公开课－－研究物质的实验方法

惠安县公开课专题2第一单元第一课时物质的分离与提纯惠安县公开课执教：惠安三中刘红红时间：2016年10月18日星期二第二节班级：412班（公共多媒体教室）【教学设计说明】课程标准对本节的要求是初步学会物质的分离与提纯的实验技能，可以看出对实验技能要求不高。而在初中化学学习中学生对蒸发、结晶、溶解、过滤、蒸馏等常见物质的分离与提纯的方法已有了初步的了解。结合本校生源实际情况，本节课的教学重点放在物质的分离与提纯的实验与原理方面，并在复习与巩固的基础上，稍微拓展以适应学生需要【教材分析】教材提供的内容偏大，只选用趣味性强，容易操作，用粉笔就能完成的层析实验，以及现象变化明显，极具思考性的萃取实验。通过两个实验的探究，调动学生参与的积极性，同时进一步加深学生对分离与提纯方法的理解。本节课主要分为以下三个环节：1、物质分离与提纯的方法在生产生活和科学研究中的意义，作为引入，有利于激发学生学习的兴趣；2、用归纳、巩固与提高的方法复习初中有关物质分离与提纯的方法，遵循由浅入深、循序渐进，适当提高，实现由感性到理性的认知规律，有利于学生的学习；3、通过问题带动和实验探究相结合的教学，学习物质分离与提纯的新方法，有利于激发学生学习的热情，达到传授知识与发展能力相结合的目的。【学习目标】1、初步学会过滤、蒸发、结晶等操作技能，能独立完成一些简单的分离、提纯操作；2、初步学会根据混合物的性质，选择不同的分离方法对物质进行分离；3、通过合作讨论，培养学生解决问题的能力；4、结合生活实际，体会生活中的化学，激发学习兴趣。【教学重难点】常见分离与提纯方法的理论依据【教学过程】今天这节课我们要开始学习研究物质的实验方法的第一个问题，物质的分离与提纯。前面几节课我们一起学习了物质的性质和组成，我们知道我们是生活在物质的世界里，这些物质不管是自然界存在的还是人工合成的，大多是以混合物的形式存在。化学家要研究一种物质，首先考虑的是怎样从混合物中把它分离或提纯出来。【投影】分离与提纯在科学研究和生产生活方面的应用。你知道吗？居里夫人因为测出了放射性元素镭的相对原子质量而获得诺贝尔奖，她为了提炼镭，她每次把20多公斤的废矿渣放入冶炼锅熔化，连续几小时不停地用一根粗大的铁棍搅动沸腾的材料，而后从中提取仅含百万分之一的微量物质。他们从1898年一直工作到1902年，经过几万次的提炼，处理了几十吨矿石残渣，终于得到克的镭盐，测定出了它的原子量是225。【过渡】不光在科学领域，在我们的生活和生产中也常常要对物质进行分离与提纯。【投影】2、自来水厂也有分离与提纯的过程。经过。。。。。。最后得到符合标准的饮用水。。【师】从植物当中分离提取颜料、药物。回到我们的家庭，分离与提纯与我们日常生活中也分不开。同学们能不能举例？【投影】茶壶等【师】茶壶泡茶的原理和我们初中学过的哪种分离与提纯的方法相同？适合与分离怎样的物质？【板书】一、分离与提纯的方法(一)物理方法1、过滤---用于分离固体与液体的混合（利用物质溶解性的差异）【师】在初中，我们还学习了另外几种分离与提纯的方法了。现在通过几个问题的思考来回顾下。【讨论1】晾晒海水得到含有较多杂质的粗盐。该过程用了哪种常见的分离与提纯的方法？【学生】蒸发【师】把水分蒸发，然后出现结晶—蒸发结晶法。【板书】2、蒸发（蒸发结晶）：蒸发溶剂，析出溶质晶体（利用物质挥发性的不同）【投影】蒸发结晶的实验装置图：【提问】海水晒盐得到的粗盐往往含有很多沙子。如何去除沙子，得到纯净的食盐呢？设计简单的实验方案。【生】第一步：溶解；第二步：过滤；第三步：蒸发【师】]很好，同学们已经发现了混合物中两种物质之间性质的差异找到了解决方案。【投影】过滤的实验装置图【过渡】在设计分离与提纯的实验方案时，要善于发现物质性质的差异，结合多种方法。刚才这个例子，一定不要忘了第三步蒸发，有杂质的食盐固体提纯完应该是纯净的食盐固体，如果没有第三步，很显然只得到食盐水，既然是提纯食盐，就不光是要去除杂质，还要恢复原貌。[引申]简介海水的组成。同学们回去后可以进一步来思考：如何提纯含有氯化镁、氯化钙和泥沙等杂质的粗盐？设计方案。提示：由于粗盐中含有氯化镁，氯化镁和氯化钠一样是溶于水的，所以要把氯化镁除去就要选择合适的化学试剂来实现，将其转化为沉淀。我们可以采用这样的方案来实现。【师】如果两种固体，一种可溶于水，另一种不溶，我们就可以利用其溶解性的差异，通过过滤的方法实现分离。那如果我们想分离两种都能溶于水的固体，如氯化钾和硝酸钾粉末，要怎么办呢？[讨论2]根据所给信息，请设计实验方案从氯化钾和硝酸钾粉末的混合物中提纯硝酸钾。【学生】两者溶解度随温度改变的变化程度差异较大，可以用结晶的方法。【师】没错，在提纯混有少量氯化钾的硝酸钾的时候，我们先在较高温度下将混合物溶于水中形成浓溶液，然后冷却到一定温度。从图中我们可以看出，随着温度降低硝酸钾溶解度急剧下降，因此在降温过程中有大量的硝酸钾晶体析出，而氯化钾溶解度随温度变化不大，因此不会有结晶析出。再通过过滤操作就可以得到纯净的硝酸钾晶体了。【投影】3、结晶（降温结晶）：分离溶解度随温度变化明显不同的可溶性固体（利用物质溶解度随温度变化的差异）【过渡】一般我们把蒸发结晶叫做“蒸发”，而把后者称作结晶。【师】刚才方案中不管是蒸发也好，干燥也好，都只需要加热的装置，达到水的沸点后，水分被蒸发出来，不要了若我们需要的是蒸出的水分（例如实验室要制蒸馏水），则应如何操作？除了需要加热部分，还需要哪些部分？【讨论3】实验室中用什么方法制取蒸馏水呢？【学生】液体的加热、蒸汽的冷凝和冷凝液的收集。【展示】蒸发装置。把水装在蒸馏烧瓶中，加热，通过控制温度，让水蒸出，再通过冷凝，最后收集到纯净的水。这个过程叫做蒸馏。【师】蒸发与蒸馏的区别。蒸发是去除水分，蒸走不要。而蒸馏是蒸出的水分还要收集回来。“蒸馏”---蒸出来的还要“留住”。操作方法和仪器肯定是不一样的。很显然，我们需要三部分，蒸出，冷凝，收集。【投影】仪器名称：蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、牛角管、锥形瓶注意事项：蒸馏烧瓶：液体体积不超过溶剂的三分之一，不少于三分之一（加入沸石或碎瓷片防止爆沸）温度计：水银球正对蒸馏烧瓶支管口冷凝管：水下进上出【师】蒸馏实际上很有意思，获得蒸馏水其实就是去除水中可溶性离子的过程。我们以前想除杂都是想怎样把杂质除去，蒸馏反过来，把想要的提出来，杂质留着。主要利用了物质沸点的不同【投影】4、蒸馏：蒸馏水的制备（去除水中的可溶性离子）--利用沸点不同【追问】这个装置还有什么用途呢？石油可以提炼出很多成分。汽油、煤油、柴油等。他们的沸点范围不同9汽油最低，煤油第二，柴油最高,都是混合物，煤油固定的熔沸点，沸点范围有交叉的）能不能用这个装置把它们给分别分离出来呢?【学生】【师】可以，根据沸点不同，可以通过控制温度把不同沸点范围内的物质蒸馏出来。我们把这个过程叫做分馏---“分别蒸馏出来”。在下一本书中将重点学习。【师】刚才我们复习和巩固了初中学过的几种分离与提纯的常见方法。这些方法都是人们在各种生产生活实践中总结出来的，是科学家在大量的科学研究中总结出来的。它需要我们细心去观察和发现物质性质的差异。【师】还有哪些分离与提纯的方法呢？下面我们一起来探究另一种新的分离方法。【实验探究1】你想过吗？如果黑墨水中混入了少量红墨水，如何把红色颜料分离出来？下面我们就把这种方法教给大家。实验步骤：取一根白色粉笔。在距离粉笔根部约1、5CM处，用玻璃棒点上黑墨水（直径约0、5CM），将粉笔垂直在盛有少量水的培养皿中，（不能将粉笔上有墨水的地方浸入水中），观察实验现象。【学生】交流现象。先做好的先举手。【师】黑色颜料与红色颜料分离了吗？（有）两种燃料为什么能分开？黑色燃料有没有移动？红色燃料有没有移动？（都有，只是移动的速度不同，从而达到分离）黑色墨水之所以移动慢是因为黑色墨水在水中溶解度比红墨水小，粉笔对它的吸附性比红墨水大。不用粉笔用滤纸，用其他有机溶剂也可以。【师】层析主要应用于微量的物质分离，而且经常应用于实验过程中的过程分析、混合物的成分分离及鉴定。是一种简单、快速、应用广泛的方法。【投影】5、层析法【过渡】有关层析法，同学们可以课后去实践。可以拿花朵，菠菜磨成汁，进行探究。【师】下面我们再来探究第二个问题。【实验探究2】请同学们思考，如果要从一瓶碘水中提取碘，该怎么办？【师】以上方法还可以用吗？（蒸馏，碘水中碘很少，效率低）【投影】信息提示：①碘在水中溶解度很小②四氯化碳（CCl4）是一种难溶于水的无色油状液体，密度比水大，常用作溶剂。③碘在CCl4中的溶解度远远比在水中的溶解度大。【教师】根据这样的信息，同学们可以设计方案解决把碘和水分离开来的问题吗？【学生】用CCl4去溶解碘，因为碘在CCl4中溶解度更大，可以实现分离【生】实验步骤：在两支试管中各加入2—3ML的碘水，向其中一支试管加入约1ML的四氯化碳（CCL4），振荡，静置，观察并比较两支试管中的实验现象【学生】学生根据实验步骤，（用小试管）动手实验，根据现象，思考这是如何提取出碘的。【提问】请同学们观察，对比两支试管的现象，有什么不同？【学生】滴加CCl4溶液的试管分层了【教师】是的，除了分层，我们还看到什么颜色变化？那么为什么会有这样的现象呢？碘水中的碘和水分别去了哪里呢？【学生】碘在CCl4中的溶解度比在水中的溶解度大，所以碘应该是在下层的CCl4溶液层中。而上层则是水层。【师】没错。通过滴加CCl4的方法我们把碘从溶解度小的溶剂中转移到溶解度大的溶剂中，实现了碘的富集，这种分离方法就叫做“萃取”。【板书】6、萃取：把物质从溶解度小的溶剂中转移到溶解度大的溶剂中（富集）---利用物质在互不相溶的溶剂中溶解度的不同[教师]萃取时，像CCl4这样在液态混合物中加入的，用来萃取溶质的溶剂就叫做“萃取剂”.【提问】那么什么样的物质能作为萃取剂？？【生】与原溶剂互不相溶【板书】萃取剂的选择条件与原溶剂和溶质互不反应（萃取是加入的溶剂）对溶质溶解度大【教师】在实验室进行萃取实验用到的仪器是分液漏斗。【投影】实验仪器：分液漏斗注意事项：充分振荡，适当放气【实验演示】①将碘水和CCl4依次从上口倒入分液漏斗，其量不能超过漏斗容积的2/3，塞好塞子进行振荡；②振荡时右手捏住漏斗上口的颈部，并用食指根部压紧塞子，以左手握住旋塞，同时用手指控制活塞，将漏斗倒转过来用力振荡。③然后将分液漏斗至于铁圈上静置。[师]完成了萃取之后，我们还没有将碘和水完全分离，接下来我们要如何实现溶有碘的CCl4溶液和水的完全分离呢？【教师】我们看到静置过后的溶液完全分层，接下来我们要做的就是对其进行分液操作，取我们所要的那层溶液——下层的溶有碘的CCl4【实验演示】取出瓶塞，打开旋塞将下层液体从漏斗口放出，关闭旋塞，上层液体从上口倒出。【教师】分液是我们要注意，打开旋塞将下层液体放出前要记得打开分液漏斗瓶塞，不然漏斗内压强与大气压不一致，液体无法正常流出。【投影】7、分液：分离已分层的液体【总结】通过以上学习，我们复习了过滤、蒸发、结晶、蒸馏、学习了萃取、分液、层析，它们都是物理方法。主要根据物质物理性质的不同。【练习】连线题。书本25页第一题（做入幻灯片）【师】往往物理方法结合化学方法。应用化学方法，要达到怎样的效果才算把杂质去除了呢？【板书】(二)化学方法：加入试剂，将杂质转化为气体、沉淀、或水【师】那么，我们再来重新认识下“物质的分离与提纯”这几个字。“分离”与”提纯”一样吗？什么是“分离”？什么是“提纯”？【学生】回答【投影】二、分离与提纯的区别分离：把混合物中几种物质分开，每一组分都要保留下来，若原来是固体，最后还是固体。提纯：保留混合物中的某一主要组分，把其余杂质通过一定方法都除去。【板书设计】专题2第二单元研究物质的实验方法一、物质的分离与提纯物理方法过滤：分离固液混合物（或一种能溶于水另一种不溶）----利用物质溶解性的差异蒸发（蒸发结晶）：蒸发溶剂，析出溶质---利用物质挥发性不同结晶（降温结晶）：分离某些均能溶于水的固体混