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本教學設計首先依據(jù)《普通高中化學課程標準(實驗)》對弱電解質電離的學習要求:了解強、弱電解質在水溶液中電離程度的差異,能判斷常見的強電解質和弱電解質,會書寫常見弱電解質的電離方程式。
二、教材分析
本節(jié)教學是以人教版選修4《化學反應原理》為授課用教材,本節(jié)內容包括兩大教學重心:一是強弱電解質;二是弱電解質的電離。
三、學生情況分析
學生對強、弱酸的方法比較上以及電解質和非電解質概念已經有了較好的基礎,所以本節(jié)課在學生已有基礎之上要求學生設計判斷強弱酸的實驗方法,簡單復習電解質和非電解質的概念,引出強、弱電解質的概念。
四、教學策略
實驗、討論、講解等相結合,支持學生參與學習策略。
五、教學目標
知識與技能:
1.掌握強、弱電解質的概念。
2.學會簡單實驗方案的設計與評價。
過程與方法:
1.從結構和組成上理解強、弱電解質的概念和判斷。
2.培養(yǎng)學生分析、解決問題的能力。
3.培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和實踐能力。
情感與價值:
1.激發(fā)學生自主學習、科學探究的愿望。
2.培養(yǎng)學生相互交流、彼此合作的意識。
六、教學重點
強、弱電解質的概念和電離方程式的書寫。
七、教學難點
強、弱電解質的概念。
八、教學過程
【課堂引入】圖片:生活中我們常用的潔廁靈的成分是鹽酸。
廚房中,我們食用的白醋的主要成分是醋酸。
【問】兩者一樣嗎?可以用醋酸將鹽酸代替嗎?
【學生答】不可以。
【問】為什么?
【學生】同濃度的鹽酸的酸性比醋酸強。
【小組活動】有哪些方法可以證明同濃度的鹽酸的酸性比醋酸強?
【學生討論,總結】1.與鎂帶反應,看劇烈程度。
要求:相同質量,表面積相同,同時放入。
2.與同濃度的碳酸鈉溶液反應,看產生氣泡的快慢。
3.用pH試紙測定pH的大小。
4.根據(jù)強酸制弱酸的理論設計實驗驗證。
5.看溶液的導電性。
【教師】針對以上方法,請同學們利用老師已準備好的實驗用品超市,檢驗這些方法的可行性。沒有相應藥品的,討論其可行性。
【學生實驗】
【學生小結】1.實驗可行,鹽酸與鎂帶的現(xiàn)象更為劇烈。
2.與碳酸鈉溶液的實驗可以看到鹽酸中產生氣泡更快一些。
3.同為0.1mol/L的溶液,鹽酸的pH為1,而醋酸的pH為2~3。可以看出同濃度的鹽酸酸性更強。
4.(教師引導)強酸制弱酸沒有明顯現(xiàn)象,但是pH在發(fā)生變化,可以通過測定pH的變化來判斷。
5.溶液的導電性可以根據(jù)小燈泡的通電實驗觀察。
【教師演示實驗】1.強酸制弱酸的pH的變化。
2.小燈泡的導電性實驗。
【結論】同濃度的鹽酸比醋酸的酸性強,即氫離子濃度不同。
【教師】高一我們講過,鹽酸和醋酸同屬于電解質。請大家回憶電解質的概念。
【學生】電解質:在水溶液中或熔融狀態(tài)下能夠導電的化合物。
非電解質:在水溶液中和熔融狀態(tài)下都不能夠導電的化合物。
【教師】注意:電解質和非電解質首先都是針對化合物。其次,電解質必須是本身電離而導電。
【問】同樣是電解質,濃度也相同,為什么氫離子濃度不同?
【答】電離程度不同。
【引導】我們將電解質根據(jù)電離的強弱分為強電解質和弱電解質。
【學生總結定義】1.強電解質:在水溶液里完全電離的電解質。
在水溶液里全部以離子狀態(tài)存在,不存在該電解質的分子。
2.弱電解質:在水溶液里只有部分電離的電解質。
水溶液里電解質分子和它電離生成的離子共存。
九、教學反思
在本節(jié)課的學習中,采用了實驗、講述和演示等多種教學手段和方法,在對電解質感性認識的基礎上,進行了理性思考、實驗探究、邏輯推理、科學抽象,形成了“強電解質和弱電解質”的概念;并通過對強、弱電解質概念的分析和運用,練習電離方程式的書寫。
1.本節(jié)課的教學設計主要以科學探究為主線貫穿于整個過程,充分體現(xiàn)化學學科的特點,讓學生成為課堂的主體,以實驗、思考題、生活情境等驅動學生的學習活動,使學生在已有經驗的基礎上主動積極地建立知識,體會知識形成的整個過程,體會化學的學科視角、觀念和方法。
一、設計思路
《普通高中化學課程標準》(實驗)中對于弱電解質電離的學習要求是:了解強、弱電解質在水溶液中電離程度的差異,能判斷常見的強電解質和弱電解質,理解電離平衡概念,能描述弱電解質在水溶液中的電離平衡,會書寫常見弱電解質的電離方程式。再次是依據(jù)化學反應原理這一模塊對于學生發(fā)展的要求,這一模塊要求發(fā)展學生的微粒觀、定量觀、動態(tài)觀及化學平衡觀。學生通過初中及高一必修的學習,已經掌握了一些元素化合物的知識,同時通過對選修4中的前兩章的學習,已經初步建立化學平衡概念,理解溫度、濃度、壓強及催化劑等對于化學平衡的影響,能夠運用勒夏特列原理解釋平衡移動,同時通過先前知識的學習,學生已經具備了一定的邏輯推理能力及實驗操作能力,對于理論研究的過程也有了一定的了解。認知障礙主要是由于學生的微粒觀還停留在靜態(tài)的、定性的層面上,不能較好地理解弱電解質的電離平衡是動態(tài)的,同時學生對于化學平衡移動原理的掌握還不夠深入,從化學平衡遷移到電離平衡也存在一定的問題。
針對學生學習上的困難,筆者的教學設計將教學的重難點放在了弱電解質電離平衡如何建立上。筆者基于翻轉課堂的理念,在視頻錄制時將微觀粒子放大化,模擬了動態(tài)的醋酸電離及陰陽離子靜電作用的過程,通過這樣的方式使得學生從實質上理解弱電解質的電離平衡,幫助學生建立動態(tài)的電離平衡,而在課堂上教師引導學生類比化學平衡來更加深入地理解電離平衡的實質,通過探究性學習的方式讓學生在積極的思考中理解電離平衡的影響因素,并在師生共同交流解決實際問題的過程中學會理論聯(lián)系實際。這樣的教學設計可以將傳統(tǒng)的教師教、學生學的方式轉變?yōu)閷W生自主學,師生在課堂上有了更加充分的交流,使得教學的效率得到提高。
二、教學設計
1.教學目標
知識與技能:
(1)理解強電解質、弱電解質的概念并學會區(qū)分。(2)描述弱電解質在水溶液中的電離平衡,能正確書寫電離方程式。(3)理解一定條件下弱電解質的電離平衡移動及其影響因素。
過程與方法:
通過對強弱電解質電離的實驗探究、討論及類比等方法,培養(yǎng)科學探究意識能力。
情感態(tài)度與價值觀:
(1)通過實驗探究,體驗科學探究的艱辛及豐富多彩的化學世界,認識化學與生活豐富的聯(lián)系。
(2)培養(yǎng)辯證地看待化學的意識。
2.教學重點
弱電解質電離平衡
3.教學難點
弱電解質電離平衡
4.教學過程
教學根據(jù)翻轉課堂思想,教學分為課前視頻制作與運用和課上教學兩個部份。
(1)課前教學視頻的制作
教師在課前通過視頻軟件制作相應的教學視頻幫助學生建立起新知識和已有知識的聯(lián)系。針對弱電解質的電離,在視頻中呈現(xiàn)出兩個問題。一個是強、弱電解質的定義和區(qū)別,針對這個方面教師可以提問強弱電解質的代表物質;另一個是弱電解質電離平衡的微觀實質,教師可以通過電解質的電離及離子共存來說明弱電解質的電離實質,如醋酸是酸,屬于電解質,在水溶液中發(fā)生電離生成氫離子和醋酸離子,同時氫離子和醋酸根又不可以大量共存,會結合生成醋酸分子。通過視頻的學習學生可以了解弱電解質和強電解質的區(qū)別,并初步建立起的醋酸電離的動態(tài)平衡觀念。
(2)課上教學過程
課堂的教學設計是在分組的基礎上實施的。將全班分成同質的小組,以利于活動的開展。課堂教學的重點放在幫助學生建立電離平衡及弱電解質電離平衡的影響因素上,針對教學重點,筆者采取的教學方式主要有類比法,通過類比化學平衡幫助學生建立電離平衡;電離平衡的影響因素則主要運用實驗探究法,通過學生自己設計及動手操作得出結論,具體教學設計如下。教師活動學生活動備注教師再現(xiàn)視頻中提出的問題:強弱電解質的主要代表物質有哪些?一小組進行匯報,其他小組進行補充,如鹽酸、硫酸、硝酸為強電解質。培養(yǎng)學生查閱資料的能力及小組協(xié)作能力教師針對學生匯報中的具體物質進行分類總結,得出:水學生認真聽講并記錄給出規(guī)律性的結論方便學生記憶教師引導學生根據(jù)視頻中建立的醋酸的電離平衡,嘗試寫出醋酸的電離方程式小組討論后分別派代表書寫
CH3COOHCH3COO-+H+培養(yǎng)學生的微觀意識教師進行評價,強調可逆號的含義,指出弱酸是分步電離,弱堿是一步電離。
教師引導學生通過書寫的電離方程式及類比化學平衡的特征概括出電離平衡的特征小組討論,并由一組進行匯報,其他小組進行補充通過類比等科學的方法得出新知識教師評價并總結得出電離平衡的特征即:動:動態(tài)平衡;等:電離速率等于結合速率; 定:分子和離子濃度保持不變; 變:改變條件平衡破壞學生結合視頻中醋酸的電離平衡進行理解給出口訣方便記憶教師再引導學生類比化學平衡圖像,嘗試畫出電離平衡的圖像。小組討論后派代表分別畫出
通過圖像更加深刻的理解電離平衡教師進行評價并講解圖像的含義,引導學生思考改變什么條件會破壞電離平衡,可以類比改變化學平衡的條件。小組討論思考,回答溫度、濃度。運用類比思想教師引導學生濃度可以包括分子的濃度和離子的濃度,同時類比化學平衡猜測改變溫度、分子濃度及離子濃度對于電離平衡有什么影響?小組討論,各組提出猜想:溫度升高,電離程度變大。改變分子濃度,電離程度變小。改變離子濃度,電離程度變小。培養(yǎng)學生的思維能力教師引導各小組設計探究實驗來驗證各自的猜想。小組討論設計實驗,分別派代表進行表述培養(yǎng)學生的團隊合作能力教師在黑板上總結各個小組的實驗方案,并帶領學生對各個實驗方案的可行性進行分析,最后可行的方案則由該設計小組實施,教師則是提供實驗所需的藥品和儀器。
可能的實驗設計如下:
知識目標
了解強、弱電解質與結構的關系。
理解弱電解質的電離平衡以及濃度等條件對電離平衡的影響。
能力目標
通過演示電解質導電實驗,培養(yǎng)學生實驗探索能力。
通過區(qū)分強電解質和弱電解質,培養(yǎng)學生分析判斷能力。
培養(yǎng)學生閱讀理解能力。
情感目標
在分析強弱電解質的同時,體會結構和性質的辯證關系。
由電解質在水分子作用下,能電離出陰陽離子,體會大千世界陰陽共存,相互對立統(tǒng)一,彼此依賴的和諧美。
教學建議
教材分析
本節(jié)內容共分為三部分:強、弱電解質與結構的關系,弱電解質的電離平衡,以及電離平衡常數(shù)。其中電離平衡常數(shù)在最新的教學大綱中已不再要求。
教材從初中溶液的導電性實驗以及高一電離等知識入手,重點說明強電解質在水中全部電離,而弱電解質在水中部分電離,溶液中既有離子,又有分子。同時,教材中配合圖畫,進一步說明強、弱電解質與結構的關系。在此基礎上,轉入到對弱電解質電離平衡的討論。這部分內容是本章知識的核心和后面幾節(jié)教學的基礎,也是本節(jié)的教學重點。
關于外界條件對電離平衡的影響,是本節(jié)的難點,教材并沒有具體介紹,而是采用討論的方式,要求學生自己應用平衡移動原理來分析,這樣安排是因學生已具備討論該問題的基礎,而且通過討論,更調動學生學習的主動性、積極必,加深對知識的理解及培養(yǎng)學生靈活運用知識的能力。
教法建議
關于強、弱電解質與結構的關系:
建議以復習相關內容為主,進而說明強、弱電解質與結構的關系。
1.課前復習
組織學生復習高一有關強、弱電解質以及化學鍵的知識。
著重復習:(l)強、弱電解質概念,以及哪類物質是電解質,哪類物質是強電解質,哪類物質是弱電解質;(2)離子鍵、極性鍵。
2.課堂教學
建議采用回憶、討論、歸納總結的方法組織教學。首先,引導學生回憶電解質的概念并結合實例依據(jù)電解質電離程度的大小將其分為強電解質和弱電解質。然后再組織學生結合實例討論各強、弱電解質中的主要化學鍵,從而得出強、弱電解質與結構的關系。
關于弱電解質的電離平衡的教學:
這既是本章的教學重點也是難點,建議教學中運用化學平衡知識及學習方法來學習本內容,并注意加強教學的直觀性。重點介紹下面問題。
l.弱電解質電離平衡的建立
從弱電解質溶液中既存在弱電解質分子、又存在其電離出的離子這一事實出發(fā),對弱電解質(如醋酸)溶于水時各微粒變化情況展開討論,使學生明確弱電解質的電離過程是可逆的。然后,引導學生聯(lián)系化學平衡建立的條件,結合課本中圖3-3(可制成掛圖),討論電離平衡的建立。強調指出當弱電解質分子的電離速率等于離子重新結合成分子的速率時,電離過程就達到平衡狀態(tài)。有條件的學??蓱糜嬎銠C輔助教學。
2.電離平衡狀態(tài)的特征
重點分析醋酸的電離平衡,與化學平衡的特征相類比,歸納出電離平衡的特征:
(l)電離平衡是動態(tài)平衡——“動”。
(2)在電離平衡狀態(tài)時,溶液中分子和離子的濃度保持不變——“定”。
(3)電離平衡是相對的、暫時的,當外界條件改變時,平衡就會發(fā)生移動——“變”。
3.外界條件對電離平衡的影響
1.掌握弱電解質的電離平衡。
2.了解電離平衡常數(shù)的概念。
3.了解影響電離平衡的因素
能力目標:
1.培養(yǎng)學生閱讀理解能力。
2.培養(yǎng)學生分析推理能力。
情感目標:
由電解質在水分子作用下,能電離出陰陽離子,體會大千世界陰陽共存,相互對立統(tǒng)一,彼此依賴的和諧美。
教學過程
今天學習的內容是:“電離平衡”知識。
1.弱電解質電離過程(用圖像分析建立)
2.當
則弱電解質電離處于平衡狀態(tài),叫“電離平衡”,此時溶液中的電解質分子數(shù)、離子數(shù)保持恒定,各自濃度保持恒定。
3.與化學平衡比較
(1)電離平衡是動態(tài)平衡:即弱電解質分子電離成離子過程和離子結合成弱電解質分子過程仍在進行,只是其速率相等。
(2)此平衡也是有條件的平衡:當條件改變,平衡被破壞,在新的條件下建立新的平衡,即平衡發(fā)生移動。
(3)影響電離平衡的因素
A.內因的主導因素。
B.外國有:
①溫度:電離過程是一個吸熱過程,所以,升高溫度,平衡向電離方向移動。
②濃度:
問題討論:在的平衡體系中:
①加入:
②加入:
③加入:各離子分子濃度如何變化:、、、溶液如何變化?(“變高”,“變低”,“不變”)
(4)電離平衡常數(shù)
(ⅱ)一元弱酸:
(3)一元弱堿
①電離平衡常數(shù)化是溫度函數(shù),溫度不變K不變。
②值越大,該弱電解質較易電離,其對應的弱酸弱堿較強;值越小,該弱電解質越難電離,其對應的弱酸弱堿越弱;即值大小可判斷弱電解質相對強弱。
③多元弱酸是分步電離的,一級電離程度較大,產生,對二級、三級電離產生抑制作用。如:
隨堂練習
1.足量鎂和一定量的鹽酸反應,為減慢反應速率,但又不影響的總量,可向鹽酸中加入下列物質中的()
A.B.C.D.
2.是比碳酸還要弱的酸,為了提高氯水中的濃度,可加入()
A.B.C.D.
3.濃度和體積都相同的鹽酸和醋酸,在相同條件下分別與足量固體(顆粒大小均相同)反應,下列說法中正確的是()
A.鹽酸的反應速率大于醋酸的反應速率
B.鹽酸的反應速率等于醋酸的反應速率
C.鹽酸產生的二氧化碳比醋酸更多
D.鹽酸和醋酸產生的二氧化碳一樣多
4.下列敘述中可說明酸甲比酸乙的酸性強的是()
A.溶液導電性酸甲大于酸乙
B.鈉鹽溶液的堿性在相同物質的量濃度時,酸甲的鈉鹽比酸乙的鈉鹽弱
C.酸甲中非金屬元素比酸乙中非金屬元素化合價高
D.酸甲能與酸乙的銨鹽反應有酸乙生成
5.有兩種一元弱酸的鈉鹽溶液,其物質的量濃度相等,現(xiàn)將這兩種鹽的溶液中分別通入適量的,發(fā)生如下反應:
和的酸性強弱比較,正確的是()
A.較弱B.較弱C.兩者相同D.無法比較
總結、擴展
1.化學平衡知識與電離平衡知識對照比較。
2.一元弱酸弱堿中與的求法:
弱電酸中濃度:(酸為弱酸物質的量濃度)
弱堿中濃度:(堿為弱堿物質的量濃度)
3.討論中存在哪些微粒?(包括溶劑)
4.擴展
難溶電解質在水溶液中存在著電離平衡。在常溫下,溶液中各離子濃度以它們的系數(shù)為方次的乘積是一個常數(shù),該常數(shù)叫溶度各()。例如
溶液中各離子濃度(加上其方次)的乘積大于、等于溶度積時出現(xiàn)沉淀,反之沉淀溶解。
(1)某溶液中,如需生成沉淀,應調整溶液的使之大于。
(2)要使0.2mol/L溶液中的沉淀較為完全(使?jié)舛冉档椭猎瓉淼那Х种?,則應向溶液里加入溶液,使溶液為。
布置作業(yè)
第二課時
P60一、填空題:2.3.4.
P61四、
板書設計
第二課時
一、電解質,非電解質
1.定義:在水溶液中或熔融狀態(tài)下,能導電的化合物叫電解質。
[思考]①,在水溶液中,不導電,它屬于非電解質嗎?為什么?
②溶于水能導電,則氨氣是電解質嗎?為什么?
③共價化合物在液態(tài)時,能否導電?為什么?
2.電解質導電實質,電解質溶液導電能力強弱的原因是什么?
二、強電解質,弱電解質
1.區(qū)分電解質強弱的依據(jù):
電解質在溶液中“電離能力”的大小。
2.電離方程式:
電離方程式書寫也不同
(1)強電解質:
(2)弱電解質:
3.強弱電解質與結構關系。
(1)強電解質結構:強堿,鹽等離子化合物(低價金屬氧化物);
強酸,極性共價化合物;
(2)弱電解質結構:弱酸,弱堿具有極性共價位的共價化合物。
三、弱電解質電離平衡
1.電離平衡定義
在一定條件下(如溫度,濃度),當電解質分子電離成離子的速率和離子重新結合成分子的速度相等時,電離過程就達到了平衡狀態(tài),這叫做電離平衡。
2.電離平衡與化學平衡比較
“等”:電離速率與離子結合成分子的速率相等。
“定”:離子、分子的濃度保持一定。
“動”:電離過程與離子結合成分子過程始終在進行。
“變”:溫度、濃度等條件變化,平衡就被破壞,在新的條件下,建立新的平衡。
3.影響電離平衡的外界因素
(1)溫度:溫度升高,電離平衡向右移動,電離程度增大。
溫度降低,電離平衡向左移動,電離程度減小。
(2)濃度:電解質溶液濃度越大,平衡向右移動,電離程度減小;
電解質溶液濃度越小,平衡向左移動,電離程度增大;
4.電離平衡常數(shù)
(1)一元弱酸電離平衡常數(shù):
(2)一元弱堿電離平衡常數(shù):
(3)多元弱酸是分步電離,每步各有電離常數(shù)。如:
(4)電離平衡常數(shù)只隨溫度變化而變化,而與濃度無關。
(5)K的意義:
K值越大,弱電解質較易電離,其對應弱酸、弱堿較強。
K值越小,弱電解質較難電離,其對應弱酸、弱堿較弱。
探究活動
鈉與飽和溶液反應,描述觀察到的實驗現(xiàn)象,并運用電離平衡知識解釋產生這種現(xiàn)象的原因。
將鈉投入到盛有飽和溶液的試管
中會產生什么現(xiàn)象呢?
實驗操作實驗現(xiàn)象原因
1.將鈉投入到盛有飽和溶液的試管中
2.向試管中加入足量的水
提示:
在高一學過鈉與水的反應,在這時學生能夠準確的描述鈉與水的反應現(xiàn)象。如:立即與水反應,浮在水面,四處游動,發(fā)出“嘶嘶”響聲,最的溶成閃亮小球。對于溶解度很小也是學生非常熟悉的知識。因此在總結實驗現(xiàn)象時,一般不存在問題。
本題的重點在現(xiàn)象的解釋上,即用初中學過的溶解平衡與剛學過的電離平衡等知識來解釋產生該現(xiàn)象的原因。要充分發(fā)揮學生的主動性、積極性,讓同學進行分組討論、代表發(fā)言。
關鍵詞:手持技術;酸堿滴定;電導率;驗證性實驗
中圖分類號:G31 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2012)09-0093-02
手持技術作為一種應用較為先進、實用性強、便于操作、集數(shù)據(jù)采集與分析于一體的實驗系統(tǒng),與傳統(tǒng)儀器相比具有很強的優(yōu)越性。將手持技術應用于研究性學習、創(chuàng)新性實驗,既體現(xiàn)了新課改下教育思想和理念的轉變,又符合學生學習的認知規(guī)律,同時,減少了大量復雜的運算過程,降低了學生的學習難度。
一、實驗目的
本文通過運用手持技術對酸堿滴定過程中電導率的變化趨勢的分析,預期達到以下目的:
1.通過對酸堿滴定過程中電導率的變化來加深學生對強弱電解質的區(qū)別。
2.打破傳統(tǒng)化學實驗理念的束縛,運用手持技術對相關數(shù)據(jù)進行分析,并運用不同作圖方式進行數(shù)據(jù)合成來得到結論。
3.手持技術作為一種新型實驗手段進一步推廣。手持技術具有以下特點:①便于攜帶:數(shù)據(jù)采集器和傳感器體積較小,在手掌上方便操作。其便攜性可供研究人員及廣大師生生能隨時隨地進行定量的探究活動,并將實驗的過程及結果儲存。②操作簡單:傳統(tǒng)實驗儀器操作步驟繁瑣,儀器容易損壞,且存在一定安全隱患,誤差較大,而手持技術在傳統(tǒng)實驗對所測定項目的基礎上大大減少了操作的步驟,使用方便。③精確度更高:自動合成數(shù)據(jù),節(jié)省的時間,且圖像種類多樣化,包括點式(如圖3)、線式(如圖1)等,能夠給實驗者以最直觀感受。
二、實驗原理
電導率,即物質導電的性能,電導率越大則導電性能越強,反之越小。水溶液的電導率高低相依于其內含溶質的濃度及電解質強弱。同濃度的強電解溶液導電性高于弱電解質,因為強電解質完全電離,而弱電解質部分電離,導致離子濃度低于強電解質,所以導電能力相對較小。
三、猜想與假設
1.醋酸滴定氨水,隨著醋酸滴定體積的增加,電導率逐漸增大,待達到滴定終點出現(xiàn)拐點,之后變化趨勢平緩。
2.醋酸滴定氨水和氫氧化鈉的混堿,首先醋酸滴定氫氧化鈉使其電導率降低,而后滴定氨水電導率升高,但相比較滴定氫氧化鈉,變化不明顯。
3.鹽酸滴定氫氧化鈉,因兩者均為強酸強堿,且濃度相同,所以電導率基本無變化。
四、儀器與藥品
儀器:小燒杯?搖?搖?搖量筒?搖?搖?搖酸式滴定管;藥品:0.1mol/l鹽酸?搖?搖0.1mol/l氫氧化鈉?搖?搖0.1mol/l醋酸?搖?搖0.1mol/l氨水。
五、數(shù)據(jù)分析
1.鹽酸滴定氫氧化鈉。pH:隨著滴定的進行,溶液的pH值逐漸降低,在滴定終點發(fā)生突躍,產生明顯變化,之后曲線平穩(wěn)。(如圖1)電導率:隨著滴定的進行,氫氧化鈉的濃度逐漸降低,生成氯化鈉溶液,達到滴定終點鹽酸濃度逐漸升高,由于鹽酸、氫氧化鈉、氯化鈉均為強電解質,所以電導率基本無變化。
圖1 鹽酸滴定氫氧化鈉pH變化
2.醋酸滴定氨水。pH:氨水是一種弱電解質,顯弱堿性,pH>7,隨著醋酸的滴加,pH值逐漸降低,氨水濃度減小,而醋酸濃度增加,待達到滴定終點,產生突躍,之后隨著醋酸濃度的繼續(xù)滴加,pH值無明顯變化。(圖像如圖1)。電導率:氨水是弱電解質,在水溶液中不能完全電離,導電能力較弱,隨著醋酸的不斷滴加,氫離子與氫氧根結合水,形成醋酸銨溶液,醋酸銨是強電解質,使之電導率增加,待達到滴定終點,氨水完全電離成銨根離子,電導率最高,隨著醋酸的繼續(xù)滴加,電導率基本無變化,趨于平緩。(如圖2)
圖2 醋酸滴定氨水電導率變化
3.醋酸滴定混堿(氫氧化鈉-氨水)。pH:混堿(氫氧化鈉-氨水)滴定前pH>7,隨著醋酸的不斷滴加,溶液氫氧根離子濃度逐漸降低,pH值逐漸減小,待達到滴定終點發(fā)生突躍,隨著醋酸的繼續(xù)滴加,溶液氫離子濃度趨于平衡,pH值基本無變化。(圖像如圖1)電導率:醋酸滴定混堿,首先醋酸與氫氧化鈉溶液反應,由于氫氧化鈉是強電解質,隨著醋酸的不斷滴加,氫氧根逐漸被消耗,使溶液電導率降低,待氫氧化鈉完全被中和完畢后,醋酸繼續(xù)與氨水發(fā)生反應,由于氨水的導電能力較弱,反應結束后,形成醋酸銨等強電解質,導致溶液電導率升高。(圖3)
圖3 醋酸滴定混堿電導率變化
六、實驗討論
使用強電解質滴定強電解質的過程中,隨著滴定終點的到達,由于離子濃度基本穩(wěn)定,故電導率無明顯變化趨勢。使用弱電解質滴定強電解質的過程中,隨著滴定終點的到達,離子濃度減低,電導率逐漸減弱,證明相同濃度的強弱電解質在溶液中所電離的離子程度不同,可以通過實驗數(shù)據(jù)直觀的感覺到變化趨勢。使用弱電解質滴定弱電解質的過程中,由于滴定之前弱電解質的導電能力較弱,電導率較低,在滴定過程中形成強電解質使之導電能力升高,電導率增大。使用弱酸滴定混合堿的過程中,由于強堿產生的氫氧根抑制了弱堿的電離,所以隨著滴定的進行,弱酸首先中和強堿,導致電導率的降低,隨著強堿被消耗完畢,其繼續(xù)中和弱堿,形成強電解質,使溶液導電能力再次增強,但不會達到原有水平。
高中化學新課改進行得轟轟烈烈,在這場新的戰(zhàn)役中,學校、教師不僅僅要注重對學生知識點的掌握,尤其要重視對學生技能的培養(yǎng)及情感態(tài)度價值觀的塑造,通過運用手持技術對高中化學知識點進行驗證性、探究性教育,既可以使學生對所學知識點靈活運用,又大大激發(fā)了學生的學習興趣,因此,將手持技術有效地運用于高中化學教育具有重要意義。
參考文獻:
[1]李霞,黃菲菲.運用手持技術探究電解質在電導滴定過程中電導率的變化[M].化學教育,2011,32(6).