教学设计：化学实验基本方法

第一章从实验学化学第一节化学实验基本方法一、教材分析《化学实验基本方法》是人教版高中化学必修一第一章《从实验学化学》第一节的教学内容，主要学习化学实验安全、混合物的分离和提纯。“化学实验基本方法”在强调化学实验安全性的基础上，通过“粗盐的提纯”实验，复习过滤和蒸发等操作。蒸馏则是在初中简易操作的基础上引入使用冷凝管这一较正规的操作。在复习拓宽的基础上又介绍一种新的分离和提纯方法——萃取。本节还结合实际操作引入物质检验的知识，这样由已知到未知，由简单到复杂，逐步深入。二、学情分析【学生“起点能力”分析】学生有一定知识基础，学习较为主动，有学习动机和兴趣，能与教师和同学进行良好的交流与合作，能够达到预定的学习目标与要求，积极关注教师创设的问题情景，积极主动参与到学习活动中去，学生在学习活动中能提出有意义的问题或能发表个人见解，能按要求正确操作，能够倾听、协作、分享。【学生“生活概念”分析】学生在日常生活中及初中实验的学习中对物质的过滤和蒸发已经有了一定的认识，对生活中每人都接触过的盐类的粗盐提纯，学生会有一定的熟知度，会有一定的主动性。【学生“认知方式”分析】学生在初中的学习过程中已经接触到一些实验知识，本章第一节的内容是对初中已有的有关实验知识的拓宽和提升。初中学生实验过程中已经涉及一些实验安全问题、分离的方法。已经初步了解了粗盐提纯的方法，蒸馏的简易装置。在本章中要在初中学习的基础上巩固粗盐提纯的操作，掌握蒸馏的实验室正规的装置和规范的操作，学习新的分离提纯的方法——萃取，还要了解有关离子的验检。可以看到第一节中学生学习的重点是混合物的分离与离子的检验。在分离提纯的学习过程中纯盐提纯有关的操作学生比较熟悉，其学习的难度不大。但对于课本中提到的提纯后溶液依然存在的杂质如何设计简单的实验进行分离提纯，对学生而言涉及物质的性质，和对性质的灵活应用，需要一定分析和逻辑思维能力，是学生学习的难点。蒸馏和萃取的实验学生比较陌生，所以学习过程中也存在一定的困难。三、教学目标【知识与技能】1.初步学会物质的分离和提纯的常见方法;2.初步学会常见物质的检验方法;3.能识别化学品安全使用标识;4.知道基本的安全措施和意外事故的紧急处理方法。【过程与方法】1.通过设计粗盐进一步提纯的实验方案，体验科学探究的过程，学习运用以实验为基础的实证研究方法;2.通过物质的检验，混合物的分离、提纯等实验过程，学会运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取信息，并运用比较、分类、归纳概括等方法对信息进行加工的方法;3.通过分组实验，交流讨论，养成实事求是的科学素养及合作意识。【情感态度与价值观】1.通过识记一些化学品安全标识，树立安全意识，形成良好的实验习惯;2.通过学习混合物的分离操作，了解化学在生产、生活和科学研究中的意义及作用，学会应用所学知识解决实际问题;3.通过学习废弃物处理方法，形成关心环境、爱护环境的意识。四、教学重难点【教学重点】混合物的分离与离子的检验，分离与提纯过程的简单设计。【教学难点】物质检验试剂的选择，蒸馏、萃取的操作，分离与提纯过程的简单设计。五、教学思路【总体思路】以学生活动为主体，通过情境设置、教师引导，引出概念；以探究学习为基本方法，理论与实际相结合，学生自主思考，交流想法。利用好“思考与交流”，引导好“实验探究”等栏目。【过程】创设情景，引导发现——引入提出概念——实验探究知识——总结深化，交流思考——概括建立概念体系——课堂练习六、学法指导类比法、分组实验、讨论探究、合作交流等，学生要敢思会思、高效合作、学会交流、乐于探究、善于总结。七、教学过程设计第一课时教师活动学生活动设计意图化学实验安全【展示图片】中学常见实验室实验仪器【引言】在日常生活中，有关伤害的事件非常多，你知道哪些？哪些与化学有关？请你说出来与同学们共同交流，并加以预防。【展示图片】日常生活中的事故的图片资料【引导】对化学实验，尤其要注意实验安全，在初中化学学习中，你学习了哪些实验安全问题？对你有什么启示？教师应及时肯定学生的成绩，以激励学生的学习兴趣。【展示图片】有关一些典型的伤害实例和违规实验操作所发生的伤害。通过血的事实，告诉学生实验安全的重要性。【归纳总结】化学实验中应注意的安全问题【思考交流】要做到实验安全，你认为应注意哪些问题？分类整理，有序记忆①事故预防*防爆炸：点燃可燃气体或用可燃气体进行反应之前，要检验气体的纯度。*防暴沸：配制硫酸的水溶液时，要将密度大的浓硫酸倒入水中；加热液体混合物时要加沸石或碎瓷片。*防失火：实验室中的可燃物质要远离火源，检查灭火设备是否齐全*防中毒：制取有毒气体（Cl2、CO、SO2、H2S、NO等）时，要在通风橱内进行，并采取相应的措施处理（灼烧、吸收、收集）。*防倒吸：加热法制取气体并用排水法收集时，注意熄灯顺序；吸收溶解度较大的气体（HCl、NH3）时，加装安全瓶或漏斗。*防污染：废弃物处理集中回收，统一处理。②意外事故处理*创伤处理：先除去伤口的玻璃，用双氧水擦洗消毒或涂碘酒，而后敷药包扎。*烫伤、烧伤处理：用75%-95%的酒精轻涂伤处，再涂烫伤药膏；严重者立即就医。*酸碱腐蚀处理：浓酸撒在实验台上;浓酸沾在皮肤上;浓碱沾在皮肤上;酸、碱溅入眼中*其他化学灼伤处理：汞洒落，立即撒上硫粉，并打开排气扇；磷灼伤，用CuSO4溶液涂抹伤处。【过渡】为了引起高度注意，人们在装危险药品的容器上的明显位置贴上醒目的标志。【阅读理解】《必修1》第四页资料卡片，化学实验室常见危险品及其保存。【板书】第一章从实验学化学第一节化学实验基本方法一、化学实验安全1．实验安全应注意的问题（1）遵守实验室规则（2）了解安全措施（3）确的操作方法常用危险化学品的标志【课堂练习】进行化学实验必须注意实验安全。下列说法正确的是（）A．不慎将酸溅到眼中，应立即水洗，边洗边眨眼睛B．不慎将浓碱溶液沾到皮肤上，要立即用大量水冲洗，然后涂上硼酸溶液C．不慎将酒精洒到桌面上着火时，可用水将其扑灭D．配制硫酸溶液时，可先在量筒中加入一定体积的水，再在搅拌下慢慢加入浓硫酸{AB}学生思考、讨论。有一个学生回答，其他同学补充学生回顾、讨论交流，让一个学生回答，其他同学补充学生观看，感受颇深学生总结，交流，相互补充，达成共识学生阅读课本，了解常见危险品及其保存讨论交流，配合教师引导，得出结论通过习题加深学生对实验安全知识的理解深度回顾初中知识，创设情境引入新课，激发学生的积极性和主动性学会分类、归纳、总结的学习方法以讨论实验中安全问题及处理方法为明线，落实基本的安全措施和意外事故的紧急处理方法，学会识别化学品安全使用标识。同时落实化学实验基本操作方法学会识别常用危险化学品的标志初步学会应用所学知识解决实际问题在学生对实验安全知识的初步理解的基础上，通过教师引导，结合例题，进一步学习偶发事件的处理有关的知识，培养学生解决问题的能力第二课时教师活动学生活动设计意图过滤和蒸发【引言】你能举出几种生活中混合物分离和提纯的例子吗？它们是怎么分开的？【引导】在初中，我们已经学习了粗盐的提纯，教师介绍粗盐的成分（泥沙、NaCl、MgCl2、CaCl2、硫酸盐）请同学们结合初中所学知识，想一想：1．粗盐的提纯实验所用的仪器有哪些？2．在粗盐的提纯实验中，应注意哪些问题？3．每步操作的目的是什么？4．在粗盐的提纯实验中，几次用到了玻璃棒，其作用和目的是什么？【实验探究】教师巡回指导填写实验报告：粗盐提纯:步

骤现

象（1）溶解：称取约4g粗盐加到盛有约12mL水的烧杯中（2）过滤（3）蒸发：【实验反思】你在实验中出现了哪些问题，是什么原因造成的？你的操作符合实验要求吗？学生实验中存在的问题：1．操作不熟练，液体外溅现象严重；2．在溶解过程中，玻璃棒与烧杯碰撞严重；3．在蒸发过程中，液体与固体的迸溅现象比较严重；4．有些学生停止加热过早，导致最后无法将溶液蒸干；有些学生停止加热过晚，致使有固体迸溅现象。【思考交流】仅通过溶解、过滤、蒸发得到的固体是纯净的食盐吗？可能还含有什么杂质？用什么方法可以检验出它们呢？【实验验证】我们推测在提纯后的盐中含有SO42-，你能否设计一个简单的实验，验证此盐中是否含有SO42-？【参考】一些物质的溶解性资料卡片【提问】如果要除去粗盐中含有的可溶性杂质CaCl2、MgCl2及一些硫酸盐，应加入什么试剂？杂

质加入的试剂化学方程式硫酸盐MgCl2CaCl2【思考交流】在实际操作中，还要考虑所加试剂的先后顺序、试剂用量，以及试剂过量后如何处理等。你设计的除去离子的方法中有没有引入其他离子？想一想可用什么方法把它们除去？【交流总结】加入除杂试剂的顺序：①BaCl2→NaOH→Na2CO3→HCl②BaCl2→Na2CO3→NaOH→HCl③NaOH→BaCl2→Na2CO3→HCl只要Na2CO3加在BaCl2之后便合理；最后加入的盐酸只能适量。【总结提升】除杂原则：①不增（尽量少引入新杂质）②不减（不损耗样品）③易分（容易分离——生成完全不溶物）④复原（除去各种过量杂质，还原到目标产物）【板书】二．混合物的分离和提纯1．过滤和蒸发－粗盐的提纯（1）所需仪器（2）操作步骤（3）注意事项（4）使用玻璃棒的做用和目的2．SO42-的检验方法【课堂练习】实验室进行NaCl溶液蒸发时，一般有以下操作过程：①放置酒精灯②固定铁圈位置③放置蒸发皿④加热搅拌⑤停止加热，余热蒸干。其中正确的操作顺序是（）A.②③④⑤①B．①②③④⑤C.②③①④⑤D.②①③④⑤学生思考、回答，相互补充学生思考、交流，正确把握此实验学生做粗盐的提纯实验通过出现的问题，学生立即纠正，养成良好的习惯学生思考交流，探索检验方法学生讨论交流，完成实验，并得出结论小组讨论，拿出实验方案，进行交流师生交流总结小组实验：除尽粗盐中的可溶性杂质学生知识巩固，练习引入新课初高中知识的衔接培养学生的思维能力，掌握常见离子的检验方法培养学生设计实验方案的能力整理思路，培养学生发散思维、用多种方法解决问题的能力提高实验操作能力落实除杂的一般方法强化、落实基础知识通过学生练习，评价课堂教学实施情况第三课时教师活动学生活动设计意图蒸馏和萃取【引言】上节课我们学习了粗盐的提纯，通过除杂质过滤的方法得到比较纯的盐水，大家想想如果我们要把盐水变为淡水，该怎么做呢？比如说在海边，渔民们是怎么解决生活用水的问题；前段时间，中央电视台播放了郑和下西洋的那段历史，大家知道他们是怎么解决长期在海上漂泊的吃水问题吗？【图片展示】海水变淡水【引导】做汤的时候，观察过锅盖吗？锅盖上有水珠，这水珠与汤不什么不同？为什么会有水珠？水蒸汽凝结？为什么水蒸汽会凝结成水珠？【讲解】汤沸腾后，水蒸汽遇温度低的锅盖而凝成水珠附于锅盖。那么这是一个什么过程，我们在化学中应怎么称呼？大家想一想蒸馏是不是一种分离混合物的方法？如果是，那么是分离什么样的混合物？【过渡】混合物的分离和提纯除了过滤、蒸发外，还有其他很多方法，这节课，我们来学习另外两种新方法：蒸馏和萃取。首先，让我们利用实验室通过蒸馏的方法除去自来水中的杂质制取蒸馏水的实验来学习蒸馏的过程。【引入】我们引用的自来水是纯净的水吗？不是。因为自来水厂使用了消毒剂氯对水进行了消毒。使水中含有Cl―。我们可以利用加入硝酸银溶液检验是否含有氯离子。【实验演示】自来水中加入硝酸酸化的硝酸银溶液【讲解】有明显白色沉淀生成，证明自来水中含有氯离子。那么，我们应该用什么方法除去自来水中的氯离子呢？能否向上一堂课中使用化学方法，加入试剂反应除去？（不能。加入试剂后会引入新的杂质，达不到我们实验目的。要想得到纯净水。可以使用加热将水变为水蒸汽，然后再冷凝为纯净的液态蒸馏水。）【小结】实验室就是使用蒸馏的方法制取蒸馏水。【投影】（1）原理：利用互溶的液体混合物中各组分的沸点不同，给液体混合物加热，使其中的某一组分变成蒸气再冷凝成液体，从而达到分离提纯的目的。蒸馏一般用于分离沸点相差较大的液体混合物。（2）仪器：铁架台、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、冷凝管、温度计、胶塞、牛角管（尾接管）、锥形瓶、胶管【实验演示】实验室制取蒸馏水【投影】（3）蒸馏时的注意事项：a.烧瓶内液体的容积不超过2/3，烧瓶要垫上石棉网加热，烧瓶中还要加入沸石(碎瓷片)防止爆沸。b.温度计下端水银泡应置于烧瓶支管处，测量逸出气体的温度。c.冷凝水下口进，上口出。d.实验开始时，先开冷凝水，后加热。实验结束时，先停止加热，后关冷凝水。溶液不可蒸干。【讲解】锥形瓶中的液体就是蒸馏水，我们再用硝酸银溶液检验是否含有氯离子。【实验演示】蒸馏水加入硝酸银溶液【投影小结】实验室制取蒸馏水：【思考交流】1.为什么冷却水通入方向与被冷凝蒸气流向相反（为了使蒸馏出的蒸气与冷却水长时间充分接触，带走尽可能多的热量）2.为什么温度计水银球的顶端要与圆底烧瓶支管下沿处于同一水平线？（对于蒸馏来说，只有精确控制蒸馏的温度才能达到分离提纯的目的，而蒸馏烧瓶支管口的温度正是被蒸馏变为气体某组分的温度，故温度计水银球顶端要与圆底烧瓶支管下沿处于同一水平线）3.在日常生活中，我们应用蒸馏的方法可以将海水淡化，或制造无水酒精。若采用蒸馏的方法分离酒精和水的混合物，先蒸馏出来的物质是什么？（酒精沸点低，先蒸出的是酒精。）4.从这个实验中，大家可以看出蒸馏适用于什么类型的混合物的分离？【投影】（4）蒸馏的使用范围:液态混合物中，沸点不同，除去难挥发或不挥发的物质。【思考交流】蒸馏与蒸发的区别：（加热是为了获得溶液的残留物时，要用蒸发；加热是为了收集蒸气的冷凝液体时，要用蒸馏）【过渡】在日常生活中，有时我们的衣服粘了油渍，可以用汽油擦洗，这就是萃取的应用。接下来我们学习另外的一种分离方法，叫做萃取与分液。我们先来认识这个新的仪器：分液漏斗。【展示仪器】分液漏斗的组成，分液漏斗的活塞、盖子同漏斗本身是配套的。使用漏斗前要检验漏斗是否漏水。方法为：关闭活塞，在漏斗中加少量水，盖好盖子，用右手压住分液漏斗口部，左手握住活塞部分，把分液漏斗倒转过来用力振荡，看是否漏水【投影】(1)定义：利用某溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液中提取出来，在利用分液的原理和方法将它们分离开来。【实验演示】我们通过实验来解释萃取的定义，我们知道碘单质在水中的溶解度不大，碘水呈黄棕色。碘是溶质，水是溶剂。取10ml饱和碘水，倒入分液漏斗中。接着，按照萃取的定义，我们要用另一种溶剂加把溶质碘从碘水中提取出来，这另外一种溶剂的选择要符合一些条件。【投影】（2）萃取剂的选择：a.溶质在萃取剂的溶解度要比在原溶剂（水）大。b.萃取剂与原溶剂（水）不互溶。c.萃取剂与溶液不发生发应。【实验演示】那么，我们根据这些条件可以选择了四氯化碳，由于碘在四氯化碳的溶解度比较大，所以我们加入4ml就可以了，进行振荡。请大家注意振荡的操作：用右手压住分液漏斗口部，左手握住活塞部分，把分液漏斗倒转过来用力振荡，注意放气怎么(强调放气的重要性)。振荡后将分液漏斗放在铁架台上静置。【讲解】静置后，大家发现漏斗中的液体分为两层，下层为紫红色，这一层为碘的四氯化碳的溶液。上层溶液颜色变淡了，证明碘水中的碘已经被萃取到四氯化碳中了，达到了碘和水分离的目的，这就是萃取。【过渡】大家想想，萃取后，如何分离？比如汤上面的油层是怎样弄走的？【讲解】我们试想一下，可不可以想办法使汤使下面流走，让油刚好留在容器中。容器下面有通道，汤从下面流走，在汤刚好流完时，关闭通道，这样汤和油不就分开了吗，这正好符合分液漏斗的结构。【实验演示】最后一步，就是把四氯化碳层和水层分开，这就是分液。首先，打开盖子（塞子），为什么？（平衡大气压）将活塞打开，使下层液体慢慢流出。漏斗下端口靠烧杯壁。上层液体从上口倒出，为什么？（防止上层液体混带有下层液体）【投影】分液：(1)定义：把两种互不相溶的液体（且密度不同）分开的操作【思考交流】1．什么是蒸馏？利用的原理是什么？在蒸馏实