的小。因為灑出的溶液中含有溶質，所以轉移到容量瓶內的溶質比稱量時少，即容量瓶內溶質的物質的量減少。 （3）配制100 mL 1.00 mol/L NaCl溶液需要NaCl固體5.85 g。用托盤天平稱量時，托盤天平的感量為0.1 g，所以不能稱出5.85 g固體。如要比較準確地配制100 mL 1.00 mol/L NaCl溶液，應用分析天平進行稱量。分析天平的精度比托盤天平高。 【過渡】那么我們應如何分析實驗中的誤差呢？ 【學生活動】討論回答 【教師小結并板書】（4）誤差分析 根據(jù)cB=＝判斷。其它正常時，凡是使m或n增大的因素，使cB偏大；凡是使m或n減小的因素，使cB偏小；凡是使V增大的因素，使cB偏??；凡是使V減小的因素，使cB偏大。 【學生活動】思考討論回答 【教師總結】誤差分析結果 【強調】配制一定體積、一定物質的量濃度的溶液引起實驗誤差的主要原因： (1)稱量時所引起的誤差 使所配溶液中溶質的物質的量濃度偏高的主要原因： ①天平的砝碼沾有其他物質或已銹蝕； ②用量筒量取液體時，仰視讀數(shù)，使所得液體的體積偏大，等等。 使所配溶液中溶質的物質的量濃度偏低的主要原因： ①試劑、砝碼的左右位置顛倒； ②砝碼有殘缺； ③在敞口容器中稱量易吸收空氣中其他成分或易于揮發(fā)的物質時的動作過慢； ④用量筒量取液體時，俯視讀數(shù)，使所得液體的體積偏小，等等。 (2)用于溶解稀釋溶液的燒杯未用蒸餾水洗滌，使溶質的物質的量減少，致使溶液中溶質的物質的量濃度偏低。 (3)轉移或攪拌溶液時有部分液體濺出，致使溶液中溶質的物質的量濃度偏低。 (4)容量瓶內溶液的溫度高于20 C，造成所量取的溶液的體積小于容量瓶上所標注的液體的體積，致使溶液中溶質的物質的量濃度偏高。 (5)在給容量瓶定容時，仰視讀數(shù)會使溶液的體積增大，致使溶液中溶質的物質的量濃度偏低；俯視讀數(shù)會使溶液的體積減小，致使溶液中溶質的物質的量濃度偏高。 【思考與交流】認真思考教材P17《思考與交流》 【學生活動】思考討論回答 【教師總結】1.濃硫酸和稀硫酸在性質上有比較大的差異。例如，濃硫酸的密度比稀硫酸的大；將濃硫酸、稀硫酸分別滴在藍色石蕊試紙上，濃硫酸能使石蕊試紙先變紅后變黑（紙被腐蝕），而稀硫酸只能使石蕊試紙變紅（久置后也會變黑）；濃硫酸稀釋時會放出大量的熱，而稀硫酸稀釋時放出的熱量不大；濃硫酸露置在空氣中會變稀，稀硫酸露置在空氣中濃度變化不大；濃硫酸常溫下不與鐵反應，稀硫酸能與鐵反應產(chǎn)生氫氣等。 2.將5 mL濃硫酸稀釋為20 mL稀硫酸，得到的稀硫酸與原濃硫酸中所含H2SO4的物質的量相等。這是因為稀釋前與稀釋后H2SO4的質量是不變的，只是溶液體積增大了，所以兩種溶液中H2SO4的物質的量相等。（討論：如果從這20 mL稀硫酸中取出5 mL，與原5 mL濃硫酸相比，溶質的物質的量、溶液中溶質的物質的量濃度是否相同？為什么？） 五、教學反思 本節(jié)的設計采用了課前發(fā)導學案，學生提前預習本節(jié)內容，找出疑惑的地方。課上師生主要解決疑惑的知識，解決重難點，考點，師生共同探究得出結論，并邊講邊練習鞏固，進行適當?shù)耐卣固岣?，效果很好，達到了提高課堂效率的目的。