“化學(xué)實驗方案設(shè)計”測定氫氧化鈉純度的實驗探究教學(xué)設(shè)計學(xué)校名稱：唐山市第二中學(xué)授課教師：王芳一、引言在化學(xué)實驗教學(xué)中，通過對不同類型實驗方案的設(shè)計和實施，有利于激發(fā)學(xué)生綜合運用化學(xué)知識，積極主動思考化學(xué)實驗的實施過程，擴展了學(xué)生的創(chuàng)新思維視角，以及交往與合作的能力，對提高學(xué)生全面的科學(xué)素養(yǎng)有著十分重要的作用。高三后期實驗復(fù)習(xí)教學(xué)過程中，學(xué)生的實驗方案的設(shè)計脫離實際，細節(jié)關(guān)注不夠，基于這個原因，我設(shè)計了本節(jié)實驗探究課。只是一個嘗試，希望通過這節(jié)課對以后的實驗設(shè)計課起到拋磚引玉的作用。實驗設(shè)計與準備選題(1)在高三復(fù)習(xí)綜合實驗時有一個非常典型的示例，氫氧化鈉中混有碳酸鈉，請你設(shè)計實驗方案測定氫氧化鈉的純度。這個實驗有多種設(shè)計方案，各種方案考慮的角度也不同，這樣就可以將化學(xué)復(fù)習(xí)中涉及的基本操作：如溶解，過濾，蒸發(fā)，溶液配置，酸堿中和滴定，裝置氣密性檢驗等知識再復(fù)習(xí)，鞏固。(2)實驗課前給同學(xué)們布置作業(yè)，要求他們事先結(jié)合自己已有的知識，設(shè)計出測定氫氧化鈉純度的方案，方法越多越好，然后按照學(xué)生們設(shè)計的方案分4組，每組一個實驗方案，進行實驗驗證。實驗方案的確定針對這4個實驗方案，4組同學(xué)在組長的帶領(lǐng)下利用課余時間進行討論，分析，制定出一份較具體的實驗報告。這4組方案分別是：方案一：重量分析【原理】稱取m1g樣品溶于水，加入過量BaCl2溶液至沉淀完全，過濾，洗滌，干燥，稱量得固體m2，用m1，m2計算氫氧化鈉的純度。方案二：排飽和碳酸氫鈉法測二氧化碳的體積【原理】稱取mg樣品加入足量稀硫酸，測量生成的CO2的體積VmL，由V換算出Na2CO3的質(zhì)量，計算氫氧化鈉的純度。方案三：測定二氧化碳的質(zhì)量【原理】稱取m1g樣品加入足量稀硫酸，用氫氧化鈉吸收生成的CO2，并稱量其質(zhì)量為m2，用m1，m2計算氫氧化鈉的純度。方案四：滴定法【原理】稱取mg樣品配成溶液，取V1ml溶液滴加過量的BaCl2溶液，過濾，在濾液中假如酚酞2-3滴，又標準的HCl滴定，測出消耗HCl的體積V2ml，根據(jù)V1，V2，C（HCl）計算氫氧化鈉的純度。實驗藥品、材料、儀器的準備方案一：重量分析儀器：試管5只，天平，100ml燒杯2個，玻璃棒，水瓶1個，酒精燈，三腳架，蒸發(fā)皿，坩堝鉗，干燥器，漏斗，濾紙，漏斗架（布氏漏斗，簡易的抽濾裝置）方案二：排水法測二氧化碳的體積：儀器：鐵架臺，石棉網(wǎng)，圓底燒瓶，分液漏斗，帶導(dǎo)氣管的雙孔膠塞，導(dǎo)氣管，廣口瓶，100ml量筒1個。方案三：法測二氧化碳的質(zhì)量：儀器：天平，鐵架臺，石棉網(wǎng)，圓底燒瓶，分液漏斗，帶導(dǎo)氣管的雙孔膠塞，導(dǎo)氣管，廣口瓶2個改進方案四：滴定法：儀器：酸式滴定管，滴定管架，錐形瓶，洗瓶，漏斗，濾紙，燒杯3個，玻璃棒，漏斗架，100ml容量瓶1個,膠頭滴管，10ml量筒。藥品：2mol/LHCl溶液，樣品，BaCl2溶液，酚酞，甲基橙。四、教學(xué)效果與反饋由于教師在平時的教學(xué)中常常灌輸“尊重事實，實事求是”的思想，因此在試驗中同學(xué)們認真對待每一個問題沒有因為擔(dān)心老師或同學(xué)的恥笑而放過一個問題或篡改數(shù)據(jù)，實驗失敗后認真分析原因，提出改進方案。通過這節(jié)課，我很欣喜的發(fā)現(xiàn)，學(xué)生們的潛力是無窮的?，F(xiàn)舉2例。第一組同學(xué)在進行重量分析時，時間較長，尤其是過濾速度太慢，該組同學(xué)利用所學(xué)物理知識壓力差，并且結(jié)合實驗室現(xiàn)有儀器進行改進，使得過濾時間大大縮短。第四組同學(xué)在進行滴定分析時也遇到同樣問題，過濾速度太慢，時間太長，該組同學(xué)利用所學(xué)化學(xué)知識，利用雙指示劑法得出準確結(jié)果。五、評價總結(jié)、延伸應(yīng)用思考題：1：Na2CO3中混有少量NaCl，設(shè)計實驗方案測定Na2CO3的純度2：Na2SO3在空氣中放置，部分變質(zhì)，設(shè)計實驗方案測定Na2SO3的純度評分表第一組第二組第三組第四組科學(xué)性可行性簡約性結(jié)果準確性附加分總分評分原則：科學(xué)性：原理、操作正確40分；可行性：所選藥品、儀器等在中學(xué)現(xiàn)有實驗條件下能夠滿足；很好：20分；好：15分；一般：10分；差：5分簡約性：設(shè)計盡可能簡單易行，實驗裝置簡單，較少的步驟，藥品，并在較短時間內(nèi)完成。很好：20分；好：15分；一般：10分；差：5分4、結(jié)果準確性：較好：20分；差：10分；5、加分：①表達流暢性好5分②創(chuàng)新加分好5分這節(jié)課課容量大、準備工作復(fù)雜，確實花費了老師大量的心血。但看到學(xué)生們實驗前及實驗過程中的認真、興奮及實驗結(jié)束后的成就感，一切的疲勞都煙消云散了。通過該實驗的探究性學(xué)習(xí)，我深深地體會到學(xué)生處于能用多種方法解決又難于選擇的心理氣氛時，很容易激起學(xué)生的探究欲望，進而轉(zhuǎn)化為一種探究動力。當(dāng)學(xué)生處于不斷探索的情境中，學(xué)生就會認真實驗，仔細觀察，積極思考，主動合作，努力運用自己所學(xué)知