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文档简介

九年级化学下册实验8:粗盐中难溶性杂质的去除(精讲精练)

一、课程背景与课标解读

(一)教材分析与定位

本节课是九年级化学下册第八单元“金属和金属材料”之后、第九单元“溶液”之前的一个重要实验活动,但实际上在人教版教材的编排中,常置于第七单元“燃料及其利用”之后或作为单独的实验活动单元出现,其核心目的在于承上启下。从知识体系看,它是对上册课本中“混合物的分离”初步概念的深化,是对“溶解、过滤、蒸发”等基本操作技能的集中训练与规范化考核。从素养发展看,本实验是学生从宏观物质辨识迈向微观变化探析、从单一操作到综合流程控制的关键转折点。本节课不仅是【基础】的实验技能课,更是培养学生科学探究精神和严谨求实态度的【重要】载体,同时,“产率计算与误差分析”也是各类考试中的【高频考点】。

(二)核心素养发展目标

1.宏观辨识与微观探析:通过对粗盐溶解过程的观察,理解可溶性杂质与难溶性杂质在水中的不同行为(宏观);初步建立溶液中离子存在的意识,为后续学习复分解反应除杂奠定基础(微观铺垫)。

2.变化观念与平衡思想:理解“溶解-过滤-蒸发”是一个连续的、有目的的物理变化过程,每一步都改变了混合物的状态,最终实现分离,初步形成物质分离与提纯的流程思想。

3.证据推理与模型认知:通过观察滤液浑浊、蒸发结晶等实验现象,推理操作中可能存在的问题(如滤纸破损、液面高于滤纸边缘),建立“现象-原因”的逻辑推理模型。掌握“除杂”的基本模型——将杂质转化为沉淀或气体,或通过物理方法分离。

4.科学探究与创新意识:能够针对“如何获得更纯的食盐”或“如何提高产率”提出自己的改进方案(如洗涤沉淀、重新溶解),并在实验中进行尝试与反思。

5.科学精神与社会责任:通过了解海盐、井盐、湖盐的制取工艺,认识到化学知识对生活生产的重要性;通过产率计算,养成节约资源、保护环境的意识;通过规范化操作,培养严谨认真的科学态度。

二、教学目标设定

1.知识与技能目标:

(1)掌握溶解、过滤、蒸发等基本实验操作的要领,学会使用玻璃棒在不同操作中的正确方法(搅拌引流转移)。【基础】【高频考点】

(2)理解粗盐提纯的原理,能区分难溶性杂质和可溶性杂质。【重要】

(3)学会计算精盐的产率,并能分析产率偏高或偏低的原因。【难点】【高频考点】

2.过程与方法目标:

(1)通过小组合作实验,体验科学探究的一般过程,学会观察、记录实验现象。

(2)通过对产率误差的讨论,学习分析与综合的思维方法,提升逻辑推理能力。

3.情感态度与价值观目标:

(1)感受化学实验在日常生活和工业生产中的巨大价值,激发学习兴趣。

(2)养成规范操作、仔细观察、积极思考、主动探究的科学品质。

(3)培养节约药品、爱护仪器、保持实验室整洁的环保意识和良好习惯。

三、教学重点与难点

1.教学重点:

(1)过滤和蒸发的基本操作技能。【基础】

(2)玻璃棒在不同环节的作用及其正确使用。【高频考点】

2.教学难点:

(1)理解并熟练操作“一贴、二低、三靠”的过滤要点。【重要】

(2)对实验误差(产率偏高或偏低)进行系统分析和解释。【难点】

(3)认识到本实验只是去除了难溶性杂质,获得的食盐中仍含有可溶性杂质(如氯化钙、氯化镁、硫酸钠等),建立纯度相对性的概念。

四、教学方法与准备

1.教学方法:

(1)讲授法与演示法相结合:关键操作步骤由教师进行规范演示,配以精讲点拨,确保学生获得正确的视觉记忆。

(2)实验探究法:学生在明确原理后,分组动手实践,在实践中发现问题、解决问题。

(3)问题驱动法:通过层层递进的问题链,引导学生深入思考操作背后的原理,如“为什么要这样做?”“如果不这样会有什么后果?”

(4)比较归纳法:对比溶解、过滤、蒸发中玻璃棒的不同用途;对比产率高低的各种原因。

2.实验准备(教师):

(1)仪器:托盘天平、药匙、量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒、铁架台(带铁圈)、漏斗、滤纸、蒸发皿、酒精灯、坩埚钳、石棉网、火柴。

(2)药品:粗盐、蒸馏水。

3.实验准备(学生,每两人一组):

(1)预习实验内容,明确实验步骤。

(2)复习溶解、过滤、蒸发的基本原理。

(3)设计好实验数据记录表格(粗盐质量、精盐质量、产率)。

五、教学实施过程(核心环节)

(一)创设情境,激趣导入(约3分钟)

教师展示两张图片:一张是海边广袤的盐田,一张是超市里精致的加碘食盐。

【教师引导】同学们,我们日常食用的雪白的食盐,最初就来自于大海、盐湖或矿井。海水中溶解了大量的盐分,经过日晒、蒸发,就得到了颗粒较粗、含有泥沙杂质的粗盐。那么,从这粗粝的粗盐到精致的精盐,究竟经历了怎样的化学洗礼?今天,我们就化身为小小制盐工程师,亲自动手完成这场“化粗为精”的魔术——实验8:粗盐中难溶性杂质的去除。

(二)原理探究,明确思路(约7分钟)

【问题驱动】请大家思考,粗盐中主要含有哪些杂质?我们如何将它们分开?

【学生讨论回答】有泥沙(不溶于水)、有可溶性杂质。泥沙可以像淘米一样用水洗掉。

【教师精讲总结,非常准确。粗盐中的杂质分为两类:一类是【难溶性杂质】,如泥沙、不溶性无机盐;另一类是【可溶性杂质】,如氯化钙、氯化镁、硫酸钠等。我们今天这节课的任务,就是先攻克第一关——去除难溶性杂质。我们的策略是什么?

教师板书核心流程图:

粗盐→溶解→过滤→蒸发→转移→计算产率

【教师追问】为什么要先溶解再过滤?能不能直接过滤干粗盐?

【学生思考】不能,因为泥沙和食盐是固体混合物,必须用水将食盐溶解,变成液体,才能利用颗粒大小的不同通过滤纸将其分开。这揭示了分离混合物的一个基本原则:必须使混合物处于一种易于分离的状态(通常是溶液)。

(三)精讲演示,突破难点(约15分钟)

此环节教师将对四个核心步骤进行规范化、慢镜头的演示与精讲,每一步都强调动作要领、目的及错误操作的后果。此为【非常重要】环节。

1.第一步:称量与溶解

【教师演示】用托盘天平称取约5.0克粗盐(注意左物右码,精确读数),用药匙将粗盐小心转移到烧杯中。用量筒量取约15毫升蒸馏水倒入烧杯。

【精讲要点】

(1)水的量:不能太多也不能太少。太多会导致蒸发时间过长,浪费能源;太少则粗盐不能完全溶解,造成损失,影响产率。一般以粗盐质量的3倍左右为宜。

(2)搅拌的目的:用玻璃棒搅拌,可以加速粗盐的溶解。【玻璃棒作用1:搅拌,加速溶解】。

(3)搅拌的规范:玻璃棒不要碰撞烧杯壁和烧杯底,发出“当当当”的响声是不规范的,应保持安静。搅拌时手持玻璃棒,匀速转动。

【学生活动】学生开始第一步操作,教师巡视指导。

2.第二步:过滤——重中之重

【教师演示】这是本实验的【核心】和【难点】,必须严格遵循“一贴、二低、三靠”的原则。

(1)制作过滤器:将一张圆形滤纸对折两次,打开成圆锥形,一边一层,另一边三层,放入洁净的漏斗中。用少量蒸馏水润湿滤纸,使其紧贴漏斗内壁,形成“一贴”,并用玻璃棒轻轻赶走气泡。

(2)装配过滤器:将漏斗放在铁架台的铁圈上,漏斗下端紧贴承接滤液的烧杯内壁,这就是“三靠”中的第一靠“漏斗下端管口紧靠烧杯内壁”。目的是为了防止滤液飞溅,并加快过滤速度。

(3)过滤操作(倾倒滤液):将溶解后的粗盐溶液静置片刻,使大部分泥沙沉降。然后进行过滤。倾倒时,将烧杯紧靠【玻璃棒作用2:引流】的中下部,玻璃棒的下端要轻轻斜靠在【三层滤纸】的一侧,这是“二低”中的一低“玻璃棒末端要低于滤纸边缘”,也是“三靠”中的第二靠“烧杯嘴紧靠玻璃棒”。倾倒的滤液液面要始终低于滤纸边缘,这是“二低”中的另一低“液面低于滤纸边缘”。

【精讲要点】

(1)引流的目的:防止液体溅出或冲破滤纸。

(2)为何靠三层滤纸:三层滤纸处强度更大,可以防止玻璃棒将滤纸捅破。

(3)为何液面要低于滤纸边缘:如果液面超过滤纸边缘,液体就会不经过滤纸的过滤,直接从滤纸与漏斗的缝隙流下,导致过滤失败,滤液仍然浑浊。

(4)观察滤液:若滤液仍浑浊,应检查原因(滤纸破损、液面高于滤纸边缘、烧杯不干净等),并重新过滤。

【非常重要】此处需强调,过滤只是“物理分离”,液体是透明的,说明泥沙等难溶物被留在了滤纸上。

【学生活动】学生开始第二步操作,教师重点检查“一贴二低三靠”的落实情况。

3.第三步:蒸发结晶

【教师演示】将澄清的滤液(此时滤液中含有氯化钠和可溶性杂质)倒入蒸发皿中。将蒸发皿放在铁架台的铁圈上,用酒精灯外焰加热。

【精讲要点】

(1)蒸发皿的移动:蒸发皿是瓷质的,加热时可耐高温,但不能骤冷,热的蒸发皿要用坩埚钳夹取,放在石棉网上。

(2)玻璃棒的新任务:【玻璃棒作用3:搅拌,防止局部温度过高造成液滴飞溅】。在蒸发过程中,要不断用玻璃棒搅拌滤液,使液体均匀受热,避免因局部过热导致液体溅出,造成食盐损失,影响产率。

(3)何时停止加热:这是本实验的【关键点】。当蒸发皿中出现【较多固体】时(即大部分水被蒸发,留下粘稠的浆糊状物质),就应该停止加热,利用蒸发皿的余热将剩余的水分蒸干。绝对不允许将水分完全蒸干才停止加热,那样会导致固体飞溅,甚至使蒸发皿炸裂。

(4)产物的观察:停止加热后,用玻璃棒不断搅拌,利用余热烘干,最终得到白色的固体,这就是精盐(注意:仍含可溶性杂质)。

【学生活动】学生进行蒸发操作,教师提醒安全(酒精灯使用、烫伤等)和时机判断。

4.第四步:转移与称量

【教师演示】用玻璃棒将蒸发皿中的固体转移到滤纸上(或指定的称量纸上)。【玻璃棒作用4:转移固体】。用托盘天平称量得到的精盐的质量,并记录数据。

(四)学生分组实验,教师巡回指导(约20分钟)

学生两人一组,按照上述步骤独立完成实验。教师在各小组间巡回指导,重点观察:

1.溶解时水的用量是否合理。

2.过滤操作是否规范,尤其是引流和液面控制。

3.蒸发时搅拌是否及时,停止加热的时机是否正确。

4.天平使用是否规范,数据记录是否及时。

5.及时发现并纠正学生的错误操作,并针对共性问题(如滤液浑浊)进行全班性简短提示。

(五)数据处理与误差分析(约5分钟)

【教师引导】实验结束,请大家计算出自己小组的精盐产率。产率计算公式:精盐质量/粗盐质量*100%。

收集各小组的产率数据,发现大家的结果可能差异较大,有的甚至超过100%,有的远低于理论值。

【问题链驱动,深入探究】这是我们今天思维提升的【难点】环节。

1.产率偏高的原因有哪些?

【学生讨论,教师总结】产率高于100%是不可能的,一定是操作失误导致称量的精盐质量“虚高”。可能的原因:

(1)蒸发时,水分没有完全蒸干,得到的固体中仍含有结晶水。

(2)过滤时滤纸破损或液面过高,导致部分泥沙透过滤纸进入滤液,最终被蒸发出来混入精盐中。(这是【非常重要】的常见错误)

(3)转移精盐时,没有将玻璃棒上的固体全部刮下,反而带入了其他杂质?(可能性小)更可能是称量时,蒸发皿或滤纸本身就不干燥。

2.产率偏低的原因有哪些?

【学生讨论,教师总结】这是更常见的情况。可能的原因:

(1)溶解时,粗盐未完全溶解,部分食盐随泥沙一起被过滤掉了。(操作不当)

(2)过滤时,有少量滤液洒出或留在烧杯里未转移。(转移损失)

(3)蒸发时,没有及时搅拌,导致液滴飞溅,食盐损失。【非常重要】

(4)蒸发完毕后,固体粘在蒸发皿或玻璃棒上,未完全转移到称量纸上。(转移损失)

(5)过滤后的滤液仍浑浊,重新过滤操作中造成损失。

通过误差分析,引导学生认识到每一个规范的操作步骤都关系到最终结果的准确性,培养严谨的科学态度。

(六)知识拓展与反思(约5分钟)

【教师引导】我们今天得到的精盐,就绝对纯净了吗?

【学生回答】不干净!还有氯化钙、氯化镁等可溶性杂质。

【教师总结,太棒了!这正是我们下节课或后续学习(如酸碱盐)要解决的问题。要除去这些可溶性杂质,我们需要利用化学方法,将它们转化为沉淀或气体。例如,加入氢氧化钠除去镁离子,加入碳酸钠除去钙离子和钡离子等。这为我们打开了通往更广阔化学世界的大门。

【生活链接】请同学们思考,我们今天的“粗盐提纯”原理,在生活中有哪些应用?比如饮用水的净化(过滤)、农村制作红薯淀粉(过滤)、中药熬制(蒸发浓缩)等等。化学,就在我们身边。

六、板书设计(精要提纲)

实验8:粗盐中难溶性杂质的去除

一、实验原理

利用溶解性差异,通过过滤分离难溶物,再通过蒸发结晶得到食盐。

二、实验步骤与核心操作

1.溶解:玻璃棒——搅拌,加速溶解;水量的控制(约3倍)。

2.过滤:【核心操作】

“一贴”:滤纸紧贴漏斗内壁。

“二低”:滤纸边缘低于漏斗口;液面低于滤纸边缘。

“三靠”:烧杯嘴靠玻璃棒;玻璃棒靠三层滤纸;漏斗下端管口靠烧杯内壁。

玻璃棒——引流。

3.蒸发:

加热至有大量固体析出时停止加热,用余热蒸干。

玻璃棒——搅拌,防止液滴飞溅。

4.转移:玻璃棒——转移固体。

三、产率计算与分析

产率=精盐质量/粗盐质量×100%

1.产率偏低:溶解不充分、滤液洒出、液滴飞溅、转移不净。

2.产率偏高:未蒸干(含水分)、滤液浑浊(含泥沙)。

七、教学反思(预设)

本节课的设计力求在传授知识与技能的同时,更注重科学方法和思维的训练。通过“精讲-演示-实践-分析”的闭环流程,将核心素养的培育贯穿始终。预设学生在过滤操作和蒸发停止时机的判断上存在困难,教学中需加大示范力度和巡回指导频次。误差分析环节能有效激发学生的批判性思维,但需要教师具备较强的课堂驾驭能力,引导学生从多角度思考。今后可尝试引入微型实验或数字化传感设备(如温度传感器监测蒸发过程),使教学手段更加多元化,进一步提升教学效果。同时,应持续强化“化学源于生活,服务于生活”的理念,使学生的学习更具现实意义。

八、好题精练(课后巩固与提升)

(一)基础巩固题

1.【基础】在“粗盐中难溶性杂质的去除”实验中,玻璃棒的使用频率很高,但其作用各不相同。请将下列操作中玻璃棒的作用填写完整:

(1)溶解时,玻璃棒的作用是______________。

(2)过滤时,玻璃棒的作用是______________。

(3)蒸发时,玻璃棒的作用是______________。

(4)转移精盐时,玻璃棒的作用是______________。

2.【重要】进行过滤操作时,必须使用的一组仪器是()

A.烧杯、酒精灯、试管、铁架台

B.漏斗、玻璃棒、烧杯、铁架台

C.蒸发皿、玻璃棒、漏斗、酒精灯

D.烧杯

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