《物質的分離與提純》教學設計說明

教版化學必修1專題1第2單元（第1課時）《物質的分別與提純》教課方案一、教課方案思路化學實驗是化學科學的基礎之一，與其余自然學科對比，化學與實驗的聯(lián)系應更加緊密，化學原理、定律以及規(guī)律的發(fā)現(xiàn)都與化學實驗密不行分，能夠說走開化學就沒有這些發(fā)現(xiàn)。本單元教課方案重在要讓學們在實驗中親自體驗化學實驗室研究物質的重要方法，從中掌握有關的化學實驗操作技術和化學實驗方法，并在全課教課中進行啟迪式教課，經過情境設計、指引學生回想已有知識對問題進行剖析，得出物質分其他幾種常用方法，并經過自己設計實驗方案達到對知識運用、遷徙的能力，這樣既能提高學生學習踴躍性，也能全方向地提高學生的能力。本節(jié)課的教課方案安排了大批的實驗，為學生的自主研究供給了直接察看和著手操作的平臺。二、學習任務剖析1、《課程標準》、《學科教課指導建議》對本課教課容的要求《課程標準》的要求：①初步學會物質分別、提純等實驗技術；②學習必需的化學實驗技術，體驗和認識化學科學研究的一般過程和方法，認識實驗在化學學習和研究中的重要作用；③體驗科學研究的過程，學習運用以實驗為基礎的研究方法；④能夠獨立或與同學合作達成實驗，記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，達成實驗報告，并能主動進行溝通?！秾W科教課指導建議》的基本要求：認識蒸餾、萃取、分液、過濾、結晶等實驗方法。2、本課容的構成成分和在模塊學習中的地位和作用（1）本課容的構成成分本節(jié)教材主要介紹了幾種常用的物質分別與提純的方法，以物質分其他物理方法→化學方法→儀器方法為暗線，第一簡單復習了初中已經介紹過的幾種物質分別方法：過濾、蒸發(fā)、結晶。而后以溴的萃取為例介紹了“萃取”這類分別方法以及分液，又以蒸餾自來水獲取少許純凈自來水為例介紹了“蒸餾”，最后以“拓展視線”的形式簡單介紹了層析法的發(fā)展與應用。（2）在模塊學習中的地位和作用本節(jié)課編排在專題1第二單元《研究物質的實驗方法》中，又從化學家要研究一種物質，第一考慮的是如何從混淆物中把這類物質分別出來，如何提純這類物質，再進行剖析、檢測，研究它的構造和構成這樣一個科學研究過程下手，所以把本節(jié)課作為本單元的第一課時，以化學家研究物質的一般思路來進入物質研究的學習，能指引學生認識物質研究的一般步驟，第一是從物質的分別和提純開始的，為學生成立起一種科學研究的思想方式，也為之后對物質的查驗、溶液的配制等其余實驗方法和操作的學習打下基礎。化學實驗也是高中化學學習的重要容，學生較系統(tǒng)地學習實驗方法旨在重申化學實驗的重要性，讓學生形成這類意識，這也是新課程教材與傳統(tǒng)教材最重要的不同點。教課要點：過濾、蒸發(fā)、結晶、萃取、分液、蒸餾等常用物質分別和提純的方法教課難點：萃取、蒸餾操作的掌握及應用三、學習者剖析1、剖析學生已有的認知水平易能力基礎第一，學習者固然是高一重生，但在本專題第一單元的學習中，已經初步擁實用化學的目光去認識客觀世界中豐富多彩的物質的能力，其次，學生在初中《科學》中已經接觸過一些對于物質分其他實驗，對粗鹽提純的實驗在已有的知識基礎上能經過回想、復習達到鞏固成效，并在這樣的知識架構上交融化學轉變的知識進行物質分別，進而達到知識的遷徙和提高的成效。本課容既是初中化學學習的穩(wěn)固和提高，也為以后高中化學學習打下基礎。從初中已學過的過濾、結晶等物質分其他方法切入，這樣既指引學生復習回首已學知識，又能在此基礎上順利切入將要學習的容。2、剖析學生學習本課可能碰到的困難和問題1）對已學知識的運用能力較弱，在設計實驗方案對物質進行分別和提純中存在必定困難2）實驗操作的著手能力較差四、教課目的1、知識與技術：1）穩(wěn)固溶解、過濾、結晶等操作，初步學聚集取和分液、蒸餾平分別物質的實驗技術，能獨立達成一些簡單的物質分別、提純的實驗操作。2）能依據(jù)混淆物的性質選擇不同的分別方法對物質進行分別。2、過程與方法：1）能經過獨立思慮、研究，在對物質性質研究的同時設計實驗方案。2）初步試試在實驗研究中與人合作和溝通。3、感情態(tài)度與價值觀：1）體驗科學研究的過程，學習運用以實驗為基礎的研究方法，提高科學修養(yǎng)。2）在合作溝通中體驗小組合作的樂趣，建立團隊合作意識。五、課前準備教師的準備①采集有關圖片、資料并聯(lián)合教課方案制作成多媒體課件②實驗儀器和藥品儀器：燒杯，玻璃棒，一般漏斗，鐵架臺，鐵圈，濾紙，蒸發(fā)皿，酒精燈，坩堝鉗，分液漏斗，試管，蒸餾燒瓶，冷凝管，接收器，溫度計，沸石，錐形瓶，橡膠管藥品：KCl和MnO2粉末、溴水、CCl4溶液③其余：一個有過濾網的茶杯六、教課過程【創(chuàng)建情形，導入新課】[引入]大家都學過禹錫的《浪淘沙》，還記得里面有一句是“千淘萬漉雖辛苦，吹盡狂沙始到金。”這“吹盡狂沙始到金”是什么意思呢？此中又包含著如何的化學原理？[學生]這句詩是說，只有淘盡了泥沙，才會露出黃金。[教師]沒錯，淘金要千遍萬遍的過濾，固然辛苦，但只有淘盡了泥沙，才會露出閃亮的黃金。[多媒體展現(xiàn)]淘金者淘金的圖片[教師]大家知道淘金者是利用什么原理來淘金的嗎？[學生]利用黃金比沙子重！[教師]是的。因為金更重，淘金者就是用盛一盆黃金和沙子的混淆物后在急流中顫動的方法直到把沙子清理掉。那么這是從金、沙混淆物中分別出金的方法，假如是鐵屑和沙的混淆物，大家會采納什么方法呢？[學生]用磁鐵！[教師]很好，有同學想到了磁鐵，因為鐵擁有鐵磁性，而沙子沒有鐵磁性不會被磁鐵吸引。[實物展現(xiàn)

]一個有過濾網的茶杯。[教師]再比方生活中我們常常能夠看到的這類有過濾網的茶杯，它的作用是將茶水和茶葉隔走開來，利用的是茶葉和水物質直徑、大小的不同。以上說的這三種都是利用物質物理性質的不同將它們分別開來的方法，

在實質生活、生產中常常需要用到各樣方法對物質進行分別和提純，

可是大部分分別與提純需要我們進一步學習一些新的方法才能實現(xiàn)，

今日我們就要來學習《物質的分離和提純》的方法。[板書]§

物質的分別和提純[教師]那么大家來談談看，物質的分別和物質的提純，二者之間有什么差別嗎？[多媒體展現(xiàn)]分別與提純的差別物質的分別：將混淆物中各構成物質分開，獲取比較純凈的物質，并且要求恢復到本來狀態(tài)。物質的提純：將混淆物中的主要成分（或某種指定物質）凈化，而把其余雜質除掉。【回想穩(wěn)固，溫故知新】[教師]在自然界中存在的或是人工制備的物質，大多都是混淆物，而要從中獲取某種純凈物就需要將它從混淆物中分別出來并加以提純，常常是兩種方法并用的。比如方才提到的淘金者淘金的過程，利用重力淘去沙子留下的黃金也非純凈物，所以我們就需要經過其余化學方法來制備較純凈的黃金。在初中階段，我們已經學過哪幾種分別物質的方法？[學生]過濾、蒸發(fā)、結晶等。[教師]請同學們考慮：怎么樣的混淆物能夠用過濾的方法來分別？怎么樣的混淆物能夠用蒸發(fā)的方法來分別？怎么樣的混淆物能夠用結晶的方法來分別？而后同學們之間相互議論，設計方案來解決以下問題。[板書]一、過濾和結晶[議論

1]

實驗室制取氧氣用的是

KClO3

在

MnO2

催化下受熱分解的方法，實驗后固體節(jié)余物的成分有哪些？我們能夠用什么方法將它們分別？[學生]①固體節(jié)余物是

KCl

和MnO2②兩種物質在水中的溶解性不同，此中

KCl

易溶于水，而MnO2不溶于水，能夠經過溶解、過濾的方法將它們分別。[教師]很好，同學們已經發(fā)現(xiàn)了混淆物中兩種產物之間性質的差別找到認識決方案。我們能夠通過溶解→過濾→蒸發(fā)的步驟來分別這兩種混淆在一同的固體。那么這個實驗我們要如何詳細來實施呢？第一要選擇用到的儀器和藥品有哪些？[學生]自由講話。[教師]實驗操作大概可分為三步，我們來一步步看每一步用到的儀器有哪些：溶解操作，我們要用到的儀器有燒杯，玻璃棒；過濾操作，波及的儀器有一般漏斗，鐵架臺，玻璃棒及濾紙；加熱蒸發(fā)，波及的儀器有蒸發(fā)皿，酒精燈，坩堝鉗，玻璃棒。[實驗演示]溶解：取適當蒸餾水倒入燒杯中，用藥匙取一匙混淆物于水中，邊加邊用玻璃棒攪拌，直到固體不再溶解時為止。[教師]在溶解操作時，要注意水的用量。[實驗演示]過濾，同時解說注意事項：①一貼：將濾紙折疊好放入漏斗，加少許蒸餾水濕潤，使濾紙緊貼漏斗壁。②二低：濾紙邊沿應略低于漏斗邊沿，加入漏斗中液體的液面應略低于濾紙的邊沿。③三靠：向漏斗中傾倒液體時，燒杯的夾嘴應與玻璃棒接觸；玻璃棒的底端應和過濾器有三層濾紙?zhí)庉p輕接觸；漏斗頸的尾端應與接受器的壁相接觸。[教師]這里我們已經獲取了兩種分別開來的物質，殘留于濾紙上合獲取的濾液分別是什么物質？[學生]濾液是KCl溶液，殘渣是MnO2[教師]經過過濾、清洗我們就能夠獲取MnO2。[板書]1、過濾：固液混淆物分別[教師]濾液則要經過蒸發(fā)結晶的方法來獲取KCl晶體。[實驗演示]把獲取的澄清濾液倒入蒸發(fā)皿，把蒸發(fā)皿放在鐵架臺的鐵圈上，用酒精燈加熱，同時用玻璃棒不停攪拌濾液（晶體析出時，防備固體飛濺）。[教師]蒸發(fā)時注意要用玻璃棒不停攪拌，等到蒸發(fā)皿中出現(xiàn)許多固體時，就停止加熱，利用蒸發(fā)皿的余熱使濾液蒸干。由此就獲取了KCl晶體。[議論2]在初中我們已經學過粗鹽提純的實驗，那么此刻我們進一步來思慮：如何提純含有氯化鎂和泥沙等雜質的粗鹽？[學生]溝通議論，設計方案[教師]因為粗鹽中含有氯化鎂，氯化鎂和氯化鈉同樣是溶于水的，所以要把氯化鎂除掉就要選擇適合的化學試劑來實現(xiàn)，將其轉變?yōu)榉e淀。我們能夠采納這樣的方案來實現(xiàn)。[多媒體展現(xiàn)]實驗方案：⑴將粗鹽溶解于水，過濾除掉泥沙⑵加入稍過度的NaOH溶液⑶過濾除掉積淀物⑷在濾液中滴加適當稀HCl至溶液顯中性⑸蒸發(fā)、結晶，獲取精制的

NaCl

晶體[教師]請同學們思慮，加入NaOH和稀[學生]加NaOH是為了積淀鎂離子，加稀

HCl溶液的作用分別是什么？HC是為了中和過度的NaOH[教師]沒錯，NaOH與MgCl2反響生Mg(OH)2積淀和NaCl，而稀HCl中和過度NaOH生成的也是NaCl和水，兩個反響都不會引入新的雜質離子。再經過過濾、蒸發(fā)結晶的方法能夠獲取NaCl晶體。所以有時我們需要運用化學方法把物質的轉變和分別聯(lián)合起來，來實現(xiàn)物質的提純。[過渡]假如兩種固體，一種可溶于水，另一種不溶，我們就能夠利用其溶解性的差別，經過過濾的方法實現(xiàn)分別。那假如我們想分別兩種都能溶于水的固體，如氯化鉀和硝酸鉀粉末，要怎么辦呢？[多媒體展現(xiàn)]KCl和KNO3的溶解度曲線。[議論3]依據(jù)給出的信息，請設計實驗方案從氯化鉀和硝酸鉀粉末的混淆物中提純硝酸鉀。[學生]二者溶解度差別較大，能夠用結晶的方法。[教師]沒錯，在提純混有少許氯化鉀的硝酸鉀的時候，我們先在較高溫度下將混淆物溶于水中形成溶液，而后冷卻到必定溫度。從圖中我們能夠看出，跟著溫度降低硝酸鉀溶解度急劇降落，因此在降溫過程中有大批的硝酸鉀晶體析出，而氯化鉀溶解度隨溫度變化不大，所以不會有結晶析出。再經過過濾操作就能夠獲取純凈的硝酸鉀晶體了。[小結]對于兩種可溶性固體，若它們的溶解度隨溫度變化顯然不同，就能夠用結晶的方法。[教師]在方才的兩個實驗方案中，都用到了過濾、結晶的操作?？墒欠謩eKCl和MnO2的蒸發(fā)結晶操作和降溫結晶操作不同，這兩種分別方法分別合用于什么條件呢？[多媒體展現(xiàn)]蒸發(fā)結晶：分別可溶性固體與水的混淆物2、結晶降溫結晶：分別溶解度隨溫度變化顯然不同的可溶性固體[過渡]一般我們把蒸發(fā)結晶叫做“蒸發(fā)”，而把后者稱作結晶。過濾、蒸發(fā)、結晶是大家已經熟悉的三種分其他常用方法。那么除此以外，還有什么其他化學方法能夠用來分別和提純物質的嗎？【合作溝通，研究新知】[議論4]請同學們思慮，假如要從一瓶溴水中提取溴，該怎么辦？還能夠采納方才的幾種分別方法嗎？[學生]不可以。[教師]方才我們所用的分別方法都是針對固體混淆物的，而液溴和水都是液體，怎么分別液態(tài)混合物呢？[多媒體展現(xiàn)]信息提示：①四氯化碳（CCl4）是一種難溶于水的無色油狀液體，密度比水大，常用作溶劑。②溴在CCl4中的溶解度比在水中的溶解度大。[教師]依據(jù)這樣的信息，同學們能夠設計方案解決把溴和水分別開來的問題嗎？[學生]用

CCl4

去溶解溴，因為溴在

CCl4

中溶解度更大，能夠實現(xiàn)分別[實驗演示

]取兩支試管，各加入

2mL

溴水，向此中一支試管中滴加

1mLCCl4

溶液，震蕩，靜置。[發(fā)問]請同學們察看，對照兩支試管的現(xiàn)象，有什么不同？[學生]滴加CCl4溶液的試管分層了[教師]是的，除了分層，我們還看到什么顏色變化？[學生]CCl4溶液密度比水大不溶于水，基層應當是

CCl4溶液，并且

CCl4層的顏色比上層要深很多。[教師]那么為何會有這樣的現(xiàn)象呢？溴水中的溴和水分別去了哪里呢？[學生]溴在

CCl4中的溶解度比在水中的溶解度大，所以溴應當是在基層的

CCl4溶液層中。而上層則是水層。[教師]沒錯。因為

CCl4和水互不相溶，并且溴在

CCl4中的溶解度遠大于在水中的溶解度，所以經過滴加CCl4的方法其實我們已經將水和溴分別開來了，這類分別方法就叫做“萃取”。[板書]1、萃?、僭恚何镔|在互不相溶的溶劑中溶解度的不同[教師]萃取時，像CCl4這樣在液態(tài)混淆物中加入的，用來萃取溶質的溶劑就叫做“萃取劑”[板書]②萃取劑：在液態(tài)混淆物中加入的溶劑[發(fā)問]那么萃取劑在選擇的時候要注意哪些問題呢？[多媒體展現(xiàn)]萃取劑的選摘要切合以下條件：①和原溶液中的溶劑互不相溶；②和原溶液中的物質互不反響；③對溶質的溶解度要遠大于原溶劑，并且溶劑易揮發(fā)?；ゲ幌嗳躘板書]萃取劑的選擇條件互不反響對溶質溶解度大[教師]下邊我們就用這個“萃取”的方法，來分別這瓶溴水中的溴。[實驗演示]①將溴水和CCl4挨次從上口倒入分液漏斗，其量不可以超出漏斗容積的2/3，塞好塞子進行振蕩；②振蕩時右手捏住漏斗上口的頸部，并用食指根部壓緊塞子，以左手握住旋塞，同時用手指控制活塞，將漏斗倒轉過來使勁振蕩。③而后將分液漏斗至于鐵圈上靜置。[議論

5]達成了萃取以后，我們還沒有將溴和水完整分別，接下來我們要如何實現(xiàn)溶有溴的

CCl4溶液和水的完整分別呢？[學生]合作議論[教師]我們看到靜置事后的溶液完整分層，接下來我們要做的就是對其進行分液操作，取我們所要的那層溶液——基層的溶有溴的CCl4[實驗演示]拿出瓶塞，翻開旋塞將基層液體從漏斗口放出，封閉旋塞，上層液體從上口倒出。[教師]分液是我們要注意，翻開旋塞將基層液體放出前要記得翻開分液漏斗瓶塞，否則漏斗壓強與大氣壓不一致，液體無常流出。[板書]2、分液：分別兩種互不相溶、密度也不同樣的液體[過渡]過濾和結晶我們是利用不同溶質在同種溶劑中溶解性的差別實現(xiàn)分別，萃取則是利用同種溶質在不同溶劑中溶解性的差別。除此以外，我們還能夠依據(jù)物質哪些性質的差別性來對混淆物進行分別呢？[議論6]自來水中含有Fe3＋，能經過什么方法獲取少許純凈的水？[教師]粗鹽的提純中最后蒸發(fā)食鹽溶液獲取食鹽晶體，若我們需要的是蒸出的水分，則應如何操作？[學生]想方法將蒸出的水蒸氣冷凝下來，并采集。[教師]很好，當我們加熱含有雜質的水達到沸點時，液態(tài)水將化為水蒸氣，將蒸出的水蒸氣經過冷凝管，再采集起來就能夠獲取純凈的水了，這類方法稱為“蒸餾”。[板書]三、蒸餾1、合用圍：提純或分別沸點不同的液體混淆物[多媒體展現(xiàn)]蒸餾裝置[發(fā)問]請同學們察看，蒸餾裝置由哪些儀器構成？能夠分紅哪幾個部分？[學生]自有議論，回答以下問題。[教師]蒸餾裝置主要由蒸餾燒瓶、冷凝管和接收器構成，下邊請同學們依據(jù)大屏幕上的蒸餾裝置或比較教材中的裝置圖著手操作一下，每個小組合作組裝一套蒸餾裝置。[板書]2、蒸餾裝置：蒸餾燒瓶、冷凝管和接收器等[學生]小組合作達成蒸餾裝置[教師]在同學們達成蒸餾裝置過程中，碰到了一些問題。我們應當注意哪些注意事項呢？[多媒體展現(xiàn)]蒸餾操作時要注意：①在蒸餾燒瓶中放少許碎瓷片，防備液體暴沸。②溫度計水銀球的地點應與支管底口下緣位于同一水平線上。③蒸餾燒瓶中所盛放液體不可以超出其容積的2/3，也不可以少于l/3。④冷凝管中冷卻水從下口進，從上口出。[板書]3、注意事項[教師]運用蒸餾的方法，能夠分別沸點相差較大的液體混淆物，也能夠除掉水等液體中難揮發(fā)或不揮發(fā)的雜質。[過渡]除了上述分別方法外，我們還能夠經過“層析法”來實現(xiàn)物質的分別。[多媒體展現(xiàn)]層析法的發(fā)現(xiàn)史[板書]四、層析法[議論7]請同學們閱讀教材21頁拓展閱讀中紙上層析法的分別步驟，而后回答，這類層析法利用的是物質什么性質的差別？[學生]自主閱讀，回答以下問題[教師]溶于溶劑中的溶質會跟著溶劑的上漲隨之上漲，可是不同的溶質向上爬的速度是不同樣的，所以它們在這個過程中就會分別開來。進而在層析紙上形成不同的色帶。利用的是各物質吸附性能的不同。紙層析主要應用于微量的物質分別，并且常常應用于實驗過程中的過程剖析、混合物的成分分別及判定?！局R回首，實踐應用】[小結]經過這節(jié)課我們知道了幾種物質分其他方法，有益用物質溶解性差別實現(xiàn)物質分其他過濾、結晶、萃取法，也有益用物質揮發(fā)性差別實現(xiàn)的蒸發(fā)、蒸餾方法，其他還簡單介紹了依據(jù)物質被吸附性能不同而實現(xiàn)分其他層析法。我們對這些不同的分別和提純的方法進行一個總結和對照。[多媒體展現(xiàn)]分別和提純分其他物質應注意的事項所需的主要儀器應用舉例的方法過濾固液混淆物的分一貼、二低、三鐵架臺、濾紙、粗鹽提純離靠燒杯、玻璃棒等加熱蒸發(fā)皿時要用玻璃棒不停攪三腳架、酒精燈、可溶性固體與水動溶液；當蒸發(fā)食鹽的水溶液中蒸發(fā)石棉網、燒杯、的混淆物皿中出現(xiàn)許多的分別NaCl玻璃棒等固體時，即停止加熱兩種溶解度隨溫加熱把兩種物質三腳架、酒精燈、配成濃溶液，冷分別KCl和結晶度變化顯然不同燒杯、玻璃棒、卻有晶體析出，KNO3混淆物的可溶性固體鐵架臺、濾紙等再過濾能用一種溶劑把它從它與另一種萃取劑的選擇條用四氯化碳萃取萃取溶劑所構成的溶試管等件溴水里的溴液中提拿出來的物質翻開上端活塞，分別兩種互不相使基層液體慢慢從下口流出，及鐵架臺、分液漏把溴的四氯化碳分液溶、密度也不相時封閉活塞，上斗、燒杯等層與水層分別同的液體層液體由上端倒出①加入沸石或碎瓷片，防備液體暴沸②濕度計水鐵架臺、溫度計、兩種相互溶解但銀球的地點：在石油的蒸餾，自燒瓶、酒精燈、蒸餾沸點不同的液體燒瓶的支管口附來水中提純蒸餾冷凝管、彎管、混淆物近③冷凝管中水水錐形瓶等的流向：下口進，上口出，與氣體流向相反混淆物中各成分層析法被某種固體吸附加入適合的溶劑鐵架臺，燒杯等墨水中的染料