碘酸铜溶度积测定实验的探讨与改进

的液相反应 ， 当两种反应液混合 ， 立即出现浑浊 ， 但难以判断反应终点。对于此步反应 ， 我们不
完 全按 照教材 中 的实验 条件 做 ， 而是利用 了能优 化 实验 条件 的正 交设 计 。首 先探 讨 影 响反应
平衡 的因素， 此反应为典型的液相反应 ， 中反应物的浓度 、 其 混合方式 、 加样顺序以及反应时 问、 反应温 度 、 拌情况 都直 接影 响碘酸 铜 的产 率 ， 这些 因素作 为 考察 因素 （ 表 １ ， 搅 将 见 ） 以碘酸
表 ２ 正 交 实 验 的 结 果 与 分 析
水平 Ａ Ｆ Ｇ 产率／ ％） （
Ｋ（ ＝ ， ｉ １２…） 为水平 四次考察指标（ 碘酸铜的产率 ） 之和 ； 为极 差 ， 中的最大值减去最小值 。 Ｓ 由
由极差分析可知 ， 个因素对产率影响顺序为 Ｃ＞ Ｇ＞ ∞ Ｆ Ｂ ７ Ａ＞ Ｅ＞ Ｄ＞ ＞ 。碘酸铜的产率越 ● ４ ７
铜 的产率 为考察 指标 ， 用 ７个 因素 ２个水 平 的正 交 实验 （ （ 表 ２ 进 行 实验 。每 班学 采 ２） 见 ）
生２ ４人， 每组一人 ， 完成正交表 中 １ 个编号的实验 ； 这样同一编号就有 ３ 组结果， 最终取平均 值 。实验前及实验过程中对问题进行讨论 ， 实验后将结果汇总， 进行正交分析 ， 以确定最佳条
３ 实验 改进与 探讨
３ １ 实验 教学 改进 ． 我们 在整个 实验 教学 过 程 中 ， 置 并 插 入 了 一些 问题 及情 景教 学 的 内容 ， 设 与学 生 共 同探
讨。
在第 一次讲 解课 ， 教师 先简 单介 绍无机 实验 的一 般步骤 ， 即实验设 计 、 机物 制备 、 无 分离 提 纯 以及最 终产 品分析 ， 然后 ， 学生一 道按 上述 步骤进 行实施 设 计 。此 实验 的 目标是制 备碘 酸 与 铜并 测定 其溶度 积 ， 要工 作是设 计 碘酸铜 制备 实 验 ， 首 逐个 提 出并解 决 以下 问题 ： 酸铜 的制 碘
件 和最 大影 响 因素 。
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表 １ 碘酸铜制备反应 的正交 实验６ 实 掷 寸 Ｎ 实 实 实 因素水平 １ 犯 邺 实 ５ 郧 ７ 实 ＿寸 ３ 实 实 ８ ２ ４
Ａ反应时间； Ｂ反应温度 ； Ｃ搅拌方式 ； Ｄ加样顺序 ； 酸钾用量 ； Ｅ碘 Ｆ硫酸铜用量 ； Ｇ加样方式
分析的综合训练 的较好实验。同时， 碘酸铜溶度积测 定实验过程 中的变化多 （ Ｃ Ｓ ・ 如 ｕＯ
５ 蓝色 晶体溶解 性好 ， Ｉ ＨＯ ＫＯ 白色 晶 体不 易 溶 解 ，ｕ Ｉ。 ： 和溶 液 为 浅 蓝 色 ， 同浓 度 的 Ｃ （Ｏ ）饱 不 Ｃ Ｓ 液呈现 ４种 深浅不 同 的蓝 色 ， 合铜 离 子转 变 成 的铜 氨 络 离子 的颜 色 明显 加 深 等 ） ｕＯ 溶 水 ， 这些对 学生 有吸 引力 。因此该 实验受 到学 生 的欢迎 。但 在 实 验 过程 中 ， 常有 部分 学 生 实验 经 失败 ， 得不 到 固体产 物 ， 而一般 实验 书 中对 此实 验条 件 又无 详 细叙 述 。为 此 ， 我们 在教 材 的 基础上 对该 实验进 行 了改 进 ， 用正 交实验 设计 ， 采 引导 学生科 学地 挑选 实验条 件 ， 确定 实验 点 ，
合理安排实验 ， 并对实验数据进行计算与统计分析 。
１ 实验 仪器及 药 品
实验 中使用 的仪器 及药 品 同教材 ］ 。
２ 实验 步骤
此实验主要分为两部分 ： 碘酸铜制备及其溶度积测定。
２ １ 碘 酸铜 制备 ．
本 实验 采 用 Ｃ Ｓ ＋ ＫＯ ＝Ｃ （Ｏ ） ＋Ｋ Ｓ ｕ Ｏ ２ Ｉ３ ｕ Ｉ ３： ：Ｏ 的反 应制 备 碘 酸铜 固 体 。这 是 一个 典 型
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备方 法有那 些 ？本 实验 采 用 的是 何 种 方 法？ 液 相反 应 的条 件 是 什么 ？实 验 中有 哪些 影 响 因 素 ？如何判 断反应 终 ， ０７如何 用正 交设计 来确定 液 相反应 的最 佳条 件 ？正交 实验设 计特点 是 什 么？正 交表符 号 的意义是 什么 ？边讨论 边讲 解 ， 建 立正交 设计 表 ， 后 教师 再简 述 一下 整 并 最 个制 备实验 步骤 ， 明制备 实验 为每组 一人 ， 说 并分 配 每 ３组 做 同一个 编 号 的 实验 ， 督促 学 生加 强集 体意识 ， 以全班 作 为一个整 体 ， 同协作 来完 成 实验 。 同时 ， 出 以下 几个 问题 ， 共 提 让学生在 实验 中观测 或课后 查资料 解决 ： 硫酸铜 是什 么颜 色？硫 酸铜 的 溶解 度 有 多大 ？碘 酸 铜具 有 什 么样 的色泽 ？碘酸 铜具有 哪些结 晶形貌 ？碘 酸铜 的稳定 性 如何 ？碘 酸铜 的溶度 积是 多少？碘
高 ， 明反应进 行 得越完 全 。 由表 ２可知 ， 佳 实 验条 件 是 Ａ Ｂ Ｃ Ｄ Ｅ Ｆ Ｇ ， 表 最 ２ ２ １ １ ２ ２ １ 即在 ７ ℃ ， ０ 搅 拌 的情况 下 ， ６ Ｌ１ ｌ Ｌ 硫酸铜 一 次性加 入 到 ３ｍＬ０ ３ ｏ ・ 碘 酸钾反 应液 中 ， 将 ｍ ｍｏ ・ ３ ．ｍ ｌ Ｌ 反应
５ ｍｉ ０ ｎ。
２ ２ 溶 度积测 定 实验 ．
溶度 积测定 实验 为 ２人一组 ， 由制备 实验 中产率 高 的学生 与产率低 的学 生配 对成一 组 ， 具 体 实验方 案 与教材 … 基本相 同 ， 同之处在 于 ： 实 验 中配 制 了两 份碘 酸 铜饱 和 溶液 ， 进 后 不 原 改 变 为配制 一份饱 和溶 液和 一份 过饱 和溶液 。
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第２卷 第５ ２ 期
大 学 化 学
２７ ０ ０ 年１月 ０
碘 酸铜 溶 度 积 测 定 实 验 的 探讨 与 改进
黄 方志 沈 玉华 谢 安建 叶桂 生 胡乃 梁
合肥 ２ ０３ ） ３ ０ ９ （ 安徽大学化学化工学院
摘要
针对碘酸铜溶度积测定 实验与教 学 中出现 的问题 ， 引入 正交设计 改进 实验 方法 ， 注 并
重 实验教学与理论实际相结合 ， 建立问题与情景教学模式 。
大学基础化学实验教材中的碘酸铜溶度积测定实验基本操作多 ， 内容涉及多个无机化学
和分析化 学原 理 ， 如难 溶性 电解质 的溶解 平衡 、 和溶液 与过饱 和溶 液 、 饱 配位反 应 、 物 的发 配合 光、 比色 法 的测试 原理 等 ， 是培养学 生实 验基 本操作 和解 决 实 际化 学 问题 能力 ， 施从 制 备 到 实