无水亚硫酸钠质量分数的测定
安徽省合肥市第六中学 孙凯
一、使用教材
人教版高中《化学选修4》第三章第二节。
二、实验药品、器材
实验药品：待测液（亚硫酸钠样品溶液）、
标准液（0.02mol/L KMnO4（H＋）溶液）
实验器材：酸式滴定管、锥形瓶、铁架台（含滴定管夹）烧杯 磁力搅拌器、滴数传感器、氧化还原传感器、数据采集器
三、实验创新要求/改进要点
①．以翻转课堂引领学生复习硫及其化合物的相关知识，巩固知识、再现知识。 ②．传统实验vs数字实验，让学生在亲身实践、方式方法对比中，感受现在科技的魅力，培养学生严谨的科学态度。
四、实验原理/实验设计思路
通过微课自主复习硫元素及其化合物的转化关系，为实验设计打下基础，在课下设计实验方案，课堂上大家交流方案、评价方案，找出最佳方案再进行实验，在传统的实验中发现难点，再用数字实验对比传统实验，让大家感受现代科学的魅力，感受实验中的曲线之美。
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五、实验教学目标
（1）知识与技能：复习硫及其化合物的性质，培养学生自主进行实验方案的设计与评价。
（2）过程与方法：课堂上动手进行传统滴定实验和数字实验，锻炼学生的动手操作能力。
（3）情感、态度、价值观：在传统的实验中发现难点，再用数字实验对比传统实验，让大家感受现代科学的魅力，感受实验中的曲线之美。
六、实验教学内容
七、实验教学过程
环节1反馈方案，评价方案
学生在课下已经完成实验方案，教师鼓励学生展示自己的方案。
学生展示方案1：称量m g样品，加水溶解，加盐酸酸化，再加氯化钡溶液，过滤，洗涤，
称量；
学生展示方案2：称量m g样品，配成250ml溶液，再用标准酸性高锰酸钾溶液滴定； 学生展示方案3：称量m g样品，加水溶解，加盐酸酸化，收集二氧化硫气体，测二氧化硫
气体的体积；
学生展示方案4：称量m g样品，加水溶解，加盐酸酸化，收集二氧化硫气体，测二氧化硫
气体的质量；
……
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另外请同学们根据实验的科学性、安全性、可行性、节约性等多角度的对展示的方案进行评
价
学生1：方案1没有对硫酸钡干燥，称量的误差大； 学生2：方案1产生二氧化会污染空气； 学生3：方案3、4实验较复杂； ……
环节1的设计主要让学生的方案得以展现，让学生之间进行充分交流，而教师可以从他们之间的交流找到学生的知识盲点及学生的思维习惯，为下一步引导学生设计出更多的实验方案打下基础。
环节2 引导设计更多方案 教师引导
提出问题：对于同学们展示的实验方案1，用的盐酸酸化，如改用足量硝酸酸化，可以吗？ 学生思考认为不可以，理由是，硝酸会氧化亚硫酸钠。 继续追问：硝酸把亚硫酸钠氧化成硫酸钠为什么不可以？
学生思考：部分同学认为可以，部分认为不可以，同学间开始交流。最后形成共识，认为可以，理由是，硝酸把亚硫酸钠氧化成硫酸钠，再加足量的氯化钡溶液，根据硫守恒，生成硫酸钡的物质的量等于样品中硫酸钠与亚硫酸钠的物质的量之和，又已知样品中亚琉酸钠与硫酸钠的质量，即可求出样品硫酸钠与亚硫酸钠的质量，进而求出亚硫酸钠的质量分数。 由此学生提出把实验1改为用稀硫酸酸化，学生解释到，如果加入已知体积和物质的量浓度的稀硫酸，根据硫守恒，生成硫酸钡的物质的量减去加入酸化的硫酸的物质的量就等于样品中硫酸钠的物质的量，进而求出亚硫酸钠的质量分数。
此时打开学生的思维，也打破学生的思维定势，引导学生思考，在设计方案时，遇到问题要解决问题，而不是逃避问题，把看似不可能的解决的问题变成可能。
环节3选出最佳实验方案
再次对已有的实验方案进行评价，选出用标准酸性高锰酸钾溶液滴定实验比较准确，实验步骤较少，无污染，方便易操作。
环节4进行传统滴定实验
学生进行传统实验的滴定，在学生分组的实验中，有同学完成了滴定，但有的同学因滴加过量的酸性高锰酸钾溶液，而没有准确的测出所消耗酸性高锰酸钾溶液的体积。
对实验进行总结，提出问题，我们此时的滴定实验的难点是什么？ 学生异口同声回答：滴定终点的控制
为解决此问题且为更直观的观察滴定过程，我们引入新的实验仪器。
环节5进行数字滴定实验
介绍实验仪器：滴数传感器、氧化还原传感器、数据采集器、磁力搅拌器、滴定管、计算机
取20ml配好的亚硫酸钠溶液于小烧杯中，打开磁力搅拌器，点击采集按钮，打开滴定管的开关，逐滴滴加标准酸性高锰酸钾溶液，得到图像如图：
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解释与结论：
改图像横坐标为滴加标准酸性高锰酸钾溶液的体积，纵坐标是氧化还原传感器所测电压值（电压值越大，氧化性越强）图像的突变点即是滴定的终点。
环节6传统数字实验对比
（1）氧化还原滴定时，用ORP传感器测量电势变化不需要指示剂，就可以准确测量出氧化还原反应的等量点，还可以更好的解决因找不到合适的指示剂而无法进行氧化还原反应滴定的实验；
（2）与滴数传感器结合使用，准确记录滴加溶液的体积，同时生成图像，再用计算机处理数据，软件（Logger Pro 3）可以自动求导，更容易找到电势随体积变化率最快的点；
（3）酸性高锰酸钾滴定亚硫酸钠溶液过程中，同时通过计算机生成曲线图像，因此可以用四重表征（宏观表征、微观表征、符号表征、曲线表征）来重新理解氧化还原滴定，而滴定过程中溶液变红这一宏观表征与曲线中“突跃”这一曲线表征完美结合，极大的激发了学生求知的欲望，解决了酸性高锰酸钾作指示剂带来的误差问题，且同时直观的看到“突跃”这一现象，加深对“突跃”的理解。
八、实验效果评价
本节课主要复习的知识点是硫及其化合的转化，对学生能力的提升主要通过对实验方案的交流、评价提高学生实验设计的能力。通过用盐酸、硝酸、硫酸等不同酸的酸化，引导学生思维，打破思维定势，有利于学生的创新能力的提升。本节课利用现代技术的同时，并没有抛弃传统实验，既让学生体会到科技带来的便利，也让锻炼了学生的动手能力，提高学生的实验素养。
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无水亚硫酸钠质量分数的测定-高中化学实验说课稿
