硫酸铜晶体中结晶水含量测定的实验分析

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资源信息表
标 题：
硫酸铜晶体中结晶水含量测定的实验分析

关键词： 硫酸铜晶体 测定 误差分析

描述： 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。
学科： 化学高中二年级第一学期使用本>上科版>第十章>
第二节>第三课时
作者： 姚秋平 单 位： 上海市徐汇区教师进修
学院
地址： 上海市中山南二路800号
Email: qiupingyao@yahoo.com.cn
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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
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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
教学 内容 教师活动 学生活动 说明

实验报告[引入] 前一课我们测定硫酸铜晶体结晶水含量。下面交流你们的实验报告。 交流： 生——我们组测得X值为5.65，结果偏高，误差13%。误差产生的主要原因，可能是玻璃棒粘上的硫酸铜没有称量。 倾听同学
的交流，形
成尊重他
人表述观

直接引入
教师点评
师生交流

学生交流

学生练习
师生交流
归纳
小结
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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。
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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。
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差、环境误差和方法误差等，限于中学的实验条件，
很多系统误差难以消除。偶然误差在实验中主要有
两种：(1)测量误差。例如读数方法，在用天平、
量筒、滴定管和容量瓶等仪器进行测量时，不注意
方法，结果使测量数据不是偏高就是偏低，产生测
量误差。 (2)实验操作误差。例如，在测定硫酸铜
晶体里结晶水含量的实验中，如果不通过缓慢加热
完全除去硫酸铜晶体里的结晶水，那么，瓷坩埚和
无水硫酸铜就不能准确，测定结果就肯定有较大的
误差。偶然误差可以减小，甚至可以避免。
作业：教材上作业。

2．主要板书
五、误差分析

3．相关连接
○
1 中学化学教师手册 上海教育出版社
○
2 http://xiaohe.heyma.net
六．教学反思

通过对硫酸铜结晶水含量的测定实验的反思，学生从理性方面加深对物质的性质和变化
规律的理解。进一步深化了实验操作正确与否对测定结果有很大影响的认识，体验严谨、细
致、认真负责的态度对做好实验的重要性，加深对实事求是、严肃认真、一丝不苟的科学态
度与精神的认识。