溶液的配制及分析教案扬州郭金花)
溶液的配制及分析
（苏教版化学1）
郭金花江苏省扬州中学
1.课程标准、教材以及学生分析
本节课选自苏教版必修1专题1第二单元。课程标准中要求学生学会配制一定物质的量浓度溶液的实验技能；了解生产和研究中经常要用中和滴定等方法进行定量测定。本节教材是在介绍了“物质的量”的基础上引入新的表示溶液组成的物理量，本节教材的编写既巩固了对“物质的量”的运用，又在初中化学的基础上扩充对溶液的组成表示方法的认识，提高化学计算的能力。一定物质的量浓度溶液的配制是高中阶段非常重要的一个定量实验，是化学定量分析的重要基础，是确定物质的组成、揭示化学反应规律的重要依据。因此，这节内容蕴含着实验观、应用观、价值观等化学学科观念。学生已经建立了溶质的质量分数和物质的量这两个概念并能进行有关物质的量的简单计算，同时也具备了称量、溶解、引流等实验基本技能，为这节课的学习打下了基础。
2.教学目标
（1）知识与技能：理解物质的量浓度的概念，并能进行简单计算和误差分析；初步学会配制一定物质的量浓度溶液的实验技能。
（2）过程与方法：通过对物质的量浓度概念的构建，感受化学知识源于生产生活的需要并服务于生产生活以及科学研究，建立化学科学的价值观；通过容量瓶的设计，培养比较、联想、推理的思维能力；通过对“一定物质的量浓度” 溶液的配制过程的分析，促进学生建立“细节决定成败”的理念，形成严谨的科学态度。
（3）情感、态度与价值观：关注与物质的量浓度有关的生产生活问题，体验化学定量实验对生产生活、化学科学发展的重要意义，体会化学知识和实验技能的价值。
3.教学重难点：
（1）重点：物质的量浓度概念的理解；一定物质的量浓度溶液的配制。（2）难点：“一定物质的量浓度”溶液的配制中对“一定体积”的理解和确定；在物质的量浓度的概念的建构中学会自主探究获取知识、应用知识的方法。
［问题情境一］同学们知道人工降雨吗？人工降雨通常将降雨炮弹装入用汽车或 飞机携带的发射器内，然后射入云团，云团中的水蒸汽就会凝结而变成雨水降落 下来。有一种降雨炮弹中装的就是 Agl 。这里用的 Agl 是由我们非常熟悉的 AgN03与KI 反应得到的：AgN03 + KI = Agl J + KNO 你能说出这个化学反应 中各物质的质量关系和物质的量关系吗？
（学生回答）
从刚才的比较中我们一眼就能看出在化学反应中算物质的量的关系更加简 单方便。AgN0 3与KI 的反应是在溶液中进行的，在初中我们已经学过用质量分 数来表示溶液的组成。如果在生产Agl 工序中工人已经配好了 5% AgN03溶液和 10%KI 溶液，下一道工序中工人该取多少质量的溶液才能使两者恰好完全反应 生成AgI 呢？ （ PPT 显示计算过程）。接下来，工人势必要称量质量比为 340: 166的溶液进行反应吧？但是称液体的质量方便吗？（不方便）如何取用一定量 的液体更方便呢？（量体积）。根据上面的分析我们发现：于溶液中的反应，用 质量分数来表示溶液的组成，并称量一定质量的溶液进行反应，操作上非常不方 便。这就需要我们引入一种新的浓度。这种新的浓度最好能把溶质的物质的量（n ） 和溶液的体积（V ）联系起来，化学家们把这种浓度叫做物质的量浓度。
设计意图：以碘化银降雨弹的工业生产为背景， 引入溶液中的化学反应。化 学反应中各物质的物质的量关系比质量关系更加简单明了， 而且对于溶液中的反 应，用质量分数来表示溶液的组成，并称量一定质量的溶液进行反应， 操作上非 常不方便，量体积比较方便，从而引入了一种新的表示溶液组成的方法一一物质 的量浓度。让学生体会物质的量浓度源于工业生产的需要。
［讲解］它是指单位体积的溶液中所含的溶质 B 的物质的量。用符号C B 。表达式可
-1
4.教学流程图: 设计有关物 质
的量浓度 的简
单计算
―? 创设“问题情境二” ―? 动画设1 ? 计容量 瓶 引入一定物质的 浓度溶液的配制 量
学生合作完
利用微视
探究溶液 成溶液的配
---- 频分析实 - 配制过程 制
验误差
并演示 5.教学过程:
以写成：C B=n B/V，单位（常用）：、mol ' L-（mol/L）。
［应用情境］物质的量浓度在生活中的应用：肝功能体检表、硝酸银标准溶液。［小结］质量分数和物质的量浓度都是表示溶液组成的一种方法，没有什么优劣之分，它们在生产生活、科学研究中均有一定的应用，都有其自身的价值。
［学生活动］完成学案上有关物质的量的简单计算。设计意图：通过计算练习加深学生对物质的量浓度概念的理解。
［问题情境二］某生产碘化银降雨弹的工厂购进了一批硝酸银，工厂技术人员需要检验硝酸银的含量是否达到产品标准（为9.5%）,如何进行检验？根据AgNO3 + NaCl = AgCl J + NaN原理，将硝酸银和氯化钠配成溶液进行反应。要求出硝酸银的物质的量, 除了知道消耗氯化钠的体积, 还需要知道什么？（氯化钠的物质的量浓度）。怎么获得这样一个浓度的溶液？（配制）假设工人现在配制0.1mol/L 的NaCl 溶液与0.1000mol/L 的NaCl 溶液，哪个更能准确的测定AgNO3 的含量？（0.1000mol/L 的NaCl 溶液，因为这个浓度的精确度更高）。因此，硝酸银含量的定量分析，首先需要精确配制一定物质的量浓度的NaCl 溶液。
下面就来讨论如何精确配制0.100mol/L 的NaCl 溶液100mL？设计意图：仍然以碘化银降雨弹的工业生产为背景，需要对生产碘化银的原料硝酸银的含量进行检测，从而引入对一定物质的量浓度的氯化钠溶液的精确配制。让学生体会一定物质的量浓度溶液的配制源于生产的需要并服务于工业生产，让学生建立化学科学的应用观和价值观。
［讨论］要做到浓度精确，根据c=n/V,在配制的过程中必须要保证溶质的物质的量要准确，溶液的体积要准确，这里如何确保溶液的体积刚好是100mL 呢？
某学习小组设计了以下方案：
方案1:准确称取一定量的NaCl于烧杯中，加入100mL的水溶解。
方案2：准确称取一定量的NaCl 于烧杯中，加水溶解并至100mL 的刻度线。方案3：准确称取一定量的NaCl 于量筒中，加水溶解并至100mL 的刻度线。烧杯的刻度不精确，但有一定的容量；量筒的刻度比较精确，所以，量筒一般做成瘦而长的形状，这就导致量筒的容量一般比较小。能不能设计出一种既要有一定的容量，又要有精确刻度的实验仪器来配制一定体积的溶液呢？
［动画、讲解］（显示容量瓶的设计过程）如果取两者之优势进行组合，显然这样不美观，玻璃仪器一般比较圆润。圆底放在桌子上会倒，怎么办？做成平底。这样就完整了吗？为了防止溶液中的溶质或溶剂挥发，还要再加一个塞子。塞子有可能会漏液，所以这个仪器在使用之前要检漏
这是一个细颈、大肚、配有塞子、能容纳一定体积溶液的瓶子，我们把它叫做容量瓶。也许当初化学家们就是用这种思路设计出来的吧。容量瓶上需要这么多刻度吗？事实上我们是配制一定体积的溶液，比如我们就配制100 mL 的溶液，因此只需要一个刻度就行了。这一根刻度线是经过多次体积矫正刻上去的，因此是非常准确的，比量筒的刻度要精确的多。大家把容量瓶拿起来看一看，瓶身上还有什么？（100 mL）这就是这个容量瓶的规格。容量瓶有很多规格，有50、100、250、500、1000、2000的。大家想看看实物吗？［展示容量瓶］这就是2000 mL 的容量瓶，这个只有2mL。
［动画、讲解］容量瓶上还标有20C，显然这根刻度线是20C时刻上去的，如果溶液的温度超过或低于20C的话，这个刻度就不准了。刻度线、温度和规格加在一起表示：在容量瓶上所标记的温度下，当溶液的凹液面正好与刻度线相切时，容量瓶中溶液的体积即为容量瓶上所标记的体积）
设计意图：学生由于未学习过容量瓶的知识，因此不会想到用容量瓶控制溶液的体积，只会设计出类似的方案。然后教师通过动画的方式将学生设计的方案动态的表现出来，促使学生认识容量瓶结构的合理性，极大的激发了学生的学习兴趣，而且引发了学生的深度思维，提高了学生的探索意识和思维能力。
［过渡］我们终于找到了可以精确配制100mL溶液实验仪器一一容量瓶，接下来继
续探讨如何完整的配制100 mL0.100mol/L的氯化钠溶液。
［引导］首先第一步做什么?（计算）计算什么？（计算氯化钠的质量）为什么不直接算氯化钠的物质的量？（因为目前还没有一种仪器可以直接测定物质的量）请同学们带单位算一算。要保证浓度精确，首先计算不能出错。
［引导］接下来第二步做什么？（用托盘天平称量0.585g的氯化钠固体）托盘天平
能称到0.585g，小数点后三位吗？（不能），那应该使用精确度高的称量仪器，如电子天平或分析天平。所以，要确保浓度精确，称量必须要精确。
［引导］第三步做什么？（加水溶解）直接将氯化钠倒进容量瓶溶解行吗？（不行，很多固体溶解会放热，或者吸热，当溶液的温度超过或低于容量瓶上所标记的温度时，所配溶液的体积就不准确了。所以不能在容量瓶中直接溶解氯化钠固体。）那么，应该将氯化钠放在哪里溶解呢？（烧杯）。
［演示溶解］将固体倒入小烧杯，请问加多少水溶解呢？依据？（学生回答）［引导］接下来该怎么做？是不是直接将它倒进容量瓶呢？日常生活中我们用水壶向水瓶中冲水时，经常一不小心就会洒出来，更何况是容量瓶这么小的口径呢。怎样才能使溶液不洒出来？（用玻璃棒引流）玻璃棒的下端最好是靠在刻度线以下，这样会
使溶质全部转移到刻度线以下部分，从而使浓度更精确。但是玻璃棒不能靠着容量瓶口，否则溶液也会洒出来。
［学生演示］学生演示引流操作。
［微视频］接下来怎么做？是不是直接加水到容量瓶的刻度线了？我们先来看一段视频，从中你得到什么启示？
［学生回答］烧杯内壁和玻璃棒上还占有溶液，所以，应洗涤烧杯内壁和玻璃棒，将洗涤液再次转移到容量瓶中。
［引导］只洗涤一次吗？（2-3 次）洗涤的原则是少量多次。［演示洗涤］洗涤两次。
多次洗涤，其实就是为了将所有的溶质尽可能的全部转移至容量瓶中，因此，要确保浓度精确，必须转移完全。
［演示摇匀］这时候容量瓶中的溶液上下浓度是不同的，所以要振荡，混合均匀［引导］接下来加水到刻度线进行定容。定容好的标准是什么？（溶液的凹液面正好与刻度线相切）要做到这一点也不容易呀，因为加水到细颈的时候，蒸馏水一不小心就可能超过刻度线，这时候最好是一滴一滴的往容量瓶里加水，什么实验仪器有这样的功能？（胶头滴管）现在就用胶头滴管加水吗？（太慢了）当蒸馏
水加到离刻度线1-2cm 的时候，再改用胶头滴管来定容。
［演示］继续加水离刻度线1-2cm。［学生演示］学生演示定容操作。［检验］另一学生帮忙检验定容是否准确。［演示摇匀］上下颠倒，摇匀。右手的食指抵住瓶塞，左手的手指托住瓶底，来回倒转几次。
设计意图：建立问题链，促使学生积极深入思考每一步操作的原因和注意事项。教师示范正确操作，为学生自己进行正确操作打下基础。同时教师让学生大胆尝试具有一定难度的转移和定容两个操作，让学生体会成功的喜悦，同时也避免了教师一人操作的单调，活跃了课堂气氛。［过渡］在实验中有任何的操作不当都会产生误差。根据物质的量的表达式，溶质的物质的量和溶液的体积是造成实验误差的两个主要因素。下面播放几段微视频，是其他学生在配制100mL0.100mol/LNaCl 的溶液时候的一些操作，当然这些操作是在老师没有正确示范之前，他们自主探究的。请你们指出他们的操作存在哪些问题，并分析这些操作对结果造成怎样的影响？（浓度偏大、偏小？）［微视频］播放微视频，并进行误差分析。
设计意图：观看其他高一学生的操作视频，更加贴近学生的学习生活，激发学生的课堂学习兴趣。他们会积极寻找其他同学的错误操作，并对实验误差进行认
真分析，促使学生了解操作不规范所带来的问题, 进一步认识规范操作的必要性。［学生实验］学生利用实验台上准备的仪器和药品精确配制100mL0.100mol/L 的氯化钠溶液。
［自我评价］评价本小组做的如何。
设计意图：在教师进行正确示范，观看错误操作视频后，让学生及时动手实验，培养了学生的实验技能。
［问题解决］我们都已经配好了0.100mol/L的氯化钠溶液，最后就让我们帮助前面的工人来检测硝酸银的含量是否达到生产标准吧。检测方案如下：准确称取
0.426g AgN03样品，放在锥形瓶中，加水完全溶解后，向其中滴加0.100mol/L NaCl 溶液至反应恰好完全，测得消耗的NaCl溶液的体积为25.06mL。请同学们计算硝酸银的含量是否在99.5%以上。
［结语］同学们,一定物质的量浓度溶液的配制是高中阶段非常重要的定量试验，我们今后要确定物质的组成，揭示反应的规律都必须以定量实验为基础，因此，我们今天所学的知识和技能是非常有价值的，希望同学们能够运用今天所学解决将来遇到的实际问题。
设计意图：课的结束又回到前面的应用，用学生精确配制的一定物质的量浓度的氯化钠溶液来解决硝酸银含量的定性分析问题。让学生再次深刻体会化学知识和技能对解决实际生产问题的意义，体会化学科学的价值。
6.教学设计反思
（1）以实际生产问题引入并以解决生产问题结尾，渗透化学科学的价值观。本节课以碘化银降雨弹的生产为背景，共设计了两个实际问题，一是碘化银是通过硝酸银和碘化钾在溶液中反应制得的，对于溶液中的反应，用质量分数表示溶液的组成，并称量一定质量的溶液进行反应，在实际操作上非常不方便，从而引入了物质的量浓度这个概念。二是生产碘化银的原料之一硝酸银含量的定量分析需要精确配制一定物质的量浓度的氯化钠溶液，从而引入溶液的配制。最后，当学生配好一定物质的量浓度的氯化钠溶液时，再用它来检测前面提到的硝酸银含量是否达到生产标准，从而解决了实际生产问题。以上设计，一方面从课的结构上来看，做到了首尾呼应，彰显了课堂内容的逻辑性和完整性。另一方面也让学生深切体会化学知识源于生产生活的需要，并服务于生产生活，化学知识和技能是有价值的，从而建立化学科学的价值观。
（2）运用动画设计容量瓶，引发学生的深度思维对于容量瓶的教学，教师一般
是直接向学生展示实物，让学生观察容量瓶的构造和特点，并讲解容量瓶使用的一些注意事项。但是当初人们为什么想到要设计容量瓶这个实验仪器以及如何设计容量瓶这两个问题，本人认为更值得让学生去关注和思考。因此，本教学分析比较了量筒和烧杯各自的优缺点，烧杯有一定的容量但刻度不精确，而量筒有比较精确的刻度但容量一般比较小。所以本教学利用动画的方式将两者之优势进行组合，从而设计出了既有一定容量又有十分精确刻度的专门用来配制一定体积的溶液的实验仪器——容量瓶。利用动画演示容量瓶的设计过程，不仅避免了教师单调的讲解，激发了学生的学习兴趣，而且引发了学生的深度思维，提高了学生的探索意识和思维能力。
（3）利用错误操作的微视频进行误差分析，让学生感受化学学习的真实性本教学是要求学生配制0.100mol/L 的氯化钠溶液，对溶液浓度的精确度要求很高。因此根据物质的量浓度溶液的表达式，要确保浓度精确，必须确保在配制溶液的过程中：计算正确、称量精确、转移完全以及体积准确。在实验中如果违反这四个方面的要求，都会产生实验误差。而这些实验误差都是由学生在配制的过程中由于操作不当引起的。既然是操作错误，就应该让事实来说话，而不是依靠教师的语言描述来分析误差。因此本人将学生的错误操作拍摄下来（当然这些操作是在教师没有正确示范的前提下学生自主探究完成的），制作成微视频，作为课堂上学生分析实验误差的素材，不仅活跃了课堂气氛，而且更加贴近学生的学习实际，给学生留下了深刻的印象，警示自己在配制溶液的过程中避免犯同样的错误。