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DSE 化学|氧化还原滴定计算备课指引(导师用)|电子守恒、五步计算与四个常见错误

DSE 化学|氧化还原滴定计算备课指引(导师用)|电子守恒、五步计算与四个常见错误

  • 2026-11-05

学生做酸碱滴定很顺,一到氧化还原就忘记乘电子数,或者把“取 25.0 cm³ 做一次滴定”当成整瓶的答案。这一堂只锁三件事:先数电子得出莫耳比、用五步把数字排好、最后把等分乘回整瓶。

本堂目标 学生能够:① 由两条半反应的电子数推出莫耳比,并讲出为什么是 5 比 1;② 用 n、莫耳比、除以体积三步算出未知浓度;③ 完成回滴定计算,把等分结果乘回整瓶并得出样本百分含量。

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
莫耳浓度 20.0 cm³ 的 0.0200 M 溶液含多少莫耳 4.00 × 10⁻⁴ mol
半反应配平 MnO₄⁻ 在酸性溶液中变成 Mn²⁺ 要几粒电子 5 粒,所以 Fe²⁺ 要 5 个
有效数字 0.0200 M 与 20.0 cm³ 应该保留几位 3 位有效数字

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 三个位置 黑板写“莫耳比、体积、乘回”三格,问哪一格最易漏 举手指出自己上次漏哪一格
5–14 分 数电子 写两条半反应,逐粒数电子,得出 5 Fe²⁺ 对 1 MnO₄⁻ 自行配平并圈出电子数
14–24 分 直接滴定五步 示范 n(MnO₄⁻)、乘 5、除以样本体积、乘摩尔质量、写单位 同一组数据自己重算一次
24–33 分 回滴定与等分 把 250.0 cm³ 取 25.0 cm³ 的 ×10 讲清,示范由等分回推整瓶 画出“整瓶—等分—乘回”三个箭头
33–40 分 真题一题 完整计一次并写齐中间步骤 独立完成,对答案时标出漏步
40–45 分 离场检查 三题收回即批 独立完成

03 讲解脚本(照着说就可以)

第一幕:先数电子,莫耳比就不是背的

学生把 5 比 1 当成口诀,题目一改成 Cr₂O₇²⁻ 就整题崩。开场只做一件事:写两条半反应,Fe²⁺ → Fe³⁺ + e⁻ 与 MnO₄⁻ + 8H⁺ + 5e⁻ → Mn²⁺ + 4H₂O,然后问“电子由谁交给谁,要几多粒”。答案一出,莫耳比就是电子数的交换比例:5 个 Fe²⁺ 交 5 粒电子,刚好够 1 个 MnO₄⁻。
把“先数电子”写在黑板上方,之后每次见新氧化剂都先做这一步,学生就不再靠记忆。

要学生做:在两条半反应的电子前面画圈,并写一句“5 个 Fe²⁺ 换 1 个 MnO₄⁻”。

第二幕:五步次序:n、比、体积、质量、单位

氧化还原滴定的错多数不是算术,是次序:忘了乘 5、把 cm³ 当 dm³、或者把答案单位写成 g。固定五步:① n(MnO₄⁻) = c × V(V 先转 dm³);② 乘莫耳比得 n(Fe²⁺);③ 除以样本体积得浓度;④ 乘摩尔质量得质量;⑤ 写齐单位。
示范一组数:25 cm³ 样本用去 20 cm³ 的 0.02 M KMnO₄,n = 4.00e-04 mol,n(Fe²⁺) = 2.00e-03 mol,c = 0.0800 M;若问质量就是 0.1116 g。每个数都要学生自己按一次计数机。

要学生做:把五步写在计算纸左边,每完成一步打勾,缺一步不交卷。

第三幕:回滴定:乘回整瓶之前先问一次“这一管代表几分之几”

回滴定最常见的错是只手把等分的答案当成整瓶。教法是先画三个箭头:整瓶 250.0 cm³ → 取 25.0 cm³ → 乘 10 回整瓶。乘回之前一定要学生口讲一句“这一管是整瓶的十分之一”。
示范:1.2 g 矿石溶成 250 cm³,取 25 cm³ 用去 18.4 cm³ 的 0.02 M KMnO₄,n(MnO₄⁻) = 3.68e-04 mol,等分含铁 1.84e-03 mol,整瓶 1.840e-02 mol,质量 1.0267 g,百分含量 85.6%。杂质留在小数位,不要硬凑 100%。

要学生做:在答案旁写“×10”并圈起来,然后才写百分比。

04 必教题型与步骤

题型 例子 步骤 答案
直接滴定求浓度 25 cm³ 样本用去 20 cm³ 的 0.0200 M KMnO₄ n → 乘 5 → 除以样本体积 0.0800 M
求样本质量 同上数据,问样本含铁几克 在浓度之后多一步乘摩尔质量 0.1116 g
回滴定求纯度 1.2 g 矿石,250.0 cm³ 取 25.0 cm³,用 18.40 cm³ 等分 → ×10 → 除样本质量 85.6%
误差分析 终点滴多了 0.10 cm³,结果偏高几多 用多出的体积除以原体积 约 0.54% 偏高
合理性检查(一定要教):合理性检查:① 电子要守恒,5 个 Fe²⁺ 对 1 个 MnO₄⁻,若写成 1 比 1 一定错;② KMnO₄ 自身指示剂,终点是淡粉红持久 30 秒,不是深紫;③ 浓度单位 mol dm⁻³,体积一定要先由 cm³ 转 dm³;④ 纯度 85.6% 合理,矿石必然含杂质,若计出 100% 以上就是乘回或称量出错;⑤ 有效数字跟题目最少的位数,0.0200 M 给 3 位,答案就不要写 6 位。

05 独立练习三题

题目 答案 想观察什么
直接滴定 25 cm³ 样本用 20 cm³ 的 0.0200 M KMnO₄,求 c(Fe²⁺) 看有无乘 5、有无把 cm³ 转 dm³
求质量 同上,求 25 cm³ 样本含铁几克 看摩尔质量用 55.8 还是 56
回滴定 1.20 g 矿石,250.0 cm³ 取 25.0 cm³,用 18.40 cm³,求百分含量 看有无 ×10 与分母放对

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
忘记乘电子数 n(Fe²⁺) = 4.00 × 10⁻⁴ mol “MnO₄⁻ 收几粒电子?那 5 个 Fe²⁺ 去了哪里?”
cm³ 没转 dm³ c = 4.00 × 10⁻⁴ ÷ 20.0 “mol dm⁻³ 的分母是 dm³,你现在除的是 cm³ 还是 dm³?”
回滴定没乘回整瓶 答案直接写 0.103 g “这一管是整瓶的几分之几?乘回去了没有?”
终点颜色判断错 溶液一见紫色就停 “淡粉红持久 30 秒才算终点,深紫代表你已经过终点。”

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
莫耳比 5 Fe²⁺ 对 1 MnO₄⁻,理由讲电子数 答 1 比 1=回到第一幕
五步次序 n、乘比、除体积、乘摩尔质量、单位 漏乘比=重讲第二幕
回滴定乘回 先 ×10 再算百分比 没乘回=回到第三幕

09 导师常问

学生算术常错,是否应禁止用计数机?

不要禁。要求每个中间值先写在纸上再入机,错就错在抄数而不是按键。

要不要背常见氧化剂的电子数?

不必背,但要会在酸性溶液中配平 MnO₄⁻ 与 Cr₂O₇²⁻ 两条半反应。

回滴定的题目一定会给整瓶体积吗?

多数会,若只给“稀释至 250.0 cm³”,就要自己判断这 250.0 cm³ 是整瓶。

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