示范教案一第三节 物质检验实验方案的设计第一课时

第三节物质检验实验方案的设计
●教学目标
1.使学生学习和了解物质检验实验方案设计的一般思路和基本方法。

2.通过物质检验实验方案的设计过程，使学生进一步掌握常见阴离子和常见阳离子的检验方法。

3.使学生了解和掌握已知物质中所含离子的检验方法，以及未知物检验的方法和实验方案设计方法。

4.培养学生运用已有知识，解决化学学习过程中实际问题的思维过程，以及对实际问题的综合分析能力。

●教学重点
对物质检验方案的设计、选择过程
●教学难点
对最优实验方案的选择、归纳和叙述能力。

●教学方法
复习、分析、实验、讨论、归纳
●课时安排
二课时
第一课时：对已知物质中离子的检验
第二课时：对未知物的检验
●教具准备
教具：投影仪、大屏幕、胶片等
仪器(学生实验操作使用)：烧杯、试管、酒精灯、铁架台、试管夹、胶头滴管、铂丝、蓝色钴玻璃、红色石蕊试纸
药品：(学生实验操作使用)(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O晶体、KSCN溶液、新制的氯水、浓NaOH溶液、稀HNO3溶液、Ba(NO3)2溶液、AgNO3溶液、Ba(OH)2溶液
●教学过程
第一课时
［导入］检查上一课时课后作业完成情况。

［回忆］上一课时对红砖中Fe2O3成分的检验过程。

［引言］在生产和科学研究中，我们通常需要对一些物质的性质进行检验，比如红砖中Fe2O3成分的检验。

但是，通过回顾红砖中的Fe2O3成分的检验过程，我们可发现，最终的检验结果实际上，是通过对Fe3＋性质的检验来实现的。

对于红砖中Fe2O3成分的检验，属于对物质性质实验的范畴，对于Fe3＋的检验，则属于对物质检验的实验范畴。

而实际上我们已发现，化学实验方案之间并没有严格的界限，好多化学实验手法，往往是会同时使用的。

那么，对于物质检验的实验方案具体该如何操作，这一节课我们就来进行学习。

［板书］第三节物质检验实验方案的设计
［讲述］对于物质检验的实验，实际上就是对物质的成分进行检验和确认，针对不同的检验对象和检验要求，一般可分为对已知物质中各已知组成离子的检验和确认，以及对未知物中，可能存在或不存在的离子，通过实验检验进行验证和确认。

我们首先来学习，对已知物的检验，即对已知离子的检验。

［板书］一、离子的检验
［过渡］对于离子的检验，我们在之前的学习和实验中，实际上会经常遇到或用到。

比如常见的SO-2
4的检验，Cl－的检验，NH+
4
的检验等等。

［想一想］对于中学化学实验中所要求掌握的以下这些离子，如何检验，包括检验所需试剂、实验现象、实验原理即离子方程式。

［投影］
［学生活动］教师巡视。

［说明］这些离子的检验，均是化学学习中必须掌握，又是经常遇到的，应该让学生独立完成，并注意文字表述和原理表述的准确和规范。

［检查］检查部分学生完成情况后总结。

［投影］常见离子的检验方法
［过渡］请同学们对照以上检验方法，完善和修正自己错误或欠佳的地方。

［议一议］对于Ba 2＋
、NO -
3等离子的检验，平时学习没有明确要求，对此，我们有没有检验方法。

［学生讨论］教师巡视指导。

［提问］部分学生回答。

［师生共同讨论，分析后总结］
［总结］Ba 2＋
＋SO -
24===BaSO 4↓(白色，不溶于稀HNO 3)
［想一想］这些离子的检验方法，以及上述常见离子的检验方法，均从何而来？ ［答］检验方法、化学性质。

［讲评］很好。

通过上述学习和分析，我们可知，一种离子的检验方法，同时常会是另一种离子的性质，某种离子的性质，又同时常会是该种离子或其他离子的检验方法。

所以，我们可以说，结构决定性质，性质反映结构，性质常常又反映着其检验方法，制备方法以及存在等等。

［过渡］对于离子检验的目的，一方面是要有针对性的检验某种离子的存在与否，另一方面，也常用来对某种物质的性质进行实验。

下面，我们就将二者结合在一起，以我们不常见的一种物质，(NH 4)2Fe(SO 4)2·6H 2O(硫酸亚铁铵晶体)作为检验对象进行检验。

［板书］二、对硫酸亚铁铵晶体的检验
［问］回忆已学对实验方案的一般思路，我们对硫酸亚铁铵晶体要进行检验，首先应从何入手？
［答］分析其结构和组成。

［板书］1.硫酸亚铁铵晶体的组成。

［忆一忆］硫酸亚铁铵晶体的组成如何？
［投影］给出硫酸亚铁铵晶体的化学式(NH 4)2Fe(SO 4)2·6H 2O
［提问后总结］硫酸亚铁铵晶体是由Fe 2＋
、NH +4、SO -
24、H 2O 组成。

［讲评］很好。

这样之后，我们就将对硫酸亚铁铵晶体的检验实验，转化为了对上述四种粒子的检验。

［过渡］在对物质检验实施之前，我们还有些工作要做。

下面，请同学们阅读本节序言的有关内容。

［学生阅读］本节序言的有关内容。

［问题］(学生阅读结束后提出)对于硫酸亚铁铵晶体，即对于上述四种粒子，我们可分别采取什么方法进行检验？
［学生活动］教师巡视、了解信息并及时予以肯定和纠正。

［提问］部分学生回答，其余同学可质疑、补充后总结。

［板书］2.对四种粒子的检验方法。

［投影］
1.对于结晶水：可通过加热晶体的方法，观察有无H 2O 生成。

2.对于NH +4:可通过其与NaOH 溶液反应，加热后，生成可使红色石蕊试纸变蓝的刺激性气体。

3.对于Fe 2＋
：可加入NaOH 溶液，观察生成的白色沉淀−→−
灰绿色沉淀−→−红褐色沉淀。

也可以加入KSCN 溶液，再加入新制的氯水，观察溶液颜色由无色到红色的转化。

4.对于SO -
24:可加入用稀HNO 3酸化的Ba(NO 3)2溶液，观察白色沉淀的生成。

［问题］以上几种粒子的检验方法，均完全正确，那么，我们是否照此方法依序进行检验实验？
［学生活动］互相分析、讨论应比较热烈，教师可适时予以指导提示。

［提问］学生回答后总结。

［讲评］在对物质检验过程中，对各粒子的检验方法确定之后，并不等于实验方案设计的完成，以及在实验过程中均具可操作性。

特别需要注意的是：对各粒子检验顺序之确定，其指导思想是，排除或尽可能排除干扰。

［想一想］对于本实验，各粒子检验过程中有无相互干扰存在？
［答］有干扰。

［问］有什么干扰？
［答］在实验过程中，加入NaOH溶液后，会同时有NH3·H2O和Fe(OH)2两种物质生成。

［问］以上两种物质同时生成后，对各自的鉴定结果有没有影响。

［答］没有。

［讲评］很好。

在实验设计过程中，我们要注意对干扰条件之排除，如干扰对结果没有影响则可不考虑。

下面，请同学们根据上述分析，设计对(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的检验方案。

［板书］3.硫酸亚铁铵晶体检验实验方案的设计
［学生活动］自己分别设计实验方案，并可允许学生相互之间讨论、补充。

［提问］部分学生回答，其余同学可做补充。

［过渡］很好。

下面请同学们首先进行第一步的操作实验。

［板书］4.对硫酸亚铁铵晶体的检验实验操作
［投影1］
1.取少量(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O放入一大试管中，管口向下倾斜，用酒精灯给其加热，观察现象。

［学生实验］教师巡视，同时提示学生注意给试管中固体加热操作的注意。

［学生实验结束后提问］
实验过程有何现象？有什么结论？
［答］有气体产生，在管口遇冷重又凝成液态水。

说明(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O中会有结晶水。

［问题］很好。

下面我们要对NH+
4、Fe2＋、SO-2
4
进行检验实验，下一步该如何进行
操作？
［答］配制成溶液。

［过渡］下面，请同学们进行溶液配制的操作。

［投影2］
2.取少量(NH4)3Fe(SO4)2·6H2O晶体于一大试管中，加入适量蒸馏水配制成溶液，观察现象。

(提示学生，也可待1试管冷却后加水配制溶液。

)
［学生实验］略
［问］观察到什么现象？说明什么？
［答］溶液澄清，淡绿色透明。

说明溶液中可能含有Fe2＋。

［问题］之后，要对NH+
4、Fe2＋、SO-2
4
分别检验，如何操作？
［学生回答后总结投影］
［投影3］
3.往三支洁净试管中，分别加入上述所配溶液适量。

(1)向第一支试管中滴入2滴KSCN溶液，观察现象。

再向其中滴入几滴新制的氯水，观察现象。

(2)向第二支试管中加入NaOH溶液，并加热，在管口用湿润的红色石蕊试纸检验，观察现象。

(3)向第三支试管中，加入几滴Ba(NO3)2溶液，观察现象。

再滴入2滴稀HNO3，观察现象。

［过渡］请同学们依据上述方案进行实验操作。

［学生实验］教师巡视指导。

［学生实验结束后提问］实验过程中各有什么现象？可得出怎样的结论？
［答］第一支试管：加入KSCN溶液后无现象，加入新制氯水后，溶液变成红色，说
明溶液中存在着Fe2＋。

第二支试管：加入NaOH溶液后有无色刺激味气体产生，该气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明其中存在着NH+
4。

第三支试管：加入Ba(NO3)2后出现白色沉淀，加入稀HNO3沉淀不溶解。

说明其中含
有SO-2
4。

［讲评］很好。

同学们的实验操作，以及现象和结论，均可证明该溶液中存在Fe2＋、
NH+
4、SO-2
4。

即证明了(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O中存在着NH+
4
、Fe2＋、SO-2
4
以及H2O。

［过渡］下面请同学们回忆、总结上实验分析、操作过程，对本实验方案进行完整的
设计。

［学生活动］教师巡视。

［提问］部分同学回答展示。

［师生共同分析、讨论完善后总结］
［板书］5.硫酸亚铁铵晶体的检验方案
［投影］硫酸亚铁铵晶体的检验方案
实验名称：(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O晶体的检验实验目的：
1.熟悉和掌握结品水：NH+
4、Fe2＋、SO-2
4
的检验方法。

2.学习和了解物质检验的实验。

实验用器：略。

(前述教具准备中有)
实验步骤：
1.取少量(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O晶体观察。

2.略。

(投影1的内容)
3.略。

(投影2的内容)
4.略。

(投影3的内容)
实验现象及结论：
问题与讨论：
1.对于Fe2＋的检验，还可以使用什么方法进行？
2.对于NH+
4
及Fe2＋的检验，加入NaOH溶液后，互相有干扰，但对检验结果没有影响。

为什么？
［讲述］通过同学们共同的努力，我们对(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O晶体的实验方案终于完成。

在上述设计过程中，我们采用的一般方法仍然是：分析组成，推测可能检验方法，实验验证，比较设计。

［问题］对于上述检验实验中，我们对于(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O检验实验方案的设计过程，还可以通过一种较为简捷的方法加以表示。

［学生阅读］课本对实验过程的框图式表示之内容。

［课时小结］本课时，我们通过对(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O晶体中主要成分的检验，学习了物质检验实验方案的设计。

对于一个化学实验方案的设计，我们可以将其设计成一个完整的实验方案，也可以对其实验过程进行简单的表示。

需要注意的是，我们上述对物质的检验，只是一个定性的检验，而要确定多种成分的含量以及相互关系，则需要进行其他的，比如定量实验。

［课后练习］
1.完成本实验方案设计过程中，化学实验操作的实验报告。

2.对于(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O晶体的检验，可否只选用一种试剂对其检验？简述检验方法。

答案：可选用Ba(OH)2溶液
1.往用此晶体所配制的溶液中加入足量的Ba(OH)2溶液。

2.给上述反应混合物加热，并用红色石蕊试纸检验，可确定NH+
4
的存在。

3.给上述反应混合物中加入几滴稀HNO3，观察沉淀的存在，可证明SO-2
4
的存在；部
分沉淀溶解后，管口有红棕色气体产生，可证明有Fe2＋的存在。

［作业布置］课后习题第一大题。

答案：略
●板书设计
第三节物质检验实验方案的设计
一、离子的检验
二、对硫酸亚铁铵晶体的检验
1.硫酸亚铁铵晶体之组成
2.对四种粒子的检验方法
3.硫酸亚铁铵晶体检验实验方案的设计
4.对硫酸亚铁铵晶体检验的实验操作
5.硫酸亚铁铵晶体的检验方案
●教学说明
1.对离子的检验，是对硫酸亚铁铵晶体检验的基础，所以，对常见离子的复习要给予一定的重视，特别是要注意对实验现象的描述，以及对实验原理的离子方程式书写的规范。

2.本实验几种离子检验过程中，几种离子的检验互相干扰较少，但对于实验方案中，离子检验干扰的排除，要让学生给予足够的重视。