九年级化学下册实验活动8：粗盐中难溶性杂质的去除（跨学科融合项目式教案）

九年级化学下册实验活动8：粗盐中难溶性杂质的去除（跨学科融合项目式教案）

一、教材与学情分析：基于核心素养的“双新”解读

（一）【非常重要的基石】教材定位与内容重构

本课题位于人教版九年级化学下册第九单元《溶液》的实验活动板块，是初中化学乃至整个基础教育阶段中，对学生实验操作技能与科学思维培养具有【核心地位】的关键节点。在“双新”（新课标、新教材）背景下，本实验不再被简单地视为一项孤立的操作训练，而是被赋予了“大概念”统领下的全新教学意涵。它上承“物质的分离”这一学科大概念，下启“粗盐提纯”在工业生产中的实际应用，是连接宏观性质（溶解性）、微观解释（离子运动）与符号表征（氯化钠化学式）的绝佳载体。本设计将实验内容重构为“从自然界获取资源”的项目式学习片段，引导学生像科学家和工程师一样思考：如何将海边的一把粗砂盐，转化为餐桌上晶莹剔透的精盐。这不仅是对溶解、过滤、蒸发等基本操作的简单组合，更是对“物质分离思路”这一【高频考点】与【难点】的初次系统性构建。

（二）【重要参考】学情精准画像

九年级学生正处于从形象思维向抽象逻辑思维过渡的关键期。在知识储备上，学生已初步了解了溶液的基本概念和溶解现象，但尚未建立起系统的物质分离观念。在技能基础上，通过前期的学习，学生对药品取用、加热等基本操作已有接触，但对过滤、蒸发等专项操作技能的掌握尚不熟练，特别是对操作背后的原理（如“一贴二低三靠”为何要如此规定）缺乏深度理解，往往“知其然不知其所以然”。在情感态度上，学生对化学实验充满好奇，但动手能力参差不齐，且缺乏在实验中进行精细化控制（如控制热、控制量）的意识和耐心，面对实验误差时，容易归咎于“手气不好”，而非进行理性的归因分析。因此，本设计将着力点放在将“隐性思维显性化”，通过问题链驱动，让学生在动手之前先动脑，在操作之后善反思。

二、教学目标与评价指标：教学评一体化的精准导航

（一）【核心统领】学习目标设计

1.科学探究与实验技能：通过完成粗盐提纯的全过程，能熟练进行溶解、过滤、蒸发等基本操作，【基础】掌握称量、搅拌、引流、加热等精细动作，并在操作中体会控制变量（如水量、加热温度）的思想。

2.模型认知与证据推理：通过对比粗盐与精盐的外观、分析产率高低的原因，能从宏观现象出发，推测物质分离的基本思路，初步建立“混合物分离需利用组分性质差异”的认知模型，并能基于实验现象和数据进行证据推理。

3.科学态度与社会责任：在实验过程中，养成严谨求实、一丝不苟的科学态度；通过“海水晒盐”的情境引入，感受化学对人类生活的贡献，树立珍惜资源、保护环境的意识；通过小组合作，培养团队协作精神。

（二）【教学评一体】表现性评价任务

1.任务一（操作诊断）：能规范、流畅地完成溶解、过滤、蒸发三步操作，组内成员能相互指出操作中的不规范之处（如玻璃棒未引流、未用余热蒸干等）。

2.任务二（问题解决）：能针对“滤液浑浊”、“蒸发飞溅”等预设的突发状况，现场提出应急处理方案并阐述理由。

3.任务三（成果反思）：能准确计算精盐产率，并能结合本组操作过程，至少从三个不同维度（如溶解、过滤、蒸发、转移）分析产率偏高或偏低的原因，形成书面反思报告。

三、教学重难点与创新突破

（一）【高频考点】教学重点

1.溶解、过滤、蒸发等分离提纯基本操作技能的训练与规范要求。

2.玻璃棒在不同操作环节中的多功能用法及其作用原理。

3.粗盐提纯的一般步骤及产率计算。

（二）【难点与痛点】教学难点

1.理解并严格遵守过滤操作“一贴二低三靠”的要领，并能解释其背后的物理原理。

2.掌握蒸发操作中“何时停止加热”的火候判断，理解利用余热蒸干的妙处。

3.能够从多角度对实验误差（产率偏低或偏高）进行全面、合理的归因分析。

（三）【跨学科视野】创新设计亮点

1.工程学思维渗透：引入“流程优化”概念，引导学生思考为什么实验步骤必须是“溶解-过滤-蒸发”的顺序？能否颠倒？为什么在溶解时先加水后加盐，且要“逐渐加入”？

2.物理学原理融合：在解释过滤时，结合“滤纸纤维对颗粒的截留”（粒径大小）和“重力作用”；在解释蒸发搅拌时，结合“流体流速与受热均匀度”的关系。

3.美学与劳动教育：引导学生观察蒸发皿中析出的氯化钠晶体的外观，感受化学结晶的自然之美；通过亲手将粗盐变精盐，体会劳动创造价值的愉悦。

四、实验准备：精细化与结构化

（一）学生分组实验（4人/组）

1.仪器：托盘天平（含砝码）、药匙、量筒（10mL、100mL）、胶头滴管、烧杯（100mL2个）、玻璃棒、漏斗、铁架台（带铁圈）、蒸发皿、酒精灯、坩埚钳、石棉网、滤纸、剪刀、火柴。

2.药品：粗盐（建议使用未精制的海盐，含明显泥沙，增加实验真实感）、蒸馏水。

（二）教师准备

1.多媒体课件：包含“海水晒盐”视频、微观动画模拟溶解过程、规范操作演示视频（或教师现场演示准备）。

2.备用器材与应急药品：备用酒精灯、火柴、额外滤纸、细口瓶盛装蒸馏水、废液缸。

3.预设“故障”材料：为部分小组准备混有更多细沙的粗盐，或故意提供一个破损的漏斗，用于生成性教学。

五、教学实施过程：问题驱动下的深度探究（核心环节）

（一）【情境创设】从大海到餐桌的旅程（约3分钟）

教师活动：播放一段简短的“日照盐场”航拍视频，展示海水引入盐田，经风吹日晒变成雪白粗盐的场景。随后，展示一瓶掺杂着灰黑色颗粒的粗盐和一瓶晶莹剔透的精盐。提出问题：“同学们，从大海里来的粗盐，经历了怎样的‘洗礼’，才能变成我们厨房里洁白细腻的食盐？今天，我们就化身为‘盐田精炼师’，亲自动手完成这场神奇的蜕变。”

学生活动：观看视频，对比两瓶盐的外观差异，思考分离方法，激发探究欲望。

设计意图：【重要】创设真实情境，将化学实验赋予社会价值，拉近知识与生活的距离，引出本节课的核心任务——去除粗盐中的难溶性杂质。

（二）【方案设计】工程师的思维蓝图（约5分钟）

教师活动：引导学生以大组为单位讨论提纯方案。提示：“我们的目标是去除泥沙，利用的核心性质是什么？（溶解性）需要经历哪些工序才能把溶解的盐和不容的泥沙分开，最后再把盐变回来？”

学生活动：小组讨论，初步拟定方案：溶解→过滤→蒸发。并由小组代表板书方案，全班达成共识。

教师追问（跨学科视角）：“为什么是这个顺序？如果我们先过滤干的粗盐，能滤掉泥沙吗？如果先蒸发再溶解呢？”通过追问，强化“利用性质差异”这一分离提纯的核心逻辑，让学生明白工艺流程的顺序是经过工程优化的，具有科学性。

设计意图：【基础】让学生先设计再动手，培养整体规划能力和逻辑思维，避免沦为盲目操作的“操作工”。

（三）【精准实施】三步曲中的技能淬炼（约25分钟，本环节核心）

本环节采用“分步推进，及时反馈”的模式，每一步都融入“教学评一体化”思想。

1.【基础且关键】第一乐章：溶解（称量与搅拌的艺术）

操作指令：每组准确称取5.0g粗盐（教师强调：左物右码，精确到0.1g），用药匙将粗盐分次缓缓加入盛有约10mL水的烧杯中。同时，另一人用玻璃棒轻轻搅拌，直至粗盐不再溶解。

追问与观察（形成性评价）：为什么加盐要“逐渐加入”？（防止溶解达到饱和，便于判断溶解极限）玻璃棒搅拌时为什么不能“叮当响”地碰撞烧杯壁？（防止损坏仪器，更重要的是防止摩擦产生热量影响溶解，且声音反映操作者的精细程度）。

技能要点：【非常重要】玻璃棒在这里的作用是“搅拌，加速溶解”。搅拌时需手持玻璃棒中上部，转动手腕，让玻璃棒在烧杯内壁画圈，但不要碰壁。

数据记录：称量剩余粗盐质量，计算约10mL水中溶解的粗盐质量，初步感知氯化钠在该温度下的溶解度。

2.【高频考点与难点】第二乐章：过滤（“一贴二低三靠”的匠心）

核心教学法：教师不再直接背诵口诀，而是采用“动作拆解与原理剖析法”。

制作过滤器：教师演示滤纸的折叠方法（对折再对折，一端剪去一个小圆弧），展开成圆锥形，紧贴漏斗内壁。提问：“为什么要‘一贴’？（滤纸与漏斗壁无气泡，利用水柱下降产生负压，加速过滤）”

组装与过滤：待滤液静置后（重要细节，不能直接过滤浑浊液），沿玻璃棒缓缓引流。教师巡回指导，重点纠正以下问题：

◦玻璃棒引流：下端应轻靠三层滤纸一侧，烧杯嘴紧靠玻璃棒中下部。

◦“二低”：滤纸边缘低于漏斗口；液面低于滤纸边缘（防止固体颗粒不经过滤直接流下）。

◦“三靠”：烧杯嘴靠玻璃棒；玻璃棒靠三层滤纸；漏斗末端长斜面靠烧杯内壁（加快流速，防止滤液飞溅）。

意外处理情境教学：如果某组滤液仍然浑浊，教师不应直接让其倒掉重做，而是引导他们观察滤液，“这是为什么？”（滤纸破损、液面高于滤纸边缘、漏斗不干净等），并给出解决方案：“应该查找原因，更换滤纸，重新过滤，直到滤液澄清为止。”这一步是培养严谨科学态度【重要】的绝佳时机。

玻璃棒作用归纳：过滤中，玻璃棒的作用是“引流”。

3.【难点突破】第三乐章：蒸发（火候的掌控与智慧的结晶）

操作指令：将澄清的滤液倒入蒸发皿（不超过蒸发皿容积的2/3），放在铁架台的铁圈上，用酒精灯外焰加热。加热过程中，必须用玻璃棒不断搅拌。

追问与体验：为什么蒸发时也要用玻璃棒不断搅拌？（物理学视角：使液体均匀受热，防止局部温度过高造成液滴飞溅，不仅损失食盐，且危险）。

火候判断：这是【非常重要的】技能点。教师强调：“请仔细观察蒸发皿，当出现大量固体，仅剩余少量液体时（如图），立即停止加热！”提问：“为什么不能等完全蒸干再停止？”（利用余热蒸干剩余水分，防止温度过高导致固体食盐迸溅，同时保护蒸发皿）。

余热利用：学生观察利用余热蒸干后食盐的外观，与停止加热时的状态做对比，理解“余热蒸干”的节能与安全理念。

玻璃棒作用归纳：蒸发中，玻璃棒的作用是“搅拌，防止局部温度过高造成液滴飞溅”。最后的转移：用玻璃棒将固体刮到滤纸上，此时玻璃棒起“转移固体”的作用。至此，一根玻璃棒在本实验中的四种不同作用（搅拌加速溶解、引流、搅拌防止飞溅、转移固体）全部展现，成为串联实验的“灵魂道具”。

（四）【成果展示与深度反思】产率背后的故事（约7分钟）

1.称量计算：各小组将制得的精盐称量，记录数据m2，计算产率=m2/(5.0g-剩余粗盐g)×100%。教师将各小组产率写在黑板一侧。

2.数据众筹与归因分析（【高频考点】与【难点】）：

教师引导：“大家看，黑板上的产率有的大于100%，有的不到50%，有的在100%左右。这背后都隐藏着你们小组操作过程中的‘秘密’。现在，我们来一场‘侦探破案’，分析产率异常的原因。”

学生分小组讨论，结合自己的操作，头脑风暴可能原因。

教师归纳并板书，形成系统性误差分析框架：

A.产率偏低的原因（【重点排查】）：

◦溶解阶段：粗盐未完全溶解（加水太少或搅拌不充分）。

◦过滤阶段：滤液浑浊后未重新过滤，导致部分杂质混入后续产物，但最终称量的“精盐”中包含了不溶性杂质，看似矛盾？不，滤液浑浊时，泥沙穿过滤纸进入滤液，蒸发后泥沙与盐混合，使得得到的固体质量增加还是减少？这里极易混淆。教师要澄清：滤液浑浊意味着泥沙进入了滤液，蒸发后泥沙混在盐里，我们称量的固体是“盐+泥沙”，所以产率应该是偏高？但泥沙不溶于水，它在最初称量的5g粗盐中是被计算在“可溶解”部分里的吗？我们需要澄清概念。严谨的产率公式是（精盐质量/溶解的粗盐质量）×100%。如果滤液浑浊，泥沙进入了精盐，使得精盐质量增加，但分母是溶解的粗盐质量（排除了未溶解的部分），所以产率是偏高的！如果滤纸破损，导致部分食盐晶体穿过滤纸，反而可能使精盐质量减少？实际上，滤液浑浊主要是引入了不溶性杂质，导致最终固体质量增加，从而使产率偏高。这是一个极具思维深度的【难点】。教师需引导学生抽丝剥茧，厘清因果关系。

◦蒸发阶段：加热时液体飞溅（未搅拌或搅拌不均），造成食盐损失。

◦转移阶段：蒸发皿或滤纸上粘附有食盐，未全部转移（玻璃棒未刮干净）。

◦其他：称量时操作错误（如砝码生锈、称量物放反等）。

B.产率偏高的原因（【重点排查】）：

◦过滤阶段：滤纸破损或液面高于滤纸边缘，导致泥沙等不溶物进入滤液，最终混入精盐。

◦蒸发阶段：未用玻璃棒转移，混入了蒸发皿上可能存在的杂质（极少数情况）。

◦称量阶段：精盐未完全干燥（还含有水分），导致称量值偏大。

3.纯净物判断：引导学生思考“我们提纯的盐就是纯净的氯化钠吗？”结合粗盐来源（含氯化镁、氯化钙等可溶性杂质），引出可溶性杂质的概念，为后续学习粗盐提纯的进阶版（去除可溶性杂质）埋下伏笔。并引导学生设计简单实验验证（如用硝酸银检验氯离子，但需说明这是后续内容，暂不操作）。

设计意图：将枯燥的误差分析转化为充满挑战的“侦探游戏”，让学生在思维碰撞中深化对实验原理和每一个操作细节的理解，真正实现“做中学”和“学中思”。

（五）【课堂小结与拓展】一粒盐的启示（约3分钟）

教师活动：带领学生回顾本节课的“精炼之旅”，用思维导图的形式在黑板上勾勒出“利用性质差异→设计分离流程→精准规范操作→反思优化成果”的完整认知路径。

学生活动：分享本节课的收获，不仅是知识上的，更是技能上和态度上的。

跨学科升华：最后，展示一张电子显微镜下的食盐晶体图片，再展示一张巨大的岩盐矿图片。总结：“今天，我们从一把粗糙的粗盐出发，通过智慧与双手，得到了纯净的食盐晶体。这一粒小小的盐，不仅蕴含着溶解、过滤、蒸发的化学智慧，也体现了人类利用自然、改造自然的工程思维。希望大家保持这份严谨探索的精神，去发现化学世界更多的奥秘。”

六、【板书设计】结构化思维的可视化呈现

实验8：粗盐中难溶性杂质的去除