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2019-2020年高中化學(xué) 化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本方法（第2課時(shí)）教案 新人教版必修1 內(nèi)容分析 混合物的分離和提純是中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的重要內(nèi)容，它涉及化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作的方方面面，如藥品的取用、物質(zhì)的溶解、裝置的組裝、物質(zhì)的檢驗(yàn)等。其中的部分內(nèi)容初中已有介紹，本節(jié)先安排粗鹽的提純可起到復(fù)習(xí)、鞏固已有知識(shí)的作用，同時(shí)學(xué)習(xí)常見離子的檢驗(yàn)方法。蒸餾、萃取、分液都是實(shí)驗(yàn)室較為常見的操作，其中蒸餾在初中已有介紹，通過(guò)練習(xí)這些操作使得學(xué)生對(duì)于不同類型混合物的分離有了更多的選擇，同時(shí)使實(shí)驗(yàn)技能進(jìn)一步提高。 教學(xué)目標(biāo) 1．初步學(xué)會(huì)使用過(guò)濾和蒸發(fā)的方法對(duì)混合物進(jìn)行分離和提純。 2．初步學(xué)會(huì)常見物質(zhì)的檢驗(yàn)。 3．掌握溶解、過(guò)濾、蒸發(fā)等基本操作。 4．初步學(xué)習(xí)蒸餾、萃取等分離方法。 5．初步學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)思想 學(xué)生在活動(dòng)、實(shí)驗(yàn)、探究中完成本課題的學(xué)習(xí)。整堂課以海水資源的利用、海洋環(huán)境的保護(hù)為大背景，首先創(chuàng)設(shè)粗鹽提純的情境，讓學(xué)生練習(xí)溶解、過(guò)濾、蒸發(fā)等基本操作，鞏固已學(xué)知識(shí)，并在小組的學(xué)習(xí)交流中掌握離子檢驗(yàn)的方法，試劑的選擇、用量和加入順序等。由海水獲取淡水引出蒸餾操作，設(shè)計(jì)安排學(xué)生進(jìn)行海水的蒸餾實(shí)驗(yàn)和觀看石油的蒸餾動(dòng)畫演示，讓學(xué)生對(duì)于蒸餾的原理和應(yīng)用有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。由海水和石油的分離引出分液操作，學(xué)生自主探究幾種常見的液體相互混合情況為萃取做好知識(shí)儲(chǔ)備，同時(shí)學(xué)習(xí)練習(xí)分液的操作。由清除被污染了的海水中的碘引出萃取操作，學(xué)生自主探究萃取的原理和萃取劑的選擇并歸納得出結(jié)論。這些操作，學(xué)生均能親自實(shí)踐，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力，合作意識(shí)，更在實(shí)踐中獲得對(duì)于新知識(shí)更深的感悟。最后通過(guò)課堂小結(jié)培養(yǎng)學(xué)生的分類思考的思維方法，從而將看似凌亂的各個(gè)實(shí)驗(yàn)操作在混合物組成狀態(tài)、性質(zhì)差異這條主線上理清楚，從而使得知識(shí)的掌握變得更輕松，知識(shí)的應(yīng)用更靈活。 教學(xué)用品 實(shí)驗(yàn)儀器、藥品、教學(xué)媒體等。 導(dǎo)入新課 電腦投影大海的風(fēng)景影像，展示海水曬鹽的圖片。 (設(shè)計(jì)意圖：由大海的風(fēng)景影像創(chuàng)設(shè)情境，預(yù)示著本節(jié)課的內(nèi)容與海水密切相關(guān)，由海水曬鹽的圖片引入本節(jié)課的第一個(gè)活動(dòng)。) 推進(jìn)新課 1．探究活動(dòng)1(探究粗鹽提純的方法) (1)學(xué)生活動(dòng) ①觀察實(shí)驗(yàn)桌上粗鹽樣品的外觀，推測(cè)其中雜質(zhì)。 ②設(shè)計(jì)初步提純粗鹽的實(shí)驗(yàn)方案。 初步提純方案：1．溶解　2．過(guò)濾　3．蒸發(fā) (2)學(xué)生實(shí)驗(yàn)：利用所提供的儀器，組裝實(shí)驗(yàn)裝置，練習(xí)藥品的取用、溶解、過(guò)濾、蒸發(fā)等操作，完成粗鹽的初步提純實(shí)驗(yàn)。(教師指導(dǎo)藥品用量、提醒實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)) (設(shè)計(jì)意圖：使學(xué)生掌握藥品的取用、溶解、過(guò)濾、洗滌和蒸發(fā)等基本操作，對(duì)各操作的要點(diǎn)有更深的體會(huì)，初步學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)。) (3)師生活動(dòng)(初步學(xué)會(huì)常見離子的檢驗(yàn)，設(shè)計(jì)粗鹽精制的方案) ①投影展示海水中幾種常見離子的含量，引導(dǎo)學(xué)生思考所得食鹽并不純凈，還含有少量的Ca2＋、Mg2＋、SO等雜質(zhì)。 ②學(xué)生設(shè)計(jì)檢驗(yàn)Ca2＋、Mg2＋、SO的實(shí)驗(yàn)方案 ③學(xué)生利用提供的試劑，完成對(duì)雜質(zhì)離子的檢驗(yàn)。 雜質(zhì)離子的檢驗(yàn)方案： 被檢離子 所加試劑 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 Ca2＋ Mg2＋ SO ④學(xué)生設(shè)計(jì)食鹽精制的實(shí)驗(yàn)方案，并相互交流。 ⑤學(xué)生總結(jié)出食鹽精制的方案。 食鹽精制的方案： ①溶解； ②加入過(guò)量NaOH溶液； ③加入過(guò)量BaCl2溶液； ④加入過(guò)量Na2CO3溶液； ⑤過(guò)濾； ⑥加入適量鹽酸； ⑦蒸發(fā)。 其中的②③④順序還可改為③②④或③④②。NaOH和BaCl2也可用Ba(OH)2替代。 (設(shè)計(jì)意圖：海水中常見離子含量的展示，引導(dǎo)學(xué)生能客觀地思考問題，拓寬學(xué)生的知識(shí)面。通過(guò)離子檢驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)，學(xué)生初步學(xué)會(huì)了Ca2＋、Mg2＋、SO的檢驗(yàn)方法。通過(guò)設(shè)計(jì)食鹽精制的方案，學(xué)生初步培養(yǎng)了除雜質(zhì)離子的思路，知道試劑的選擇、順序、用量等。) 2．活動(dòng)過(guò)渡 電腦投影我國(guó)淡水資源不足的影像，展示新型海水淡化技術(shù)圖片。 (設(shè)計(jì)意圖：讓活動(dòng)仍然圍繞海水這個(gè)情境展開，學(xué)生通過(guò)瀏覽影像和圖片，知道我國(guó)淡水資源緊缺的事實(shí)，適時(shí)培養(yǎng)節(jié)約用水的意識(shí)。同時(shí)了解最新的有關(guān)海水淡化的技術(shù)。) 3．探究活動(dòng)2(初步學(xué)習(xí)蒸餾的方法，知道蒸餾的應(yīng)用) (1)教師活動(dòng)：教師演示蒸餾裝置的組裝過(guò)程，介紹各儀器的名稱和用途，講解實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)。 (2)學(xué)生實(shí)驗(yàn)： ①利用實(shí)驗(yàn)桌上已組裝好的蒸餾裝置，向其中加入“海水”(食鹽水)，進(jìn)行蒸餾實(shí)驗(yàn)。(教師巡回指導(dǎo)) ②檢驗(yàn)收集到的蒸餾水中是否含有Cl－。 Cl－的檢驗(yàn)方法： 被檢離子 所加試劑 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 Cl－ (設(shè)計(jì)意圖：水的蒸餾在初中已有簡(jiǎn)單介紹，學(xué)生并不陌生，但蒸餾裝置對(duì)學(xué)生目前而言過(guò)于復(fù)雜，因此不要求學(xué)生組裝，由實(shí)驗(yàn)室事先組裝好。通過(guò)“海水”的蒸餾實(shí)驗(yàn)，學(xué)生們初步了解復(fù)雜裝置的組裝思路，知道蒸餾裝置中各個(gè)儀器的名稱和用途，獲得蒸餾操作的直觀體驗(yàn)，知道蒸餾的方法可以除去不揮發(fā)的雜質(zhì)。) (3)投影演示：電腦投影演示石油蒸餾的動(dòng)畫。 原理：利用液體混合物中各組分沸點(diǎn)不同而將它們分離。 (設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生對(duì)于蒸餾有更深一步的認(rèn)識(shí)，了解蒸餾的原理，知道溫度計(jì)在蒸餾裝置中的作用。) 4．活動(dòng)過(guò)渡 電腦投影油輪在海面上行駛，海面上漂浮的石油以及石油泄漏給海洋生態(tài)帶來(lái)的破壞的影像。 (設(shè)計(jì)意圖：以海水被污染作為情境，讓學(xué)生知道石油與水不能互溶，同時(shí)去思考還有哪些液體不能互溶。) 5．探究活動(dòng)3(初步學(xué)習(xí)分液的操作) (1)學(xué)生實(shí)驗(yàn)：將苯、酒精、四氯化碳、水相互混合，觀察所得混合物的狀態(tài)。 (2)學(xué)生匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，電腦投影展示 混合物 能否互溶 上層液體 下層液體 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(學(xué)生自己通過(guò)生活體驗(yàn)列舉) (設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生了解了四種常見液體的溶解性特點(diǎn)，為下面引入分液操作做好鋪墊，同時(shí)也為后面的萃取操作做好知識(shí)上的準(zhǔn)備。) (3)教師活動(dòng)：展示分液漏斗，介紹其應(yīng)用原理和使用方法。 (4)學(xué)生實(shí)驗(yàn)：(教師巡回指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生觀察下層液體放出后分液漏斗玻璃導(dǎo)管內(nèi)的狀態(tài)，思考上層液體應(yīng)如何取出) ①組裝分液裝置； ②利用分液漏斗分離一組互不相溶液體，先放出下層液體； ③觀察下層液體放出后分液漏斗玻璃導(dǎo)管內(nèi)的狀態(tài)； ④取出上層液體的方法：______________________________。 原理：利用兩種液體互不相溶而將它們分離。 (設(shè)計(jì)意圖：將教材中的萃取和分液兩個(gè)操作分開設(shè)計(jì)，一是分液本身就可以單獨(dú)應(yīng)用于液體混合物的分離，二是分液操作可以作為萃取操作技能上的一個(gè)儲(chǔ)備，讓學(xué)生之后的萃取和分液顯得更順其自然，操作得心應(yīng)手。) 6．活動(dòng)過(guò)渡 電腦投影展示人類向海水中排放廢水、廢棄物的影像，藍(lán)色的海水因污染而發(fā)生顏色變化。 (設(shè)計(jì)意圖：以海水污染為情境，引導(dǎo)學(xué)生去思考如何更好地保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境，如何去除海水中的有害物質(zhì)。) 7．探究活動(dòng)4(初步學(xué)習(xí)萃取操作) (1)學(xué)生實(shí)驗(yàn)(探究萃取劑選擇的要求) ①觀察被碘污染了的海水的外觀； ②分別向被污染的海水中加苯、酒精、四氯化碳； ③探究變化的原因； ④總結(jié)哪些試劑可以用來(lái)從污染海水中提取碘； ⑤總結(jié)萃取劑的選擇要求。 (設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生自主探究不同試劑加入海水中的變化原因，聯(lián)系之前不同液體混合時(shí)的變化，學(xué)生更能體會(huì)萃取對(duì)于萃取劑選擇的要求。) (2)師生活動(dòng)(初步建立萃取的概念，知道應(yīng)用原理) ①電腦投影學(xué)生的探究結(jié)果 被污染海水 加入試劑 現(xiàn)象及解釋 探究結(jié)果 黃色 苯 1．可從海水中提取碘的試劑 2．萃取劑的選擇要求 3．用自己的語(yǔ)言簡(jiǎn)述萃取的原理 酒精 四氯化碳 ②學(xué)生總結(jié)出萃取的應(yīng)用 原理：利用物質(zhì)在互不相溶的溶劑里溶解度的不同，用一種溶劑把物質(zhì)從它與另一種溶劑所組成的溶液里提取出來(lái)。 (設(shè)計(jì)意圖：本環(huán)節(jié)讓學(xué)生學(xué)會(huì)從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和解釋中自己去歸納萃取的定義、萃取的要求和萃取的應(yīng)用，加深對(duì)于萃取操作的認(rèn)識(shí)，保證探究活動(dòng)的完整性和有效性。) 課堂小結(jié) (1)師生活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生歸納本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，總結(jié)混合物的組成、狀態(tài)與四種分離方法之間的聯(lián)系。 (2)學(xué)生列舉生活和生產(chǎn)中混合物分離和提純的實(shí)例。 (設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生歸納總結(jié)本節(jié)課的內(nèi)容，將看似獨(dú)立的操作與混合物的組成、狀態(tài)這個(gè)主線緊密聯(lián)系起來(lái)，既培養(yǎng)了學(xué)生的歸納能力，又提高了他們對(duì)于所學(xué)知識(shí)應(yīng)用的靈活性。通過(guò)列舉生活、生產(chǎn)實(shí)例，學(xué)生認(rèn)識(shí)到物質(zhì)分離和提純的重要意義。) 1．用二氧化錳催化氯酸鉀分解制取氧氣后，得到氯化鉀和二氧化錳的混合物，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)分離回收其中的兩種物質(zhì)，簡(jiǎn)述操作步驟和方法。 2．現(xiàn)分液漏斗中有兩層無(wú)色液體，只知道其中一種是水，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)找出水在哪一層。 3．查閱資料，了解其他用于物質(zhì)分離的方法。 (設(shè)計(jì)意圖：將所學(xué)到的知識(shí)與我們實(shí)驗(yàn)中遇到的實(shí)際情況結(jié)合起來(lái)，學(xué)以致用，進(jìn)一步鞏固所學(xué)知識(shí)。通過(guò)查閱資料，了解其他可用于物質(zhì)分離的方法，拓展自己的知識(shí)面。) 1．蒸餾 蒸餾實(shí)驗(yàn)裝置 蒸餾是提純或分離沸點(diǎn)不同的液體混合物的方法。用蒸餾原理進(jìn)行多種混合液體的分離，叫分餾。操作時(shí)要注意：(1)在蒸餾燒瓶中放少量碎瓷片，防止液體暴沸。(2)溫度計(jì)水銀球的位置應(yīng)與支管口下緣位于同一水平線上。(3)蒸餾燒瓶中所盛放液體不能超過(guò)其容積的2/3，也不能少于1/3。(4)冷凝管中冷卻水從下口進(jìn)，上口出。(5)加熱溫度不能超過(guò)混合物中沸點(diǎn)最高的物質(zhì)的沸點(diǎn)。 水蒸氣蒸餾是分離和純化與水不相混溶的揮發(fā)性有機(jī)物常用的方法。 (1)適用范圍 ①?gòu)拇罅繕渲瑺铍s質(zhì)或不揮發(fā)性雜質(zhì)中分離有機(jī)物； ②除去不揮發(fā)性的有機(jī)雜質(zhì)； ③從固體多的反應(yīng)混合物中分離被吸附的液體產(chǎn)物； ④水蒸氣蒸餾常用于蒸餾那些沸點(diǎn)很高且在接近或達(dá)到沸點(diǎn)溫度時(shí)易分解、變色的揮發(fā)性液體或固體有機(jī)物，除去不揮發(fā)性的雜質(zhì)。但是對(duì)于那些與水共沸騰時(shí)會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的或在100 ℃左右時(shí)蒸氣壓小于1.3 kPa的物質(zhì)，這一方法不適用。 (2)裝置 常用的水蒸氣蒸餾裝置，它由蒸餾燒瓶、酒精燈、溫度計(jì)、冷凝管、牛角管、錐形瓶組成。 水蒸氣導(dǎo)出管與蒸餾部分導(dǎo)管之間由一T形管相連接。T形管用來(lái)除去水蒸氣中冷凝下來(lái)的水，有時(shí)在操作發(fā)生不正常的情況下，可使水蒸氣發(fā)生器與大氣相通。蒸餾的液體量不能超過(guò)其容積的1/3。水蒸氣導(dǎo)入管應(yīng)正對(duì)燒瓶底中央，距瓶底約8～10 mm，導(dǎo)出管連接在一直形冷凝管上。 (3)操作 在水蒸氣發(fā)生瓶中，加入約占容器3/4的水，待檢查整個(gè)裝置不漏氣后，旋開T形管的螺旋夾，加熱至沸騰。當(dāng)有大量水蒸氣產(chǎn)生并從T形管的支管沖出時(shí)，立即旋緊螺旋夾，水蒸氣便進(jìn)入蒸餾部分，開始蒸餾。在蒸餾過(guò)程中，通過(guò)觀察水蒸氣發(fā)生器安全管中水面的高低，可以判斷水蒸氣蒸餾系統(tǒng)是否暢通，若水平面上升很高，則說(shuō)明某一部分被阻塞了，這時(shí)應(yīng)立即旋開螺旋夾，然后移去熱源，拆下裝置進(jìn)行檢查(通常是由于水蒸氣導(dǎo)入管被樹脂狀物質(zhì)或焦油狀物堵塞)和處理。如由于水蒸氣的冷凝而使蒸餾瓶?jī)?nèi)液體量增加，可適當(dāng)加熱蒸餾瓶。但要控制蒸餾速度，以每秒2～3滴為宜，以免發(fā)生意外。當(dāng)餾出液無(wú)明顯油珠，澄清透明時(shí)，便可停止蒸餾。其順序是先旋開螺旋夾，然后移去熱源，否則可能發(fā)生倒吸現(xiàn)象。 2．萃取和分液 (1)萃取：利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里溶解度的不同，用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一溶劑所組成的溶液里提取出來(lái)的方法，叫做萃取。萃取后常需分液。 (2)分液：是把兩種不相混溶(且密度不同)的液體分開的操作，使用的儀器是分液漏斗。分液不一定要有萃取。 操作方法(萃取與分液結(jié)合)： 　　　　　　　　　 倒轉(zhuǎn)分液漏斗　　　　　　　　萃取—分液 ①操作時(shí)在分液漏斗中進(jìn)行。在溶液中加入萃取劑(液體總量以占分液漏斗容積的1/2為宜，宜少不宜多)，用右手壓住分液漏斗上口玻璃塞，左手握住活塞部分，把分液漏斗倒轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)用力振蕩(如上圖左)，適時(shí)旋開活塞放出蒸氣或生成的氣體(因萃取劑多為有機(jī)溶劑，蒸氣壓較大，如不放氣，有時(shí)會(huì)沖出塞子)，使內(nèi)外氣壓平衡。 ②振蕩數(shù)次后，置分液漏斗于鐵架臺(tái)上(如上圖右)，靜置片刻(溶液分層，完成萃取)。 ③把分液漏斗上端的玻璃塞打開或使塞上的凹槽(或小孔)對(duì)準(zhǔn)漏斗口上的小孔，使漏斗內(nèi)外空氣相通，以保證漏斗里的液體能夠流出。 ④待溶液分層后打開活塞，使下層液體(密度大的)慢慢流出后，關(guān)閉活塞，使上層液體(密度小的)留在漏斗中，后從分液漏斗上口倒出(完成分液)。 3．幾種分離和提純方法 分離和提純方法 過(guò)程 應(yīng)用實(shí)例 傾析 從液體中分離密度較大且不溶的固體 分離沙和水 過(guò)濾 從液體中分離不溶的固體 凈化食用水 溶解和過(guò)濾 分離兩種固體，一種能溶于某溶劑，另一種則不溶 分離鹽和沙 離心分離法 從液體中分離不溶的固體 分離泥和水 結(jié)晶法 從溶液中分離已溶解的溶質(zhì) 從海水中提取食鹽 分液 分離兩種不互溶的液體 分離油和水 萃取 加入適當(dāng)溶劑把混合物中某成分溶解及分離 用庚烷提取水溶液中的碘 蒸餾 從溶液中分離溶劑和非揮發(fā)性溶質(zhì) 從海水中取得純水 分餾 分離兩種互溶而沸點(diǎn)差別較大的液體 從液態(tài)空氣中分離氧和氮；石油的精煉 升華 分離兩種固體，其中只有一種可以升華 分離碘和沙 吸附 除去混合物中的氣態(tài)或固態(tài)雜質(zhì) 用活性炭除去黃糖中的有色雜質(zhì) 色層分析法 分離溶液中的溶質(zhì) 分離藍(lán)黑墨水中不同顏色的物質(zhì)