利用数字传感技术绘制酸碱中和滴定曲线

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1、利用数字传感技术绘制酸碱中和滴定曲线　　[摘要]利用pH数字传感技术绘制酸碱中和滴定曲线，可感受滴定过程中的“突变”，体会强弱电解质滴定曲线的不同，并学会利用现代数字化技术进行探究。　　[关键词]数字传感技术酸碱中和滴定曲线　　[中图分类号]G633.8[文献标识码]A[文章编号]16746058（2015）260101　　一、问题的提出背景　　中学化学新课程标准中，明确提出“要在配有图形计算器或掌上电脑（掌上实验室）和信息传感器的学校，推广在化学实验中使用图形计算器或掌上电脑（掌上实验室）和信息传感器，并应用于课堂教学中，特别是应用于

2、研究性学习中”。数字传感技术作为一种应用较为先进、实用性强、便于操作、集数据采集与分析于一体的实验系统，若能广泛应用于研究性实验，既体现新课改下教育思想与理念的转变，又符合学生学习的认知规律。苏教版《化学反应原理》中的绘制酸碱中和滴定曲线，恰好可以利用这一技术，将滴定过程中pH的变化情况借助计算机以图像的形式显示出来，即直接绘制滴定曲线，体会pH“突变”范围，同时还可以进一步探索强弱电解质滴定中和曲线的不同。　　二、实验仪器和试剂　　课堂设计：6个小组，分组实验。6　　实验器材：pH传感器、　　数据采集器、计算机、磁力搅拌器、滴定管等。

3、　　试剂：蒸馏水、0.1000mol/L盐酸、0.1000mol/L氢氧化钠溶液、0.1000mol/L醋酸、0.1000mol/L碳酸钠溶液。　　三、课堂实录片断及反思　　片断一：传统绘制酸碱中和滴定曲线　　师：同学们，上节课我们学习了酸碱中和滴定的方法和实验，今天我们一起来学习酸碱中和滴定的曲线绘制方法。请每个小组选取课本P75中的两个体积进行计算。　　PPT：0.1000mol/L盐酸滴定0.1000mol/L氢氧化钠溶液20.00mL时的数据如下表所示。　　小组展示：滴入5.00、10.00、19.95、20.05、22.00、

4、30.00毫升盐酸时，pH的计算过程。　　师：通过计算，各小组有什么发现？　　小组发言：在恰好中和的点，少加一滴和多加一滴pH相差很大，而之前和之后的变化比较小。　　师：很好，根据以上10个点，请大家在坐标纸上绘制盐酸滴定氢氧化钠的pH变化曲线。　　小组展示：评选曲线平滑，作图准确的小组。　　PPT展示：　　小组总结：通过曲线可知，在酸碱滴定时，选择的指示剂变色范围在突变范围内，就不会造成太大的误差。6　　【反思】学生通过绘制曲线，熟悉pH的计算方法和技巧，体会“突跃”的过程，同时也发现数据点较少，曲线不平滑的缺点，从而提出实验测定的思

5、路。　　片断二：传感技术绘制酸碱中和滴定曲线　　师：现在我们将利用pH传感器实时监测盐酸滴定氢氧化钠和醋酸滴定氢氧化钠溶液过程中pH的变化情况，并借助计算机绘制pH曲线，平行两组做对比实验，并找出两种曲线的不同，说明理由。　　小组实验：两个小组按照图1所示组装实验装置，烧杯里加入20mL0.1000mol/L氢氧化钠溶液，上面的注射滴管中分别加入0.1000mol/L盐酸、0.1000mol/L醋酸，进行对比实验。　　小组总结：　　1.醋酸滴定时的曲线突跃范围小。　　2.盐酸滴定氢氧化钠滴定终点pH等于7，而醋酸滴定氢氧化钠滴定终点pH

6、约为9。　　3.由曲线的变化也可判断醋酸是弱酸，醋酸钠水解呈碱性。　　师：各小组实验观察和总结都做得很好，下面我们利用pH传感器借助计算机绘制氢氧化钠分别滴定盐酸和醋酸的曲线，小组观察并讨论曲线中提供的信息。　　小组实验：两个平行小组按照图1所示组装实验装置，上面的注射滴管中加入0.1000mol/L氢氧化钠溶液，烧杯里分别加入20mL0.1000mol/L盐酸、0.1000mol/L醋酸进行对比实验。　　小组总结：6　　1.两组曲线显示仍然是氢氧化钠滴定醋酸的曲线突跃范围小。　　2.氢氧化钠滴定盐酸终点pH约为7，而氢氧化钠滴定醋酸终

7、点pH约为9。　　3.由曲线的变化也可判断醋酸是弱酸，醋酸钠水解呈碱性。　　师：指示剂选择上有不同吗？　　小组反馈：强酸强碱间的滴定，可以用甲基橙和酚酞，但是弱酸强碱间的滴定应该选择酚酞（变色范围为8～10）。　　【反思】1.通过计算机绘制曲线认识到滴定过程中的“突变”是客观存在的；2.通过曲线观察，发现滴定终点与计量点并不完全一致，但是引起的实验误差并不大，可以保证酸碱中和滴定分析的科学性和准确性；　　3.通过对比实验和观察曲线，发现强、弱电解质在滴定时间、起始点、突跃范围、滴定终点的pH、指示剂的选择等的不同，进一步体会弱电解质的电

8、离平衡和盐类水解的原理。　　片断三：传感技术探究盐酸滴定碳酸钠溶液滴定曲线　　师：1.选择哪种试剂来测定未知碳酸钠溶液的浓度？　　2.预测利用传感技术绘制的曲线可能有什么不同？　　小组讨论、发言：用盐酸滴定