102 结晶水合物中结晶水含量的测定

10．2 结晶水合物中结晶水含量的测定

第1课时结晶水含量测定的原理

上海大学市北附属中学金晨

[设计思想]

教学设计着重三个环节：（1）以硫酸铜晶体中结晶水含量测定原理的讨论为例，概括出结晶水合物中结晶水含量的测定的基本原理和一般方法，体验定量测定中转化的思想方法。（2）通过恒重操作，进一步提升对定量实验“精确操作”学科内涵的认识。（3）胆矾结晶水含量测定的方案探讨，领悟化学实验设计遵循可观察、可控制的学科内涵。

[学科内涵]

定性认识是定量认识的基础，从定性到定量是认识发展的必然结果。科学准确的计量是实现准确定量的先决条件。科学计量的基本要求：一是准确（精度在误差允许的范围内）；二是结果易于为大众认知。本节课由于实验内容相对复杂，教师以突出定量实验的设计思维为主线，重点放在展示实验设计的原理、思路和科学性上，将学生的思维引导到实验的具体过程中。本节课紧紧围绕“定什么量”、“如何定量”、“如何精确定量”三个方面展开教学，经反复讨论，相互修正，最终形成最佳的定量实验方案。

首先是“定什么量”。通过教师启发、引导和学生讨论，由直接测“结晶水的质量”转化为通过测固体样品实验前后的质量差间接测出“结晶水的质量”。从而明确本实验需要测定哪些量，运用什么实验原理将目标量转化为可测量的量。

其次是“如何定量”。教师先是安排学生分组讨论、各抒己见，初步得出主要实验步骤：称量、加热、称量、计算。再经过学生充分交流，教师适当引导和补充，共同得出本实验的实验步骤及所用到的仪器，并对接触不多或从未使用过的仪器，如电子天平、瓷坩埚及干燥器等，一一出示了实物并介绍使用方法。使学生在知道如何定量的同时，同时还知道为什么这样定量，这样才能促使他们主动思考，形成并掌握定量实验的策略性知识。

作为定量实验，“准”是核心，“准”是关键。围绕本实验“如何精确定量”，在教师启发下，学生认识到除了对实验原理和仪器有较高的要求外，实验操作也不容忽视。在此基础上教师指出准确地判断反应的终点更是其中一个重要的环节，并请学生思考：如何“精确”判断胆矾已经完全失去结晶水变成无水硫酸铜？于是引出恒重操作这一重要概念。

最后，教师适时引导学生对重量法进行总结，并启发学生进一步思考：石碱样品中结晶水含量的测定、绿矾样品中结晶水含量的测定都可以用今天学到的方法吗？引导学生将化学实验基础知识和基本操作技能运用到类似的定量实验中去，形成设计简单定量实验方案的一般思维框架，解决一些原理和操作相类似的定量问题。

一．教学目标 1．知识与技能

（

1）掌握结晶水合物中结水含量的测定原理。（C ） （2）学会瓷坩埚、研钵、干燥器等仪器的正确使用。（B ） （3）学会恒重等基本操作技能。

（B ） ☆2．过程与方法

（1）通过设计测定硫酸铜结晶水含量的实验方案，认识观察、测量、实验条件的控制、数据处理等科学方法。

（2）通过设计测定硫酸铜结晶水含量的实验方案，认识测定物质组成，确定物质化学式的定量实验一般方法。 3．情感态度与价值观

（1）通过设计实验方案，体验工农业生产中化学定量实验的重要性。

（2）通过实验方案的讨论，体验实事求是、严肃认真、一丝不苟的科学态度在定量测定实验中的意义。 二．重点和难点 1．教学重点

结晶水合物中结水含量的测定原理和方法。 2．教学难点

设计测定硫酸铜结晶水含量的实验方案 三．教学环节：引导—探究

四．教学结构

知识序列

教师活动

学生活动

五．教学过程

I.课的引入

[引言] 在第十章中，我们将学习有关定量实验的测量方法。例如：测定物质组成，确定其化学式就是定量实验的重要内容之一。定量实验有几大基本原则：

【板书】最重要的是“精准”，另外还有“环保”、“简约”“安全”等要求。

今天，我们主要对结晶水合物组成进行测定。

II. 课的展开

[提问]请同学们列举我们学习过的结晶水合物？

[板书，展示]：

(CuSO4·5H2O 胆矾

Na2CO3·10H2O石碱

FeSO4·7H2O 绿矾

Na2SO4·10H2O芒硝)

【PPT投影】已知硫酸铜晶体的受热过程

340C

−−−→CuO 【讲解】通过材料，我们掌握几层信息：1、胆矾为蓝色，在115℃逐步失水，150℃失去全部结晶水，650℃生成氧化铜并放出有毒的三氧化硫气体。

【PPT投影，过渡】：要进行定量实验，先要设计实验思路，一般有如下几步：

设计思路

提出问题——求X值

↓

一、实验原理设计寻找原理及方法——与X有关或间接有关

↓

所需测量值——计算公式

↓

实验顺序

二、实验步骤设计设计实验步骤实验仪器

具体实验操作

↓

数据记录与处理

我们就按照这个顺序进行学习。

【H1】一、CuSO4·xH2O 结晶水含量测定原理 [提问]如何计算结晶水x 的数值？

[分析，学案]CuSO4·xH 2O △ CuSO 4 + xH 2O [讲解] 1mol x mol

X=2244()()()M()

m H O M H O m CuSO CuSO

[思考]如何测量水的质量，提出你的方案？ （学生一般会提出4） 【PPT 投影】

CuSO 4的质量

用碱石灰吸水

怎样测定水的质量？

CuSO 4·x H 2O 的质量

【教师点拨】上述4个方案中，间接测定法最好。 [讲解，学案]计算式改写为

X=424244()()

()

()M()

m CuSO xH O m CuSO M H O m CuSO CuSO •-

【点拨】

因此，我们这个实验操作成功的一个很重要的因素，就是要让水分全部气化脱去。

【H2】二、实验步骤及仪器 【讨论】 实验步骤？ [学生回答]

1）称量CuSO 4·xH 2O 2）加热分解 3）称量CuSO 4 4）计算

已知值

已知值

待测值

待测值