学生背得出“酸加碱变盐加水”,但一到摩尔比就当 1:1。这一堂只做一件事:把系数放回方程式,之后所有计算都由它推。
本堂目标 学生能够:① 写出中和方程式并读出酸与碱的摩尔比(含碳酸钠这类 1:2 的情况);② 用 n = c × V 由滴定体积反推未知浓度与样本纯度;③ 讲出为什么强酸强碱用酚酞、弱碱滴定用甲基橙。
01 先备知识(开课前 3 分钟快检)
以下任何一项未过关,本堂就会卡住,先补该项:
| 技能 |
快检题 |
过关标准 |
| 摩尔计算 |
1 mol 代表几多粒子、质量怎样来 |
n = m / M,n = c × V |
| 酸碱定义 |
H⁺ 与 OH⁻ 分别由谁放出 |
酸放出 H⁺,碱放出 OH⁻ |
| 容量单位 |
cm³ 怎样变 dm³ |
cm³ ÷ 1000 = dm³ |
02 课堂流程(45 分钟)
| 时间 |
环节 |
导师做什么 |
学生做什么 |
| 0–5 分 |
先问一条摩尔比 |
“25 cm³ 0.100 M 碳酸钠要几多 HCl?”不给提示 |
答 25 cm³(当成 1:1) |
| 5–15 分 |
写方程式、圈系数 |
CO₃²⁻ + 2H⁺ → CO₂ + H₂O,圈出那个 2 |
圈得出 2 并讲出理由 |
| 15–27 分 |
滴定四步 |
写方程式、算摩尔、乘比例、反推浓度 |
四步得出 25 cm³ |
| 27–38 分 |
纯度反推 |
1.2 g 样本配 250 cm³,取 25 cm³ 滴定 |
纯度 80.0% |
| 38–45 分 |
指示剂与离场三问 |
酚酞 8.3–10.0、甲基橙 3.1–4.4 |
三题全对 |
03 讲解脚本(照着说就可以)
第一幕:先圈系数,再讲中和
把 CO₃²⁻ + 2H⁺ → CO₂ + H₂O 写在黑板正中,用红笔圈住 2,然后才讲“中和”两个字。学生最大的错误不是不懂酸碱,而是把所有反应当 1:1;系数一圈出来,n(酸) = 2 × n(碱) 就是唯一要记的一行。用数字落地:25 cm³ 的 0.100 M 碳酸钠有 0.0025 mol,要 0.0050 mol H⁺,即 0.200 M 盐酸 25 cm³。
同一条方程式,换浓度、换体积都只是把数字搬进去;系数永远不动。
问学生:如果碳酸钠换成氢氧化钠,体积会变几多?为什么?
第二幕:滴定四步是一条固定流水线
第一步写方程式并圈系数;第二步用 n = c × V 算出已知一方;第三步乘系数比得出未知一方的摩尔数;第四步除以未知体积得出浓度。四步固定次序,学生的草稿纸就照这四行写,批改时一眼看到错在哪一步。
纯度题只是把第三步之后加多一步:24 cm³ 的 0.100 M 盐酸 = 0.0024 mol,而取样只取了 25/250,所以整瓶有 0.0240 mol,乘 40 得 0.96 g,除以样本质量 1.20 g 就是 80.0%。这一步要学生自己讲出“为什么要乘 10”,讲不出就是比例未通。
问学生:为什么纯度要用整瓶的摩尔数,而不是滴定那一管的?
第三幕:指示剂不是装饰,是选终点的颜色
酚酞在 pH 8.3–10.0 由无色变粉红,适合强碱滴酸(终点在碱性一侧);甲基橙在 3.1–4.4 由红变黄,适合强酸滴弱碱。选错指示剂,终点与等当点差太远,计出来的浓度会系统性偏高或偏低,而且误差方向可以预测。
顺便做一条稀释题收尾:10 cm³ 的 1.0 M 盐酸稀释到 250 cm³,浓度变 0.040 M,pH = 1.40;同浓度强碱 0.010 M 则是 pH 12.00。这两个数字并排写出来,学生才会记得 pH 是对数,不是线性。
问学生:为什么 0.010 M 盐酸的 pH 是 2,而 0.010 M 氢氧化钠是 12?
04 必教题型与步骤
| 题型 |
例子 |
步骤 |
答案 |
| 摩尔比判断题 |
由方程式决定乘几倍 |
先写方程式、圈系数,再决定乘 1 还是乘 2 |
碳酸钠对盐酸是 1:2 |
| 浓度反推题 |
由滴定体积求未知浓度 |
n = cV 三步:已知、比例、除以体积 |
单位先换成 dm³ |
| 纯度计算题 |
由滴定结果算样本纯度 |
先算全瓶摩尔数,再乘摩尔质量,最后除以样本质量 |
取样体积要用比例放回全瓶 |
| 指示剂选择题 |
按酸碱强弱选指示剂 |
看等当点 pH 落在哪一侧,再对颜色转变范围 |
酚酞 8.3–10.0 |
合理性检查(一定要教):三个数字要互相咬合:0.0025 mol 碳酸钠需 0.0050 mol 酸,而 0.0050 mol 除以 0.200 M 刚好是 25 cm³,与题目给的体积一致;纯度线亦一样:0.0240 mol × 40 = 0.96 g,除以 1.20 g 得 80.0%,答案必须小于 100%,大过 100% 代表比例乘错方向。
05 独立练习三题
| 题目 |
答案 |
想观察什么 |
| 25.0 cm³ 0.100 M 碳酸钠需几多 cm³ 0.200 M 盐酸? |
25.0 cm³ |
有无乘那个系数 2 |
| 1.20 g 不纯氢氧化钠配成 250 cm³,取 25 cm³ 用去 24 cm³ 0.100 M 盐酸,纯度几多? |
80.0% |
有无把取样体积乘回 10 |
| 10.0 cm³ 1.0 M 盐酸稀释到 250 cm³,pH 是几多? |
1.40 |
浓度是 0.040 M 而非 1.0 M |
06 学生常见错误与纠正句
| 错误 |
学生通常这样写 |
导师这样说 |
| 把所有中和当 1:1 |
碳酸钠那题答 25 cm³ 却写 12.5 cm³ 的推理 |
系数是方程式给的,不是惯例。 |
| 忘记把取样体积放回全瓶 |
纯度算成 8% |
你只滴了十分之一,整瓶要乘十。 |
| cm³ 直接代进 cV |
n 算大一千倍 |
先用 1000 除,再乘浓度。 |
| 指示剂当装饰 |
任何滴定都写酚酞 |
等当点在酸性一侧就要用甲基橙。 |
07 家课建议(直接指到练习卷题号)
08 离场检查(最后 5 分钟)
| 题目 |
答案 |
判定 |
| 碳酸钠对盐酸的摩尔比 |
1:2 |
答 1:1 代表方程式未写 |
| 纯度计算第一步 |
先算滴定管摩尔数,再乘取样比例 |
直接除样本质量代表流程未成形 |
| 酚酞的转色范围 |
pH 8.3–10.0 |
答不出代表指示剂一节要重讲 |
09 导师常问
为什么滴定要做三次取平均?
每次终点判断有 ±0.05 cm³ 的随机误差,取平均可压低,离群那次要弃用并讲出原因。
可以用 pH 计代替指示剂吗?
可以,而且更准;DSE 仍常考指示剂,因为要考学生对等当点位置的判断。
纯度为什么一定小于 100%?
样本含杂质,实测氢氧化钠质量必然低于样本总质量;算出大过 100% 就是乘错比例。
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