《利用溶解度曲線進(jìn)行物質(zhì)的分離和提純》教學(xué)設(shè)計(jì)

1、利用溶解度曲線進(jìn)行物質(zhì)的分離和提純廣州市培英中學(xué)化學(xué)科高三備課組 陳浩新設(shè)計(jì)思想：結(jié)晶不僅適用于一種可溶性固體從溶液中析出，還適合多種可溶性固體混合物的分離。學(xué)生對(duì)結(jié)晶的適用范圍較難理解，也是這節(jié)課的難點(diǎn)。為了突破這個(gè)難點(diǎn)，本節(jié)課首先通過(guò)如何從NaCl溶液中獲得NaCl晶體、如何從濃KNO3溶液中獲得KNO3晶體，如何從NaCl和KNO3混合溶液中分離兩者這三個(gè)遞進(jìn)的問(wèn)題使學(xué)生結(jié)合溶解度曲線來(lái)理解結(jié)晶原理。當(dāng)學(xué)生對(duì)結(jié)晶原理有了一定了解后，通過(guò)回顧苯甲酸的提純實(shí)驗(yàn)，加深學(xué)生對(duì)結(jié)晶原理的理解。隨后通過(guò)精選習(xí)題，讓學(xué)生學(xué)會(huì)結(jié)合結(jié)晶原理并利用溶解度曲線來(lái)解決有關(guān)物質(zhì)分離提純的問(wèn)題，最后達(dá)到能熟練地利用

2、溶解度曲線解決一些物質(zhì)分離提純問(wèn)題的目的。學(xué)情分析：學(xué)生知道結(jié)晶是分離提純物質(zhì)的一種方法。但是對(duì)結(jié)晶原理的理解不深以及不能熟練地利用溶解度曲線解決一些物質(zhì)分離和提純方面的問(wèn)題。教學(xué)目標(biāo)：1、理解結(jié)晶的原理。2、學(xué)會(huì)利用溶解度隨溫度變化圖像來(lái)分離提純物質(zhì)。教學(xué)重難點(diǎn)：重點(diǎn)：結(jié)晶的原理難點(diǎn)：利用溶解度曲線進(jìn)行物質(zhì)的分離和提純。教學(xué)過(guò)程：一、利用溶解度曲線理解結(jié)晶原理引入 請(qǐng)同學(xué)們回憶一下：我們學(xué)過(guò)哪些分離提純混合物的方法？ 生：過(guò)濾、蒸發(fā)、蒸餾、萃取、分液、升華、滲析、重結(jié)晶提問(wèn) 有一份純NaCl溶液，如何操作能得到NaCl固體呢？（蒸發(fā)結(jié)晶）再問(wèn) 如果已知KNO3的溶解度隨溫度變化如右圖。那么想

3、從較濃的純KNO3溶液中獲得KNO3固體，可以進(jìn)行怎樣的操作呢？ (蒸發(fā)結(jié)晶；或蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶；)追問(wèn) 如果是一份NaCl和KNO3的混合溶液，那又該如何操作才能分別得到NaCl和KNO3固體呢？請(qǐng)結(jié)合溶解度曲線和表格的數(shù)據(jù)，完成下面的填空：KNO3與NaCl在不同溫度時(shí)的溶解度：溫度/01020406080100KNO3的溶解度/g13.321.031.663.9110169246NaCl的溶解度/g35.735.836.036.637.338.439.81、KNO3中含有少量的NaCl的情況：(1) 現(xiàn)有含123 g KNO3與19.9 g NaCl的混合物固體，某同學(xué)設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)除

4、去KNO3中的NaCl (操作過(guò)程中不考慮額外的水損失)。 向混合物中加入適量水，加熱溶解； 繼續(xù)加熱溶液至100并恒溫蒸發(fā)濃縮； 將溶液降溫至10，得到KNO3晶體，過(guò)濾，將所得KNO3晶體洗滌并干燥A步驟中，為確保沒(méi)有晶體析出，溶液中至少要保留 水；(答案：50g)B步驟中，最多可得到KNO3晶體 g；(答案：112.5g)C根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)可知：從含有少量NaCl的KNO3溶液中獲得KNO3固體的主要步驟：加熱混合溶液蒸發(fā)濃縮 過(guò)濾 洗滌 干燥；(答案：冷卻結(jié)晶)D洗滌時(shí)，應(yīng)選用少量 （選填“熱水”或“冷水”）。(答案：冷水)其目的是： 。(答案：防止溫度高硝酸鉀又溶到水中)E思考：本操作得

5、到的KNO3固體還會(huì)含有NaCl嗎？若有，進(jìn)一步提純KNO3的方法是？2、NaCl中含有少量KNO3的的情況：(2) 從含少量KNO3的NaCl溶液中獲得NaCl固體的一種方法是：將NaCl和KNO3的混合物置于適量水中，加熱，攪拌，待出現(xiàn)較多晶體時(shí)， ，再將過(guò)濾所得的NaCl晶體進(jìn)行洗滌和干燥。請(qǐng)問(wèn)空格處所填操作的目的是： 。(答案：趁熱過(guò)濾；溫度高硝酸鉀的溶解度大，不會(huì)析出；)小結(jié)：為了分離在同一溶劑中溶解度受溫度影響不同的各種可溶性固體物質(zhì)，往往需要分析各種溶質(zhì)的溶解度差異(溶解度曲線)。有些溶解度隨溫度變化 的物質(zhì)，可以蒸發(fā)濃縮結(jié)晶，趁熱過(guò)濾得到；有些溶解度隨溫度變化 的物質(zhì)，可以蒸發(fā)

6、濃縮，冷卻結(jié)晶得到。(不大，較大)二、實(shí)驗(yàn)回顧，進(jìn)一步理解結(jié)晶原理實(shí)驗(yàn) 化學(xué)選修五P18 實(shí)驗(yàn)1-2已知：苯甲酸在水中的溶解度：0.17g(25)、0.95g(50)、6.8g(95)思考：1、趁熱過(guò)濾時(shí)為什么要用 “短頸漏斗”？ 2、趁熱過(guò)濾前，為什么加入少量的蒸餾水？ 3、溫度越低，苯甲酸的溶解度越小，為了得到更多的苯甲酸晶體，是不是結(jié)晶時(shí)的溫度越低越好？三、結(jié)晶原理和溶解度曲線的應(yīng)用習(xí)題精練1：(2007廣東卷改編)以氯化鈉和硫酸銨為原料制備氯化銨及副產(chǎn)品硫酸鈉，反應(yīng)的方程式為：2NaCl + (NH4)2SO4= Na2SO4+2NH4Cl。工藝流程如圖所示： 氯化銨和硫酸鈉的溶解度隨

7、溫度的變化如圖所示：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1) 請(qǐng)補(bǔ)充流程中括號(hào)里的操作。(2) 析出NH4Cl晶體的合適溫度是 。(3) 若NH4Cl晶體中含有硫酸鈉雜質(zhì)，進(jìn)一步提純的產(chǎn)品的方法是 。習(xí)題精煉2：根據(jù)侯德榜制堿法原理并參考下圖，實(shí)驗(yàn)室制備純堿Na2CO3的主要步驟是：將配制好的飽和NaCl溶液倒入燒杯中加熱，控制溫度在3035(35NH4HCO3會(huì)有分解)，攪拌下分批加入研細(xì)的NH4HCO3固體，加料完畢后，繼續(xù)保溫30分鐘，靜置、過(guò)濾得NaHCO3晶體和母液。用少量蒸餾水洗滌晶體除去雜質(zhì)，抽干后，轉(zhuǎn)入蒸發(fā)皿中，灼燒2小時(shí)，制得Na2CO3固體。請(qǐng)回答：(1) 靜置后能析出NaHCO3晶體的原因

8、是 。用蒸餾水洗滌NaHCO3晶體的目的是除去 雜質(zhì)（以離子表示）。(2)母液中含有 溶質(zhì)（以化學(xué)式表示）。其中濃度一定達(dá)到飽和的是 （以化學(xué)式表示）。習(xí)題精練3：氯化鋇是一種工業(yè)上最重要的鋇鹽，其主要應(yīng)用于制造鞣革、顏料、染料、化學(xué)試劑、農(nóng)藥等領(lǐng)域。近年來(lái)，利用我國(guó)擁有的豐富毒重石資源（主要成分：BaO、CaO、Fe2O3、SiO2、Al2O3）生產(chǎn)粗氯化鋇再精制得到高純氯化鋇得到了廣泛的研究。其粗氯化鋇晶體的主要生產(chǎn)工藝流程如下：思考：請(qǐng)參照下圖，為了盡可能提高鋇的利用率,從濾液1中獲取氯化鋇的晶體，應(yīng)選擇 （填“線路甲、線路乙”），理由是 。試劑A是 。四、鞏固練習(xí)1、(2011年廣州市調(diào)研考節(jié)選)氯酸鉀多用來(lái)制造火柴和煙花等。電解法是工業(yè)制造氯酸鉀的主要方法：電解熱的氯化鈉水溶液，電解的生成物相互反應(yīng)制得氯酸鈉；再以氯酸鈉和氯化鉀為原料制備氯酸鉀。（1）幾種物質(zhì)的溶解度曲線如下圖所示，低溫有利于析出KClO3晶體，原因是：_。KClNaClO3KClO3NaCl溶解度/g溫度/（2）產(chǎn)品KClO3中常含有其他雜質(zhì)離子，提純的方法是_。（3）該生產(chǎn)工藝可以循環(huán)利用的物質(zhì)是_。2、(2013年廣州二模節(jié)選)“母液”可用于回收硫酸鎂，已知硫酸鎂的溶解度