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視頻標(biāo)簽：酸堿中和滴定
視頻課題：人教版高中化學(xué)選修六實(shí)驗(yàn)化學(xué)第三單元課題二《酸堿中和滴定》黑龍江 - 大慶
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酸堿中和滴定
一、教學(xué)與評(píng)價(jià)目標(biāo)
1. 教學(xué)目標(biāo)
（1）通過(guò)數(shù)字化傳感器記錄酸堿中和滴定pH曲線，建立微觀粒子變化觀，建立pH變化曲線模型。
（2）通過(guò)pH曲線的變化趨勢(shì)以及指示劑的變色范圍，培養(yǎng)證據(jù)意識(shí)，分析、推理出指示劑的選擇規(guī)律。
（3）通過(guò)測(cè)定未知濃度的某溶液實(shí)驗(yàn)操作以及數(shù)字化傳感器，感受化學(xué)中的定量實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)科學(xué)探究意識(shí)和科學(xué)精神。 2. 評(píng)價(jià)目標(biāo) （1）通過(guò)數(shù)字化傳感器酸堿中和滴定pH曲線的繪制，診斷并發(fā)展學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)以及計(jì)算能力;
（2）通過(guò)分析滴定終點(diǎn)和化學(xué)計(jì)量點(diǎn)的區(qū)別，診斷并發(fā)展宏觀現(xiàn)象與微觀粒子變化的認(rèn)識(shí)水平; （3）通過(guò)不同物質(zhì)間滴定實(shí)驗(yàn)中指示劑的選擇，診斷并發(fā)展學(xué)生基于模型的證據(jù)推理水平。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
1. 教學(xué)重點(diǎn)
（1） 酸堿中和滴定實(shí)驗(yàn)原理 （2） 酸堿中和滴定實(shí)驗(yàn)操作 2.教學(xué)難點(diǎn)
（1）對(duì)pH突躍的理解 （2）指示劑的選擇
三、學(xué)情分析
高二年級(jí)的學(xué)生唯一接觸的定量實(shí)驗(yàn)是高一時(shí)學(xué)習(xí)的“一定物質(zhì)的量濃度溶液的配置”，但仍缺乏定量實(shí)驗(yàn)觀，抽象概念的理解能力和空間想象能力稍差。 學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)充滿期待與激情，但是實(shí)驗(yàn)操作不熟練，更是沒(méi)有接觸過(guò)精密的科學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，所以科學(xué)素養(yǎng)有待培養(yǎng)。
四、教學(xué)突破及創(chuàng)新點(diǎn)
本節(jié)課的難點(diǎn)是對(duì)pH突躍的理解，傳統(tǒng)教學(xué)方法是計(jì)算法繪制pH曲線，觀察指示劑變
色，缺點(diǎn)：不夠形象直觀、缺乏吸引力。
解決辦法：運(yùn)用數(shù)字化傳感器，利用pH計(jì)、光電門(mén)、數(shù)據(jù)采集器，實(shí)時(shí)繪制pH-V曲線
優(yōu)點(diǎn)：形象直觀、方便快捷、準(zhǔn)確率高，更具說(shuō)服力，同時(shí)讓學(xué)生感受科學(xué)技術(shù)的魅力,有利于學(xué)生對(duì)pH突躍的理解。
五、教學(xué)過(guò)程
模塊 教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖 引 言
化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，最初以定性實(shí)驗(yàn)為主，隨著科學(xué)技術(shù)的逐漸發(fā)展，定量實(shí)驗(yàn)孕育而生，分析化學(xué)則是化學(xué)四大分支之一。氫氣的發(fā)現(xiàn)，原子量的測(cè)定，各種微量元素的測(cè)定（Fe、Ca、Zn、Se等）都是定量實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。今天我們就感受一下定量實(shí)驗(yàn)的魅力，用中和滴定法去測(cè)定未知濃度的酸堿溶液。
感受定量實(shí)驗(yàn)的魅力與重要性
學(xué)生思維從定性實(shí)驗(yàn)向定量實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化，培養(yǎng)科學(xué)探究意識(shí)。
模塊一：
溫故知新
問(wèn)：一元強(qiáng)酸一元強(qiáng)堿的反應(yīng)原理：
追問(wèn)：這個(gè)定量實(shí)驗(yàn)的成功關(guān)鍵？
思考、回憶：
H+ + OH－
= H2O （微觀表征） 當(dāng)恰好中和時(shí)： n（H+)=n(OH-) ，
即C (H+ )V (H+ )=C (OH- )V(OH- ) （符號(hào)表征）。
一方面：液體體積的準(zhǔn)確測(cè)量——滴定管； 另一方面：對(duì)酸堿恰好中和時(shí)化學(xué)計(jì)量點(diǎn)的準(zhǔn)確判斷
復(fù)習(xí)舊知，為本節(jié)課的知識(shí)奠定基礎(chǔ)
模塊二 ：
指示劑的
選擇
任務(wù)一：通過(guò)何種方法判斷酸堿恰好中和呢？
學(xué)生分析： 指示劑：在一定的pH范圍內(nèi)變色
pH試紙：粗略測(cè)定 pH計(jì)：準(zhǔn)確
發(fā)展學(xué)生的證據(jù)推理素養(yǎng)
【數(shù)字化實(shí)驗(yàn)演示】：
酸堿中和滴定數(shù)字化實(shí)驗(yàn)儀器，通過(guò)pH計(jì)探頭檢測(cè)pH值變化，通過(guò)光電門(mén)記錄所滴液體體積，通過(guò)數(shù)據(jù)采集器可以在電腦上呈現(xiàn)實(shí)時(shí)的pH-V變化圖像。
實(shí)驗(yàn)操作：取30mL0.01mol/L的氫氧化鈉溶液于小燒杯中，用酸式滴定管滴加0.1mol/L的鹽酸溶液。用磁力攪拌器使酸堿混合均勻，用光電門(mén)記錄所滴加鹽酸的體積，用pH傳感器記錄pH的變化，利用軟件繪制pH-V曲線。
觀察、思考、分析、
感受科學(xué)技術(shù)的魅力，數(shù)字化傳感器將物質(zhì)微觀變化過(guò)程通過(guò)曲線直觀形象展示出來(lái)，同時(shí)指示劑的顏色變化與 pH曲線同步對(duì)學(xué)生產(chǎn)生視覺(jué)沖擊，加深學(xué)
生對(duì)理論知識(shí)的理解。
任務(wù)二：pH曲線變化趨勢(shì)
每滴一滴鹽酸溶液就會(huì)在圖像上顯示一個(gè)點(diǎn)，當(dāng)溶液接近中性時(shí)，這一滴溶液便引起pH值的突然變化，從堿性變成酸性。將點(diǎn)連接成線。
問(wèn)：根據(jù)圖像，描述pH值變化規(guī)律？ 對(duì)比同學(xué)們課前通過(guò)計(jì)算法繪制的曲線，是否一樣？ 教師引導(dǎo)：
pH突躍：當(dāng)接近滴定終點(diǎn)時(shí)（pH=7）時(shí)，很少的溶液（0.04mL約一滴）引起pH值突然變化。
分析：具體的pH突躍值是多少？
突躍范圍：經(jīng)過(guò)計(jì)算，從19.98-20.02僅0.04mL，也就是在化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前后相對(duì)誤差-0.1%-+0.1%范圍內(nèi)，一滴的體積便能引起pH值從9.7突躍4.3，變化5.4個(gè)單位。
學(xué)生分析、回答;
隨著鹽酸的滴加，剛開(kāi)始時(shí)pH值降低的比較緩慢，但是當(dāng)溶液接近中性時(shí)，一滴(0.04mL-0.05mL)鹽酸溶液便引起pH值的突然變化，從pH10左右突然變成pH4左右，繼續(xù)滴加鹽酸，pH值變化又趨于平緩。 一樣 培養(yǎng)學(xué)生宏觀辨識(shí)與微觀探析素養(yǎng)
任務(wù)三：滴定終點(diǎn)和化學(xué)計(jì)量點(diǎn)的關(guān)系
問(wèn)：pH=7時(shí)是酸堿恰好中和時(shí)的點(diǎn)，即化學(xué)計(jì)量點(diǎn).但實(shí)際的滴定操作，能否恰好滴定到pH為7？
追問(wèn)：那滴定到什么程度是滴定終點(diǎn)？ 總結(jié)：
學(xué)生分析、思考、交流討論、回答 不能
pH突躍時(shí)
培養(yǎng)微觀探析與宏觀辨識(shí)、證據(jù)推理素養(yǎng)
化學(xué)計(jì)量點(diǎn)：酸堿恰好完全中和時(shí)，對(duì)于強(qiáng)酸強(qiáng)堿而言，即pH=7時(shí)。 滴定終點(diǎn)：能夠引起pH突躍的點(diǎn)。位于pH突躍范圍之內(nèi)，與恰好中和點(diǎn)（化學(xué)計(jì)量點(diǎn)）相差甚微。
任務(wù)四：指示劑的選擇
引導(dǎo)：如果這一滴溶液不僅能使pH發(fā)生突躍，還能使某種指示劑變色，那么就可以這種指示劑指示滴定終點(diǎn)。
問(wèn)：0.1mol/L鹽酸滴定0.1mol/L氫氧化鈉，pH突躍范圍4.3-9.7。當(dāng)pH突躍時(shí)，指示劑顏色怎么變化？ 問(wèn)：指示劑的選擇要求? 分析、思考、回答
1.指示劑的選擇原則 （1） 指示劑的變色范圍全部（或部分范圍）落在pH突躍范圍之內(nèi)。 （2） 顏色變化明顯。
（3）指示劑的用量：2-3滴 （4）滴定終點(diǎn)的確定：顏色變化后，半分鐘（30s）內(nèi)不再改變
培養(yǎng)證據(jù)推理與模型認(rèn)知素養(yǎng)，能運(yùn)用模型解
釋化學(xué)現(xiàn)象，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。 模塊三
酸堿中和
滴定實(shí)驗(yàn)
任務(wù)一：總結(jié)酸堿中和滴定實(shí)驗(yàn)步驟 （1）（準(zhǔn)備階段）即滴定管的使用要求分別對(duì)酸式滴定管和堿式滴定管：檢漏、水洗、（同學(xué)們使用的滴定管全部是好的，也已經(jīng)清洗干凈，一會(huì)同學(xué)們做的時(shí)候可以省略），直接潤(rùn)洗，然后注液，趕氣泡，調(diào)0刻度 ，固定在蝴蝶夾上，讀數(shù)。 （2）從盛裝待測(cè)液的滴定管中放出一定體積的待測(cè)液于錐形瓶中，并滴加2-3滴指示劑 （3）（滴定階段）用盛裝標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定管向錐形瓶中逐滴滴加標(biāo)準(zhǔn)溶液，左手—右手—眼睛，當(dāng)指示劑變色且半分鐘不褪色后，即認(rèn)為是滴定終點(diǎn)
（4）讀數(shù)，計(jì)算。
（5）平行實(shí)驗(yàn)2-3次，取平均值。
學(xué)生思考、總結(jié) 培養(yǎng)科學(xué)探究意識(shí)，小組合作、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)操作等能力
任務(wù)二：實(shí)驗(yàn)操作，合作探究，未知濃度鹽酸溶液濃度的測(cè)定
學(xué)生小組合作4人小組，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，動(dòng)手實(shí)驗(yàn)
小結(jié)：中和滴定法在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著重要而廣泛的應(yīng)用。今天同學(xué)們操作的是都最原始的裝置，實(shí)際的科學(xué)研究和生產(chǎn)生活利用的都是這些精密的傳感設(shè)備。但最原始的也是最基礎(chǔ)的，同學(xué)們也一定要掌握，這樣才能走在科學(xué)的前沿。
模塊四
酸堿中和
滴定曲線
對(duì)比
最后，我們對(duì)比一下不同酸堿滴定的pH曲線。
強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿 強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸
強(qiáng)堿滴定弱酸：
等濃度的弱酸比強(qiáng)酸的pH大，起點(diǎn)就高，但氫氧化鈉過(guò)量后，混合溶液pH應(yīng)該接近氫氧化鈉溶液的pH，所以尾部圖像相近，但是突躍范圍會(huì)變小。
課下繼續(xù)思考：用氫氧化鈉滴定醋酸，選擇哪種指示劑更合適，誤差小。
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