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苏州市中考化学卷中有关实验和计算试题的命题理念是：突出化学学科真实性与实用性的有机结合，重视实验装置的简捷性、可计量性与化学计算的有机融合.其中“可计量实验”渐渐成为“苏式”化学课堂的一个亮点和研究方向之一.在教学过程中，我尝试了“可计量实验”教学.
课例：称量镁条0.2400g（±0.0050g），与足量的50.0mL质量分数7%的稀盐酸充分反应，计算理论上能产生氢气的量（氢气的密度在标准状况下是0.0899g/L），测量产生氢气的量，把理论数据与实验数据进行比较，让学生感受真实实验数据与理论计算数据的差别，并讨论引起这些差别的原因.
在反应原理的选择上，是以镁条和稀盐酸反应作为实验载体.首先，镁条和稀盐酸反应是学生熟悉的化学反应，反应的实验装置也相对简单，是初中实验课堂能够提供的.其次，需要定量测量的氢气，化学性质相对稳定，通常情况下在水中溶解度也非常小，测量数据的可靠性比较高.第三，在具体定量测量中，选择镁条定量，稀盐酸足量的方案，可以用台式电子天平测量打磨过的纯的镁条，达到0.0001g的精确度，这是一个比较可靠和精确的测量数据，而稀盐酸选择足量，就能避免盐酸的浓度和盐酸体积的细微差别对实验结果的影响，尽可能符合实验数据的重现性.
在实验方案的选择上，所用的镁条与足量反应装置选择500mL锥形瓶、分液漏斗和带导管的橡皮塞的组合产生氢气.氢气测量有两个预想方案：第一，选用1000mL的量筒，用排水法收集并测量氢气的体积，把氢气体积换算成氢气的质量；第二，把反應装置橡皮塞上的导管换成干燥管，先测量反应前体系的总质量，完全反应后再测量总质量，总质量差为氢气质量.
经过反复实验论证，得到以下结论：1.排水法收集氢气，并定量测量的实验方案是比较可靠的.需要考虑到的环境因素有：镁条的纯度、体系中加入盐酸的体积、氢气密度、实验温度、实验时的大气压.其中，镁条的纯度、体系中加入盐酸的体积对实验数据的影响是恒定的，可以通过打磨镁条和扣除
加入盐酸体积来抵消影响.氢气的密度，文献上只有标准状况下氢气的密度，而多次实验证明，在实验环境中用标准状况下氢气的密度是不正确的，测量结果与理论计算结果相差非常大，因此氢气的密度要根据当时实验时的温度和实验时的压强，通过克拉帕龙方程计算出氢气的实时密度，可以通过温度、压强传感器来实现.实验证明，该方案的实验数据和理论计算数据的差在±4%以内.这对于初中化学课堂来说已经比较精确.2.反应前后总质量差的方法测量产生氢气的质量，经过反复实验，测量结果要比计算结果大很多，用0.2400g（±0.0050g）的镁条和50.0mL质量分数7%的稀盐酸在500mL的锥形瓶中反应，测量结果大致是计算结果的4倍.原因是：反应前锥形瓶中充满空气，而生成的氢气会把空气排出，氢气与空气极大的密度差导致实验结果偏差很大.如果不加干燥管，测量结果大致是计算结果的6倍，原因是氢气生成会带出水蒸气.该实验方案如果要得到更准确的数据，必须要在原有装置上加装鼓入空气的装置，用空气排走生成的氢气，但几次实验后，发现效果还是不理想，实验数据和理论计算数据的差比较大.
有了实验的支持，我进行如下教学过程.
1.称量0.2400g（±0.0050g）镁条样品三份（两份光亮的镁条，一份被氧化的镁条），理论上计算这些镁条与足量的稀盐酸反应产生氢气的质量（氢气的密度在标准状况下是0.0899g/L）.2.分别用排水集气法和差量法实验测定以上质量的镁条与足量的稀盐酸反应产生氢气的质量.3.让学生感受理论数据与实验数据的偏差.4.让学生分析产生偏差的原因.5.根据产生偏差的原因，通过实验测量数据，重新计算实验结果，并再次与理论数据进行比较.
1.选取两种镁条样品（光亮、被氧化），准备两种实验装置.2.光亮镁条0.2400g（±0.0050g），与足量的稀盐酸反应，用排水法收集产生的氢气（量筒收集气体后的刻度与收集气体前的刻度之差）并换算成质量；同时用化学方程式计算出该质量的镁条理论上能产生氢气的质量.3.被氧化的镁条0.2400g（±0.0050g），与足量的稀盐酸反应，用排水法收集产生的氢气并换算成质量；同时，用化学方程式计算出该质量的镁条（暂不考虑氧化的影响）理论上能产生氢气的质量.4.取光亮镁条 0.2400g（±0.0050g），与足量的稀盐酸反应，用反应前后总质量差的方法计算的氢气的质量（考虑到学生的学情，课堂上做该实验时没放干燥管，敞口做）；同时，用化学方程式计算出该质量的镁条理论上能产生氢气的质量.5.用手持式数字温度计测量每个实验反应时的温度，并用压力传感器测定课堂中的实时大气压.
做了这些实验，并得到实验数据以后，学生的反应要比预想中的积极很多.因为实验应该是设计合理的，数据似乎有点出乎意料之外.对比计算的结果与实验数据，学生发现几个与预想相矛盾的地方：1.为什么差量法测氢气的质量要比理论上计算的质量大出很多，是最不准确的？而大多数学生在设计实验时，认为差量法是首选.2.为什么被氧化的镁条测得值会最接近理论值？而学生一般认为被氧化的镁条得到的氢气要比理论计算出来的数据小.3.为什么光亮的镁条产生的氢气会比实际值大很多？而学生认为得到的氢气要比理论计算出来的数据大一些是能理解的，但大很多是不合理的.
经过同学们的讨论和老师现场的一些提示，包括一些验证小实验，学生对这些迷雾也渐渐清晰起来，也能试着找到以上“不合理”的答案.1.差量法的偏差来自于实验中锥形瓶里产生的一些水雾.通过数据分析，让学生认识到，产生氢气带出来水蒸气的质量相比于氢气本身的质量是不可忽略的，是氢气本身质量的几倍.在此没有引导学生讨论氢气密度与空气密度差距的问题.2.把50mL的水通过分液漏斗加入空的锥形瓶中，连接锥形瓶的导管口会在水中冒出气泡.经过以上小实验提示，学生分析出：排水法收集到氢气的体积应该是量筒收集气体后刻度与收集气体前刻度之差，再减去加入锥型瓶中的50mL盐酸的体积.3.减去了50mL的体积之后，发现光亮的镁条实验数据还是比计算数据大一些.提示学生氢气密度中“标准状况”的意思，学生很快就能分析出温度对气体密度和体积的影响，实验环境中氢气的温度要比标准状况的温度高，使氢气的密度变小了，所以计算结果也会相应偏大.
在分析实验和数据处理中出现的问题后，修正了实验数据的计算方法：把量筒上体积差数据减去50mL，把标准状况下氢气的密度通过克拉帕龙方程换算出实时的氢气密度.学生利用实时的氢气密度重新计算.根据实验数据得出的计算结果与通过化学方程式计算出来的结果非常接近.
总之，在教学实践中，以“可计量实验”的“量”的合理性作为探究的切入点，能为研究性学习提供很好的素材，使学生在实验探究活动中感受化学实验中“量”的魅力，体验科学探究的方法和过程，从而提高学生的科学素养.
课例：称量镁条0.2400g（±0.0050g），与足量的50.0mL质量分数7%的稀盐酸充分反应，计算理论上能产生氢气的量（氢气的密度在标准状况下是0.0899g/L），测量产生氢气的量，把理论数据与实验数据进行比较，让学生感受真实实验数据与理论计算数据的差别，并讨论引起这些差别的原因.
在反应原理的选择上，是以镁条和稀盐酸反应作为实验载体.首先，镁条和稀盐酸反应是学生熟悉的化学反应，反应的实验装置也相对简单，是初中实验课堂能够提供的.其次，需要定量测量的氢气，化学性质相对稳定，通常情况下在水中溶解度也非常小，测量数据的可靠性比较高.第三，在具体定量测量中，选择镁条定量，稀盐酸足量的方案，可以用台式电子天平测量打磨过的纯的镁条，达到0.0001g的精确度，这是一个比较可靠和精确的测量数据，而稀盐酸选择足量，就能避免盐酸的浓度和盐酸体积的细微差别对实验结果的影响，尽可能符合实验数据的重现性.
在实验方案的选择上，所用的镁条与足量反应装置选择500mL锥形瓶、分液漏斗和带导管的橡皮塞的组合产生氢气.氢气测量有两个预想方案：第一，选用1000mL的量筒，用排水法收集并测量氢气的体积，把氢气体积换算成氢气的质量；第二，把反應装置橡皮塞上的导管换成干燥管，先测量反应前体系的总质量，完全反应后再测量总质量，总质量差为氢气质量.
经过反复实验论证，得到以下结论：1.排水法收集氢气，并定量测量的实验方案是比较可靠的.需要考虑到的环境因素有：镁条的纯度、体系中加入盐酸的体积、氢气密度、实验温度、实验时的大气压.其中，镁条的纯度、体系中加入盐酸的体积对实验数据的影响是恒定的，可以通过打磨镁条和扣除
加入盐酸体积来抵消影响.氢气的密度，文献上只有标准状况下氢气的密度，而多次实验证明，在实验环境中用标准状况下氢气的密度是不正确的，测量结果与理论计算结果相差非常大，因此氢气的密度要根据当时实验时的温度和实验时的压强，通过克拉帕龙方程计算出氢气的实时密度，可以通过温度、压强传感器来实现.实验证明，该方案的实验数据和理论计算数据的差在±4%以内.这对于初中化学课堂来说已经比较精确.2.反应前后总质量差的方法测量产生氢气的质量，经过反复实验，测量结果要比计算结果大很多，用0.2400g（±0.0050g）的镁条和50.0mL质量分数7%的稀盐酸在500mL的锥形瓶中反应，测量结果大致是计算结果的4倍.原因是：反应前锥形瓶中充满空气，而生成的氢气会把空气排出，氢气与空气极大的密度差导致实验结果偏差很大.如果不加干燥管，测量结果大致是计算结果的6倍，原因是氢气生成会带出水蒸气.该实验方案如果要得到更准确的数据，必须要在原有装置上加装鼓入空气的装置，用空气排走生成的氢气，但几次实验后，发现效果还是不理想，实验数据和理论计算数据的差比较大.
有了实验的支持，我进行如下教学过程.
一、内容
1.称量0.2400g（±0.0050g）镁条样品三份（两份光亮的镁条，一份被氧化的镁条），理论上计算这些镁条与足量的稀盐酸反应产生氢气的质量（氢气的密度在标准状况下是0.0899g/L）.2.分别用排水集气法和差量法实验测定以上质量的镁条与足量的稀盐酸反应产生氢气的质量.3.让学生感受理论数据与实验数据的偏差.4.让学生分析产生偏差的原因.5.根据产生偏差的原因，通过实验测量数据，重新计算实验结果，并再次与理论数据进行比较.
二、实验
1.选取两种镁条样品（光亮、被氧化），准备两种实验装置.2.光亮镁条0.2400g（±0.0050g），与足量的稀盐酸反应，用排水法收集产生的氢气（量筒收集气体后的刻度与收集气体前的刻度之差）并换算成质量；同时用化学方程式计算出该质量的镁条理论上能产生氢气的质量.3.被氧化的镁条0.2400g（±0.0050g），与足量的稀盐酸反应，用排水法收集产生的氢气并换算成质量；同时，用化学方程式计算出该质量的镁条（暂不考虑氧化的影响）理论上能产生氢气的质量.4.取光亮镁条 0.2400g（±0.0050g），与足量的稀盐酸反应，用反应前后总质量差的方法计算的氢气的质量（考虑到学生的学情，课堂上做该实验时没放干燥管，敞口做）；同时，用化学方程式计算出该质量的镁条理论上能产生氢气的质量.5.用手持式数字温度计测量每个实验反应时的温度，并用压力传感器测定课堂中的实时大气压.
三、对实验数据的评价
做了这些实验，并得到实验数据以后，学生的反应要比预想中的积极很多.因为实验应该是设计合理的，数据似乎有点出乎意料之外.对比计算的结果与实验数据，学生发现几个与预想相矛盾的地方：1.为什么差量法测氢气的质量要比理论上计算的质量大出很多，是最不准确的？而大多数学生在设计实验时，认为差量法是首选.2.为什么被氧化的镁条测得值会最接近理论值？而学生一般认为被氧化的镁条得到的氢气要比理论计算出来的数据小.3.为什么光亮的镁条产生的氢气会比实际值大很多？而学生认为得到的氢气要比理论计算出来的数据大一些是能理解的，但大很多是不合理的.
四、寻找合理的解释
经过同学们的讨论和老师现场的一些提示，包括一些验证小实验，学生对这些迷雾也渐渐清晰起来，也能试着找到以上“不合理”的答案.1.差量法的偏差来自于实验中锥形瓶里产生的一些水雾.通过数据分析，让学生认识到，产生氢气带出来水蒸气的质量相比于氢气本身的质量是不可忽略的，是氢气本身质量的几倍.在此没有引导学生讨论氢气密度与空气密度差距的问题.2.把50mL的水通过分液漏斗加入空的锥形瓶中，连接锥形瓶的导管口会在水中冒出气泡.经过以上小实验提示，学生分析出：排水法收集到氢气的体积应该是量筒收集气体后刻度与收集气体前刻度之差，再减去加入锥型瓶中的50mL盐酸的体积.3.减去了50mL的体积之后，发现光亮的镁条实验数据还是比计算数据大一些.提示学生氢气密度中“标准状况”的意思，学生很快就能分析出温度对气体密度和体积的影响，实验环境中氢气的温度要比标准状况的温度高，使氢气的密度变小了，所以计算结果也会相应偏大.
五、重新计算
在分析实验和数据处理中出现的问题后，修正了实验数据的计算方法：把量筒上体积差数据减去50mL，把标准状况下氢气的密度通过克拉帕龙方程换算出实时的氢气密度.学生利用实时的氢气密度重新计算.根据实验数据得出的计算结果与通过化学方程式计算出来的结果非常接近.
总之，在教学实践中，以“可计量实验”的“量”的合理性作为探究的切入点，能为研究性学习提供很好的素材，使学生在实验探究活动中感受化学实验中“量”的魅力，体验科学探究的方法和过程，从而提高学生的科学素养.