2019-2020年高考化學(xué) 第一節(jié) 化學(xué)實驗基本方法 第2課時教案.doc

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2019-2020年高考化學(xué) 第一節(jié) 化學(xué)實驗基本方法 第2課時教案 三維目標(biāo) 知識與技能 1.食鹽提純的基本操作。 2.常用離子檢驗方法。 過程與方法 1.初步學(xué)會物質(zhì)的檢驗、分離和提純的基本實驗技能。 2.學(xué)會規(guī)范性地進(jìn)行化學(xué)實驗的方法。 情感、態(tài)度與價值觀 加強(qiáng)對化學(xué)實驗的體驗，獲得對實驗科學(xué)方法的正確認(rèn)識。 教學(xué)重點(diǎn) 1.食鹽提純過程中的過濾與蒸發(fā)操作 2.離子的檢驗方法與檢驗順序 教學(xué)難點(diǎn) 離子的檢驗 教具準(zhǔn)備 多媒體課件、投影儀、鐵架臺、漏斗、燒杯、酒精燈、蒸發(fā)皿 教學(xué)過程 導(dǎo)入新課 師：在我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常會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的常用方法。 ［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”，你知道淘金者是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是利用什么性質(zhì)將金子從沙里分離出來的？ 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.如果有鐵屑和銅屑的混合物，你能用哪些方法將鐵屑分離除去？ 生：用淘金的方法將鐵屑和銅屑分離；用磁鐵將鐵吸出，剩下的就是銅；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)的原理與我們在實驗室中常用的方法大致相同，而且，工業(yè)設(shè)備設(shè)計時的數(shù)據(jù)往往要靠小型實驗來提供。 師：在分離和提純物質(zhì)時，要除掉雜質(zhì)?；瘜W(xué)上所指的雜質(zhì)都是有害和無價值的嗎？你能舉例說明嗎？ 生：不一定，如上題中要除去銅中的鐵，鐵就不是有害的。淘金者淘去的沙子也是有用的。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：過濾； 蒸發(fā)；結(jié)晶；洗氣瓶洗氣；用酸除去雜質(zhì)；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：物理性質(zhì)；溶解性、密度、溶解度；化學(xué)性質(zhì)；有些物質(zhì)能與酸反應(yīng)，有些物質(zhì)能與堿反應(yīng)；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，我們要學(xué)會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，故可用溶解過濾的方法除去泥沙。 師：在進(jìn)行過濾操作時，要使用哪些儀器？ 生：鐵架臺(帶鐵圈)、漏斗、燒杯、玻璃棒、濾紙。 師：在進(jìn)行過濾操作時要注意哪些問題？ 生：濾紙要緊貼漏斗；向漏斗中加入溶液時，要用玻璃棒引流；玻璃棒要靠在三層濾紙?zhí)?；漏斗下端要緊靠燒杯內(nèi)壁；濾紙要低于漏斗邊緣；溶液要低于濾紙邊緣。 ［多媒體展示］ 圖1 圖2 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、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：熱的蒸發(fā)皿不能直接放在實驗臺上，以免燙壞實驗臺或遇實驗臺上冷水引起蒸發(fā)皿炸裂，如果確要立即放在實驗臺上，要墊上石棉網(wǎng)； 在加熱至有大量食鹽析出時，要改用小火加熱； 在蒸發(fā)過程中要不斷攪拌。 （多媒體展示實驗裝置） 師：搞清了原理和注意事項后，下面我們就來觀察完成這個實驗。 ［多媒體展示］ [實驗1-1] 實驗名稱：粗鹽的提純 實驗?zāi)康模撼ゴ蛀}中混有的泥沙 實驗藥品與裝置： 4 g粗鹽、12 mL水、鐵架臺（帶鐵圈）、燒杯、玻璃棒、濾紙、酒精燈、漏斗、蒸發(fā)皿 實驗步驟（請寫出具體操作方法及現(xiàn)象） 實驗步驟 實驗現(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，同時用玻璃棒不斷攪拌溶液，待出現(xiàn)較多固體時停止加熱 師：下面請同學(xué)們分組，按照我們剛才分析的實驗步驟進(jìn)行實驗。 [學(xué)生分組實驗] 師：對各小組實驗情況進(jìn)行評價。剛才有一組同學(xué)的實驗速度比較快，當(dāng)其他組的NaCl還沒有溶解時，這組同學(xué)的NaCl已經(jīng)溶解了。請大家思考在實驗時如何加快溶解速度？ 生：將食鹽研碎； 在溶解過程中不斷攪拌； 可以加熱促進(jìn)食鹽溶解。 師：回答得很好，在實驗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：通過本實驗?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)；蒸發(fā)也可以分離某些物質(zhì)。 師：回答得很好。請同學(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110-6mg/kg的成分。屬于此類的有陽離子Na+、K+、Ca2+、Mg2+和Sr2+五種，陰離子有Cl-、、Br-、（）、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，生物活動和總鹽度變化對其影響都不大，所以稱為保守元素。 海水中的Si含量有時也大于1 mg/kg，但是由于其濃度受生物活動影響較大，性質(zhì)不穩(wěn)定，屬于非保守元素，因此討論主要成分時不包括Si。 2.溶于海水的氣體成分，如氧、氮及稀有氣體等。 3.營養(yǎng)元素(營養(yǎng)鹽、生源元素)：主要是與海洋植物生長有關(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)常受到植物活動的影響，其含量很低時，會限制植物的正常生長，所以這些元素對生物有重要意義。 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驗它們呢？ 生：看書P7“資料卡片”，并討論。 師：在進(jìn)行物質(zhì)檢驗時，我們采取的步驟是什么？ 生：先對試樣的外觀進(jìn)行觀察，確定其顏色、狀態(tài)、氣味等；當(dāng)試樣是固體時，有時需要先將少量試樣配成溶液，觀察溶解后溶液的顏色、在溶解過程中有無氣體產(chǎn)生、有無沉淀生成以及沉淀的顏色等。 師：當(dāng)試樣是固體時，為何要先配成溶液？ 生：固體配成溶液后反應(yīng)物之間接觸充分，溶液間反應(yīng)比較快。 師：有些固體溶解后會變成離子，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? 生：觀察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。要想檢驗它們的存在，我們可以通過檢驗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[實驗11]得到的鹽中是否含有。 師：可利用離子間的特征反應(yīng)對離子進(jìn)行檢驗，如利用生成氣體、沉淀、溶液顏色變化等明顯的實驗現(xiàn)象進(jìn)行離子的確定。請同學(xué)們參考P7“資料卡片”，思考如何檢驗。 生：交流討論。 師：哪位同學(xué)來說說如何檢驗？ 生：用稀硝酸酸化的BaCl2溶液。 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。看看“資料卡片”中還有哪些離子能與Ba2+生成沉淀？ 生：還有也會與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，溶液中又引入硝酸根離子。怎么辦？ 生：用鹽酸酸化的BaCl2溶液。 師：很好。 師：能否將[實驗1-1]中的NaCl固體全溶于水后，直接加入酸化的BaCl2溶液？ 生：不能，因為檢出后整個溶液中又引入雜質(zhì)離子，不能再做其他用途了。 師：很好。在檢驗試樣或配好的試樣溶液中是否含有某種物質(zhì)時，每次應(yīng)取少量進(jìn)行檢驗，不能將檢測試劑一次加入全部待檢驗試樣或配好的試樣溶液中。 ［多媒體展示］ [實驗12] 實驗名稱：的檢驗 實驗?zāi)康模簷z驗實驗1-1中所得NaCl中是否含有 實驗藥品與裝置： 0.5 g實驗11中所得的食鹽、2 mL水、BaCl2溶液、稀鹽酸、試管、膠頭滴管 實驗步驟 1.取實驗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.滴入幾滴稀鹽酸溶液 3.滴入幾滴BaCl2（氯化鋇）溶液 實驗現(xiàn)象： 生：分組實驗，觀察現(xiàn)象。 師：利用與Ba2+反應(yīng)生成白色沉淀的現(xiàn)象，我們可以檢驗出上述食鹽中確實含有。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，我們也可以檢驗出上述鹽中的其他離子。實際上，在提純粗鹽時，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）、易復(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BaCl2 MgCl2 OH-、 CaCl2 OH-、、 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，因此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；除去Ca2+可選用Na2CO3溶液。 師：能不能選用KOH溶液呢？ 生：不能，因為選KOH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+、的同時又引入了、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，可將與OH-除去，但又會引入H+。誰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：測溶液的pH。 師：什么時候測呢？ 生：加入一定量鹽酸后不斷測溶液的pH。 師：除了上述加入試劑順序外，還能不能有其他順序？ 生：先加入NaOH，再加入 BaCl2，然后加入Na2CO3，最后加入鹽酸；先加入Na2CO3，再加入NaOH，然后加入BaCl2，最后加入鹽酸； 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驗，用事實來說話。 生：按各自設(shè)計的方案進(jìn)行分組實驗。 師：第二個設(shè)計的方案中引入雜質(zhì)Ba2+。實驗進(jìn)行到現(xiàn)在，得到的NaCl基本上較為純凈了。請同學(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↓+2NaCl CaCl2+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)，同時還初步學(xué)習(xí)了用化學(xué)方法檢驗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。 板書設(shè)計 二、混合物的分離和提純 1.過濾和蒸發(fā) Na2SO4+BaCl2====BaSO4↓+2NaCl MgCl2+2NaOH====Mg(OH)2↓+2NaCl CaCl2+Na2CO3====CaCO3↓+2NaCl 活動與探究 1.常用的分離與提純方法還有哪些？ 2.實驗員在課前臨時給化學(xué)老師準(zhǔn)備了一套實驗藥品：NaOH溶液、氨水、CuSO4溶液、AgNO3溶液、稀HNO3溶液。由于時間倉促，所有的試劑瓶上都沒有貼上標(biāo)簽。但這位老師在實驗時每次都能準(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:D 2.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:D 3.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:①加適量H2SO4 溶液；②加金屬Na；③結(jié)晶；④加過量NaOH；⑤加強(qiáng)熱脫結(jié)晶水；⑥過濾。正確的操作步驟是（ ） A.②⑥③ B.④⑥①③ C.④⑥③② D.②⑥①③⑤ 答案:B 4.為實現(xiàn)我國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。已知溶液中可以與I－發(fā)生如下的反應(yīng)：+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，證明在食鹽在存在著。可供選用的物質(zhì)是:①自來水 ②藍(lán)色石蕊試紙 ③碘化鉀淀粉試紙 ④淀粉 ⑤食糖 ⑥食醋 ⑦白酒。進(jìn)行上述實驗時必須使用的物質(zhì)是( ) A.①③ B.③⑥ C.②④⑥ D.①②④⑤⑦ 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。簡述如何用最簡便的實驗方法來檢驗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)物放入稀硫酸中(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/℃ 0 10 20 30 40 50 FeSO4溶解度/g 15.6 20.5 26.5 32.9 40.2 48.6 Al2（SO4）3溶解度/g 31.2 33.5 36.4 40.4 45.7 52.2 Ⅰ.完成得到Ag的實驗方案： (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。 Ⅱ.完成除去Al3+，得到主要成分為FeSO47H2O晶體的實驗方案。 (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3～4后，_______________________________________，濾出FeSO47H2O晶體。 答案:（3）Fe+2Ag+Fe2+====+2Ag，F(xiàn)e2O3+6H+====2Fe3++3H2O， Fe+2Fe3+====3Fe2+， Fe+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