1、专题专题6 物质的定量分析物质的定量分析浙江省北仑中学浙江省北仑中学 於开阳於开阳本专题在实验化学中的地位和作用本专题在实验化学中的地位和作用 在化学研究中，我们不仅需要知道化学物质的组成元素、在化学研究中，我们不仅需要知道化学物质的组成元素、组成成分，而且需要知道某物质组成元素、组成成分的含组成成分，而且需要知道某物质组成元素、组成成分的含量，这就需要用定量分析的方法来测定。定量分析在科学量，这就需要用定量分析的方法来测定。定量分析在科学研究中的重要性是不言而喻的。研究中的重要性是不言而喻的。本专题以融生活和化学知识于一体的两个课题为主线，介绍本专题以融生活和化学知识于一体的两个课题为主线，
2、介绍定量分析的一般过程、定量分析实验方案的设计方法、常定量分析的一般过程、定量分析实验方案的设计方法、常用定量分析仪器的使用方法，以及如何记录和处理实验数用定量分析仪器的使用方法，以及如何记录和处理实验数据等内容。据等内容。课课 题题1 食醋总酸含量的测定食醋总酸含量的测定一、本课题的教学目标一、本课题的教学目标实验新特点实验新特点1.移液管的使用移液管的使用2.指示剂的选择指示剂的选择3.相对平均偏差的计算相对平均偏差的计算4.涉及滴定曲线涉及滴定曲线5.运用中和滴定原理设计实验方案解决实际问题运用中和滴定原理设计实验方案解决实际问题（与旧人教版比较）（与旧人教版比较）实验原理实验原理 1.
3、化学反应原理：化学反应原理：CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O HnA（有机酸）（有机酸）+nNaOH=NanA+nH2O3实验数据的处理：实验数据的处理：m（CH3COOH）=c（NaOH）V（NaOH）M（CH3COOH）100mL食醋中所含醋酸的质量为：食醋中所含醋酸的质量为：m（CH3COOH）=c（NaOH）V（NaOH）M（CH3COOH）根据根据3次接近的平行测定值，可计算食醋中总酸次接近的平行测定值，可计算食醋中总酸含量的平均值。含量的平均值。平均相对偏差的计算平均相对偏差的计算绝对偏差（绝对偏差（di）表示测定值（）表示测定值（xi）与平均值（）与平均值（x）
4、之差：）之差：di=xi-x，x=平均偏差（平均偏差（d）为各个单个偏差的平均值：）为各个单个偏差的平均值：d=相对平均偏差：相对平均偏差：Rd=100%x1+x2+x3+xnnd1+d2+d3+dnn|x1-x|+|x2-x|+|x3-x|+|xn-x|nnd实验准备实验准备实验方案实验方案实验方案实验方案 仪器的洗涤仪器的洗涤溶液的装配溶液的装配NaOH标准溶液配制标准溶液配制中和滴定中和滴定指示剂的选择指示剂的选择滴定与记录滴定与记录数据处理与结论数据处理与结论数据处理数据处理误差分析误差分析记录与结论记录与结论NaOH标准溶液浓度标准溶液浓度c（NaOH）=0.1000 mol/L实验
5、次数实验次数第第一次一次第二次第二次第三次第三次待测食醋的体积初读数待测食醋的体积初读数/mL待测食醋的体积终读数待测食醋的体积终读数/mL待测食醋的体积待测食醋的体积V（CH3COOH）/mL252525NaOH标准溶液的体积初读数标准溶液的体积初读数/mL2.002.322.14NaOH标准溶液的体积终读数标准溶液的体积终读数/mL22.6823.0422.85NaOH标准溶液的体积标准溶液的体积V（NaOH）/mL20.6820.7220.71实验测得的食醋总酸含量（实验测得的食醋总酸含量（g/100mL）4.9634.9734.907食醋总酸含量的平均值（食醋总酸含量的平均值（g/10
6、0mL）4.968相对平均偏差相对平均偏差/%0.067%1.白醋白醋:效果较好效果较好2.香醋香醋:稀释稀释10倍倍3.陈醋陈醋:颜色很深，影响终点判断颜色很深，影响终点判断注意事项注意事项 消除消除CO2对对实验的影响实验的影响配制配制NaOH溶液和稀释食醋的蒸馏水溶液和稀释食醋的蒸馏水在实验前应加热煮沸在实验前应加热煮沸23分钟，以分钟，以尽可能除去溶解的尽可能除去溶解的CO2，并快速冷却，并快速冷却至室温。至室温。（1）移液管尖嘴残留液体的处理）移液管尖嘴残留液体的处理（2）滴定前后碱式滴定管中不能有气泡）滴定前后碱式滴定管中不能有气泡（3）滴定管使用前要用待盛放的溶液润洗）滴定管使用
7、前要用待盛放的溶液润洗 锥形瓶不能用待测液润洗锥形瓶不能用待测液润洗（4）滴定终点的判断）滴定终点的判断（5）读数时是否平视）读数时是否平视几个关健几个关健实验操作实验操作交流与讨论 可结合教学参考102页的说明。拓展课题拓展课题6-1 配制并标定氢氧化钠溶液配制并标定氢氧化钠溶液（1）配制）配制NaOH饱和溶液，放置一段时间后，吸取上饱和溶液，放置一段时间后，吸取上 层清液，稀释到约层清液，稀释到约0.1mol/L，即可得，即可得NaOH标准溶液。标准溶液。（2）用邻苯二甲酸氢钾（）用邻苯二甲酸氢钾（HOOCC6H4COOK）作为基）作为基准物质，以酚酞作为指示剂，标定上述准物质，以酚酞作为
8、指示剂，标定上述NaOH标准溶液。标准溶液。m/M=c（NaOH）V（NaOH）记录与结论记录与结论实验次数第一次第二次第三次邻苯二甲酸氢钾的质量/g0.5620.5510.574氢氧化钠溶液的体积初读数/ml2.005.802.00氢氧化钠溶液的体积终读数/ml27.9831.5528.89氢氧化钠溶液的体积/ml25.9825.7526.89氢氧化钠溶液的浓度/mol/L0.094510.095540.09577氢氧化钠溶液的平均值 0.09526平均相对偏差 0.14%实验几点说明实验几点说明1.邻苯二甲酸氢钾的质量的称量可以用分析邻苯二甲酸氢钾的质量的称量可以用分析天平。天平。2.氢氧
9、化钠溶液的稀释应用新煮沸而又迅速氢氧化钠溶液的稀释应用新煮沸而又迅速冷却的蒸馏水。冷却的蒸馏水。3.邻苯二甲酸氢钾的溶解应小心振荡，需要邻苯二甲酸氢钾的溶解应小心振荡，需要一定的时间。一定的时间。4.从相对平均偏差来看，实验结果在误差范从相对平均偏差来看，实验结果在误差范围之内，建议教师氢氧化钠标准溶液的浓围之内，建议教师氢氧化钠标准溶液的浓度采用度采用0.1000mol/L。5.教师应对学生说明有效数字的运算方法。教师应对学生说明有效数字的运算方法。教学建议教学建议1课时分配课时分配第一课时：第一课时：食酸的分类，食醋总酸含量的测定原理，食酸的分类，食醋总酸含量的测定原理，滴定过程中滴定过程
10、中pH的变化以及实验数据的处的变化以及实验数据的处 理方法。理方法。第二课时：第二课时：通过通过氢氧化钠标准溶液的配制和标定氢氧化钠标准溶液的配制和标定，复习滴定复习滴定管的使用和中和滴定操作，练习移液管的使用。管的使用和中和滴定操作，练习移液管的使用。第三课时：第三课时：课题方案的设计与论证。完成食酸总酸含量测定课题方案的设计与论证。完成食酸总酸含量测定的实验与评价。的实验与评价。分组公布实验方案，分组公布实验方案，说出各自的困惑说出各自的困惑各组对各种方案各组对各种方案进行质疑与评价进行质疑与评价学生设计实验方案学生设计实验方案实验与评价实验与评价初步实施实验方案初步实施实验方案 细化实验
11、方案细化实验方案 432561食酸总酸食酸总酸含量的测定含量的测定2教学设计思路（课题方案设计教学）教学设计思路（课题方案设计教学）课课 题题 2镀锌铁皮镀锌铁皮锌镀层厚度锌镀层厚度的测定的测定知识与技能知识与技能学会用电子天平称量物质的质量。学会用电子天平称量物质的质量。学会用化学方法测定镀锌铁皮的锌镀层厚度。学会用化学方法测定镀锌铁皮的锌镀层厚度。了解测定过程中产生误差的原因，并能对实验中的数据进了解测定过程中产生误差的原因，并能对实验中的数据进行处理。行处理。学会书写定量测定与分析实验报告。学会书写定量测定与分析实验报告。过程与方法过程与方法通过实验使学生进一步掌握定量分析的一般方法。通
12、过实验使学生进一步掌握定量分析的一般方法。情感、态度、价值观情感、态度、价值观提高学生的实验兴趣，培养学生勤与创新、敢与实践的科学提高学生的实验兴趣，培养学生勤与创新、敢与实践的科学 品质。品质。教学目标教学目标 在在“知识预备知识预备”部分的教学中，教师首先要引部分的教学中，教师首先要引导学生复习和探究锌、铁的性质，复习原电池反应、导学生复习和探究锌、铁的性质，复习原电池反应、电镀的工作原理，使学生不仅掌握教材上介绍的测电镀的工作原理，使学生不仅掌握教材上介绍的测定原理和测定方法，而且让学生尝试自己设计多种定原理和测定方法，而且让学生尝试自己设计多种实验方案，并进行预备实验，找出较好的测定方
13、法。实验方案，并进行预备实验，找出较好的测定方法。在数据记录与处理的教学中，建议教师提醒学生在数据记录与处理的教学中，建议教师提醒学生注意数据的记录、误差和有效数字的运算规则。注意数据的记录、误差和有效数字的运算规则。教学建议教学建议h=m/(2S)实验原理实验原理m：用用_测量反应前后的质量测量反应前后的质量 用用_来溶解铁皮表面的锌镀层来溶解铁皮表面的锌镀层电子天平电子天平(0.001g)6 mol/LHCl引导学生设计方案引导学生设计方案镀锌铁片在镀锌铁片在HCl中产生中产生H2的速率的速率由快迅速转慢由快迅速转慢实验现象实验现象说明：说明：1、该现象非常明显，学生很容易做出判断、该现象
14、非常明显，学生很容易做出判断 2、不宜用硫酸替代盐酸做该实验、不宜用硫酸替代盐酸做该实验 3、耗时短，大约、耗时短，大约2分钟即可完成分钟即可完成1、镀锌铁片反应前后质量的精确测量与读数。、镀锌铁片反应前后质量的精确测量与读数。2、锌在酸中完全溶解后，产生氢气显著变慢，准、锌在酸中完全溶解后，产生氢气显著变慢，准确判断锌完全反应是本实验最重要的一环。若判断过确判断锌完全反应是本实验最重要的一环。若判断过早则会使锌未完全溶解；若过迟会使铁部分溶解，都早则会使锌未完全溶解；若过迟会使铁部分溶解，都会增加实验误差。会增加实验误差。3、数据的准确记录与处理及误差分析。、数据的准确记录与处理及误差分析。
15、操作要点操作要点记录与结论记录与结论数据记录 数据处理铁片A，长 5.00 cm宽5.06cm铁片A，长 4.92cm宽4.90cm铁片A，长 4.98cm宽5.00cm镀锌铁片A，m1（）（）=5.464克克镀锌铁片B，m1（）（）=5.255克克镀锌铁片C，m1（）（）=5.429铁片A，m（）（）=5.322铁片B，m（）（）=5.121铁片C，m（）（）=5.290镀锌铁片单侧厚度/mm平均厚度/mm相当平均偏差/%镀锌铁片A0.03930.03910.34%镀锌铁片B0.0389镀锌铁片C0.0391一些思考一些思考 在本课题中，用到了精度达在本课题中，用到了精度达0.001g的电子
16、天平。的电子天平。由于在以前的化学实验中并不需要该仪器，所以一由于在以前的化学实验中并不需要该仪器，所以一般来讲相当学校目前可能并不具有该实验仪器，再般来讲相当学校目前可能并不具有该实验仪器，再加上该仪器价格不菲及相关领导可能没有及时给予加上该仪器价格不菲及相关领导可能没有及时给予重视，则很可能造成经费不宽裕的地区或学校放弃重视，则很可能造成经费不宽裕的地区或学校放弃对该仪器的配备。如果是这样，该实验则无法开展，对该仪器的配备。如果是这样，该实验则无法开展，就会迫使实验成为就会迫使实验成为“纸上谈兵纸上谈兵”。我尝试了省新课。我尝试了省新课程培训时介绍的方法：方法是用程培训时介绍的方法：方法是
17、用螺旋测微器螺旋测微器直接测直接测量铁片反应前后的厚度，则厚度差的量铁片反应前后的厚度，则厚度差的1/2即为镀锌铁即为镀锌铁皮的锌镀层厚度皮的锌镀层厚度(h)。具体比较见下表。具体比较见下表。用螺旋测微器测铁片的厚度用螺旋测微器测铁片的厚度数数据据记记录录镀锌铁皮镀锌铁皮质量质量(g)面积面积(mm2)厚度厚度*(mm)反应前反应前5.46425300.284反应后反应后5.322o.203数数据据处处理理锌镀层厚锌镀层厚度度(mm)依据依据h=m/(2S)(锌的密度锌的密度=7.14g/cm3)h=(6.4645.322)/(27.1410-32530)=0.0393mm锌镀层厚锌镀层厚度度
18、(mm)依据厚度差的依据厚度差的1/2即为即为镀锌铁皮的锌镀镀锌铁皮的锌镀层厚度层厚度(h)h=(0.2840.203)/2=0.0405mm注：测定厚度为四次测定注：测定厚度为四次测定(铁皮上均匀取四个点铁皮上均匀取四个点)的平均值的平均值数据与结论数据与结论附：教参提供其它实验方案附：教参提供其它实验方案方案1：将镀锌铁片投入足量的6mol/L的盐酸中，使其完全溶解，通过测量生成氢气的体积，计算出铁片上锌的质量。评价评价：实验耗时长方案2：将镀锌铁片投入足量的3 mol/L一硫酸亚铁溶液中，过一段时间后，取出铁片，用水冲、洗烘干后，再称量。评价评价：几乎不反应方案3：将镀锌铁片投入足量的6
19、mol/L盐酸中，使其完全溶解，再在所得溶液中加入过量的NaOH溶液，将沉淀过滤，待滤渣烘干、灼烧后，再称量。评价评价：操作麻烦，实验精确度不高方案4：将镀锌铁片投入足量的6 molL-1NaOH溶液中，待充分反应后，取出铁片，用水冲洗、烘干后，再称量。评价评价：操作简单，原理科学，但反应速率太小方案5：将镀锌铁片与另一块纯铁片用一根导线连接起来，放入盛有3molL-1硫酸亚铁溶液的烧杯中，过一段时间后，取出铁片，用水冲洗、烘干后，再称量。评价评价：设计合理，但终点不好判断方案6：将镀锌铁片与石墨用一根导线连接起来，放入盛有6molL-1NaOH溶液中，当石墨棒过一段时间后，取出铁片，用水冲洗
20、、烘干后，再称量。评价评价：操作简单，但耗时长拓展课题拓展课题6-2 水果中维生素水果中维生素C含量的测定含量的测定1、维生素、维生素C标准溶液的配制标准溶液的配制 将将5片片100mg的维生素的维生素C药片投入到盛有药片投入到盛有50ml蒸馏水的烧杯中，当蒸馏水的烧杯中，当Vc药品药品全部溶解后，转移到全部溶解后，转移到250ml容量瓶中，并稀释到刻度。容量瓶中，并稀释到刻度。2、橙汁的准备、橙汁的准备 取鲜橙若干，榨汁，过滤备用。取鲜橙若干，榨汁，过滤备用。3、Vc药片中药片中Vc含量的测定含量的测定 移取移取20ml Vc 标准液注入标准液注入250ml锥形瓶中，加入锥形瓶中，加入1ml
21、0.1mol/L盐酸，再加入盐酸，再加入1-2ml淀粉溶液，用淀粉溶液，用0.010mol/L碘水滴定，直至溶液显蓝色且半分钟不褪色，碘水滴定，直至溶液显蓝色且半分钟不褪色，记录消耗碘水体积。重复两次，取平均值。记录消耗碘水体积。重复两次，取平均值。4、橙汁中、橙汁中Vc含量的测定含量的测定 移取移取20ml 橙汁注入橙汁注入250ml锥形瓶中，加入锥形瓶中，加入1ml0.1mol/L盐酸，再加入盐酸，再加入1-2ml淀粉溶液，用淀粉溶液，用0.010mol/L碘水滴定，直至溶液显蓝色且半分钟不褪色，记录碘水滴定，直至溶液显蓝色且半分钟不褪色，记录消耗碘水体积。重复两次，取平均值。消耗碘水体积
22、。重复两次，取平均值。记录与结论记录与结论编号滴定前的读数/ml滴定前的读数/ml消耗碘液体积/ml消耗碘液体积的平均值/ml维生素维生素C标准溶液标准溶液 13.2627.3624.1024.07 22.2826.4224.14橙汁橙汁 312.7717.584.814.79 417.5822.354.77橙汁中维生素橙汁中维生素C的含量的含量=398.0mg/L几点说明：几点说明：1、维生素、维生素C 药片的全部溶解需一定时间，要耐心，药片的全部溶解需一定时间，要耐心，可能还会有少量的悬浮细粒。可能还会有少量的悬浮细粒。2、建议不要用橙汁饮料做该实验，原因是其中维、建议不要用橙汁饮料做该实验，原因是其中维生素生素C含量比较低。含量比较低。3、滴定终点不容易判断，需提醒学生注意。、滴定终点不容易判断，需提醒学生注意。4、建议可以选择多种水果和蔬菜的原汁做实验，、建议可以选择多种水果和蔬菜的原汁做实验，以提高学生的兴趣，并了解各种蔬菜水果的以提高学生的兴趣，并了解各种蔬菜水果的 Vc含含量的高低。量的高低。5、碘和维生素、碘和维生素C的反应方程式不宜拓展。的反应方程式不宜拓展。
