化学实验方案设计- 南京名师网--.docVIP

“化学实验方案设计”案例一则 ------测定氢氧化钠纯度的实验探究 林尤宏 南京市南化一中 邮编 210044 一、提出问题 引发思考 课本“化学实验方案设计”要求学生学会“制备实验方案设计”、“性质实验方案设计”和 “物质检验实验方案设计”。对制备实验方案的设计，还要求从反应物的用量和生产物的产率等实验结果进行定量分析。所以, 让同学们进行简单的定量分析实验方案的设计，很有必要。笔者提出以下一个问题： 氢氧化钠中混有碳酸钠, 请你设计实验方案测出氢氧化钠的纯度。 首先要求同学们都去找资料, 结合自己已有的知识, 设计出能测定NaOH纯度的方案,方法越多越好, 然后每4人一组, 进行分组讨论, 找出本组尽可能多和好的方案（教师可给出几个提示性问题）。 二、提出假设 设计方案 通过同学们收集资料和激烈的讨论后, 每小组把该组的设计方案交给老师进行归类筛选，结果整理出的方案主要有以下八种： 方案一 称取m1g样品溶于水, 滴加足量BaCl2溶液至沉淀完全, 过滤、洗涤、干燥、 称重得固体m2g, 用m1和m2计算NaOH的纯度。 方案二 称取m1g样品溶于水, 加入过量的盐酸, 充分反应后蒸干溶液, 冷却后称量固体的质量为m2g, 用m1和m2计算NaOH的纯度。 方案三 向称取的mg样品中加入足量盐酸或稀硫酸, 测量出所生成的CO2体积Vml, 由V换算出Na2CO3的质量, 进而计算NaOH的纯度。 方案四 向称取的m1g样品中加入足量盐酸或稀硫酸, 用NaOH溶液或碱石灰吸收生成的CO2并称出其质量为m2g, 用m1和m2计算NaOH的纯度。 方案五 称取mg样品溶于水配成Vml溶液, 取V1ml溶液滴加甲基橙或酚酞指示剂, 再用已知浓度的盐酸滴定, 测出所消耗盐酸的体积V2ml, 用m、V、C(HCl)、V1、V2计算NaOH的纯度。 方案六 将样品配成溶液, 取等体积溶液两份, 一份中滴加甲基橙, 另一份中滴加酚酞, 分别用同浓度的盐酸滴定, 测出所消耗盐酸的体积分别为V1ml和V2ml, 用C(HCl)、V1、V2计算NaOH的纯度。 方案七 称取mg样品配成VL溶液, 取V1ml溶液滴加过量的BaCl2溶液和几滴酚酞, 再用标准盐酸滴定, 测出消耗盐酸的体积为V2ml, 用V1、、V2、C(HCl)计算C(NaOH), 从而算出NaOH的纯度。 方案八 将m1g样品放入圆底烧瓶中, 塞上带分液漏斗和连接盛CaCl2干燥管的导管的橡皮塞, 分液漏斗中装入足量H2SO4, 称量整个装置的质量为m2g, 加入H2SO4使样品充分反应, 冷却后称量整个装置的质量为m3g, （m2－m3）g即为CO2的质量, 进而算出NaOH的纯度。 三、动手实验 发现问题 对学生讨论出来的实验方案, 再由学生整理出各方案中所需仪器、药品, 并写出实验步骤交给老师, 老师检查后, 在实验室为学生准备好所需的仪器和药品, 在活动课时带学生到实验室自己动手实验, 要求仔细观察实验现象, 准确称量物质质量, 作好实验记录及数据处理, 并与老师给出的准确结果进行对比, 在提交的实验报告最后, 列出有待讨论的问题。 四、讨论探究 解决问题 将各小组在实验过程中发现的问题展示出来, 师生共同讨论探究, 尽可能当堂解决, 对仍有争议和疑惑的问题，设计方案重回实验室进行实验验证。现将各实验中提出的问题和讨论的结果及设计的方案和验证结果列出： 对于方案一 问题1. 用CaCl2是否可行？有什么缺点？ 讨论结果：CaCl2与NaOH形成Ca(OH)2微溶物质，影响结果的测定。 问题2. 如何证明BaCl2已过量？ 设计方案： （1）静置, 取少量上层清液, 滴加BaCl2溶液, 若无沉淀生成, 说明BaCl2已过量。 （2）静置, 取少量上层清液, 滴加H2SO4溶液, 若出现白色沉淀, 说明BaCl2已过量。 （3）静置, 待上层溶液澄清后, 再滴加BaCl2溶液, 若无沉淀生成, 说明BaCl2已过量。 实验验证结果：对于（1）和（2）方法, 若实验结果是BaCl2未过量, 则这部分溶液应倒回原溶液中, 否则会丢失取出的这部分CO32－, 使实验结果偏高。（3）方法操作简便, 不影响实验结果的准确性。 问题3：如何证明固体已洗涤干净？ 讨论结果：取最后洗涤液少量, 滴加AgNO3溶液, 若无沉淀生成, 证明固体已洗涤干净。 对于方案二 问题：怎样证明盐酸已过量？ 设计方案： （1）取出少量溶液, 滴入NaHCO3溶液, 若有气泡生成, 说明盐酸已过量。 （2）取出少量溶液, 滴入HCl溶液, 若无气泡生成, 说明盐酸已过量。 （3）用玻棒醮溶液点在pH试纸上, 若测得pH小于7, 证明已过量。 实验验证结果：对于