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2019-2020年人教版必修1 化學實驗基本方法第二課時 教案 內容分析 混合物的分離和提純是中學化學實驗中的重要內容，它涉及化學實驗基本操作的方方面面，如藥品的取用、物質的溶解、裝置的組裝、物質的檢驗等。其中的部分內容初中已有介紹，本節(jié)先安排粗鹽的提純可起到復習、鞏固已有知識的作用，同時學習常見離子的檢驗方法。蒸餾、萃取、分液都是實驗室較為常見的操作，其中蒸餾在初中已有介紹，通過練習這些操作使得學生對于不同類型混合物的分離有了更多的選擇，同時使實驗技能進一步提高。 教學目標 1．初步學會使用過濾和蒸發(fā)的方法對混合物進行分離和提純。 2．初步學會常見物質的檢驗。 3．掌握溶解、過濾、蒸發(fā)等基本操作。 4．初步學習蒸餾、萃取等分離方法。 5．初步學會實驗方案的設計。 設計思想 學生在活動、實驗、探究中完成本課題的學習。整堂課以海水資源的利用、海洋環(huán)境的保護為大背景，首先創(chuàng)設粗鹽提純的情境，讓學生練習溶解、過濾、蒸發(fā)等基本操作，鞏固已學知識，并在小組的學習交流中掌握離子檢驗的方法，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，設計安排學生進行海水的蒸餾實驗和觀看石油的蒸餾動畫演示，讓學生對于蒸餾的原理和應用有進一步的認識。由海水和石油的分離引出分液操作，學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儲備，同時學習練習分液的操作。由清除被污染了的海水中的碘引出萃取操作，學生自主探究萃取的原理和萃取劑的選擇并歸納得出結論。這些操作，學生均能親自實踐，不僅培養(yǎng)了學生的動手能力，合作意識，更在實踐中獲得對于新知識更深的感悟。最后通過課堂小結培養(yǎng)學生的分類思考的思維方法，從而將看似凌亂的各個實驗操作在混合物組成狀態(tài)、性質差異這條主線上理清楚，從而使得知識的掌握變得更輕松，知識的應用更靈活。 教學用品 實驗儀器、藥品、教學媒體等。 導入新課 電腦投影大海的風景影像，展示海水曬鹽的圖片。 (設計意圖：由大海的風景影像創(chuàng)設情境，預示著本節(jié)課的內容與海水密切相關，由海水曬鹽的圖片引入本節(jié)課的第一個活動。) 推進新課 1．探究活動1(探究粗鹽提純的方法) (1)學生活動 ①觀察實驗桌上粗鹽樣品的外觀，推測其中雜質。 ②設計初步提純粗鹽的實驗方案。 初步提純方案：1．溶解　2．過濾　3．蒸發(fā) (2)學生實驗：利用所提供的儀器，組裝實驗裝置，練習藥品的取用、溶解、過濾、蒸發(fā)等操作，完成粗鹽的初步提純實驗。(教師指導藥品用量、提醒實驗要點) (設計意圖：使學生掌握藥品的取用、溶解、過濾、洗滌和蒸發(fā)等基本操作，對各操作的要點有更深的體會，初步學會實驗方案的設計。) (3)師生活動(初步學會常見離子的檢驗，設計粗鹽精制的方案) ①投影展示海水中幾種常見離子的含量，引導學生思考所得食鹽并不純凈，還含有少量的Ca2＋、Mg2＋、SO等雜質。 ②學生設計檢驗Ca2＋、Mg2＋、SO的實驗方案 ③學生利用提供的試劑，完成對雜質離子的檢驗。 雜質離子的檢驗方案： 被檢離子 所加試劑 實驗現(xiàn)象 Ca2＋ Mg2＋ SO ④學生設計食鹽精制的實驗方案，并相互交流。 ⑤學生總結出食鹽精制的方案。 食鹽精制的方案： ①溶解； ②加入過量NaOH溶液； ③加入過量BaCl2溶液； ④加入過量Na2CO3溶液； ⑤過濾； 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。 (設計意圖：海水中常見離子含量的展示，引導學生能客觀地思考問題，拓寬學生的知識面。通過離子檢驗方案的設計和實驗，學生初步學會了Ca2＋、Mg2＋、SO的檢驗方法。通過設計食鹽精制的方案，學生初步培養(yǎng)了除雜質離子的思路，知道試劑的選擇、順序、用量等。) 2．活動過渡 電腦投影我國淡水資源不足的影像，展示新型海水淡化技術圖片。 (設計意圖：讓活動仍然圍繞海水這個情境展開，學生通過瀏覽影像和圖片，知道我國淡水資源緊缺的事實，適時培養(yǎng)節(jié)約用水的意識。同時了解最新的有關海水淡化的技術。) 3．探究活動2(初步學習蒸餾的方法，知道蒸餾的應用) (1)教師活動：教師演示蒸餾裝置的組裝過程，介紹各儀器的名稱和用途，講解實驗要點。 (2)學生實驗： ①利用實驗桌上已組裝好的蒸餾裝置，向其中加入“海水”(食鹽水)，進行蒸餾實驗。(教師巡回指導) ②檢驗收集到的蒸餾水中是否含有Cl－。 Cl－的檢驗方法： 被檢離子 所加試劑 實驗現(xiàn)象 Cl－ (設計意圖：水的蒸餾在初中已有簡單介紹，學生并不陌生，但蒸餾裝置對學生目前而言過于復雜，因此不要求學生組裝，由實驗室事先組裝好。通過“海水”的蒸餾實驗，學生們初步了解復雜裝置的組裝思路，知道蒸餾裝置中各個儀器的名稱和用途，獲得蒸餾操作的直觀體驗，知道蒸餾的方法可以除去不揮發(fā)的雜質。) (3)投影演示：電腦投影演示石油蒸餾的動畫。 原理：利用液體混合物中各組分沸點不同而將它們分離。 (設計意圖：讓學生對于蒸餾有更深一步的認識，了解蒸餾的原理，知道溫度計在蒸餾裝置中的作用。) 4．活動過渡 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)帶來的破壞的影像。 (設計意圖：以海水被污染作為情境，讓學生知道石油與水不能互溶，同時去思考還有哪些液體不能互溶。) 5．探究活動3(初步學習分液的操作) (1)學生實驗：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)學生匯報實驗結果，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(學生自己通過生活體驗列舉) (設計意圖：通過實驗，學生了解了四種常見液體的溶解性特點，為下面引入分液操作做好鋪墊，同時也為后面的萃取操作做好知識上的準備。) (3)教師活動：展示分液漏斗，介紹其應用原理和使用方法。 (4)學生實驗：(教師巡回指導，引導學生觀察下層液體放出后分液漏斗玻璃導管內的狀態(tài)，思考上層液體應如何取出) 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管內的狀態(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。 (設計意圖：將教材中的萃取和分液兩個操作分開設計，一是分液本身就可以單獨應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儲備，讓學生之后的萃取和分液顯得更順其自然，操作得心應手。) 6．活動過渡 電腦投影展示人類向海水中排放廢水、廢棄物的影像，藍色的海水因污染而發(fā)生顏色變化。 (設計意圖：以海水污染為情境，引導學生去思考如何更好地保護海洋生態(tài)環(huán)境，如何去除海水中的有害物質。) 7．探究活動4(初步學習萃取操作) (1)學生實驗(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總結哪些試劑可以用來從污染海水中提取碘； ⑤總結萃取劑的選擇要求。 (設計意圖：學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的變化，學生更能體會萃取對于萃取劑選擇的要求。) (2)師生活動(初步建立萃取的概念，知道應用原理) ①電腦投影學生的探究結果 被污染海水 加入試劑 現(xiàn)象及解釋 探究結果 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．用自己的語言簡述萃取的原理 酒精 四氯化碳 ②學生總結出萃取的應用 原理：利用物質在互不相溶的溶劑里溶解度的不同，用一種溶劑把物質從它與另一種溶劑所組成的溶液里提取出來。 (設計意圖：本環(huán)節(jié)讓學生學會從實驗現(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用，加深對于萃取操作的認識，保證探究活動的完整性和有效性。) 課堂小結 (1)師生活動：引導學生歸納本節(jié)課所學內容，總結混合物的組成、狀態(tài)與四種分離方法之間的聯(lián)系。 (2)學生列舉生活和生產中混合物分離和提純的實例。 (設計意圖：讓學生歸納總結本節(jié)課的內容，將看似獨立的操作與混合物的組成、狀態(tài)這個主線緊密聯(lián)系起來，既培養(yǎng)了學生的歸納能力，又提高了他們對于所學知識應用的靈活性。通過列舉生活、生產實例，學生認識到物質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，請設計實驗分離回收其中的兩種物質，簡述操作步驟和方法。 2．現(xiàn)分液漏斗中有兩層無色液體，只知道其中一種是水，請設計實驗找出水在哪一層。 3．查閱資料，了解其他用于物質分離的方法。 (設計意圖：將所學到的知識與我們實驗中遇到的實際情況結合起來，學以致用，進一步鞏固所學知識。通過查閱資料，了解其他可用于物質分離的方法，拓展自己的知識面。) 1．蒸餾 蒸餾實驗裝置 蒸餾是提純或分離沸點不同的液體混合物的方法。用蒸餾原理進行多種混合液體的分離，叫分餾。操作時要注意：(1)在蒸餾燒瓶中放少量碎瓷片，防止液體暴沸。(2)溫度計水銀球的位置應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，上口出。(5)加熱溫度不能超過混合物中沸點最高的物質的沸點。 水蒸氣蒸餾是分離和純化與水不相混溶的揮發(fā)性有機物常用的方法。 (1)適用范圍 ①從大量樹脂狀雜質或不揮發(fā)性雜質中分離有機物； ②除去不揮發(fā)性的有機雜質； ③從固體多的反應混合物中分離被吸附的液體產物； ④水蒸氣蒸餾常用于蒸餾那些沸點很高且在接近或達到沸點溫度時易分解、變色的揮發(fā)性液體或固體有機物，除去不揮發(fā)性的雜質。但是對于那些與水共沸騰時會發(fā)生化學反應的或在100 ℃左右時蒸氣壓小于1.3 kPa的物質，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、冷凝管、牛角管、錐形瓶組成。 水蒸氣導出管與蒸餾部分導管之間由一T形管相連接。T形管用來除去水蒸氣中冷凝下來的水，有時在操作發(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其容積的1/3。水蒸氣導入管應正對燒瓶底中央，距瓶底約8～10 mm，導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，待檢查整個裝置不漏氣后，旋開T形管的螺旋夾，加熱至沸騰。當有大量水蒸氣產生并從T形管的支管沖出時，立即旋緊螺旋夾，水蒸氣便進入蒸餾部分，開始蒸餾。在蒸餾過程中，通過觀察水蒸氣發(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，則說明某一部分被阻塞了，這時應立即旋開螺旋夾，然后移去熱源，拆下裝置進行檢查(通常是由于水蒸氣導入管被樹脂狀物質或焦油狀物堵塞)和處理。如由于水蒸氣的冷凝而使蒸餾瓶內液體量增加，可適當加熱蒸餾瓶。但要控制蒸餾速度，以每秒2～3滴為宜，以免發(fā)生意外。當餾出液無明顯油珠，澄清透明時，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?。豪萌苜|在互不相溶的溶劑里溶解度的不同，用一種溶劑把溶質從它與另一溶劑所組成的溶液里提取出來的方法，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(萃取與分液結合)： 　　　　　　　　　 倒轉分液漏斗　　　　　　　　萃取—分液 ①操作時在分液漏斗中進行。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，把分液漏斗倒轉過來用力振蕩(如上圖左)，適時旋開活塞放出蒸氣或生成的氣體(因萃取劑多為有機溶劑，蒸氣壓較大，如不放氣，有時會沖出塞子)，使內外氣壓平衡。 ②振蕩數(shù)次后，置分液漏斗于鐵架臺上(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)對準漏斗口上的小孔，使漏斗內外空氣相通，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 過程 應用實例 傾析 從液體中分離密度較大且不溶的固體 分離沙和水 過濾 從液體中分離不溶的固體 凈化食用水 溶解和過濾 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 結晶法 從溶液中分離已溶解的溶質 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 從海水中取得純水 分餾 分離兩種互溶而沸點差別較大的液體 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 用活性炭除去黃糖中的有色雜質 色層分析法 分離溶液中的溶質 分離藍黑墨水中不同顏色的物質