硫酸铜晶体中结晶水含量测定的实验分析

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10．2 结晶水合物中结晶水含量的测定（共2+1课时）第3课时硫酸铜晶体中结晶水含量测定的实验分析[设计思想]

通过对硫酸铜结晶水含量的测定实验分析、反思，加深对硫酸铜结晶水含量的测定目的、原理、方法以及误差分析方法的认识；理清目的、原理、方法、仪器选用以及误差形成的内在联系。教学重点放在引导学生对实验的反思与拓展上，通过学生实验报告的交流，帮助学生反思操作中的失误，对实验结果的影响；对原理、方法进行拓展，激活学生思维，认识间接测量的一般思想方法。

一、教学目标

1．知识与技能

（1）按操作程序分析操作不当引起实验误差的技能（C）。

（2）误差分析与判断（如读数、加热、称量不当引起的误差分析）（B）。

2．过程与方法

（1）通过实验反思，认识实验条件的控制、数据处理等科学方法。

（2）通过实验报告的交流，认识实验报告的一般要求、规范与格式。

3．情感态度与价值观

通过对实验的反思，体验实事求是、严肃认真科学精神的意义（A）。

二．教学重点和难点

误差分析与判断。

三．教学用品

药品：CuSO4·5H2O 、CuSO4

仪器：电子天平、研钵、玻璃棒、三脚架、泥三角、瓷坩埚、坩埚钳、干燥器、酒精灯、药匙。

四．教学流程

1．流程图

2．流程说明

引入：前一课我们测定硫酸铜晶体结晶水含量，下面请交流你们的实验报告。

学生交流：交流实验报告。

教师点评：根据报告与实验中观察获得的信息，对学生的实验作点评与评价。

师生交流：因操作不当而造成的误差。

学生拓展思考：用封闭装置进行硫酸铜晶体脱水实验。你认为此装置设计是否合理、科学?

为什么？

学生练习：根据实验室中测定硫酸铜晶体结晶水含量的实验，回答问题。

师生交流：测定硫酸铜晶体结晶水含量实验的拓展性应用。

归纳小结：偶然误差在实验中主要有两种：(1)测量误差；(2)实验操作误差。偶然误差可以减小，甚至可以避免。

作业：教材上作业。

五．教学案例

1．教学过程

交

流

[点评] （根据报告与实验中观察获得的信息，对学生的实验作点评与评价）

[思考讨论]

以下几方面操作不当而造成误差。

（1）加热时，有少量硫酸铜晶体溅出

（2）加热后，硫酸铜晶体未完全变白，还有点发蓝

（3）加热后，变成灰色粉末

（4）加热后，坩埚放在实验桌上自然冷却。

请分析上述几种情况操作测得（结晶水）与晶体所带结晶水实际含量相比较，是偏大、偏小、还是没有影响？生——我们组测得X值为5.80，结

果偏高，误差16%。误差产生的主

要原因，可能是加热过了，固体有

点灰色了。

生——我们组测得X值为4.80，结

果偏低，误差4%。误差产生的主要

原因，可能硫酸铜晶体没有全部失

水，固体还有点浅蓝色。

------

交流：

（1）少量硫酸铜晶体溅出，称量

时，m2偏小，X偏大。

（2）硫酸铜晶体未完全变白，还

有点发蓝，m2偏大，X偏小。

（3）变成灰色粉末，m2偏小，X偏

大。

（4）坩埚放在实验桌上自然冷却，

m2偏大，X偏小。

点品质。

通过表达

式分析误

差，培养严

谨的科学

精神。

误差分析[提问] 我们的实验过程中哪些不恰当的操作可

能会引起误差？如何影响？

[板书]

五、误差分析

讨论、交流

研磨——颗粒不细，对加热会产生

影响；

称量——方法不正确，直接影响读

数；

冷却——没有用干燥器，空气中的

水分影响质量；

加热——温度过高，局部过热，无

水硫酸铜分解；

加热——时间太短，硫酸铜晶体中

水没有完全分解；

加热——固体飞溅出来

恒重——没有进行恒重操作；

-------

根据操作

流程分析

每一步操

作中是否

规范，是否

会造成误

差，让学生

形成科学

的分析方

法。

思考讨论[提问] 如果实验室没有瓷坩埚、坩埚钳、铁架台

等仪器，能用试管和试管夹来代替做做本实验吗？

如果可以，请设计步骤；如果不可以，请说明理由。

[思考]

已知在坩埚中加热硫酸铜晶体，受热分解过程

如下：

讨论、交流：

可以。用天平准确称量出干燥试管

的质量，称取已研碎的CuS04·5H20

并放入干燥的试管。 CuSO4·5H2O

应铺在试管底部。把装有

CuS04·5H20的试管用试管夹夹住，

使管口向下倾斜，用酒精灯慢慢加

热。

对实验进

行适当的

拓展，培养

学生的知

识迁移、应

用能力。

有人借助下图封闭装置进行硫酸铜晶体脱水实验。回答下列问题：

(1)本实验可用于验证的化学定律是_________________

(2)a处加热后现象__________。

(3)你认为此装置设计是否合理、科学?如不合理，理由________________。

[小结] 通过测定得到的化学实验结果，往往与从理论上得到的结果不太相符。误差的来源，可分为系统误差和偶然误差。系统误差通常包括仪器误讨论、交流：

(1)质量守恒定律

(2)蓝色变白色

(3)不科学。密封容器加热后压强

增大，易损坏仪器，封闭容器不宜

加热。

练习：

根据实验室中测定硫酸铜晶

体结晶水含量的实验，填写下列空

白：

(1)从下列仪器中选出所需仪

器(用标号字母填写) 。

A.托盘天平(带砝码)

B.研

钵 C.试管夹 D.酒精灯 E.蒸

发皿 F.玻璃棒 G.坩埚 H.干

燥器 I.石棉网 J.三脚架

除上述仪器外，还需要的仪器

是。

(2)某学生实验后得到以下数据：

请写出结晶水含量(x%)的计

算公式(用m1、m2、m3表示)x%

＝。

该生测定结果是偏高还是偏

低?

从下列分析中选出该学生产

生实验误差的原因可能是(填写字

母) 。

A.加热前称量时容器未完全

干燥

B.最后两次加热后的质量相

差较大(大于0.001 g)

C.加热后容器未放入干燥器

中冷却

D.加热过程中晶体有少量溅

失

深化对测

定硫酸铜

晶体结晶

水含量的

实验目的、

原理、方

法、误差方

法的认识。

比较系统

地认识误

差形成的

原因以及

控制与分

析的方法。