物质检验实验方案的设计

1课题物质检验实验方案的设计课型新授课教时/累计课时3/3教学目标要求知识与技能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。过程与方法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。情感态度与价值观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。教学用具教学内容教师活动学生活动复习［情景］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。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24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学生完成表格内容2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］［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Ba2＋、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］Ba2＋＋SO24===BaSO4↓(白色，不溶于稀HNO3)［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，(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O(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。3［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(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O［提问后总结］硫酸亚铁铵晶体是由Fe2＋、NH4、SO24、H2O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H2O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Fe2＋：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HNO3酸化的Ba(NO3)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4［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24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24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5中含有SO24。［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24。即证明了(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O中存在着NH4、Fe2＋、SO24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24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6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24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：略药品：自配的混合溶液(内含有：K＋、Cl－、NH4、Fe3＋、Ba2＋、Al3＋、H＋)、稀HNO3溶液、Ba(NO3)溶液、AgNO3溶液、NaOH溶液、NH4NO3固体、K2SO4固体、KNO3固体、(NH4)2SO4固体、Ba(OH)2溶液［说明］根据自配混合溶液的成分，以及示例5的操作与否，其他在实验操作中可能用到的实验仪器和药品可随时添加。［引言］上一节，我们以离子检验的相关知识和方法，对已知物质硫酸亚铁铵晶体的组成进行了检验实验方案的设计。在物质检验的实验中，还有一类，即对未知物组成的检验。本课时，我们将仍然以离子检验做为基础，学习对未知物检验的实验方案的设计。［板书］三、对于未知物1的检验［讲述］上一课时对已知物的检验，我们是在已知其组成的情况下，对已知组成进行证实。而对于未知物的检验，由于未知物往往是组成复杂的混合体系，我们实际上是要对混合体系的成分进行确认，其依据仍然同于对已知物的检验，就是对各离子的检验方法。［投影］对已知物和未知物检验方法的区别和联系。联系：本质依据均是对离子的检验区别：对已知物的检验，是对已知离子的存在进行证实对未知物的检验，是对未知离子的存在与否进行判断与确认。［过渡］下面，我们首先以课本所给示例4为依据，学习和了解对未知物检验的方案。［投影］对未知物1的检验方案的设计：课本示例4的内容(本课时待检试验只含有：7K＋、Cl－、NH4、Fe3＋、