化學(xué)溶液配制及濃度計(jì)算教案一、課程基本信息*課程名稱：化學(xué)溶液配制及濃度計(jì)算基礎(chǔ)*適用對象：化學(xué)相關(guān)專業(yè)初學(xué)者、實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員入門培訓(xùn)*課時建議：理論講授（約90分鐘）+實(shí)驗(yàn)操作（約120分鐘，可另設(shè)）二、教學(xué)目標(biāo)（一）知識與技能1.理解溶液、溶質(zhì)、溶劑的基本概念。2.掌握物質(zhì)的量濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)等常見溶液濃度的表示方法及數(shù)學(xué)表達(dá)式。3.熟練進(jìn)行不同濃度表示方法之間的簡單換算。4.掌握一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制原理和操作步驟，包括儀器的選擇、使用及注意事項(xiàng)。5.能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，準(zhǔn)確計(jì)算所需溶質(zhì)和溶劑的量。6.初步學(xué)會分析溶液配制過程中可能產(chǎn)生的誤差及其原因。（二）過程與方法1.通過實(shí)例分析和問題解決，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解決化學(xué)問題的能力。2.通過規(guī)范操作的講解與演示（或模擬），培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度和規(guī)范操作的意識。3.引導(dǎo)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的問題，并探討解決方法，提升其分析和解決實(shí)際問題的能力。（三）情感態(tài)度與價值觀1.認(rèn)識到溶液配制在化學(xué)研究、工業(yè)生產(chǎn)及日常生活中的重要性。2.培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)精神和嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的實(shí)驗(yàn)作風(fēng)。3.激發(fā)學(xué)生對化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣，提升其科學(xué)素養(yǎng)。三、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)*教學(xué)重點(diǎn)：1.物質(zhì)的量濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)的概念及相關(guān)計(jì)算。2.一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制步驟及關(guān)鍵操作（如定容、轉(zhuǎn)移）。*教學(xué)難點(diǎn)：1.物質(zhì)的量濃度概念的深刻理解及相關(guān)換算。2.容量瓶的正確使用及配制過程中的誤差分析。3.不同濃度表示方法之間的靈活轉(zhuǎn)換。四、教學(xué)方法與手段*教學(xué)方法：講授法、演示法（可結(jié)合視頻或動畫）、討論法、練習(xí)法。*教學(xué)手段：多媒體課件（PPT）、板書、常用玻璃儀器（燒杯、容量瓶、移液管、滴定管、量筒、天平、藥匙、玻璃棒等實(shí)物或模型）。五、教學(xué)過程（一）導(dǎo)入新課（約5分鐘）*提問引入：同學(xué)們，我們在生活中接觸過很多溶液，比如生理鹽水、消毒用的酒精、實(shí)驗(yàn)室里的鹽酸硫酸溶液等。這些溶液有什么共同特點(diǎn)？它們的“濃”與“稀”是如何界定和控制的呢？*概述重要性：在化學(xué)實(shí)驗(yàn)和工業(yè)生產(chǎn)中，溶液的濃度往往直接影響反應(yīng)的進(jìn)行、產(chǎn)物的純度和產(chǎn)率，甚至實(shí)驗(yàn)的安全。因此，準(zhǔn)確配制一定濃度的溶液是一項(xiàng)基本且至關(guān)重要的操作技能。今天我們就來系統(tǒng)學(xué)習(xí)溶液濃度的表示方法、相關(guān)計(jì)算以及如何規(guī)范配制溶液。（二）新課講授（一）：溶液濃度的表示方法與計(jì)算（約30分鐘）1.基本概念回顧：*溶液（Solution）：一種或幾種物質(zhì)分散到另一種物質(zhì)里，形成均一的、穩(wěn)定的混合物。*溶質(zhì)（Solute）：被溶解的物質(zhì)。*溶劑（Solvent）：能溶解其他物質(zhì)的物質(zhì)。（通常指水，除非特別說明）2.常用濃度表示方法及計(jì)算：*1.物質(zhì)的量濃度（Amountofsubstanceconcentration,c）*定義：單位體積溶液中所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量。*數(shù)學(xué)表達(dá)式：c_B=n_B/V*其中：c_B—溶質(zhì)B的物質(zhì)的量濃度（單位：mol/L或mol·L^-1）*n_B—溶質(zhì)B的物質(zhì)的量（單位：mol）*V—溶液的體積（單位：L）*計(jì)算示例1：如何配制含有某溶質(zhì)零點(diǎn)一摩爾的溶液一升，其物質(zhì)的量濃度是多少？（引導(dǎo)學(xué)生計(jì)算，c=0.1mol/1L=0.1mol/L）*計(jì)算示例2：要配制物質(zhì)的量濃度為零點(diǎn)二摩爾每升的氯化鈉溶液五百毫升，需要氯化鈉的物質(zhì)的量是多少？質(zhì)量是多少？（M_NaCl≈58.5g/mol）*解：n(NaCl)=c(NaCl)×V=0.2mol/L×0.5L=0.1mol*m(NaCl)=n(NaCl)×M(NaCl)=0.1mol×58.5g/mol=5.85g(強(qiáng)調(diào)有效數(shù)字)*學(xué)生課堂練習(xí)：（設(shè)計(jì)1-2道簡單計(jì)算題，如已知溶液體積和濃度求溶質(zhì)質(zhì)量或物質(zhì)的量）*2.質(zhì)量分?jǐn)?shù)（Massfraction,ω）*定義：溶質(zhì)的質(zhì)量與溶液的質(zhì)量之比。*數(shù)學(xué)表達(dá)式：ω_B=m_B/m_溶液*其中：m_B—溶質(zhì)B的質(zhì)量*m_溶液—溶液的總質(zhì)量*特點(diǎn)：無量綱，通常用百分?jǐn)?shù)（%）表示。*計(jì)算示例：將某質(zhì)量的蔗糖溶于一定量水中，配成總質(zhì)量為一百克的溶液，其中蔗糖質(zhì)量為二十克，該蔗糖溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？（ω=20g/100g=20%）*3.體積分?jǐn)?shù)（Volumefraction,φ）(簡要介紹，如酒精的體積分?jǐn)?shù))*定義：溶質(zhì)B的體積與溶液體積之比（適用于氣體或液體溶質(zhì)）。*數(shù)學(xué)表達(dá)式：φ_B=V_B/V_溶液*特點(diǎn)：無量綱，通常用百分?jǐn)?shù)（%）表示。如醫(yī)用酒精體積分?jǐn)?shù)為75%。*濃度之間的簡單換算：(以物質(zhì)的量濃度與質(zhì)量分?jǐn)?shù)的換算為例，可選講，視學(xué)生基礎(chǔ)而定)*已知溶液的密度ρ（g/mL或g·cm^-3），溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量M（g/mol），質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω。*推導(dǎo)：c=(1000mL/L×ρg/mL×ω)/Mg/mol*（強(qiáng)調(diào)單位換算：1L=1000mL，溶液體積以升為單位）*示例：市售濃硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%，密度為1.84g/cm³，試計(jì)算其物質(zhì)的量濃度。（H₂SO₄的M=98g/mol）*c=(1000×1.84×98%)/98=18.4mol/L(此數(shù)字僅為示例，教學(xué)中可調(diào)整為更簡單的數(shù)值組合)（三）新課講授（二）：化學(xué)溶液的配制（約35分鐘）*引入：掌握了濃度的計(jì)算，我們就可以根據(jù)需求來配制溶液了。溶液配制的精度要求不同，所用儀器和步驟也有所差異。我們主要介紹兩種情況：粗略配制和精確配制（以一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制為例）。1.常用儀器介紹：*計(jì)量儀器：托盤天平（精度較低，用于粗略稱量固體）、電子天平（精度高，用于精確稱量）、量筒（粗略量取液體體積）、移液管（精確量取一定體積液體）、容量瓶（精確配制一定體積、一定濃度溶液的專用儀器，有不同規(guī)格）。*其他儀器：燒杯、玻璃棒（攪拌、引流）、藥匙（取固體藥品）、膠頭滴管（滴加液體、定容）、試劑瓶（存放配好的溶液，棕色瓶用于見光易分解的試劑）、洗瓶。*重點(diǎn)介紹容量瓶：構(gòu)造（瓶頸有刻度線、瓶身標(biāo)有容積和溫度）、規(guī)格（常見的有50mL、100mL、250mL、500mL、1000mL等）、使用注意事項(xiàng)（不可加熱、不可溶解固體、不可長期存放溶液、使用前需檢漏）。2.配制步驟（以配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液為例，如配制250mL0.1mol/L的NaCl溶液）：*（1）計(jì)算（Calculate）：根據(jù)所需濃度和體積，計(jì)算所需溶質(zhì)的質(zhì)量（或濃溶液的體積）。*示例：n(NaCl)=c×V=0.1mol/L×0.25L=0.025mol*m(NaCl)=n×M=0.025mol×58.5g/mol≈1.46g(實(shí)際稱量時，需根據(jù)天平精度取舍)*（2）稱量/量?。╓eigh/Measure）：*固體溶質(zhì)：用托盤天平（或電子天平）準(zhǔn)確稱取計(jì)算所需的溶質(zhì)質(zhì)量。（注意：左物右碼，有腐蝕性的藥品需放在玻璃器皿中稱量）*液體溶質(zhì)或濃溶液稀釋：用量筒或移液管量取所需體積。*（3）溶解/稀釋（Dissolve/Dilute）：將稱好的固體（或量取的液體）放入燒杯中，加入適量蒸餾水（約為所配溶液體積的1/3~1/2），用玻璃棒攪拌，使其完全溶解（若溶解過程有明顯熱效應(yīng)，需冷卻至室溫）。*（4）轉(zhuǎn)移（Transfer）：將溶解（或稀釋）好的溶液沿玻璃棒小心地轉(zhuǎn)入選定的容量瓶中。（玻璃棒的作用：引流，防止溶液灑出）*（5）洗滌（Wash）：用少量蒸餾水洗滌燒杯內(nèi)壁和玻璃棒2~3次，每次洗滌液都要沿玻璃棒轉(zhuǎn)移到容量瓶中。（目的：確保溶質(zhì)全部轉(zhuǎn)移到容量瓶中，減小誤差）*（6）定容（Makeuptothemark）：向容量瓶中緩慢加入蒸餾水，直到液面離刻度線約1~2厘米時，改用膠頭滴管滴加蒸餾水，使溶液凹液面的最低處恰好與刻度線相切。（視線要與刻度線和凹液面最低處保持水平）*（7）搖勻（Shake）：蓋緊容量瓶瓶塞，將容量瓶倒轉(zhuǎn)過來，輕輕振蕩幾次，再正立，如此反復(fù)2~3次，使溶液混合均勻。*（8）裝瓶貼簽（TransferandLabel）：將配制好的溶液轉(zhuǎn)移到潔凈干燥的試劑瓶中，貼上標(biāo)簽，注明溶液名稱、濃度、配制日期和配制人。3.粗略配制（如用固體配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)溶液或用濃溶液粗略稀釋）：*儀器：托盤天平、量筒、燒杯、玻璃棒、試劑瓶。*步驟：計(jì)算、稱量/量取、溶解/稀釋、攪拌均勻、裝瓶貼簽。（步驟相對簡化，精度要求不高）（四）誤差分析（簡要介紹，約10分鐘）*提出問題：在配制過程中，哪些操作可能會導(dǎo)致所配溶液濃度偏高或偏低？*引導(dǎo)學(xué)生思考并討論：*濃度偏高的可能原因：*定容時俯視刻度線（溶液體積偏?。?溶解后未冷卻至室溫就轉(zhuǎn)移并定容（熱脹冷縮，冷卻后體積偏小）。*濃度偏低的可能原因：*稱量時藥品和砝碼放反了（使用了游碼）。*溶解或轉(zhuǎn)移時有部分溶質(zhì)灑出。*洗滌燒杯和玻璃棒不徹底。*定容時仰視刻度線（溶液體積偏大）。*定容搖勻后，發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線，又補(bǔ)加蒸餾水。*強(qiáng)調(diào)：分析誤差時，緊緊圍繞公式c=n/V，判斷操作對n（溶質(zhì)的物質(zhì)的量）和V（溶液體積）的影響，進(jìn)而判斷c的變化。（五）課堂小結(jié)（約5分鐘）*回顧本節(jié)課主要內(nèi)容：*溶液濃度的幾種表示方法（物質(zhì)的量濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)）及其計(jì)算。*一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制步驟（計(jì)算、稱量/量取、溶解、轉(zhuǎn)移、洗滌、定容、搖勻、裝瓶）。*關(guān)鍵儀器（容量瓶）的使用及注意事項(xiàng)。*實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性和嚴(yán)謹(jǐn)性的重要性。*提問鞏固：配制溶液時，為什么洗滌燒杯和玻璃棒后的洗滌液也要轉(zhuǎn)入容量瓶？定容時為什么要平視？（六）布置作業(yè)（約2分鐘）1.書面作業(yè)：*教材相關(guān)習(xí)題（涉及物質(zhì)的量濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算，不同濃度間的換算）。*簡述配制100mL0.5mol/LNaOH溶液的步驟及所需主要儀器。2.預(yù)習(xí)作業(yè)：思考如何用濃鹽酸（已知物質(zhì)的量濃度或質(zhì)量分?jǐn)?shù)、密度）配制一定體積一定濃度的稀鹽酸溶液。六、板書設(shè)計(jì)（示例）化學(xué)溶液配制及濃度計(jì)算一、溶液濃度表示方法1.物質(zhì)的量濃度c_B=n_B/V(mol/L)2.質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω_B=m_B/m_溶液(無單位，%)二、一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制*主要儀器：容量瓶、天平/移液管、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管*步驟：1.計(jì)算→2.稱量/量取→3.溶解/稀釋→4.轉(zhuǎn)移→5.洗滌→6.定容→7.搖勻→8.裝瓶貼簽*關(guān)鍵：*容量瓶：檢漏、規(guī)格、不加熱、不溶解、不存放*定容：平視、凹液面最低處與刻度線相切*洗滌：2-3次，洗液入瓶三、誤差分析c=n/Vn↑→c↑;n↓→c↓V↑→c↓;V