第1章 第1节 化学实验基本方法 第2课时.doc

1第第 2 课时课时 教学设计教学设计 三维目标三维目标 知识与技能知识与技能 1.食盐提纯的基本操作。 2.常用离子检验方法。 过程与方法 1.初步学会物质的检验、分离和提纯的基本实验技能。 2.学会规范性地进行化学实验的方法。 情感、态度与价值观加强对化学实验的体验，获得对实验科学方法的正确认识。 教学重点教学重点 1.食盐提纯过程中的过滤与蒸发操作 2.离子的检验方法与检验顺序 教学难点教学难点离子的检验 教具准备教具准备多媒体课件、投影仪、铁架台、漏斗、烧杯、酒精灯、蒸发皿 教学过程教学过程 导入新课师：在我们日常生活中经常会遇到将混合物分离的情况，如淘米是淘去米中的沙子，洗菜是洗去菜 上的泥土等。自然界中的物质绝大多数以混合物的形式存在。为了利用其中某一组分或研究其性质，常 需要从混合物中将某物质分离出来。这节课我们就来学习混合物的分离和提纯的常用方法。 板书 二、混合物的分离和提纯 推进新课师：我们都听过“吹尽黄沙始见金”，你知道淘金者是怎样将金子从沙中淘出来的吗？ （多媒体播放淘金录像） 思考与交流 1.通过淘金录像，你能不能说出淘金者是利用什么性质将金子从沙里分离出来的？生：沙子和金子的密度不同。沙子的密度比金子的密度小，用水淘去沙子，剩下的是金子。2.如果有 铁屑和铜屑的混合物，你能用哪些方法将铁屑分离除去？生：用淘金的方法将铁屑和铜屑分离；用磁铁将铁吸出，剩下的就是铜；加些盐酸，Fe 能与盐酸反 应而铜不与盐酸反应；剩下的就是铜。师：在工业生产和科研中常用到物质的分离与提纯。例如，研究某一种酸、碱、盐或金属的性质， 要用较纯的试样；又如，我们日常食用的精盐，就是将粗盐中的杂质除掉后得到的。在工业生产中，分 离和提纯物质要用到多种大型设备，但所依据的原理与我们在实验室中常用的方法大致相同，而且，工 业设备设计时的数据往往要靠小型实验来提供。师：在分离和提纯物质时，要除掉杂质。化学上所指的杂质都是有害和无价值的吗？你能举例说明 吗？生：不一定，如上题中要除去铜中的铁，铁就不是有害的。淘金者淘去的沙子也是有用的。有些杂2质是有害的。如除去蔬菜上残留的农药，农药就是有害的物质。师：常用的分离和提纯方法有哪些？生：过滤； 蒸发；结晶；洗气瓶洗气；用酸除去杂质；用 H2还原 CuO 以除去 Cu 中混有的 CuO。师：这些方法是依据什么性质进行分离和提纯的？生：物理性质；溶解性、密度、溶解度；化学性质；有些物质能与酸反应，有些物质能与碱反应； 有些物质具有氧化还原性。师：分离和提纯的方法有多种，在遇到具体问题时，我们要学会选用正确的分离与提纯的方法。下 面我们先利用初中学过的方法来提纯粗盐。 板书1.过滤和蒸发 多媒体展示 用海水晒盐或用井水、湖水煮盐，得到的粗盐中含有较多的杂质，如不溶性的泥沙，可溶性的 CaCl2、MgCl2以及一些硫酸盐等。师：如何除去食盐中混有的泥沙？生：由于食盐能溶于水而泥沙不溶于水，故可用溶解过滤的方法除去泥沙。师：在进行过滤操作时，要使用哪些仪器？生：铁架台(带铁圈)、漏斗、烧杯、玻璃棒、滤纸。师：在进行过滤操作时要注意哪些问题？生：滤纸要紧贴漏斗；向漏斗中加入溶液时，要用玻璃棒引流；玻璃棒要靠在三层滤纸处；漏斗下 端要紧靠烧杯内壁；滤纸要低于漏斗边缘；溶液要低于滤纸边缘。 多媒体展示图 1 图 2师：得到的滤液中含有食盐，如何得到食盐晶体？生：蒸发所得的滤液。师：在蒸发操作中要使用哪些仪器？生：带铁圈的铁架台、蒸发皿、玻璃棒、酒精灯。师：在蒸发操作中要注意哪些问题？生：热的蒸发皿不能直接放在实验台上，以免烫坏实验台或遇实验台上冷水引起蒸发皿炸裂，如果 确要立即放在实验台上，要垫上石棉网； 在加热至有大量食盐析出时，要改用小火加热； 在蒸发过程中要不断搅拌。 （多媒体展示实验装置）师：搞清了原理和注意事项后，下面我们就来观察完成这个实验。3多媒体展示 实验 1-1 实验名称：粗盐的提纯 实验目的：除去粗盐中混有的泥沙 实验药品与装置： 4 g 粗盐、12 mL 水、铁架台（带铁圈） 、烧杯、玻璃棒、滤纸、酒精灯、漏斗、蒸发皿 实验步骤（请写出具体操作方法及现象）实验步骤实验现象（1）溶解：称取约 4 g 粗盐加到盛有约 12 mL 水的烧杯中， 边加边用玻璃棒搅拌，直至粗盐不再溶解为止（2）过滤：将烧杯中的液体沿玻璃棒倒入过滤器中，过滤器 中的液面不能超过滤纸的边缘。若滤液浑浊，再过滤一次（3）蒸发：将滤液倒入蒸发皿中，然后用酒精灯加热，同时 用玻璃棒不断搅拌溶液，待出现较多固体时停止加热师：下面请同学们分组，按照我们刚才分析的实验步骤进行实验。 学生分组实验师：对各小组实验情况进行评价。刚才有一组同学的实验速度比较快，当其他组的 NaCl 还没有溶解 时，这组同学的 NaCl 已经溶解了。请大家思考在实验时如何加快溶解速度？生：将食盐研碎； 在溶解过程中不断搅拌； 可以加热促进食盐溶解。师：回答得很好，在实验中我们常用研碎固体物质、不断搅拌和适当加热的方法加速物质溶解。师：通过本实验你还能得到哪些结论？生：通过过滤可以除去液体中不溶性杂质；蒸发也可以分离某些物质。师：回答得很好。请同学们思考：利用上述方法制得的食盐是不是就是纯净的 NaCl？可能还有什么 杂质没有除去？用什么方法可以检验出它们呢？ 多媒体展示 海水的主要成分海水中的成分可以划分为五类： 1.主要成分(大量、常量元素)：指海水中浓度大于 1×10-6mg/kg 的成分。属于此类的有阳离子Na+、K+、Ca2+、Mg2+和 Sr2+五种，阴离子有 Cl-、2 4SO、Br-、 3HCO（2 3CO） 、F-五种，还有以分子形式存在的 H3BO3，其总和占海水盐分的 99.9，所以称为主要成分。由于这些成分在海水中的含量较大，各成分的浓度比例近似恒定，生物活动和总盐度变化对其影响 都不大，所以称为保守元素。海水中的 Si 含量有时也大于 1 mg/kg，但是由于其浓度受生物活动影响较大，性质不稳定，属于非保 守元素，因此讨论主要成分时不包括 Si。 2.溶于海水的气体成分，如氧、氮及稀有气体等。 3.营养元素(营养盐、生源元素)：主要是与海洋植物生长有关的元素，通常是指 N、P 及 Si 等。这些元素 在海水中的含量经常受到植物活动的影响，其含量很低时，会限制植物的正常生长，所以这些元素对生 物有重要意义。44.微量元素：在海水中含量很低，但又不属于营养元素者。 5.海水中的有机物质：如氨基酸、腐殖质、叶绿素等。师：通过上述资料我们可以看出：利用上述方法制得的固体中还含有可溶性的 CaCl2、MgCl2以及一 些硫酸盐等杂质。我们如何检验它们呢？生：看书 P7“资料卡片”，并讨论。师：在进行物质检验时，我们采取的步骤是什么？生：先对试样的外观进行观察，确定其颜色、状态、气味等；当试样是固体时，有时需要先将少量 试样配成溶液，观察溶解后溶液的颜色、在溶解过程中有无气体产生、有无沉淀生成以及沉淀的颜色等。师：当试样是固体时，为何要先配成溶液？生：固体配成溶液后反应物之间接触充分，溶液间反应比较快。师：有些固体溶解后会变成离子，离子间的反应比较快。师：展示 CaCl2、MgCl2、Na2SO4固体样品，将它们溶解后配成溶液。生：观察 NaCl 溶液与上述三种溶液外观。师：CaCl2、MgCl2、Na2SO4溶液与 NaCl 溶液在外观上没有什么区别，在它们溶于水的过程中也没 有明显的变化。要想检验它们的存在，我们可以通过检验溶液中的离子来确定某些物质的成分。下面我们利用化学方法来检验实验 11得到的盐中是否含有2 4SO。师：可利用离子间的特征反应对离子进行检验，如利用生成气体、沉淀、溶液颜色变化等明显的实验现象进行离子的确定。请同学们参考 P7“资料卡片”，思考如何检验2 4SO。生：交流讨论。师：哪位同学来说说如何检验2 4SO？生：用稀硝酸酸化的 BaCl2溶液。师：为什么要用稀硝酸酸化？这是为了排除杂质离子的干扰。看看“资料卡片”中还有哪些离子能与 Ba2+生成沉淀？生：还有2 3CO也会与 Ba2+生成沉淀师：除了 BaCl2外，还能否选用其他含 Ba2+的试剂？生：还可以选用 Ba(NO3)2溶液。师：行是行，但同学们别忘了，当用硝酸酸化和加入 Ba(NO3)2溶液时，溶液中又引入硝酸根离子。 怎么办？生：用盐酸酸化的 BaCl2溶液。师：很好。师：能否将实验 1-1中的 NaCl 固体全溶于水后，直接加入酸化的 BaCl2溶液？生：不能，因为检出2 4SO后整个溶液中又引入杂质离子，不能再做其他用途了。师：很好。在检验试样或配好的试样溶液中是否含有某种物质时，每次应取少量进行检验，不能将 检测试剂一次加入全部待检验试样或配好的试样溶液中。 多媒体展示5实验 12实验名称：2 4SO的检验实验目的：检验实验 1-1 中所得 NaCl 中是否含有2 4SO实验药品与装置： 0.5 g 实验 11 中所得的食盐、2 mL 水、BaCl2溶液、稀盐酸、试管、胶头滴管 实验步骤 1.取实验 11 得到的盐约 0.5 g 放入试管中，向试管中加入约 2 mL（两滴管）水配成溶液。 2.滴入几滴稀盐酸溶液 3.滴入几滴 BaCl2（氯化钡）溶液 实验现象：生：分组实验，观察现象。师：利用2 4SO与 Ba2+反应生成白色沉淀的现象，我们可以检验出上述食盐中确实含有2 4SO。Na2SO4与 BaCl2反应后，除生成 BaSO4沉淀外，还生成什么物质？你能利用原子守恒写出这个反应的化 学方程式吗？生：除生成 BaSO4沉淀外还能生成 NaCl。 板书Na2SO4+ BaCl2=BaSO4+2NaCl师：通过上述简单的溶解、过滤和蒸发操作得到的盐中仍含有可溶性杂质 CaCl2、MgCl2及一些硫酸 盐等。利用化学方法，我们也可以检验出上述盐中的其他离子。实际上，在提纯粗盐时，将不溶性杂质 过滤后还应进一步除去这些可溶性杂质。请同学们思考如何除去这些可溶性杂质。 多媒体展示 1.化学方法除杂的原则是：不增（不引入新的杂质） 、不减（不损耗样品） 、易分（容易分离） 、易复原 （变化后再回到目标物） 。 2.除杂的思路：选择那些易与杂质反应生成气体或沉淀的物质为试剂，然后再根据“不增”的原则确定加入 试剂顺序。 3.为将杂质除尽，所加除杂试剂一般应过量。 思考与交流生：杂质加入试剂离子离子方程式硫酸盐稀硝酸酸化的 BaCl2MgCl2OH-、2 3COCaCl2OH-、2 4SO、2 3CO师：在上述试样中所含的 Ca2+、Mg2+浓度很小，若生成微溶物，不易将它们除去，因此我们最好选 用生成完全不溶物的试剂。生：除去 Mg2+可选用 NaOH 溶液；除去 Ca2+可选用 Na2CO3溶液。师：能不能选用 KOH 溶液呢？生：不能，因为选 KOH 溶液将引入 K+杂质。6师：所选试剂的加入顺序如何？ 板书师：从上述图表可以看出：在除去 Ca2+、Mg2+、2 4SO的同时又引入了2 3CO、OH-。有什么方法将它们除去？生：继续加入盐酸。师：很好，加入盐酸后，可将2 3CO与 OH-除去，但又会引入 H+。谁也不想买来的食盐里混有盐酸吧！生：再加些 NaOH 中和过量的盐酸。师：这好像是在和面：水多了加些面，面多了加些水。什么时候能正好呢？生：NaCl 溶液呈中性，盐酸呈酸性，所以加入的盐酸只要使溶液呈中性就可以了。师：很好，怎样知道溶液呈中性了呢？生：测溶液的 pH。师：什么时候测呢？生：加入一定量盐酸后不断测溶液的 pH。师：除了上述加入试剂顺序外，还能不能有其他顺序？生：先加入 NaOH，再加入 BaCl2，然后加入 Na2CO3，最后加入盐酸；先加入 Na2CO3，再加入 NaOH，然后加入 BaCl2，最后加入盐酸； 先加入 BaCl2，再加入 Na2CO3，然后加入盐酸，最后加入 NaOH师：这些方案有些是可行的，有些是行不通的。下面我们就按各自的方案分组实验，用事实来说话。生：按各自设计的方案进行分组实验。师：第二个设计的方案中引入杂质 Ba2+。实验进行到现在，得到的 NaCl 基本上较为纯净了。请同学 们写出上述反应的有关化学方程式。生：MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2+2NaClCaCl2+Na2CO3=CaCO3+2NaCl 课堂小结这节课我们重点学习了物质分离和提纯的基本操作过滤和蒸发，同时还初步学习了用化学方法 检验离子的基本原理和方法。下节课我们将继续学习另外两种分离与提纯方法：蒸馏和萃取。 板书设计板书设计 二、混合物的分离和提纯 1.过滤和蒸发Na2SO4+BaCl2=BaSO4+2NaClMgCl2+2NaOH=Mg(OH)2+2NaCl CaCl2+Na2CO3=CaCO3+2NaCl 活动与探究活动与探究 1.常用的分离与提纯方法还有哪些？72.实验员在课前临时给化学老师准备了一套实验药品：NaOH 溶液、氨水、CuSO4溶液、AgNO3溶液、稀 HNO3溶液。由于时间仓促，所有的试剂瓶上都没有贴上标签。但这位老师在实验时每次都能准确地选取 药品，他辨认药品的方法是怎样的呢？ 随堂练习随堂练习 一、选择题 1.限用一种试剂即可区别 Na2S、Na2SO3、Na2CO3三种溶液，应选用（ ） A.BaCl2 B.NH3·H2O C.AgNO3 D.HCl 答案答案:D 2.提纯含有少量硝酸钡杂质的硝酸钾溶液，可以使用的方法为（ ） A.加入过量碳酸钠溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸 B.加入过量硫酸钾溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸 C.加入过量硫酸钠溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸 D.加入过量碳酸钾溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸 答案答案:D 3.某溶液含有较多的 Na2SO4 和少量的 Fe2(SO4)3，若用该溶液制取芒硝,可供选择的操作有:加适量 H2SO4 溶液；加金属 Na；结晶；加过量 NaOH；加强热脱结晶水；过滤。正确的操作步骤是 （ ）A. B. C. D. 答案答案:B 4.为实现我国 2000 年消除碘缺乏病的目标,卫生部规定食盐必须加碘,其中的碘以碘酸钾(KIO3)形式存在。已知溶液中 3IO可以与 I发生如下的反应： 3IO+5I-+6H=3I2+3H2O，据此反应，可用试剂和一些生活中常见的物质进行试验，证明在食盐在存在着 3IO。可供选用的物质是:自来水 蓝色石蕊试纸 碘化钾淀粉试纸 淀粉 食糖 食醋 白酒。进行上述实验时必须使用的物质是( )A. B. C. D. 答案答案:B 二、填空题 5.Cu+在酸性溶液中不稳定,可发生自身氧化还原反应生成 Cu2+和 Cu。现有浓硫酸、浓硝酸、稀硫酸、稀 硝酸、FeCl3稀溶液及 pH 试纸,而没有其他试剂。简述如何用最简便的实验方法来检验 CuO 经氢气还原所 得到的红色产物中是否含有碱性氧化物 Cu2O。_。 答案答案:取少量该红色产物放入稀硫酸中(振荡)，若溶液变为蓝色,说明产物中有 Cu2O;若溶液不变色,说明产 物中无 Cu2O。 6.我市某企业排放的废水中约含有 15%的 FeSO4、7%的 H2SO4、0.50%的 Ag2SO4、0.34%的 Al2(SO4)3及一 些污泥。某研究性学习课题组为了帮助该企业科学处理污水，拟利用该厂的废铁屑（有少量锈斑） 、烧碱 溶液和硫酸处理此污水，回收 FeSO4·7H2O 和 Ag。经查阅资料，FeSO4和 Al2(SO4)3在水中的溶解度如下：温度/01020304050FeSO4溶解度/g15.620.526.532.940.248.6Al2（SO4）3溶解度 /g31.233.536.440.445.752.28.完成得到 Ag 的实验方案： (1)将带有锈斑的废铁屑先后用热的烧碱溶液和热水进行洗涤，以洗去油污。 (2)将工厂废水过滤，用少量水洗涤滤渣，洗涤液并入滤液后保留待用。 (3)向(2)滤液中加入稍过量的洗涤过的废铁屑，其中发生反应的离子方程式是_。 (4)_，分离出 Ag。.完成除去 Al3+，得到主要成分为 FeSO4·7H2O 晶体的实验方案。 (5)将第(3)步与第(4)步所得滤液混合后，加入少量硫酸至混合液的 pH 为 34 后， _，滤出 FeSO4·7H2O 晶体。 答案答案:（3）Fe+2Ag+Fe2+=+2Ag，Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2O， Fe+2Fe3+=3Fe2+， Fe+2H+=Fe2+H2 （4）将(3)的滤渣溶入足量的稀硫酸过滤，滤液保留待用 （5）将溶液加热、蒸发浓缩、冷却结晶