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1、無水亞硫酸鈉質量分數(shù)的測定 安徽省合肥市第六中學孫凱 一、使用教材 人教版高中《化學選修4》第三章第二節(jié)。 二、實驗藥品、器材 實驗藥品：待測液（亞硫酸鈉樣品溶液）、 標準液（0.02mol/L KMnO4（H＋）溶液） 實驗器材：酸式滴定管、錐形瓶、鐵架臺（含滴定管夾）燒杯 磁力攪拌器、滴數(shù)傳感器、氧化還原傳感器、數(shù)據(jù)采集器 三、實驗創(chuàng)新要求/改進要點 ①．以翻轉課堂引領學生復習硫及其化合物的相關知識，鞏固知識、再現(xiàn)知識。 ②．傳統(tǒng)實驗vs數(shù)字實驗，讓學生在親身實踐、方式方法對比中，感受現(xiàn)在科技的魅力，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。 四、實驗原理/實驗設計思路 通過微

2、課自主復習硫元素及其化合物的轉化關系，為實驗設計打下基礎，在課下設計實驗方案，課堂上大家交流方案、評價方案，找出最佳方案再進行實驗，在傳統(tǒng)的實驗中發(fā)現(xiàn)難點，再用數(shù)字實驗對比傳統(tǒng)實驗，讓大家感受現(xiàn)代科學的魅力，感受實驗中的曲線之美。 五、實驗教學目標 （1）知識與技能：復習硫及其化合物的性質，培養(yǎng)學生自主進行實驗方案的設計與評價。 （2）過程與方法：課堂上動手進行傳統(tǒng)滴定實驗和數(shù)字實驗，鍛煉學生的動手操作能力。 （3）情感、態(tài)度、價值觀：在傳統(tǒng)的實驗中發(fā)現(xiàn)難點，再用數(shù)字實驗對比傳統(tǒng)實驗，讓大家感受現(xiàn)代科學的魅力，感受實驗中的曲線之美。 六、實驗教學內容 七、實驗教學過程 環(huán)

3、節(jié)1反饋方案，評價方案 學生在課下已經(jīng)完成實驗方案，教師鼓勵學生展示自己的方案。 學生展示方案1：稱量m g樣品，加水溶解，加鹽酸酸化，再加氯化鋇溶液，過濾，洗滌，稱量； 學生展示方案2：稱量m g樣品，配成250ml溶液，再用標準酸性高錳酸鉀溶液滴定； 學生展示方案3：稱量m g樣品，加水溶解，加鹽酸酸化，收集二氧化硫氣體，測二氧化硫氣體的體積； 學生展示方案4：稱量m g樣品，加水溶解，加鹽酸酸化，收集二氧化硫氣體，測二氧化硫氣體的質量； …… 另外請同學們根據(jù)實驗的科學性、安全性、可行性、節(jié)約性等多角度的對展示的方案進行評價 學生1：方案1沒有對硫酸鋇干燥，稱量的誤差大；

4、 學生2：方案1產生二氧化會污染空氣； 學生3：方案3、4實驗較復雜； …… 環(huán)節(jié)1的設計主要讓學生的方案得以展現(xiàn)，讓學生之間進行充分交流，而教師可以從他們之間的交流找到學生的知識盲點及學生的思維習慣，為下一步引導學生設計出更多的實驗方案打下基礎。 環(huán)節(jié)2引導設計更多方案 教師引導 提出問題：對于同學們展示的實驗方案1，用的鹽酸酸化，如改用足量硝酸酸化，可以嗎？ 學生思考認為不可以，理由是，硝酸會氧化亞硫酸鈉。 繼續(xù)追問：硝酸把亞硫酸鈉氧化成硫酸鈉為什么不可以？ 學生思考：部分同學認為可以，部分認為不可以，同學間開始交流。最后形成共識，認為可以，理由是，硝酸把亞硫酸鈉氧

5、化成硫酸鈉，再加足量的氯化鋇溶液，根據(jù)硫守恒，生成硫酸鋇的物質的量等于樣品中硫酸鈉與亞硫酸鈉的物質的量之和，又已知樣品中亞琉酸鈉與硫酸鈉的質量，即可求出樣品硫酸鈉與亞硫酸鈉的質量，進而求出亞硫酸鈉的質量分數(shù)。 由此學生提出把實驗1改為用稀硫酸酸化，學生解釋到，如果加入已知體積和物質的量濃度的稀硫酸，根據(jù)硫守恒，生成硫酸鋇的物質的量減去加入酸化的硫酸的物質的量就等于樣品中硫酸鈉的物質的量，進而求出亞硫酸鈉的質量分數(shù)。 此時打開學生的思維，也打破學生的思維定勢，引導學生思考，在設計方案時，遇到問題要解決問題，而不是逃避問題，把看似不可能的解決的問題變成可能。 環(huán)節(jié)3選出最佳實驗方案 再

6、次對已有的實驗方案進行評價，選出用標準酸性高錳酸鉀溶液滴定實驗比較準確，實驗步驟較少，無污染，方便易操作。 環(huán)節(jié)4進行傳統(tǒng)滴定實驗 學生進行傳統(tǒng)實驗的滴定，在學生分組的實驗中，有同學完成了滴定，但有的同學因滴加過量的酸性高錳酸鉀溶液，而沒有準確的測出所消耗酸性高錳酸鉀溶液的體積。 對實驗進行總結，提出問題，我們此時的滴定實驗的難點是什么？ 學生異口同聲回答：滴定終點的控制 為解決此問題且為更直觀的觀察滴定過程，我們引入新的實驗儀器。 環(huán)節(jié)5進行數(shù)字滴定實驗 介紹實驗儀器：滴數(shù)傳感器、氧化還原傳感器、數(shù)據(jù)采集器、磁力攪拌器、滴定管、計算機 取20ml配好的亞硫酸鈉溶液于小

7、燒杯中，打開磁力攪拌器，點擊采集按鈕，打開滴定管的開關，逐滴滴加標準酸性高錳酸鉀溶液，得到圖像如圖： 解釋與結論： 改圖像橫坐標為滴加標準酸性高錳酸鉀溶液的體積，縱坐標是氧化還原傳感器所測電壓值（電壓值越大，氧化性越強）圖像的突變點即是滴定的終點。 環(huán)節(jié)6傳統(tǒng)數(shù)字實驗對比 （1）氧化還原滴定時，用ORP傳感器測量電勢變化不需要指示劑，就可以準確測量出氧化還原反應的等量點，還可以更好的解決因找不到合適的指示劑而無法進行氧化還原反應滴定的實驗； （2）與滴數(shù)傳感器結合使用，準確記錄滴加溶液的體積，同時生成圖像，再用計算機處理數(shù)據(jù)，軟件（Logger Pro 3）可以自動求導，更容

8、易找到電勢隨體積變化率最快的點； （3）酸性高錳酸鉀滴定亞硫酸鈉溶液過程中，同時通過計算機生成曲線圖像，因此可以用四重表征（宏觀表征、微觀表征、符號表征、曲線表征）來重新理解氧化還原滴定，而滴定過程中溶液變紅這一宏觀表征與曲線中“突躍”這一曲線表征完美結合，極大的激發(fā)了學生求知的欲望，解決了酸性高錳酸鉀作指示劑帶來的誤差問題，且同時直觀的看到“突躍”這一現(xiàn)象，加深對“突躍”的理解。 八、實驗效果評價 本節(jié)課主要復習的知識點是硫及其化合的轉化，對學生能力的提升主要通過對實驗方案的交流、評價提高學生實驗設計的能力。通過用鹽酸、硝酸、硫酸等不同酸的酸化，引導學生思維，打破思維定勢，有利于學生的創(chuàng)新能力的提升。本節(jié)課利用現(xiàn)代技術的同時，并沒有拋棄傳統(tǒng)實驗，既讓學生體會到科技帶來的便利，也讓鍛煉了學生的動手能力，提高學生的實驗素養(yǎng)。