结晶水合物中结晶水含量的测定
华东师大一附中 徐凯里
【教学目标】 1、知识与技能
（1）掌握结晶水合物中结晶水含量的测定原理 （2）知道瓷坩埚、研钵、干燥器等仪器的用途 （3）理解恒重操作的基本操作技能及意义 2、过程与方法
（1）通过设计实验方案，初步学会根据实验原理设计步骤与选择合适仪器 （2）通过对恒重操作的设计，认识定量实验对“准确性”的量化要求
（3）在设计方案和解决问题的过程中，形成搜集信息、处理信息、发现问题、解决问题的科学方法。
3、情感态度与价值观
（1）通过拉瓦锡的事迹，了解定量分析研究的方法与价值。
（2）通过实验方案的设计，培养思维的严密性，感悟定量实验中“准确性”的意义。
（3）通过实验方案的讨论，体验认真细致的科学精神、实事求是的科学态度和团结合作学习的重要性。
【重点和难点】
1、重点：结晶水合物中结水含量的测定方法。 2、难点：提高实验“准确性”的方法与操作。 【教学设备】 多媒体、硫酸铜晶体、干燥器、坩埚、三脚架、泥三角、坩埚钳、玻璃棒、研钵、药匙等 【教学过程】 教学环节 教师活动 学生活动 【回答】胆矾、五水硫酸铜 【回答】明矾、绿矾、石碱、芒硝?? 【猜测】拉瓦锡 【讲述】大家请看，这是一块漂亮的蓝色晶体，你们知道这什么吗？ 【讲述】胆矾是一种典型的结晶水合物。除了胆矾，还有哪些结晶水合物？ 【讲述】大家都说得非常好。这些结晶水合物组成各不相同，只有准确测定出晶体中结晶水的含量，才能确定它们化学组成。而最早进行这方面测定的化学家是谁呢？让我们先来了解一下?? 引入 【讲述】他是法国化学家，被誉为近代化学之父。他采用定量研究的方法来进行化学实验。他通过实验揭示了燃烧的本质；总结了质量守恒定律?? 【讲述】大家说得非常正确。1765年，拉瓦锡发现，干燥的石膏在加热时能放出水蒸气，他用天平称量了石膏失去水蒸气的质量，计算出石膏中这种特殊水的含量，从此化学中就多了一个名词——“结晶水”。 今天我们就沿着拉瓦锡开创的道路，来学习测定结晶水合物中结晶水的含量的方法。 【讲述】首先我们要确定测定的对象。这里有三选择 种结晶水合物，它们受热都能失去结晶水，对于测定我们这样的初学体验者来说，选择哪种结晶水合对象 物进行实验较为简便和准确呢？ 【讲述】第二步是确定实验原理，如何用化学方程式表示呢？ 【讲述】由于结晶水含量待测定，因此硫酸铜晶体的化学式就应写成CuSO4·xH2O的形式。 【提问】我们可以看到，其实x的值就是硫酸铜晶体中结晶水与无水硫酸铜物质的量之比。我们确定 需要测量哪些物理量才能计算x的值呢？ 测定【提问】水的质量测定起来简便么？有没有更好原理 的方法？ 【讲述】根据计算式，我们的实验大致分哪几步进行？ 【讲述】在初步确定实验过程的基础上，我们接下来的任务就是完善操作。首先是关键的加热操作，其目的是什么？ 【讲述】工欲善其事必先利其器，要达到这个目的，就要选对仪器。 【讲述】请结合资料与所学知识，从受热容器、热源、辅助等方面选择合适的仪器。 加热【讲述】这是实验室专门用于固体的灼烧的仪仪器器，我们在海带提碘实验中曾经用它来灼烧海带选择 灰。（展示坩埚） 【提问】加热坩埚时，常需要那些配套的辅助仪器？ 【提问】热源是选择火焰温度400-600℃的酒精灯，还是能达到800-1000℃的酒精喷灯？ 【提问】不仅是喷灯，就连酒精灯内焰有时也能达到660以上的温度，因此在加热胆矾时要小心控温。 【讲述】加热操作要准确，要使晶体恰好失水完全，既不能少走，也不能多走。何谓少走？何谓加热多走？我们来看一下硫酸铜晶体在受热时发生操作的变化。 分析 【讲述】这是一整块硫酸铜晶体，对其进行加热，每隔一分钟拍摄一次，一共持续了6分钟。我们【讨论】应选择胆矾，失水前后有明显的颜色变化，本身性质稳定，不易氧化，不会风化?? 【回答】水的质量、无水硫酸铜的质量 【回答】测定加热前后质量，差值就是结晶水的质量。 【回答】分为三步：称量——加热——称量。 【回答】使硫酸铜晶体充分失水。 （同学上台演示加热） 【讨论】三脚架、泥三角、坩埚钳。 【回答】应选择酒精灯，酒精喷灯温度过高，硫酸铜会分解。 可以看到，最终晶体表面略有发黑。用玻璃棒轻轻碾碎，发现固体尚有绿色。 【讲述】相信通过这组图片，同学们应该能够理解不少走和不多走的含义了。下面我们一起探讨，在操作中该注意哪些方面，才能避免少走或多走？ （补充研钵） 【提问】不少走和不多走，都是为了正好走，在加热过程中，如何才能确认晶体已完全失水了呢？ 【提问】仅凭肉眼观察，结果可靠么？ （展示颜色） 【提问】这是胆矾的蓝色，如果固体呈现这种颜色，是否应该停止加热了？或者再加热？或者再加热？或者再加热？ 【讲述】当所有颜色同时出现时，我们或许可以通过对比来确认。可惜在实验时，每次只能看到一种颜色。 【提问】你能提供一种更为精确的判断方法么？ 【讲述】这种操作称为恒重操作，按不同精度要求，恒重的标准也不同。在本实验中，我们认为连续两次称量差值只要不超过0.001g即为恒重。 【讲述】通过对加热操作的分析，我们可以看到，实验设计是一个不断完善的过程。为使加热操作更准确，我们又增加了研磨操作和恒重操作。 【讲述】同样，对于本实验的另一个关键——称量操作，我们也需要进行完善。 【讲述】如何才能“称量准确”？仿照刚才的思路，也可以从三个角度进行分析。做到不少称、称量不多称和规范称。何谓规范称？就是称量操作要操作规范，比如热的物质必须冷却后才能称量，这是分析 电子天平使用的要求。 【讲述】下面我们一起探讨，在操作中该注意哪些方面，才能避免少称或多称？ （补充干燥器） 【讲述】通过对称量操作的完善，我们又补充了完成冷却操作。 实验【提问】这五种操作间存在怎样的先后关系？能流程 否用简单的实验流程图进行表示？ 【讨论】粉碎、搅拌、小火?? 【回答】观察固体颜色由蓝变白。 【回答】连续加热后称量，质量不变就说明已完全失水。 【讨论】连坩埚一起称；先研后称；称量空坩埚；在干燥环境中冷却?? 【讨论】绘制流程图。 【讲述】实验的设计到这里已接近尾声，最后还 设计有一个非常现实的任务，每一次测量结果都需要 实验及时记录，请为实验者设计一份科学的记录表， 记录 按操作次序指明测量数据的名称与符号，可不填 满。 【提问】恒重操作需要多次测量，每一次都要记录么？ 【提问】结晶水的含量x如何用所记录的数据来表示？ 【提问】为进一步提高准确性，减少偶然误差，表格还应怎样改进？ 【回答】需要如实记录 【回答】增加平行实验数据记录。 【讲述】今天我们共同设计了结晶水合物中结晶 水含量测定实验。虽然操作较多，但最主要的还是一个中心和两个关键，我们可以用五个字来概括。 【讲述】两个关键是“加热”和“称量”，所有作业的其他操作都是基于此生成，只有它们做到准布置 确，才能保证实验的成功。一个中心是“准”字，这也是所有定量实验设计的中心，这个准体现在四个方面，即热得准、判得准、称得准和冷得准。 【作业】今天的作业需要大家回去观看一段视频，指出实验者操作中存在的问题，判断可能对实验结果产生怎样的影响。 板书： 10.1 结晶水合物中结晶水含量的测定 一对象 二原理
三操作（流程） 四记录
结晶水合物中结晶水含量的测定 - 图文
