2019-2020年高考化學(xué) 化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本方法 第2課時(shí)教案.doc

2019-2020年高考化學(xué) 化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本方法 第2課時(shí)教案三維目標(biāo)知識(shí)與技能1.食鹽提純的基本操作。2.常用離子檢驗(yàn)方法。過程與方法1.初步學(xué)會(huì)物質(zhì)的檢驗(yàn)、分離和提純的基本實(shí)驗(yàn)技能。2.學(xué)會(huì)規(guī)范性地進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法。情感、態(tài)度與價(jià)值觀加強(qiáng)對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的體驗(yàn)，獲得對(duì)實(shí)驗(yàn)科學(xué)方法的正確認(rèn)識(shí)。教學(xué)重點(diǎn)1.食鹽的過濾與蒸發(fā)操作2.離子的檢驗(yàn)方法與順序教學(xué)難點(diǎn)離子的檢驗(yàn)教具準(zhǔn)備多媒體課件、投影儀、鐵架臺(tái)、漏斗、燒杯、酒精燈、蒸發(fā)皿教學(xué)過程新課引入師：在我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常會(huì)遇到將混合物分離的情況，如淘米是淘去米中的沙子，洗菜是洗去菜上的泥土等。自然界中的物質(zhì)絕大多數(shù)以混合物的形式存在。為了利用其中某一組分或研究其性質(zhì)，常需要從混合物中將某物質(zhì)分離出來。這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)混合物的分離和提純常用方法。板書 二、混合物的分離和提純推進(jìn)新課師：我們都聽過“吹盡黃沙始見金”，你知道淘金者怎樣將金子從沙中淘出來的嗎？（多媒體播放淘金錄像）思考與交流1.通過淘金錄像，你能不能說出淘金者利用什么性質(zhì)將金子從沙里分出來的？生1：沙子和金子的密度不同。生2：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.如果有鐵屑和銅屑的混合物，你能用哪些方法將鐵屑分離除去？生1：用淘金的方法將鐵屑和銅屑分離。生2：用磁鐵將鐵吸出，剩下的就是銅。生3：加些鹽酸，F(xiàn)e能與鹽酸反應(yīng)而銅不與鹽酸反應(yīng)；剩下的就是銅。師：在工業(yè)生產(chǎn)和科研中常用到物質(zhì)的分離與提純。例如，研究某一種酸、堿、鹽或金屬的性質(zhì)，要用較純的試樣；又如，我們?nèi)粘Ｊ秤玫木}，就是將粗鹽中的雜質(zhì)除掉后得到的。在工業(yè)生產(chǎn)中，分離和提純物質(zhì)要用到多種大型設(shè)備，但所依據(jù)的原理與我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中常用的方法大致相同，而且，工業(yè)設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)的數(shù)據(jù)往往要靠小型實(shí)驗(yàn)來提供。師：在分離和提純物質(zhì)時(shí)，要除掉雜質(zhì)。化學(xué)上所指的雜質(zhì)都是有害和無(wú)價(jià)值的嗎？你能舉例說明嗎？生1：不一定，如上題中要除去銅中的鐵，鐵就不是有害的。生2：淘金者淘去的沙子也是有用的。生3：有些雜質(zhì)是有害的。如除去蔬菜上殘留的農(nóng)藥，農(nóng)藥就是有害的物質(zhì)。師：常用的分離和提純方法有哪些？生1：過濾。生2：蒸發(fā)。生3：結(jié)晶。生4：洗氣瓶洗氣。生5：用酸除去雜質(zhì)。生6：用H2還原CuO以除去Cu中混有的CuO。師：這些方法是依據(jù)什么性質(zhì)進(jìn)行分離和提純的？生1：物理性質(zhì)。生2：溶解性、密度、溶解度。生3：化學(xué)性質(zhì)。生4：有些物質(zhì)能與酸反應(yīng)，有些物質(zhì)能與堿反應(yīng)。生5：有些物質(zhì)具有氧化還原性。師：分離和提純的方法有多種，在遇到具體問題時(shí)，我們要學(xué)會(huì)選用正確的分離與提純的方法。下面我們先利用初中學(xué)過的方法來提純粗鹽。板書1.過濾和蒸發(fā)多媒體展示用海水曬鹽或用井水、湖水煮鹽，得到的粗鹽中含有較多的雜質(zhì)，如不溶性的泥沙，可溶性的CaCl2、MgCl2以及一些硫酸鹽等。師：如何除去食鹽中混有的泥沙？生：由于食鹽能溶于水而泥沙不溶于水，故可用過濾的方法除去泥沙。師：在進(jìn)行過濾操作時(shí)，要使用哪些儀器？生：鐵架臺(tái)、漏斗、燒杯、玻璃棒、濾紙。師：在進(jìn)行過濾操作時(shí)要注意哪些問題？生1：濾紙要緊貼漏斗。生2：向漏斗中加入溶液時(shí)，要用玻璃棒引流。生3：玻璃棒要靠在濾紙三層處。生4：漏斗下端要緊靠燒杯內(nèi)壁。生5：濾紙要低于漏斗邊緣。生6：溶液要低于濾紙邊緣。多媒體展示師：得到的濾液中含有食鹽，如何得到食鹽晶體？生：蒸發(fā)所得的濾液。師：在蒸發(fā)操作中要使用哪些儀器？生：帶鐵圈的鐵架臺(tái)、蒸發(fā)皿、玻璃棒、酒精燈。師：在蒸發(fā)操作中要注意哪些問題？生1：熱的蒸發(fā)皿不能直接放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，以免燙壞實(shí)驗(yàn)臺(tái)或遇實(shí)驗(yàn)臺(tái)上冷水引起蒸發(fā)皿炸裂。如果確要立即放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，要墊上石棉網(wǎng)。生2：在加熱至有大量食鹽析出時(shí)，要改用小火加熱。生3：在蒸發(fā)過程中要不斷攪拌。（多媒體展示實(shí)驗(yàn)裝置）師：搞清了原理和注意事項(xiàng)后，下面我們就來完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)。多媒體展示實(shí)驗(yàn)11實(shí)驗(yàn)名稱：粗鹽的提純實(shí)驗(yàn)?zāi)康模撼ゴ蛀}中混有的泥沙實(shí)驗(yàn)藥品與裝置：4 g粗鹽、12 mL水、鐵架臺(tái)（帶鐵圈）、燒杯、玻璃棒、濾紙、酒精燈、漏斗、蒸發(fā)皿實(shí)驗(yàn)步驟（請(qǐng)寫出具體操作方法及現(xiàn)象）實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（1）溶解：稱取約4 g粗鹽加到盛有約12 mL水的燒杯中，邊加邊用玻璃棒攪拌，直至粗鹽不再溶解為止（2）過濾：將燒杯中的液體沿玻璃棒倒入過濾器中，過濾器中的液面不能超過濾紙的邊緣。若濾液渾濁，再過濾一次（3）蒸發(fā)：將濾液倒入蒸發(fā)皿中，然后用酒精燈加熱，同時(shí)用玻璃棒不斷攪拌溶液，待出現(xiàn)較多固體時(shí)停止加熱師：下面請(qǐng)同學(xué)們分組，按照我們剛才分析的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)師：對(duì)各小組實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。剛才有一組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)速度比較快，當(dāng)其他組的NaCl還沒有溶解時(shí)，這組同學(xué)的NaCl已經(jīng)溶解了。請(qǐng)大家思考在實(shí)驗(yàn)時(shí)如何加快溶解速度？生1：將食鹽研碎生2：在溶解過程中不斷攪拌生3：可以加熱促進(jìn)食鹽溶解師：回答得很好，在實(shí)驗(yàn)中我們常用研碎固體物質(zhì)、不斷攪拌和適當(dāng)加熱的方法加速物質(zhì)溶解。師：通過本實(shí)驗(yàn)?zāi)氵€能得到哪些結(jié)論？生：通過過濾可以除去液體中不溶性雜質(zhì)生：蒸發(fā)也可以分離某些物質(zhì)。師：回答得很好。請(qǐng)同學(xué)們思考：利用上述方法制得的食鹽是不是就是純凈的NaCl？可能還有什么雜質(zhì)沒有除去？用什么方法可以檢驗(yàn)出它們呢？多媒體展示海水的主要成分海水中的成分可以劃分為五類：1.主要成分（大量、常量元素）：指海水中濃度大于1106 mg/kg的成分。屬于此類的有陽(yáng)離子Na+、K+、Ca2+、Mg2+和Sr2+五種，陰離子有Cl、SO、Br、HCO（CO）、F五種，還有以分子形式存在的H3BO3，其總和占海水鹽分的99.9，所以稱為主要成分。由于這些成分在海水中的含量較大，各成分的濃度比例近似恒定，生物活動(dòng)和總鹽度變化對(duì)其影響都不大，所以稱為保守元素。海水中的Si含量有時(shí)也大于1 mg/kg，但是由于其濃度受生物活動(dòng)影響較大，性質(zhì)不穩(wěn)定，屬于非保守元素，因此討論主要成分時(shí)不包括Si。2.溶于海水的氣體成分，如氧、氮及惰性氣體等。3.營(yíng)養(yǎng)元素（營(yíng)養(yǎng)鹽、生源元素）：主要是與海洋植物生長(zhǎng)有關(guān)的元素，通常是指N、P及Si等。這些元素在海水中的含量經(jīng)常受到植物活動(dòng)的影響，其含量很低時(shí)，會(huì)限制植物的正常生長(zhǎng)，所以這些元素對(duì)生物有重要意義。4.微量元素：在海水中含量很低，但又不屬于營(yíng)養(yǎng)元素者。5.海水中的有機(jī)物質(zhì)：如氨基酸、腐殖質(zhì)、葉綠素等。師：通過上述資料我們可以看出：利用上述方法制得的固體中還含有可溶性的CaCl2、MgCl2以及一些硫酸鹽等雜質(zhì)。我們?nèi)绾螜z驗(yàn)它們呢？生：看書P6“資料卡片”，并討論。師：在進(jìn)行物質(zhì)檢驗(yàn)時(shí)，我們采取的步驟是什么？生1：先對(duì)試樣的外觀進(jìn)行觀察，確定其顏色、狀態(tài)、氣味等。生2：當(dāng)試樣是固體時(shí)，有時(shí)需要先將少量試樣配成溶液，觀察溶解后溶液的顏色、在溶解過程中有無(wú)氣體產(chǎn)生、有無(wú)沉淀生成以及沉淀的顏色等。師：當(dāng)試樣是固體時(shí)，為何要先配成溶液？生1：固體配成溶液后表面積增大。生2：溶液間反應(yīng)比較快。師：有些固體溶解后會(huì)變成離子，離子間的反應(yīng)比較快。師：展示CaCl2、MgCl2、Na2SO4固體樣品，將它們?nèi)芙夂笈涑扇芤骸Ｉ河^察NaCl溶液與上述三種溶液外觀。師：CaCl2、MgCl2、Na2SO4溶液與NaCl溶液在外觀上沒有什么區(qū)別，在它們?nèi)苡谒倪^程中也沒有明顯的變化。要想檢驗(yàn)它們的存在，我們可以通過檢驗(yàn)溶液中的離子來確定某些物質(zhì)的成分。下面我們利用化學(xué)方法來檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)11得到的鹽中是否含有SO。師：可利用離子間的特征反應(yīng)對(duì)離子進(jìn)行檢驗(yàn)，如利用生成氣體、沉淀、溶液顏色變化等明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行離子的確定。請(qǐng)同學(xué)們參考P7“資料卡片”，思考如何檢驗(yàn)SO。生：交流討論。師：哪位同學(xué)來說說如何檢驗(yàn)SO？生：用稀硝酸酸化的BaCl2。師：為什么要用稀硝酸酸化？這是為了排除雜質(zhì)離子的干擾?？纯础百Y料卡片”中還有哪些離子能與Ba2+生成沉淀？生：還有CO也會(huì)與Ba2+生成沉淀師：除了BaCl2外，還能否選用其他含Ba2+的試劑？生：還可以選用Ba（NO3）2溶液。師：行是行，但同學(xué)們別忘了，當(dāng)用硝酸酸化和加入Ba（NO3）2溶液時(shí)，溶液中又引入硝酸根離子。怎么辦？生：用鹽酸酸化后加入BaCl2溶液。師：很好。師：能否將實(shí)驗(yàn)11中的NaCl固體全溶于水后，直接加入酸化的BaCl2？生：不能，因?yàn)闄z出SO后整個(gè)溶液中又引入雜質(zhì)離子，不能再做其他用途了。師：很好。在檢驗(yàn)試樣或配好的試樣溶液中是否含有某種物質(zhì)時(shí)，每次應(yīng)取少量進(jìn)行檢驗(yàn)，不能將檢測(cè)試劑一次加入全部待檢驗(yàn)試樣或配好的試樣溶液中。多媒體展示實(shí)驗(yàn)12實(shí)驗(yàn)名稱：SO的檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簷z驗(yàn)實(shí)驗(yàn)11中所得NaCl中是否含有SO實(shí)驗(yàn)藥品與裝置：0.5 g實(shí)驗(yàn)11中所得的食鹽、2 mL水、BaCl2溶液、稀硝酸、試管、膠頭滴管實(shí)驗(yàn)步驟1.取實(shí)驗(yàn)11得到的鹽約0.5 g放入試管中，向試管中加入約2 mL（兩滴管）水配成溶液。2.滴入幾滴稀硝酸溶液3.滴入幾滴BaCl2（氯化鋇）溶液實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：生：分組實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象。師：利用SO與Ba2+反應(yīng)生成白色沉淀的現(xiàn)象，我們可以檢驗(yàn)出上述食鹽中確實(shí)含有SO。Na2SO4與BaCl2反應(yīng)后，除生成BaSO4沉淀外，還生成什么物質(zhì)？你能利用原子守恒寫出這個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式嗎？生：除生成BaSO4沉淀外還能生成NaCl。板書Na2SO4+BaCl2=BaSO4+2NaCl師：通過上述簡(jiǎn)單的溶解、過濾和蒸發(fā)操作得到的鹽中仍含有可溶性雜質(zhì)CaCl2、MgCl2及一些硫酸鹽等。利用化學(xué)方法，我們也可以檢驗(yàn)出上述鹽中的其他離子。實(shí)際上，在提純粗鹽時(shí)，將不溶性雜質(zhì)過濾后還應(yīng)進(jìn)一步除去這些可溶性雜質(zhì)。請(qǐng)同學(xué)們思考如何除去這些可溶性雜質(zhì)。多媒體展示1.化學(xué)方法除雜的原則是：不增（不引入新的雜質(zhì)）、不減（不損耗樣品）、易分（容易分離）、復(fù)原（變化后再回到目標(biāo)物）。2.除雜的思路：選擇那些易與雜質(zhì)反應(yīng)生成氣體或沉淀的物質(zhì)為試劑，然后再根據(jù)“不增”的原則確定加入試劑順序。3.為將雜質(zhì)除盡，所加除雜試劑一般應(yīng)過量。思考與交流生：雜質(zhì)加入試劑離子離子方程式硫酸鹽稀硝酸酸化的BaCl2MgCl2OH、COCaCl2OH、SO、CO師：在上述試樣中所含的Ca2+、Mg2+濃度很小，若生成微溶物，不易將它們除去，因些我們最好選用生成完全不溶物的試劑。生：除去Mg2+可選用NaOH溶液。生：除去Ca2+可選用Na2CO3溶液。師：能不能選用KOH溶液呢？生：不能，因?yàn)檫xKOH溶液將引入K+雜質(zhì)。師：所選試劑的加入順序如何？板書師：從上述圖表可以看出：在除去Ca2+、Mg2+、SO的同時(shí)又引入了CO、OH。有什么方法將它們除去？生：繼續(xù)加入鹽酸。師：很好，加入鹽酸后，可將CO與OH除去，但又會(huì)引入H+。誰(shuí)也不想買來的食鹽里混有鹽酸吧！生：再加些NaOH中和過量的鹽酸。師：這好像是在和面：水多了加些面，面多了加些水。什么時(shí)候能正好呢？生：NaCl溶液呈中性，鹽酸呈酸性，所以加入的鹽酸只要使溶液呈中性就可以了。師：很好，怎樣知道溶液呈中性了呢？生：測(cè)溶液的pH。師：什么時(shí)候測(cè)呢？生：加入一定量鹽酸后不斷測(cè)溶液的pH。師：除了上述加入試劑順序外，還能不能有其他順序？生1：先加入NaOH，再加入 BaCl2，然后加入Na2CO3，最后加入鹽酸。生2：先加入Na2CO3，再加入NaOH，然后加入BaCl2，最后加入鹽酸。生3：先加入BaCl2，再加入Na2CO3，然后加入鹽酸，最后加入NaOH。師：這些方案有些是可行的，有些是行不通的。下面我們就按各自的方案分組實(shí)驗(yàn)，用事實(shí)來說話。生：按各自設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。師：生2設(shè)計(jì)的方案中引入雜質(zhì)Ba2+。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到現(xiàn)在，得到的NaCl基本上較為純凈了。請(qǐng)同學(xué)們寫出上述反應(yīng)的有關(guān)化學(xué)方程式。生：MgCl2+2NaOH=Mg（OH）2+2NaClCaCl2+Na2CO3=CaCO3+2NaCl課堂小結(jié)這節(jié)課我們重點(diǎn)學(xué)習(xí)了物質(zhì)分離和提純的基本操作過濾和蒸發(fā)，同時(shí)還初步學(xué)習(xí)了用化學(xué)方法檢驗(yàn)離子的基本原理和方法。下節(jié)課我們將繼續(xù)學(xué)習(xí)另外兩種分離與提純方法：蒸餾和萃取。布置作業(yè)1.教材P10 3、4板書設(shè)計(jì)二、混合物的分離和提純1.過濾和蒸發(fā)Na2SO4+BaCl2=BaSO4+2NaClMgCl2+2NaOH=Mg（OH）2+2NaClCaCl2+Na2CO3=CaCO3+2NaCl活動(dòng)與探究1.常用的分離與提純方法還有哪些？2.實(shí)驗(yàn)員在課前臨時(shí)給化學(xué)老師準(zhǔn)備了一套實(shí)驗(yàn)藥品：NaOH溶液、氨水、CuSO4溶液、AgNO3溶液、稀HNO3溶液。由于時(shí)間倉(cāng)促，所有的試劑瓶上都沒有貼上標(biāo)簽。但這位老師在實(shí)驗(yàn)時(shí)每次都能準(zhǔn)確地選取藥品，他辨認(rèn)藥品的方法是怎樣的呢？隨堂練習(xí)一、選擇題1.限用一種試劑即可區(qū)別Na2S、Na2SO3、Na2CO3三種溶液，應(yīng)選用A.BaCl2 B.NH3H2O C.AgNO3 D.HCl答案：D2.提純含有少量硝酸鋇雜質(zhì)的硝酸鉀溶液，可以使用的方法為A.加入過量碳酸鈉溶液，過濾，除去沉淀，溶液中補(bǔ)加適量硝酸B.加入過量硫酸鉀溶液，過濾，除去沉淀，溶液中補(bǔ)加適量硝酸C.加入過量硫酸鈉溶液，過濾，除去沉淀，溶液中補(bǔ)加適量硝酸D.加入過量碳酸鉀溶液，過濾，除去沉淀，溶液中補(bǔ)加適量硝酸答案：D3.某溶液含有較多的Na2SO4 和少量的Fe2（SO4）3 ，若用該溶液制取芒硝，可供選擇的操作有：加適量H2SO4 溶液 加金屬Na 結(jié)晶 加過量NaOH 加強(qiáng)熱脫結(jié)晶水 過濾。正確的操作步驟是A.B.C.D.答案：B4.為實(shí)現(xiàn)我國(guó)xx年消除碘缺乏病的目標(biāo)，衛(wèi)生部規(guī)定食鹽必須加碘，其中的碘以碘酸鉀（KIO3）形式存在。已知溶液中IO可以與I發(fā)生如下的反應(yīng)：IO+5I+6H+=3I2+3H2O，據(jù)此反應(yīng)，可用試劑和一些生活中常見的物質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn)，證明在食鹽在存在著IO3。可供選用的物質(zhì)是：自來水 藍(lán)色石蕊試紙 碘化鉀淀粉試紙 淀粉 食糖 食醋 白酒。進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)時(shí)必須使用的物質(zhì)是A.B.C.D.答案：B二、填空題5.Cu+在酸性溶液中不穩(wěn)定，可發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)生成Cu2+和Cu?，F(xiàn)有濃硫酸、濃硝酸、稀硫酸、稀硝酸、FeCl3稀溶液及pH試紙，而沒有其他試劑。簡(jiǎn)述如何用最簡(jiǎn)便的實(shí)驗(yàn)方法來檢驗(yàn)CuO經(jīng)氫氣還原所得到的紅色產(chǎn)物中是否含有堿性氧化物Cu2O。_。答案：取少量該紅色產(chǎn)物放入稀硫酸，（振蕩）若溶液變?yōu)樗{(lán)色，說明產(chǎn)物中有Cu2O；若溶液不變色，說明產(chǎn)物中無(wú)Cu2O。6.我市某企業(yè)排放的廢水中約含有15%的FeSO4、7%的H2SO4、0.50%的Ag2SO4、0.34%的Al2（SO4）3及一些污泥。某研究性學(xué)習(xí)課題組為了幫助該企業(yè)科學(xué)處理污水，擬利用該廠的廢鐵屑（有少量銹斑）、燒堿溶液和硫酸處理此污水，回收FeSO47H2O和Ag。經(jīng)查閱資料，F(xiàn)eSO4和Al2（SO4）3在水中的溶解度如下：溫度/01020304050FeSO4溶解度/g15.620.526.532.940.248.6Al2（SO4）3溶解度/g31.233.536.440.445.752.2.完成得到Ag的實(shí)驗(yàn)方案：（1）將帶有銹斑的廢鐵屑先后用熱的燒堿溶液和熱水進(jìn)行洗滌，以洗去油污。（2）將工廠廢水過濾，用少量水洗滌濾渣，洗滌液并入濾液后保留待用。（3）向（2）濾液中加入稍過量的洗滌過的廢鐵屑，其中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_。（4）_，分離出Ag。.完成除去Al3+，得到主要成分為FeSO47H2O晶體的實(shí)驗(yàn)方案。（5）將第（3）步與第（4）步所得濾液混合后，加入少量硫酸至混合液的pH為34后，_，濾出FeSO47H2O晶體。答案：（3）Fe+2Ag+=Fe2+2Ag，F(xiàn)e2O3+6H+=2Fe3+3H2O， Fe+2Fe3+=3Fe2+，F(xiàn)e+2H+=Fe2+H2（4）將（3）的濾渣溶入足量的稀硫酸過濾，濾液保留待用（5）將溶液加熱、蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶