高中化學 第1章 從實驗學化學 第1節(jié) 化學實驗基本方法教案 新人教版必修1

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1、 第一章 從實驗學化學 一、教學目標 1.樹立安全意識，初步形成良好的實驗習慣，并能識別一些化學品安全標識。 2.通過粗鹽提純實驗，進一步掌握溶解、過濾、蒸發(fā)等基本操作，在此基礎(chǔ)上練習蒸餾、萃取等分離方法。并通過實驗中雜質(zhì)離子的檢驗與除雜質(zhì)方法的討論，加深對提純操作原理和方法的理解。 3.了解摩爾質(zhì)量的概念，理解物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量與物質(zhì)的質(zhì)量的關(guān)系。 4.理解物質(zhì)的量濃度的概念，掌握一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制方法和應(yīng)用。 5.體驗科學探究的過程，學習運用以實驗為基礎(chǔ)的實證研究方法。 二、內(nèi)容分析 1.地位和功能 根據(jù)課程標準所確定的“內(nèi)容標準”，在必修課程的6個主題“認識化

2、學科學”“化學實驗基礎(chǔ)”“常見無機物及其應(yīng)用”“物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)”“化學反應(yīng)與能量”“化學與可持續(xù)發(fā)展”中“化學實驗基礎(chǔ)”是必修課程內(nèi)容的核心?；瘜W是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學，要讓學生學好化學，首先要了解化學學科的這一特征，并引導學生通過實驗去學習化學。實驗是了解無機物性質(zhì)的最好方法，也是認識元素周期律的最佳途徑；通過實驗可以感受化學反應(yīng)與能量的關(guān)系，認識并研究能量的利用問題；通過實驗還能切實了解材料、環(huán)境、綠色化學等問題。教科書把化學實驗列為第一章體現(xiàn)了課程標準所反映的教學思想。 此外，教科書不僅把“化學實驗”作為專題內(nèi)容，還把它安排在第一章，突出了化學實驗的基礎(chǔ)性，既起到與初中化學實驗以及化學

3、知識的銜接，又為高中化學新知識的學習穿針引線，通過實驗把學生引入化學世界，由此決定了本章教學內(nèi)容的基礎(chǔ)性和重要性。 2.內(nèi)容結(jié)構(gòu) 本章以化學實驗方法和技能為主要內(nèi)容和線索，結(jié)合基本概念等化學基礎(chǔ)知識，將實驗方法、實驗技能與化學基礎(chǔ)知識緊密結(jié)合。 全章包括兩節(jié)內(nèi)容，第一節(jié)“化學實驗基本方法”在強調(diào)化學實驗安全性的基礎(chǔ)上，通過“粗鹽的提純”實驗，復習過濾和蒸發(fā)等操作。對于蒸餾，則是在初中簡易操作的基礎(chǔ)上，引入使用冷凝管這一較正規(guī)的操作。在復習拓寬的基礎(chǔ)上又介紹一種新的分離和提純方法──萃取。本節(jié)還結(jié)合實際操作引入物質(zhì)檢驗的知識。這樣由已知到未知，由簡單到復雜，逐步深入。 第二節(jié)“化學計量在

4、實驗中的應(yīng)用”則是在化學基本概念的基礎(chǔ)上，通過實驗介紹一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制方法。溶液的配制方法作為化學實驗基本方法和技能，也作為對知識的應(yīng)用。而物質(zhì)的量的有關(guān)知識，作為化學實驗中的計量來呈現(xiàn)，從而突出實驗主題。 因此，這一章的教學內(nèi)容是以實驗基本方法和基本操作（包括一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制）為主要內(nèi)容，也包括相關(guān)的化學基礎(chǔ)知識，對整個高中化學的學習起著重要的指導作用。這一章是高中化學的第一章，課程標準所提到的有關(guān)實驗的要求，不可能在本章一步達到，這些要求將在整個必修化學的教學中逐步完成。 三、課時建議 第一節(jié) 化學實驗基本方法 3 課時 第二節(jié) 化學計量在實驗中的應(yīng)用3 課

5、時 復習1 課時 第一節(jié) 化學實驗基本方法 一、教學設(shè)計 課程標準將“化學實驗基礎(chǔ)”專題的具體內(nèi)容標準確定為：“1.體驗科學探究的過程，學習運用以實驗為基礎(chǔ)的實證研究方法。2.初步學會物質(zhì)的檢驗、分離、提純和溶液配制等實驗技能。3.樹立安全意識，能識別化學品安全使用標識，初步形成良好的實驗工作習慣。4.能夠獨立或與同學合作完成實驗，記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，完成實驗報告，并能主動進行交流。5.初步認識實驗方案設(shè)計、實驗條件控制、數(shù)據(jù)處理等方法在化學學習和科學研究中的應(yīng)用?！? 雖然初中化學介紹了常見的化學儀器和藥品的使用，以及一些基本操作，但高中新生對化學實驗還了解不多?？紤]到學生的實驗基礎(chǔ)

6、和知識基礎(chǔ)，本章對“化學實驗基礎(chǔ)”專題所確定的上述5個內(nèi)容標準沒有全部涉及，只是在初中化學實驗的基礎(chǔ)上，選擇一些基本的實驗知識和基本的操作。對課程標準中的所有實驗要求，將在整個高中必修化學中貫穿，如實驗方案設(shè)計、實驗條件控制、數(shù)據(jù)處理等方法在化學學習和科學研究中的應(yīng)用，一些實證方法、實驗探究過程的體驗，以及對實驗科學方法的認識等。 1.本節(jié)從實驗室安全注意事項入手，主要提醒學生從實驗室規(guī)則、安全措施和正確的操作方法等方面重視安全問題。并通過讓學生討論一些實際問題而加深對安全的認識。 2.初中化學已經(jīng)介紹了藥品的取用、物質(zhì)的加熱、儀器的洗滌、天平的使用等基本操作，也介紹了過濾、蒸發(fā)等分離方法

7、。本節(jié)選擇“粗鹽的提純”實驗，其目的是：（1）學生已經(jīng)做過粗鹽的提純實驗，在此，從學生的經(jīng)驗出發(fā)，既可起到復習的作用，又可降低實驗的難度，逐步深入；（2）粗鹽的提純實驗中包含著較多的分離操作，而且過濾是所有分離方法中最常用的，有必要讓學生掌握；（3）粗鹽經(jīng)溶解、過濾后所得的濾液并不只是NaCl的溶液，仍然含有少量可溶性雜質(zhì)，需要進一步檢驗并除去。這樣就可以利用這一實驗進一步介紹離子檢驗的方法。 3.蒸餾的操作在初中只介紹了簡易的方法，在此進一步介紹實驗室較正規(guī)的操作方法，比初中有所提高。而且本節(jié)最后介紹了萃取這一新的方法，讓學生對分離和提純的方法有更進一步的認識，同時使實驗技能進一步提高。

8、 本節(jié)教學重點：混合物的分離與離子的檢驗。 本節(jié)教學難點：物質(zhì)檢驗試劑的選擇，蒸餾、萃取的操作，分離與提純過程的簡單設(shè)計。 教學建議如下： 1.強調(diào)實驗室規(guī)則，嚴格規(guī)范實驗行為，培養(yǎng)學生良好的實驗習慣 第一課時應(yīng)該先對學生進行化學學科特點和化學學習方法的教育，教育的重點放在實驗的必要性和重要性上。實驗安全教育可以結(jié)合具體實驗內(nèi)容，如當酒精燈內(nèi)酒精小于酒精燈容積的1/3時，用于加熱可能會發(fā)生什么后果？用一盞酒精燈點燃另一盞酒精燈，或向燃著的酒精燈添加酒精，會造成什么后果？給盛有液體的燒瓶加熱時，不加碎瓷片或沸石會造成什么后果？等等。使學生認識到化學實驗的操作應(yīng)該規(guī)范，應(yīng)該仔細檢查安全措施

9、，確保實驗的安全和成功。 可利用教科書中的“思考與交流”，讓學生根據(jù)自己的經(jīng)驗或了解的情況進行討論，加深對實驗安全的認識。 教學中要強調(diào)實驗的規(guī)范，讓學生掌握實驗程序：實驗名稱→實驗目的→實驗藥品與裝置→實驗操作步驟→實驗結(jié)果。要求學生做到：實驗前做好預習，熟悉實驗的內(nèi)容，制定實驗的方案，了解安全操作事項，檢查實驗的儀器和藥品；實驗時要認真觀察與記錄、分析實驗現(xiàn)象并得出結(jié)論。要使學生認識到良好的實驗習慣是實驗順利進行和實驗取得成功的保證。 2.通過復習粗鹽的提純方法，提高學生綜合實驗的能力 高一新生來自不同的初級中學，有的學校實驗條件較好，有的學校實驗條件可能較差，因此學生的實驗水平參

10、差不齊。通過粗鹽的提純這一涉及基本操作比較多的典型實驗，復習實驗原理和步驟，使學生掌握溶解、過濾、蒸發(fā)等基本操作。 3.多采用演示、邊講邊實驗的教學方法，認真指導實驗，培養(yǎng)學生實驗技能 實驗的體驗和成功，有利于激發(fā)學生學習化學的興趣。在教科書中，不區(qū)分演示實驗和學生實驗，提倡教師多采用邊講邊實驗的教學方式。這樣有利于學生掌握實驗技能，培養(yǎng)觀察、思維、獨立操作等能力，容易獲得成功感。在實驗過程中，教師通過分階段講解實驗的操作要點和注意事項，提高學生的注意力，并可減少實驗過程中不規(guī)范的操作。在教學中，教師應(yīng)該做好以下幾方面工作，充分發(fā)揮教師的引導、示范和調(diào)控作用。 ●切實做好實驗的組織和準備

11、工作 首先根據(jù)實驗內(nèi)容準備好實驗儀器和藥品，教師應(yīng)預先做實驗，保證實驗成功；其次要把實驗內(nèi)容、要求和注意事項在黑板上寫清楚；再是要求學生做好實驗預習。 ●加強對學生實驗的全面指導 實驗開始時教師應(yīng)檢查學生的預習情況，針對實驗的目的向?qū)W生講清實驗的內(nèi)容和要求，強化注意事項。實驗過程中教師要進行巡視，發(fā)現(xiàn)學生實驗中存在的問題要及時糾正。 ●及時做好實驗的評價 實驗完成后教師應(yīng)作簡要的總結(jié)，評價學生實驗完成的情況。 ●組織學生完成藥品回收、儀器清洗和實驗室整理等工作 對于一些重要的實驗和操作，教師可先演示。演示實驗是教學雙方協(xié)調(diào)活動的一種實驗方式，在根據(jù)一般要求進行教學時，還應(yīng)該注意：

12、 ●操作規(guī)范 學生實驗技能的形成，往往從模仿教師的行為開始，教師應(yīng)該嚴格要求自己，一絲不茍地按規(guī)范化的要求操作，起好示范作用。力求做到玻璃儀器透明潔凈，試劑、裝置排放井然有序，介紹儀器名稱、實驗原理清晰、簡捷，實驗操作準確、熟練，實驗速度快慢適當?shù)取? ●現(xiàn)象清晰 為增加實驗的直觀性，應(yīng)選擇那些反應(yīng)時有明顯顏色改變、氣體產(chǎn)生、沉淀生成、物質(zhì)溶解、熱量變化、發(fā)光發(fā)熱、燃燒爆炸（應(yīng)保證安全）等鮮明現(xiàn)象的實驗；盡可能使用大型儀器，使演示實驗的整個裝置位于全體學生的視野范圍內(nèi)；借用白色或黑色紙屏襯托，或作空白對比；如果是試管、燒杯等簡單儀器內(nèi)的反應(yīng)，教師可作巡回演示；一些難以直接看清的實驗，可采

13、用投影放大等方法。 ●力求成功 實驗前必須做好充分準備，演示實驗前教師要親自動手實驗，有把握才進教室。對一些難做的實驗，要設(shè)法改進，能很好地控制化學反應(yīng)的條件。實驗中要確保學生的安全，要努力減少學生對化學實驗的恐懼心理。 4.通過比較和歸納，使學生學會選擇物質(zhì)檢驗和分離的方法 過濾所得的食鹽溶液中仍含有SO42-、Ca2+、Mg2+等離子，除去這些離子，試劑的選擇是難點，要引導學生根據(jù)物質(zhì)的溶解性表選擇試劑。說明檢驗的試劑與除離子的試劑有所不同，應(yīng)盡量具有單一性，因此需要加以比較和選擇；為了確定某一離子的存在，還要設(shè)法排除其他離子的干擾。在學生學習了過濾、蒸發(fā)、蒸餾、萃取等物質(zhì)分離方法

14、后，要幫助學生比較和歸納，了解這些方法的原理、操作步驟和要點，引導學生從生活中尋找物質(zhì)分離的事例進行分析和應(yīng)用。 二、活動建議 【實驗1-1】 建議安排一節(jié)課復習粗鹽的提純。實驗前教師先準備好學生的實驗報告，格式參考：實驗名稱→實驗目的→實驗藥品與裝置→實驗操作步驟→實驗結(jié)果處理，把教材中的操作步驟和實驗現(xiàn)象作為實驗報告內(nèi)容。報告中可用討論形式復習溶解、過濾、蒸發(fā)的操作要點。操作步驟的填寫內(nèi)容可以參考下表： 步 驟 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 固體食鹽逐漸溶解而減少，食鹽水略顯渾濁 （2）

15、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 不溶物留在濾紙上，液體滲過濾紙，沿漏斗頸流入另一個燒杯中 （3）蒸發(fā)：將濾液倒入蒸發(fā)皿中，然后用酒精燈加熱，同時用玻璃棒不斷攪拌溶液，待出現(xiàn)較多固體時停止加熱 水分蒸發(fā)，逐漸析出固體 思考分析：僅通過溶解、過濾、蒸發(fā)得到的固體仍然是不純的食鹽，因為從海水曬制的粗鹽中除含有不溶于水的泥沙等雜質(zhì)外，還含有可溶性的CaCl2、MgCl2及一些硫酸鹽，這些雜質(zhì)也被溶解，且過濾時進入濾液。檢驗這些離子存在的方法，可從分析它們鹽在水中的溶解性得出。大多數(shù)硫酸鹽都溶于水，而硫酸鋇不溶于水，

16、所以可用BaCl2溶液來檢驗硫酸鹽。但鋇鹽除BaSO4外，還有BaCO3等，BaSO4不溶于稀鹽酸，BaCO3等溶于稀鹽酸。所以，檢驗硫酸鹽時應(yīng)先加入稀鹽酸，再加入BaCl2溶液，若產(chǎn)生的沉淀不溶于稀鹽酸，則存在硫酸鹽。同理，可用Na2CO3溶液檢驗CaCl2，用NaOH溶液檢驗MgCl2。 【實驗1-2】 與粗鹽的提純實驗同一課時內(nèi)完成。在進行物質(zhì)檢驗時，一般先對試樣的外觀進行觀察，確定其顏色、狀態(tài)、氣味等，然后準備試樣進行檢驗。當試樣是固體時，一般應(yīng)將固體試樣溶解，觀察溶解后溶液的顏色、在溶解過程中有無氣體產(chǎn)生、有無沉淀生成以及沉淀的顏色等。如需要加鑒別試劑檢驗時，應(yīng)從溶液中取出一小部

17、分，再滴加幾滴試劑進行檢驗，觀察現(xiàn)象。 檢驗硫酸根離子所用的試劑是BaCl2溶液、稀鹽酸（或稀硝酸）。加入順序可先加酸、再加BaCl2溶液，也可先加BaCl2溶液、再加酸。 實驗現(xiàn)象：若先加酸、再加BaCl2溶液，則有白色沉淀生成即說明有SO42-存在；若先加BaCl2溶液、再加酸，應(yīng)是有白色沉淀生成，加酸后沉淀不溶解證明含有SO42-。 【實驗1-3】 實驗室制取蒸餾水的目的是通過蒸餾除去水中的雜質(zhì)。所以，本實驗的設(shè)計是，先檢驗自來水中含有氯離子，然后將自來水蒸餾，再檢驗所得的蒸餾水中是否含有氯離子。若蒸餾后的水中檢驗不出氯離子，則說明自來水中的氯離子已通過蒸餾除去。 由于【實驗1

18、-1】、【實驗1-2】只介紹了SO42-的檢驗（討論了Ca2+、Mg2+的檢驗），在做此實驗前應(yīng)先討論實驗的目的、氯離子的檢驗方法和蒸餾裝置特點，再進行實驗。實驗中各步的現(xiàn)象可參照下表： 實 驗 現(xiàn) 象 （1）自來水中氯離子的檢驗 加AgNO3溶液后有白色沉淀，再加稀硝酸，沉淀不溶解。 （2）蒸餾，制蒸餾水 加熱，燒瓶中水溫升高至100 ℃后沸騰。在錐形瓶中收集到蒸餾水。 （3）檢驗蒸餾水中是否含有氯離子 加AgNO3溶液和稀硝酸，蒸餾水中無沉淀。 【實驗1-4】 實驗前介紹萃取的原理和萃取、分液的專用儀器──分液漏斗；講清加萃取劑、用力振蕩、分液前打開玻璃塞、分液時控制活

19、塞等操作的目的。 實驗現(xiàn)象：（1）加四氯化碳時，四氯化碳不溶于水，密度比水的大，在下層；（2）用力振蕩的目的是使水與四氯化碳充分混合；（3）靜置后四氯化碳層變紫色，水層黃色變淺或接近無色。 三、問題交流 【學與問】 化學上所指的雜質(zhì)不一定是有害或無價值的，如水中含有一些礦物質(zhì)和微量元素是對人體有益的?？梢?，要視雜質(zhì)性質(zhì)及含量來評價其是否有害或在人類活動中是否有利用的價值?；瘜W中除雜，主要是因為雜質(zhì)的存在會影響某物質(zhì)的利用價值，如在化學反應(yīng)中雜質(zhì)的存在可能會引起一些副反應(yīng)，或反應(yīng)中雜質(zhì)的存在可能會引起催化劑中毒，等等。 【思考與交流1】 進行化學實驗和探究時應(yīng)該注意的安全問題，可以從

20、試劑的存放、試劑的取用、實驗操作和實驗過程中廢液等廢棄物的處理等方面考慮。例如： ① 氧化劑不能與還原劑一起存放； ② 取用化學試劑時不能用手直接去取； ③ 不能用鼻子直接聞氣體； ④ 酒精燈內(nèi)酒精的量要適當； ⑤ 不能給燃燒著的酒精燈添加酒精； ⑥ 點燃可燃性氣體前要驗純； ⑦ 加熱固體時試管口要略低于試管底； ⑧ 加熱液體時要放碎瓷片； ⑨ 有加熱和洗氣（或氣體吸收）裝置的實驗要防止液體倒吸； ⑩ 稀釋濃硫酸時要使?jié)饬蛩崧仄鞅诹魅胨小? …… 討論實驗中應(yīng)注意的安全問題時，要讓學生暢開思路，充分發(fā)表自己的意見。 【思考與交流2】 金是一種很不活潑的金屬，在自

21、然界中通常以游離態(tài)存在。金的密度又很大，所以從沙里淘金，可用水沖洗的方法從沙里提取密度很大的金。在用水沖洗沙時，密度小的泥土、細沙等物質(zhì)被水沖去，可提取含量極少的金。這也是最簡單的一種利用物質(zhì)物理性質(zhì)不同進行分離的方法。如果鐵屑和沙混合，根據(jù)鐵能被磁鐵吸引的性質(zhì)，可以用磁鐵將混合物中的鐵屑分離出來。還可以讓學生討論能不能用其他方法分離等。 【思考與交流3】 除去粗鹽中含有的可溶性CaCl2、MgCl2及一些硫酸鹽，根據(jù)資料卡片和【實驗1-2】得出，除去這些雜質(zhì)的試劑可選用Na2CO3、NaOH、BaCl2，它們之間發(fā)生的反應(yīng)有： 雜 質(zhì) 加入的試劑 化學方程式 硫酸鹽 BaCl2

22、 BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl MgCl2 NaOH MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl CaCl2 Na2CO3 CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl 為了使雜質(zhì)能除得比較干凈，所加試劑一般要過量，試劑過量則又出現(xiàn)原雜質(zhì)被除去卻可能引入新雜質(zhì)的問題。為此要設(shè)計加入試劑的順序，即要使前一過量試劑在后續(xù)除雜操作中除去。本實驗中，一般的加入順序是BaCl2、NaOH、Na2CO3、HCl。加Na2CO3時可除去過量的BaCl2，最后加HCl可除去過量的Na2CO3和中和過量的NaOH，當溶液達到中性微酸性時，得到幾乎不含其他雜質(zhì)

23、的NaCl溶液。 四、習題參考 1.例如，農(nóng)村把稻谷加工成大米時，常用篩子分離大米與糠；農(nóng)村做豆腐常用紗布袋將豆腐花與豆?jié){水分離；在淘米時，常用傾倒法將洗米水與大米分離；當水中混有較多油而分層時，用吸管可逐漸吸出上層的油等。 2.不慎將油湯灑在衣服上可用酒精、 洗滌劑等除去， 它們能將油污從湯液中萃取出來而除去。 3.提示：純堿的主要成分是Na22O3,大理石的主要成分是CaCO3,它們與鹽酸反應(yīng)生成CO2。陶瓷是由黏土燒制而成，不含有CO32-；玻璃是用石灰石、純堿和二氧化硅等原料熔煉而成，在熔煉過程中發(fā)生了化學變化，因此，玻璃中不存在碳酸鹽。 4.在可能含有可溶性硫酸鹽、碳酸鹽和

24、硝酸鹽的溶液中，加入BaCl2溶液時，生成的沉淀不一定是BaSO4，也可能是BaCO3，或兩者均有。可向有沉淀的液體中加入鹽酸（或稀硝酸），振蕩。若沉淀消失，說明該沉淀是BaCO3；若沉淀不消失，說明該沉淀是BaSO4，若沉淀減少，但不完全消失，則說明兩種沉淀都有。 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375