2019-2020年高中化学 第一章 从实验学化学 1.1 化学实验基本方法（第2课时）教案 新人教版必修1.doc

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2019-2020年高中化学 第一章 从实验学化学 1.1 化学实验基本方法（第2课时）教案 新人教版必修1 内容分析 混合物的分离和提纯是中学化学实验中的重要内容，它涉及化学实验基本操作的方方面面，如药品的取用、物质的溶解、装置的组装、物质的检验等。其中的部分内容初中已有介绍，本节先安排粗盐的提纯可起到复习、巩固已有知识的作用，同时学习常见离子的检验方法。蒸馏、萃取、分液都是实验室较为常见的操作，其中蒸馏在初中已有介绍，通过练习这些操作使得学生对于不同类型混合物的分离有了更多的选择，同时使实验技能进一步提高。 教学目标 1．初步学会使用过滤和蒸发的方法对混合物进行分离和提纯。 2．初步学会常见物质的检验。 3．掌握溶解、过滤、蒸发等基本操作。 4．初步学习蒸馏、萃取等分离方法。 5．初步学会实验方案的设计。 设计思想 学生在活动、实验、探究中完成本课题的学习。整堂课以海水资源的利用、海洋环境的保护为大背景，首先创设粗盐提纯的情境，让学生练习溶解、过滤、蒸发等基本操作，巩固已学知识，并在小组的学习交流中掌握离子检验的方法，试剂的选择、用量和加入顺序等。由海水获取淡水引出蒸馏操作，设计安排学生进行海水的蒸馏实验和观看石油的蒸馏动画演示，让学生对于蒸馏的原理和应用有进一步的认识。由海水和石油的分离引出分液操作，学生自主探究几种常见的液体相互混合情况为萃取做好知识储备，同时学习练习分液的操作。由清除被污染了的海水中的碘引出萃取操作，学生自主探究萃取的原理和萃取剂的选择并归纳得出结论。这些操作，学生均能亲自实践，不仅培养了学生的动手能力，合作意识，更在实践中获得对于新知识更深的感悟。最后通过课堂小结培养学生的分类思考的思维方法，从而将看似凌乱的各个实验操作在混合物组成状态、性质差异这条主线上理清楚，从而使得知识的掌握变得更轻松，知识的应用更灵活。 教学用品 实验仪器、药品、教学媒体等。 导入新课 电脑投影大海的风景影像，展示海水晒盐的图片。 (设计意图：由大海的风景影像创设情境，预示着本节课的内容与海水密切相关，由海水晒盐的图片引入本节课的第一个活动。) 推进新课 1．探究活动1(探究粗盐提纯的方法) (1)学生活动 ①观察实验桌上粗盐样品的外观，推测其中杂质。 ②设计初步提纯粗盐的实验方案。 初步提纯方案：1．溶解　2．过滤　3．蒸发 (2)学生实验：利用所提供的仪器，组装实验装置，练习药品的取用、溶解、过滤、蒸发等操作，完成粗盐的初步提纯实验。(教师指导药品用量、提醒实验要点) (设计意图：使学生掌握药品的取用、溶解、过滤、洗涤和蒸发等基本操作，对各操作的要点有更深的体会，初步学会实验方案的设计。) (3)师生活动(初步学会常见离子的检验，设计粗盐精制的方案) ①投影展示海水中几种常见离子的含量，引导学生思考所得食盐并不纯净，还含有少量的Ca2＋、Mg2＋、SO等杂质。 ②学生设计检验Ca2＋、Mg2＋、SO的实验方案 ③学生利用提供的试剂，完成对杂质离子的检验。 杂质离子的检验方案： 被检离子 所加试剂 实验现象 Ca2＋ Mg2＋ SO ④学生设计食盐精制的实验方案，并相互交流。 ⑤学生总结出食盐精制的方案。 食盐精制的方案： ①溶解； ②加入过量NaOH溶液； ③加入过量BaCl2溶液； ④加入过量Na2CO3溶液； ⑤过滤； ⑥加入适量盐酸； ⑦蒸发。 其中的②③④顺序还可改为③②④或③④②。NaOH和BaCl2也可用Ba(OH)2替代。 (设计意图：海水中常见离子含量的展示，引导学生能客观地思考问题，拓宽学生的知识面。通过离子检验方案的设计和实验，学生初步学会了Ca2＋、Mg2＋、SO的检验方法。通过设计食盐精制的方案，学生初步培养了除杂质离子的思路，知道试剂的选择、顺序、用量等。) 2．活动过渡 电脑投影我国淡水资源不足的影像，展示新型海水淡化技术图片。 (设计意图：让活动仍然围绕海水这个情境展开，学生通过浏览影像和图片，知道我国淡水资源紧缺的事实，适时培养节约用水的意识。同时了解最新的有关海水淡化的技术。) 3．探究活动2(初步学习蒸馏的方法，知道蒸馏的应用) (1)教师活动：教师演示蒸馏装置的组装过程，介绍各仪器的名称和用途，讲解实验要点。 (2)学生实验： ①利用实验桌上已组装好的蒸馏装置，向其中加入“海水”(食盐水)，进行蒸馏实验。(教师巡回指导) ②检验收集到的蒸馏水中是否含有Cl－。 Cl－的检验方法： 被检离子 所加试剂 实验现象 Cl－ (设计意图：水的蒸馏在初中已有简单介绍，学生并不陌生，但蒸馏装置对学生目前而言过于复杂，因此不要求学生组装，由实验室事先组装好。通过“海水”的蒸馏实验，学生们初步了解复杂装置的组装思路，知道蒸馏装置中各个仪器的名称和用途，获得蒸馏操作的直观体验，知道蒸馏的方法可以除去不挥发的杂质。) (3)投影演示：电脑投影演示石油蒸馏的动画。 原理：利用液体混合物中各组分沸点不同而将它们分离。 (设计意图：让学生对于蒸馏有更深一步的认识，了解蒸馏的原理，知道温度计在蒸馏装置中的作用。) 4．活动过渡 电脑投影油轮在海面上行驶，海面上漂浮的石油以及石油泄漏给海洋生态带来的破坏的影像。 (设计意图：以海水被污染作为情境，让学生知道石油与水不能互溶，同时去思考还有哪些液体不能互溶。) 5．探究活动3(初步学习分液的操作) (1)学生实验：将苯、酒精、四氯化碳、水相互混合，观察所得混合物的状态。 (2)学生汇报实验结果，电脑投影展示 混合物 能否互溶 上层液体 下层液体 苯和酒精 苯和四氯化碳 苯和水 酒精和四氯化碳 酒精和水 四氯化碳和水 其他(学生自己通过生活体验列举) (设计意图：通过实验，学生了解了四种常见液体的溶解性特点，为下面引入分液操作做好铺垫，同时也为后面的萃取操作做好知识上的准备。) (3)教师活动：展示分液漏斗，介绍其应用原理和使用方法。 (4)学生实验：(教师巡回指导，引导学生观察下层液体放出后分液漏斗玻璃导管内的状态，思考上层液体应如何取出) ①组装分液装置； ②利用分液漏斗分离一组互不相溶液体，先放出下层液体； ③观察下层液体放出后分液漏斗玻璃导管内的状态； ④取出上层液体的方法：______________________________。 原理：利用两种液体互不相溶而将它们分离。 (设计意图：将教材中的萃取和分液两个操作分开设计，一是分液本身就可以单独应用于液体混合物的分离，二是分液操作可以作为萃取操作技能上的一个储备，让学生之后的萃取和分液显得更顺其自然，操作得心应手。) 6．活动过渡 电脑投影展示人类向海水中排放废水、废弃物的影像，蓝色的海水因污染而发生颜色变化。 (设计意图：以海水污染为情境，引导学生去思考如何更好地保护海洋生态环境，如何去除海水中的有害物质。) 7．探究活动4(初步学习萃取操作) (1)学生实验(探究萃取剂选择的要求) ①观察被碘污染了的海水的外观； ②分别向被污染的海水中加苯、酒精、四氯化碳； ③探究变化的原因； ④总结哪些试剂可以用来从污染海水中提取碘； ⑤总结萃取剂的选择要求。 (设计意图：学生自主探究不同试剂加入海水中的变化原因，联系之前不同液体混合时的变化，学生更能体会萃取对于萃取剂选择的要求。) (2)师生活动(初步建立萃取的概念，知道应用原理) ①电脑投影学生的探究结果 被污染海水 加入试剂 现象及解释 探究结果 黄色 苯 1．可从海水中提取碘的试剂 2．萃取剂的选择要求 3．用自己的语言简述萃取的原理 酒精 四氯化碳 ②学生总结出萃取的应用 原理：利用物质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把物质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来。 (设计意图：本环节让学生学会从实验现象和解释中自己去归纳萃取的定义、萃取的要求和萃取的应用，加深对于萃取操作的认识，保证探究活动的完整性和有效性。) 课堂小结 (1)师生活动：引导学生归纳本节课所学内容，总结混合物的组成、状态与四种分离方法之间的联系。 (2)学生列举生活和生产中混合物分离和提纯的实例。 (设计意图：让学生归纳总结本节课的内容，将看似独立的操作与混合物的组成、状态这个主线紧密联系起来，既培养了学生的归纳能力，又提高了他们对于所学知识应用的灵活性。通过列举生活、生产实例，学生认识到物质分离和提纯的重要意义。) 1．用二氧化锰催化氯酸钾分解制取氧气后，得到氯化钾和二氧化锰的混合物，请设计实验分离回收其中的两种物质，简述操作步骤和方法。 2．现分液漏斗中有两层无色液体，只知道其中一种是水，请设计实验找出水在哪一层。 3．查阅资料，了解其他用于物质分离的方法。 (设计意图：将所学到的知识与我们实验中遇到的实际情况结合起来，学以致用，进一步巩固所学知识。通过查阅资料，了解其他可用于物质分离的方法，拓展自己的知识面。) 1．蒸馏 蒸馏实验装置 蒸馏是提纯或分离沸点不同的液体混合物的方法。用蒸馏原理进行多种混合液体的分离，叫分馏。操作时要注意：(1)在蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片，防止液体暴沸。(2)温度计水银球的位置应与支管口下缘位于同一水平线上。(3)蒸馏烧瓶中所盛放液体不能超过其容积的2/3，也不能少于1/3。(4)冷凝管中冷却水从下口进，上口出。(5)加热温度不能超过混合物中沸点最高的物质的沸点。 水蒸气蒸馏是分离和纯化与水不相混溶的挥发性有机物常用的方法。 (1)适用范围 ①从大量树脂状杂质或不挥发性杂质中分离有机物； ②除去不挥发性的有机杂质； ③从固体多的反应混合物中分离被吸附的液体产物； ④水蒸气蒸馏常用于蒸馏那些沸点很高且在接近或达到沸点温度时易分解、变色的挥发性液体或固体有机物，除去不挥发性的杂质。但是对于那些与水共沸腾时会发生化学反应的或在100 ℃左右时蒸气压小于1.3 kPa的物质，这一方法不适用。 (2)装置 常用的水蒸气蒸馏装置，它由蒸馏烧瓶、酒精灯、温度计、冷凝管、牛角管、锥形瓶组成。 水蒸气导出管与蒸馏部分导管之间由一T形管相连接。T形管用来除去水蒸气中冷凝下来的水，有时在操作发生不正常的情况下，可使水蒸气发生器与大气相通。蒸馏的液体量不能超过其容积的1/3。水蒸气导入管应正对烧瓶底中央，距瓶底约8～10 mm，导出管连接在一直形冷凝管上。 (3)操作 在水蒸气发生瓶中，加入约占容器3/4的水，待检查整个装置不漏气后，旋开T形管的螺旋夹，加热至沸腾。当有大量水蒸气产生并从T形管的支管冲出时，立即旋紧螺旋夹，水蒸气便进入蒸馏部分，开始蒸馏。在蒸馏过程中，通过观察水蒸气发生器安全管中水面的高低，可以判断水蒸气蒸馏系统是否畅通，若水平面上升很高，则说明某一部分被阻塞了，这时应立即旋开螺旋夹，然后移去热源，拆下装置进行检查(通常是由于水蒸气导入管被树脂状物质或焦油状物堵塞)和处理。如由于水蒸气的冷凝而使蒸馏瓶内液体量增加，可适当加热蒸馏瓶。但要控制蒸馏速度，以每秒2～3滴为宜，以免发生意外。当馏出液无明显油珠，澄清透明时，便可停止蒸馏。其顺序是先旋开螺旋夹，然后移去热源，否则可能发生倒吸现象。 2．萃取和分液 (1)萃取：利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从它与另一溶剂所组成的溶液里提取出来的方法，叫做萃取。萃取后常需分液。 (2)分液：是把两种不相混溶(且密度不同)的液体分开的操作，使用的仪器是分液漏斗。分液不一定要有萃取。 操作方法(萃取与分液结合)： 　　　　　　　　　 倒转分液漏斗　　　　　　　　萃取—分液 ①操作时在分液漏斗中进行。在溶液中加入萃取剂(液体总量以占分液漏斗容积的1/2为宜，宜少不宜多)，用右手压住分液漏斗上口玻璃塞，左手握住活塞部分，把分液漏斗倒转过来用力振荡(如上图左)，适时旋开活塞放出蒸气或生成的气体(因萃取剂多为有机溶剂，蒸气压较大，如不放气，有时会冲出塞子)，使内外气压平衡。 ②振荡数次后，置分液漏斗于铁架台上(如上图右)，静置片刻(溶液分层，完成萃取)。 ③把分液漏斗上端的玻璃塞打开或使塞上的凹槽(或小孔)对准漏斗口上的小孔，使漏斗内外空气相通，以保证漏斗里的液体能够流出。 ④待溶液分层后打开活塞，使下层液体(密度大的)慢慢流出后，关闭活塞，使上层液体(密度小的)留在漏斗中，后从分液漏斗上口倒出(完成分液)。 3．几种分离和提纯方法 分离和提纯方法 过程 应用实例 倾析 从液体中分离密度较大且不溶的固体 分离沙和水 过滤 从液体中分离不溶的固体 净化食用水 溶解和过滤 分离两种固体，一种能溶于某溶剂，另一种则不溶 分离盐和沙 离心分离法 从液体中分离不溶的固体 分离泥和水 结晶法 从溶液中分离已溶解的溶质 从海水中提取食盐 分液 分离两种不互溶的液体 分离油和水 萃取 加入适当溶剂把混合物中某成分溶解及分离 用庚烷提取水溶液中的碘 蒸馏 从溶液中分离溶剂和非挥发性溶质 从海水中取得纯水 分馏 分离两种互溶而沸点差别较大的液体 从液态空气中分离氧和氮；石油的精炼 升华 分离两种固体，其中只有一种可以升华 分离碘和沙 吸附 除去混合物中的气态或固态杂质 用活性炭除去黄糖中的有色杂质 色层分析法 分离溶液中的溶质 分离蓝黑墨水中不同颜色的物质 4．相关链接 (1)http：//jyu.edu.cn/huaxue/kejian/youjihuaxueshiyan/dzja/02.doc/蒸馏和分馏的区别 (2)http：//ehuaxue/file9/17471.htm萃取与分液