第一单元研究物质的实验方法第1课时（导学案）

第一单元研究物质的实验方法第1课时实验安全与基本规范物质的分离提纯一、知识目标1.认识常见危险化学药品的标识，掌握实验室安全规则和常见实验事故的处理方法。2.学会化学试剂的取用与保存方法，能规范使用常见的化学实验仪器。3.理解物质分离和提纯的定义、原理和方法，能综合运用物质的不同性质对常见物质进行分离和提纯。二、核心素养目标1.科学态度与社会责任：具有安全意识和严谨的科学态度，能在实验中注意环境保护，培养良好的实验习惯和社会责任感。2.科学探究与创新意识：通过对物质分离和提纯方法的探究，培养创新思维和实践能力，提高解决实际问题的能力。3.宏观辨识与微观探析：从宏观上认识物质的性质和变化，从微观上理解物质的组成和结构，能运用所学知识对物质进行分离和提纯。一、学习重点实验室安全规则、化学试剂的取用与保存、常见化学仪器的使用、物质分离和提纯的方法。二、学习难点物质分离和提纯方法的选择与综合运用。实验安全与基本规范1．进入实验室之前的准备在进入实验室之前，应做好预习和实验准备，熟悉实验所需的药品，掌握仪器、药品安全使用的要领，理解、掌握实验原理，熟悉实验步骤和操作要求。2．实验过程中需注意的问题在实验过程中应集中注意力，实验操作要规范。取用药品前须仔细核对所需药品与试剂瓶上的标签是否一致，仔细阅读使用说明，正确取用。仔细观察实验现象，如实记录，认真处理实验数据，分析实验结果，写好实验报告。同组实验的同学之间要分工协作，共同完成实验任务。遇到突发状况时，应沉着冷静，采取正确的处理方法，并及时报告老师。在实验中应注意环境保护，减少实验排出的废气、废液和固体废物对环境的影响。3．实验后实验后应将药品和所用仪器收拾干净，保持实验室整洁卫生。物质的分离提纯1．分离和提纯(1)分离：通过适当的方法，把混合物中的几种物质分开，每一组分都要保留下来，并恢复到原状态，得到比较纯的物质。(2)提纯：指保留混合物中的某一组分，把其余杂质通过某些方法都除去，又叫物质的净化或除杂。2．过滤(1)原理：过滤是分离固体和液体混合物常用的方法，主要用于将液体中的不溶性固体分离。(2)在进行过滤操作时应注意的问题①一贴：滤纸紧贴漏斗内壁；②二低：滤纸边缘略低于漏斗边缘；液体的液面略低于滤纸的边缘；③三靠：向漏斗中倾倒液体时，烧杯的尖嘴应靠到玻璃棒上；玻璃棒的底端应轻靠到漏斗三层滤纸一侧；漏斗颈的末端尖嘴应靠到烧杯的内壁上。3．结晶(1)原理：利用物质在同一溶剂中溶解度的不同，进行固体之间的分离提纯。(2)在进行蒸发结晶操作时应注意的问题①在加热蒸发过程中，应用玻璃棒不断搅拌，防止由于局部过热造成液滴飞溅；②加热到蒸发皿中剩余少量液体时(出现较多晶体时)应停止加热，用余热蒸干；③热的蒸发皿应用坩埚钳取下，不能直接放在实验台上，以免烫坏实验台或引起蒸发皿破裂。如果一定要立即放在实验台上，则要放在陶土网上。一、实验安全与基本规范活动一：课堂思考引入问题思考1：听完东莞市水霖实验学校和深圳南方科技大学的实验事故案例，你认为在化学实验里，应该注意些什么才能避免类似的事故发生？答案：要严格遵守实验室安全规则，规范操作，如正确使用危险化学药品，注意实验过程中的防火、防漏电等；提高安全意识，不随意玩弄实验物品；实验前做好充分准备，了解实验步骤和注意事项等。问题思考2：当我们面对不同的混合物时，有哪些方法可以将它们分离和提纯呢？答案：在初中我们学过过滤和蒸发等方法，在本节课还会学习结晶、重结晶、蒸馏、萃取与分液等方法。活动二：学习常见危险化学药品的标识问题思考：常见的危险化学药品标识有哪些？分别代表什么危险类型？答案：常见的危险化学药品标识如易燃、易爆、有毒、腐蚀等标识。易燃标识代表该药品具有易燃性，遇到火源可能会燃烧甚至爆炸；易爆标识表示药品容易发生爆炸；有毒标识说明药品具有毒性，接触或吸入可能对人体造成伤害；腐蚀标识意味着药品具有腐蚀性，能对人体和其他物品造成腐蚀。活动三：学习实验室安全规则问题思考1：在实验过程中，发现药品标签模糊不清，应该怎么做？答案：立即停止使用可疑药品，及时向药剂科或实验室负责人报告，避免误用或进一步污染。问题思考2：实验结束后，忘记收拾药品和仪器，会带来哪些危害？答案：实验台面长期脏乱差，影响后续实验操作，增加交叉污染风险，降低实验效率。未清洗的仪器残留药品可能污染下次实验，影响数据准确性；长期未整理还可能加速仪器老化或损坏。活动四：学习常见实验事故的处理问题思考1：如果不小心将水银洒在桌面上，应该采取什么措施？答案：用硫粉覆盖在水银上。因为硫粉能与水银发生反应，生成硫化汞，从而防止水银挥发对人体造成危害。问题思考2：酒精在实验台上着火，为什么不能用水浇灭？答案：酒精密度比水小，会浮在水面继续燃烧，而且水无法有效隔绝空气，酒精会随水流扩散至其他区域，导致火势扩大；水与酒精混合后易流动，可能引燃其他物品，造成二次火灾。活动五：学习化学试剂的取用与保存问题思考1：固体粉末状试剂和块状固体分别用什么仪器取用？操作要领是什么？答案：固体粉末状试剂用钥匙或纸槽取用，操作要领是“一斜、二送、三直立”，即将试管倾斜，把盛有药品的药匙或纸槽小心地送至试管底部，然后使试管直立起来。块状固体用镊子取用，操作要领是“一横、二放、三慢竖”，即先把容器横放，用镊子夹取块状药品或金属颗粒放在容器口，再把容器慢慢地竖立起来，使药品或金属颗粒缓缓地滑到容器的底部，以免打破容器。问题思考2：液体大量取用和少量取用分别用什么仪器？操作要领是什么？答案：液体大量取用用试剂瓶倾倒，操作要领是“塞子倒放、标签朝向手心、容器口紧挨、缓慢倒入”；少量取用用胶头滴管，操作要领是“竖直悬滴、滴管专管专用或洗净后再用”。问题思考3：为什么氢氧化钠溶液不能用玻璃塞？浓盐酸为什么要密封保存？答案：氢氧化钠溶液显碱性，能与玻璃中的二氧化硅反应生成具有粘性的硅酸钠，会使瓶塞和瓶口粘在一起，所以要用橡胶塞或软木塞。浓盐酸易挥发，密封保存可以防止氯化氢气体挥发，保持溶液的浓度。活动六：学习常用化学仪器的识别与使用问题思考1：蒸馏烧瓶和圆底烧瓶在使用上有什么不同？答案：蒸馏烧瓶有支管口，主要用于分馏和蒸馏实验，需配合冷凝管、接液管等使用；圆底烧瓶一般用于普通的反应容器。问题思考2：试管加热液体和固体时分别有哪些注意事项？答案：试管加热液体时，液体体积不能超过其容积的，加热时要先预热，然后用外焰加热，试管口不能对着自己或他人；加热固体时，试管口应略向下倾斜，防止冷凝水回流使试管炸裂。活动七：典例精讲【典例】判断下列说法是否正确1.用托盘天平称取5.85

g食盐2.量筒、容量瓶、锥形瓶都是不能加热的玻璃仪器3.球形冷凝管、球形干燥管的球形设计都是为了增加气体(或蒸汽)在此处的回旋时间。【答案】1.×2.×3.√。1.托盘天平只能精确到0.1g，无法称量到0.01g；2.量筒、容量瓶不能加热，锥形瓶垫上陶土网后可以加热。【典例1】下列实验基本操作或对事故的处理方法不正确的是（）A.给盛有液体的烧瓶加热时，需要加碎瓷片或沸石B.发现实验室中有大量的可燃性气体泄漏时，应立即开窗通风C.酒精灯内的酒精不能超过酒精灯容积的2/3D.不慎将少量浓硫酸溅到皮肤上，应立即用水冲洗，然后涂抹10%的NaOH溶液【答案】D。A.给盛有液体的烧瓶加热时，加碎瓷片或沸石可以防止液体暴沸，该操作正确；B.发现实验室中有大量的可燃性气体泄漏时，立即开窗通风可以降低可燃性气体的浓度，防止发生爆炸，该做法正确；C.酒精灯内的酒精不能超过酒精灯容积的2/3，防止酒精溢出引发火灾，该说法正确；D.浓硫酸溅到皮肤上，立即用水冲洗后，不能涂抹10%的NaOH溶液，因为NaOH溶液有强腐蚀性，会对皮肤造成二次伤害，应涂抹3%5%的NaHCO3溶液，该选项错误。【典例2】2.实验室安全至关重要。下列实验室事故处理方法错误的是()A.眼睛溅进酸液，先用大量水冲洗，再用饱和碳酸钠溶液冲洗B.皮肤溅上碱液，先用大量水冲洗，再用2%的硼酸溶液冲洗C.电器起火，先切断电源，再用二氧化碳灭火器灭火D.活泼金属燃烧起火，用灭火毯（石棉布）灭火【答案】A。A.眼睛溅进酸液，先用大量水冲洗后，不能用饱和碳酸钠溶液冲洗，因为碳酸钠溶液呈碱性，会对眼睛造成二次伤害，应继续用大量水冲洗并及时就医，该选项错误；B.皮肤溅上碱液，先用大量水冲洗，再用2%的硼酸溶液冲洗，硼酸可以中和碱液，该处理方法正确；C.电器起火，先切断电源，再用二氧化碳灭火器灭火，可防止触电和减少对电器的损坏，该做法正确；D.活泼金属燃烧起火，用灭火毯（石棉布）灭火，可以隔绝空气，达到灭火的目的，该方法正确。【典例3】以下是实验室的部分仪器：(1)序号为⑧和⑩的仪器分别为_________、___________(填名称，下同)。(2)能作反应容器且可直接加热的是__________。(3)在分液操作中，必须用到的仪器是________(填序号，下同)。【答案】(1)容量瓶；直形冷凝管；(2)试管；(3)②⑥。(1)根据常见仪器的形状和用途，可判断序号为⑧的是容量瓶，用于配制一定物质的量浓度的溶液；序号为⑩的是直形冷凝管，用于蒸馏时冷凝蒸气。(2)试管能作反应容器且可直接加热，加热液体时，液体体积不能超过其容积的1/3；加热固体时，试管口应略向下倾斜。(3)分液操作是分离互不相溶的液体，必须用到分液漏斗和烧杯，所以是②⑥。二、物质的分离提纯活动一：引入物质分离提纯的概念问题思考1：在生活和化学学习中，大家遇到过哪些需要分离混合物的情况？答案：分离沙子和水、分离盐和沙子等。问题思考2：分离和提纯的定义分别是什么？答案：分离是通过适当的方法，把混合物中的几种物质分开，每一组分都要保留下来，如果原来是固态，最后还是固态；提纯是指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。活动二：学习分离和提纯的方法问题思考1：过滤的原理、实验用品和操作注意事项分别是什么？答案：过滤的原理是利用物质的溶解性差异，将液体和不溶于液体的固体分离开来；实验用品有漏斗、滤纸、铁架台、烧杯、玻璃棒；操作注意事项是“一贴、二低、三靠”，即滤纸要紧贴漏斗内壁，滤纸边缘要低于漏斗边缘，滤液液面要低于滤纸边缘，烧杯口要紧靠玻璃棒，玻璃棒要紧靠三层滤纸处，漏斗下端管口要紧靠烧杯内壁。问题思考2：蒸发的原理、实验用品和注意事项分别是什么？答案：蒸发的原理是利用加热的方法，使溶液中溶剂不断挥发而析出溶质（晶体）的过程；实验用品有蒸发皿、玻璃棒、酒精灯、铁架台；注意事项是蒸发皿中的液体不能超过其容积的，蒸发过程中必须用玻璃棒不断搅拌，当出现大量固体时，应停止加热用余热蒸干。问题思考3：如何提纯混有少量KCl的KNO答案：加热溶解，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥。因为的溶解度受温度影响较大，的溶解度受温度影响较小，加热溶解后冷却，会结晶析出，而大部分仍留在溶液中，再通过过滤、洗涤、干燥等操作得到较纯净的。问题思考4：萃取与分液有什么区别？答案：分液和萃取是两个不同的操作方法，分液可以单独进行，但萃取之后一般要进行分液。分液是将两种互不相溶的液体混合物进行分离的操作；萃取是利用溶质在不同溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从原来溶液中提取出来的方法。活动三：典例精讲【典例1】填写下列物质分离操作的注意事项。（1）从MgSO4溶液中得到MgSO4固体的实验操作包括__________、冷却结晶、______、洗涤、干燥等一系列操作，在此过程中玻璃棒的作用是______（填序号）。①引流②加速溶解③使溶液受热均匀，防暴沸（2）过滤后，若滤液浑浊，需____________________。浑浊的原因可能是_________________________。【答案】(1)蒸发浓缩；过滤；①③；(2)更换滤纸，重新过滤；滤纸破损、滤液超过滤纸边缘。(1)从溶液中得到固体，先进行蒸发浓缩，使溶液达到饱和状态，然后冷却结晶，再通过过滤得到晶体，最后进行洗涤、干燥。在蒸发浓缩过程中，玻璃棒的作用是使溶液受热均匀，防暴沸；在过滤过程中，玻璃棒的作用是引流，所以选①③。(2)过滤后滤液浑浊，需更换滤纸，重新过滤。浑浊的原因可能是滤纸破损，导致部分固体杂质进入滤液；或者滤液超过滤纸边缘，使部分液体未经过滤纸过滤直接进入滤液。【典例2】利用物质的溶解度对物质进行分离、提纯。图甲、乙为一些物质的溶解度随温度变化的曲线。A点KNO3溶液是__________（填“饱和溶液”或“不饱和溶液”）。将B点KNO3溶液变成饱和溶液的方法有_______________________________________________。常温下，由NaCl稀溶液获取NaCl固体的方法是__________。常温下，由KNO3稀溶液获取KNO3固体的方法是_______________。NaCl固体中含少量KNO3，提纯NaCl固体的方法是______________________________________。KNO3固体中含少量NaCl，提纯KNO3固体的方法是______________________________________。常温下，由Na2SO3稀溶液获取Na2SO3固体的方法是______________________________________。【答案】(1)饱和溶液；(2)降温、加入KNO3固体、加热蒸发掉部分溶剂，再冷却至原来的温度；(3)蒸发结晶；(4)蒸发浓缩、冷却结晶；(5)将固体混合物加入热水中，搅拌、趁热过滤（或将固体加水溶解，将溶液蒸发至有大量固体析出，停止加热，趁热过滤）；(6)将固体加水溶解，将溶液蒸发浓缩至出现晶膜，停止加热，冷却后有固体析出，过滤；(7)加热浓缩溶液至有大量晶体析出，在高于34°C条件下趁热过滤。(1)A点在溶解度曲线上，说明该点对应的溶液是饱和溶液。(2)将不饱和溶液变成饱和溶液的方法有降温、增加溶质、蒸发溶剂等。所以将B点KNO3溶液变成饱和溶液的方法有降温、加入KNO3固体、加热蒸发掉部分溶剂，再冷却至原来的温度。(3)常温下，NaCl的溶解度受温度影响较小，所以由NaCl稀溶液获取NaCl固体的方法是蒸发结晶。(4)常温下，KNO3的溶解度受温度影响较大，由KNO3稀溶液获取KNO3固体的方法是蒸发浓缩、冷却结晶。(5)NaCl固体中含少量KNO3，由于NaCl的溶解度受温度影响较小，KNO3的溶解度受温度影响较大，可将固体混合物加入热水中，搅拌、趁热过滤（或将固体加水溶解，将溶液蒸发至有大量固体析出，停止加热，趁热过滤），得到较纯净的NaCl固体。(6)KNO3固体中含少量NaCl，将固体加水溶解，将溶液蒸发浓缩至出现晶膜，停止加热，冷却后KNO3晶体析出，过滤可得到较纯净的KNO3固体。(7)常温下，由Na2SO3稀溶液获取Na2SO3固体，加热浓缩溶液至有大量晶体析出，在高于34°C条件下趁热过滤，可得到Na2SO3固体。1.使用计量仪器的3个注意点(1)托盘天平的精确度为0.1g。(2)量筒的精确度为0.1mL，小刻度在下方。(3)滴定管的精确度为0.01mL,0刻度在上方。2药品的存放(1)易吸水、易潮解、易被氧化或易与空气中的CO2反应的物质应密封存放。(2)见光易分解的物质应选用棕色瓶存放在冷暗处。3.分离提纯“四原则”（1）不增——不得引入新杂质 （2）不减——尽量不减少被提纯的物质 （3）易分离——被提纯的物质与其他物质应易分离 （4）易复原——被提纯物质转化后要易被复原 4.物质的分离方法选择类型性质分离方法固体与固体杂质易分解、易升华加热法一种易溶，一种难溶溶解过滤法二者均易溶，但其溶解度受温度的影响差异较大重结晶法液体与液体沸点相差较大蒸馏法二者互不相溶分液法在溶剂中溶解度不同萃取法气体与气体互相不反应洗气法 1.分离下列固体混合物时，可按溶解、过滤、蒸发的顺序进行的是()A.氯化钠和硝酸钾B.铁粉和锌粉C.氯化钾和二氧化锰D.碳酸铵和氯化铵【答案】C【解析】A.氯化钠和硝酸钾都易溶于水，不能用溶解、过滤、蒸发的方法分离，可采用结晶的方法分离，A选项错误；B.铁粉和锌粉都不溶于水，无法通过溶解、过滤、蒸发的顺序进行分离，B选项错误；C.氯化钾易溶于水，二氧化锰不溶于水，可先将混合物溶解，然后过滤得到二氧化锰固体，再对滤液进行蒸发得到氯化钾固体，C选项正确；D.碳酸铵和氯化铵都易溶于水，不能用溶解、过滤、蒸发的方法分离，D选项错误。2.现有一瓶A和B的混合液体，性质如下表。分离A和B的最佳方法是()A.萃取B.结晶C.分液D.蒸馏【答案】D【解析】从表格信息可知，A和B是液态混合物，且二者沸点不同，利用各组分沸点不同，将液态混合物分离和提纯的方法是蒸馏，所以分离A和B的最佳方法是蒸馏，D选项正确；萃取是利用溶质在不同溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从原来溶液中提取出来的方法，该混合液不适用萃取，A选项错误；结晶适用于可溶性物质的混合物，且混合物中一种物质的溶解度受温度影响变化较大，而另一种物质溶解度受温度影响变化不大的混合物的分离和提纯，该混合液不适用结晶，B选项错误；分液是分离互不相溶的液体，该混合液未表明互不相溶，不适用分液，C选项错误。3.用括号里的试剂鉴别下面各组气体或溶液，其中不合理的是()A.二氧化碳、氮气、一氧化碳（澄清石灰水）B.氯化钠、硝酸银、碳酸钠（稀盐酸）C.酒精、醋酸、氨水（石蕊试液）D.硫酸、硝酸钡、氯化钾（碳酸钠溶液）【答案】A【解析】A.二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，氮气和一氧化碳都不能使澄清石灰水变浑浊，无法用澄清石灰水鉴别氮气和一氧化碳，该鉴别方法不合理；B.稀盐酸与氯化钠不反应，无明显现象；与硝酸银反应生成白色沉淀氯化银；与碳酸钠反应产生二氧化碳气体，有气泡产生，可以用稀盐酸鉴别这三种溶液，该鉴别方法合理；C.石蕊试液遇酒精不变色，遇醋酸变红，遇氨水变蓝，可以用石蕊试液鉴别这三种物质，该鉴别方法合理；D.碳酸钠溶液与硫酸反应产生二氧化碳气体，有气泡产生；与硝酸钡反应生成白色沉淀碳酸钡；与氯化钾不反应，无明显现象，可以用碳酸钠溶液鉴别这三种溶液，该鉴别方法合理。考点1实验安全与基本规范1.下列实验操作中，不符合实验安全规范的是（）A.点燃氢气前，先检验氢气的纯度B.稀释浓硫酸时，将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并不断搅拌C.用燃着的酒精灯去点燃另一只酒精灯D.给试管里的液体加热时，试管口不要对着自己或他人【答案】C【解析】用燃着的酒精灯去点燃另一只酒精灯，容易引发火灾，不符合实验安全规范。A选项，点燃氢气前检验纯度可防止爆炸，符合安全规范；B选项，稀释浓硫酸的操作正确，可防止液滴飞溅；D选项，给试管里的液体加热时，试管口不对着人可防止液体喷出伤人，均符合安全规范。2.在实验室中，若不慎将酒精洒在实验台上并着火，应采取的正确措施是（）A.用水浇灭B.用湿布盖灭C.用嘴吹灭D.拨打火警电话【答案】B【解析】酒精着火不能用水浇灭，因为酒精密度比水小，会浮在水面上继续燃烧，A选项错误；用湿布盖灭可以隔绝空气，达到灭火的目的，B选项正确；用嘴吹灭可能会使火焰蔓延，C选项错误；酒精在实验台上着火，用湿布盖灭即可，不需要拨打火警电话，D选项错误。3.下列关于实验室安全规则