实验活动8 粗盐中难溶性杂质的去除-九年级化学下册教学设计

实验活动8粗盐中难溶性杂质的去除——九年级化学下册教学设计

一、教学背景与设计理念

（一）课程定位与价值

本节课位于人教版九年级化学下册，是继“生活中常见的盐”之后的一个重要实验活动。它不仅是课程标准中“科学探究”领域的关键组成部分，更是学生首次系统性地将溶解、过滤、蒸发等基本操作综合运用于解决实际问题的开端。该实验的核心价值在于引导学生从对纯净物的研究转向对混合物的处理，初步建立起“混合物分离”的化学基本观念，为后续学习粗盐提纯、物质制备乃至高中化学中更加复杂的分离与提纯方法（如萃取、蒸馏）奠定坚实的实践基础和思维起点。

（二）学情分析

九年级学生已具备基本的实验操作技能，如药品取用、酒精灯使用、简单仪器的连接等，并对溶解、溶液等概念有初步认识。然而，学生在综合运用多项基本操作解决复杂问题、分析实验误差、以及从宏微结合的角度理解分离原理等方面仍显薄弱。此外，学生对“精盐”与“粗盐”的本质区别、以及“难溶性杂质”的微观存在形式缺乏深度思考。因此，本设计将着力于在已有操作技能基础上，提升学生的综合实验能力、问题分析能力和科学探究素养。

（三）设计理念

本设计以“素养为本”的课程改革理念为指引，遵循“真实问题驱动—科学探究实践—学科观念建构”的逻辑主线。通过创设真实的工业制备食盐情境，将粗盐提纯这一看似简单的操作，提升为一次模拟工业生产的微项目学习。教学设计强调“做中学”与“学中思”的深度融合，注重实验过程的规范性与探究性的统一，致力于在动手操作中培养学生的宏观辨识与微观探析、科学探究与创新意识、以及严谨求实的科学态度，最终达成化学学科核心素养的落地生根。

二、教学主题与目标

（一）教学主题：基于工业情境的粗盐提纯工艺探究——分离混合物的一般思路与实践

（二）教学目标

1.基础性目标（知识与技能）

1.2.学生能准确复述粗盐中难溶性杂质去除的原理，即利用溶解性的差异，通过过滤实现固液分离。【基础】

2.3.学生能独立、规范、熟练地完成溶解、过滤、蒸发等基本操作，并能正确组装和拆卸实验装置。【重要】

3.4.学生能计算产率，并能对实验过程中的误差来源进行初步分析和解释。【重要】

5.核心性目标（过程与方法）

1.6.通过对粗盐提纯流程的设计与优化，初步建立“混合物分离的一般思路”：分析混合物组分性质差异→选择分离方法→设计实验步骤→进行实验操作→评价与反思。【非常重要】

2.7.通过观察实验现象、分析实验数据，培养学生运用观察、比较、分类和概括等方法处理信息的能力。

8.发展性目标（情感态度与价值观）

1.9.通过体验模拟工业生产的过程，感受化学知识对提高人类生活质量和促进社会发展的价值。【高频考点】

2.10.在实验操作中，养成严谨求实、精益求精的科学态度和合作探究的团队精神。

3.11.通过对实验废弃物的规范处理，增强环境保护意识和安全责任意识。

三、教学重难点与突破策略

（一）教学重点

1.溶解、过滤、蒸发等基本操作的要领及其综合运用。【重要】【高频考点】

2.粗盐提纯实验的原理和一般步骤。

（二）教学难点

1.过滤操作中“一贴、二低、三靠”的规范要领及其实践中的精准把控。【难点】

2.蒸发操作中，何时停止加热以及利用余热蒸干的判断与操作。【难点】【高频考点】

3.对实验产率进行误差分析，并能从操作细节中探寻原因。【难点】

（三）突破策略

1.化整为零，示范引领：针对过滤、蒸发等关键操作，教师先进行微课视频播放或现场精准示范，将复杂动作分解，强调关键细节，让学生形成清晰的操作表象。

2.问题驱动，深度思考：围绕“如何让粗盐溶解得更快？”“为何滤液仍然浑浊？”“何时停止加热最合适？”等真实生成性问题，引导学生深入讨论，从原理层面理解操作规范的必要性。

3.对比分析，模型建构：引导学生对比不同小组的实验结果（产率高低、食盐纯度），分析导致差异的操作因素，从而深化对“规范操作决定实验成败”的认识，并建构起“实验设计-操作实践-结果评价”的探究模型。

4.技术赋能，微观可视：利用高清视频或动画，模拟难溶性杂质在过滤过程中被截留的微观过程，帮助学生从宏观现象深入到微观理解，突破认知瓶颈。

四、教学准备

（一）教师准备

1.仪器与药品：托盘天平（带砝码）、量筒（10mL、100mL）、烧杯（100mL、250mL）、玻璃棒、漏斗、铁架台（带铁圈）、酒精灯、蒸发皿、坩埚钳、石棉网、滤纸、剪刀、火柴、胶头滴管、废液缸。粗盐（可预先混入少量细沙或泥土以增加可见杂质）、蒸馏水。

2.多媒体资源：高清实验操作微课视频（重点展示过滤、蒸发的规范操作细节及错误操作后果）、粗盐提纯工业流程图解、电子白板互动课件。

3.其他：产率计算表格、小组实验评价量表。

（二）学生准备

1.预习教材内容，初步了解实验目的、原理和步骤。

2.复习溶解、过滤、蒸发等基本操作要点。

3.分组（4人一组），明确分工（如：操作员、记录员、材料员、清洁员），确保实验有序进行。

五、教学实施过程（核心环节）

（一）创设情境，引入课题（约5分钟）

教师活动：播放一段经过剪辑的“海水晒盐”短视频，画面从浩瀚海洋切换到广袤盐田，最后定格在一袋超市售卖的“加碘精盐”上。提出问题：“同学们，从海水中得到的粗盐，含有泥沙等杂质，是不能直接食用的。那么，工厂里是如何将这些白花花的粗盐，魔术般地变成我们厨房里晶莹剔透的精盐呢？今天，我们就要在实验室里模拟这一重要的工业过程——‘粗盐中难溶性杂质的去除’。这不仅是一次化学实验，更是一次工程师的微体验。”

学生活动：观看视频，思考问题，产生好奇心和探究欲望。明确本节课的任务：模拟工业提盐。

设计意图：从学生熟悉的生活场景切入，通过视觉冲击引发认知冲突，将化学学习与工业生产、日常生活紧密联系，迅速聚焦课堂主题，激发内在学习动机。【基础】

（二）原理探究，方案设计（约8分钟）

教师活动：引导学生分析粗盐的成分（主要含NaCl，还含有泥沙等难溶性杂质）。提出问题：“根据我们已有的知识，NaCl和泥沙在物理性质上有什么显著的差异？”（引导学生答出：NaCl能溶于水，泥沙难溶于水。）

教师进一步追问：“基于这种性质的差异，我们可以采用什么方法将它们分离开来？”（引导学生初步构建思路：加水溶解使NaCl进入溶液，泥沙则以固体形式存在，然后通过某种方法将固体与液体分开。）

教师在学生讨论基础上，用PPT展示一个不完整的流程图：粗盐→（加水）→？→（蒸发）→精盐。提问：“中间缺失的环节是什么？”（明确：过滤。）

最终引导学生共同总结出粗盐提纯的核心原理与基本步骤：

【非常重要】分离难溶性杂质与可溶性物质的核心思路：利用二者溶解度的差异，先溶解，再过滤。

【重要】基本步骤：称量→溶解→过滤→蒸发→计算产率。

设计意图：引导学生从物质性质差异的角度寻找分离方法，经历“分析问题-提出假设-设计方案”的科学探究过程，初步建立混合物分离的思维模型，培养系统分析和解决问题的能力。

（三）实验准备，明晰规范（约7分钟）

教师活动：在学生明确步骤后，不急于让他们动手，而是进入“岗前培训”环节。教师提出几个关键问题，引发学生对操作细节的深度思考。

1.【难点】溶解环节：“如何加速粗盐的溶解？”（搅拌、加热、将粗盐研细）“这里我们选择哪种方式更合理？为什么？”（引导分析：本实验不涉及加热溶解，因此搅拌是主要手段，强调玻璃棒搅拌时不要碰撞烧杯壁。）

2.【难点】过滤环节：“过滤操作的要领是什么？为什么要做到‘一贴、二低、三靠’？如果做不到，可能会产生什么后果？”教师播放一段微课视频，展示正确操作与错误操作的对比（如滤纸未紧贴漏斗壁导致过滤速度慢、液面高于滤纸边缘导致滤液浑浊等），让学生直观感受规范的重要性。

3.【难点】蒸发环节：“蒸发时，什么时候开始搅拌？为什么？”（引导学生答出：加热初期即可搅拌，防止液体局部温度过高，造成液滴飞溅。）“最关键的一个问题是：什么时候停止加热？是等到蒸发皿中的水完全蒸干，还是看到有大量固体析出时就停止？”（制造认知冲突，引导学生讨论。最终明确：当蒸发皿中出现较多量固体（即大部分水蒸发）时，应停止加热，利用余热将剩余少量水分蒸干。这是防止固体飞溅和晶体分解的关键操作，也是产率高低的重要影响因素。【高频考点】）

4.【重要】安全与规范：“整个实验过程中，有哪些需要注意的安全事项？”（酒精灯的使用、加热后的蒸发皿用坩埚钳夹取、热玻璃器皿不能直接放在桌面上等。）

学生活动：回顾、讨论、回答问题，观看微课，在头脑中预演实验步骤，形成正确的操作认知图式。

设计意图：将实验的关键技能和潜在风险前置处理，通过问题链和可视化手段，引导学生从“知其然”走向“知其所以然”，为接下来的高质量动手操作打下坚实基础。

（四）动手实践，合作探究（约20分钟）

学生分组实验，教师巡回指导，重点关注学生的操作规范、合作情况及安全意识。此阶段是本节课的核心，教师应扮演好“观察者”、“引导者”和“帮助者”的角色。

1.【基础】称量：学生用托盘天平称取约5.0g粗盐，记录数据。教师巡视，检查天平调平、称量物（粗盐）放置、砝码使用等是否正确。

2.【基础】溶解：将称好的粗盐转移到烧杯中，加入约15mL水，用玻璃棒搅拌，直至粗盐中的可溶性部分基本溶解。教师提醒学生观察溶解过程中溶液的颜色变化（因杂质可能使溶液微黄），并再次强调搅拌的规范。

3.【重要】过滤：

1.4.学生制作过滤器：取一张滤纸，对折两次，打开成圆锥形，紧贴漏斗内壁，用少量水润湿，使滤纸与漏斗壁之间无气泡。教师需逐一检查滤纸的折叠和贴合情况，这是过滤成败的关键。

2.5.安装过滤装置：将漏斗放在铁架台的铁圈上，下接一个洁净的烧杯，调整高度使漏斗颈末端紧贴烧杯内壁（“三靠”之一）。

3.6.过滤：引导学生将溶解后的粗盐水沿玻璃棒缓缓注入漏斗。整个过程务必践行“二低”（滤纸边缘低于漏斗边缘；液面低于滤纸边缘）和“三靠”（烧杯嘴紧靠玻璃棒；玻璃棒轻靠三层滤纸一侧；漏斗颈末端紧靠烧杯内壁）。教师需反复巡视，及时纠正学生的错误姿势，如倾倒液体过快导致液面过高、玻璃棒乱靠戳破滤纸等。【非常重要】

4.7.观察与思考：引导学生观察滤液是否澄清，并与过滤前的液体对比。如果滤液仍浑浊，应引导学生分析原因（滤纸破损、液面高于滤纸边缘、漏斗不干净等），并鼓励其重新过滤。【难点】

8.【重要】蒸发：

1.9.安装蒸发装置：将蒸发皿放在铁架台的铁圈上，调整高度，用酒精灯外焰加热。

2.10.蒸发滤液：将澄清的滤液倒入蒸发皿中，点燃酒精灯加热。加热过程中，用玻璃棒不断搅拌，防止液滴飞溅。

3.11.关键节点判断：当蒸发皿中出现大量固体时（此时液体已很少），提醒学生停止加热，利用蒸发皿的余热将剩余少量水分蒸干。教师可走到各小组，引导学生观察判断“大量固体”的标准。【难点】【高频考点】

4.12.冷却与称量：用坩埚钳将热的蒸发皿夹取到石棉网上冷却。待完全冷却后，将所得固体（精盐）连同蒸发皿一起放在天平上称量，记录数据。称量后，将精盐倒入指定的容器中。

13.计算产率：各小组根据称量数据，计算精盐的产率。公式：产率=（精盐的质量/称取的粗盐质量）×100%。

（五）成果展示，反思评价（约5分钟）

教师活动：组织各小组汇报本组的产率，并将数据记录在黑板的汇总表中。选取产率最高和最低的两个小组，请他们分别介绍实验过程和操作心得，并引导全班同学一起分析产率差异的可能原因。

学生活动：

1.汇报交流：小组代表汇报产率，并简要说明实验中的发现和遇到的问题。

2.分析讨论：全班共同参与误差分析。教师引导性问题：

1.3.“产率偏高，可能的原因是什么？”（引导学生思考：过滤后滤液不纯，蒸发时固体飞溅未损失反而增加了其他成分？或者称量时蒸发皿不洁净？等等。但通常情况下产率偏低的可能更大。）

2.4.“产率偏低，可能的原因是什么？”【高频考点】

（1）溶解阶段：粗盐未完全溶解，部分NaCl随泥沙被过滤掉。【重要】

（2）过滤阶段：过滤过程中操作不当，少量滤液洒出；滤纸破损，少量泥沙进入滤液，蒸发后成为杂质，但并未减少NaCl质量？不对，如果滤纸破损，泥沙进入滤液，最终称量的固体质量是NaCl和泥沙的质量，此时产率是“虚高”的。但若重新过滤则耗时。更常见的产率偏低原因是：过滤后滤液浑浊，但没有重新过滤，直接蒸发，得到的是含有泥沙的固体，我们称之为“精盐”的质量其实包含了杂质，这反而可能导致产率计算值偏高？这里容易混淆，需引导学生厘清。更直接导致产率偏低的原因往往是转移过程中的损耗，如：蒸发后固体粘在蒸发皿上未完全刮下、过滤后滤液转移时有洒落、蒸发时液体飞溅等。【难点】

（3）蒸发阶段：没有用余热蒸干，加热过猛导致固体颗粒溅出；停止加热过晚，导致固体或晶体分解（NaCl稳定，一般不分解），但更可能是水分完全蒸干后，继续加热使固体飞溅。【重要】

（4）称量阶段：称量精盐时，固体未完全冷却（热的物体使空气膨胀，称量结果偏轻），或蒸发皿、滤纸等带有杂质。

5.教师总结：对学生的分析进行梳理和提升，强调实验误差分析是科学探究的重要组成部分，它要求我们回溯整个实验过程，从每一个操作细节中寻找原因。这不仅锻炼了我们的思维能力，更培养了我们严谨求实的科学态度。【非常重要】

设计意图：通过数据共享和集体研讨，将个体经验转化为集体智慧。误差分析环节将学生对实验的认识从单纯的“动手做”提升到“理性思”的高度，是培养科学素养的关键一步。

（六）拓展延伸，建构观念（约3分钟）

教师活动：展示一张工业上从海水中提取多种物质的综合流程图（包括粗盐、溴、镁等）。引导学生思考：“我们今天的实验去除了粗盐中的难溶性杂质，那么，我们得到的精盐就是纯净的氯化钠了吗？”（引导学生答出：不是，里面还可能含有氯化钙、氯化镁等可溶性杂质。）“这些可溶性杂质又是如何去除的呢？这是我们后续将要学习的内容。”

进一步追问：“通过今天的学习，你对‘分离混合物’这件事，有什么新的认识或感悟？”引导学生总结：

1.【非常重要】分离混合物的一般思路：首先要分析混合物中各组分性质的差异，然后利用这些差异选择合适的方法。

2.【非常重要】化学实验的成功，依赖于每一个基础操作的规范与精准。

3.【重要】实验室的小试，往往是工业大规模生产的缩影和基础。

设计意图：将本课所学置于更广阔的化学知识体系和工业应用背景中，既为后续学习埋下伏笔，又帮助学生建构起“性质决定分离方法”、“化学服务社会”等大观念，实现知识的迁移和素养的提升。

（七）整理归位，养成习惯（课下或实验课后）

教师督促学生完成实验仪器的清洗、归位和实验台的整理。养成良好的实验习惯，是科学素养的重要组成部分。

六、板书设计

实验活动8：粗盐中难溶性杂质的去除

一、原理：利用溶解性差异（NaCl溶于水，泥沙不溶），过滤分离。

二、步骤：

1.称量：粗盐质量m粗

2.溶解：烧杯、玻璃棒（搅拌加速）

3.过滤：一贴、二低、三靠【重要】

4.蒸发：玻璃棒搅拌（防飞溅）；出现大量固体时停止加热，余热蒸干。【难点】

5.计算产率：产率=m精盐/m粗×100%

三、误差分析（产率偏低）：

1.溶解不充分

2.转移过程洒落

3.过滤时滤液浑浊（未重滤）→影响纯度，产率计算可能虚高或偏低，需具体分析

4.蒸发时液体/固体飞溅

5.称量问题（未冷却等）

七、教学评价设计

本设计采用过程性评价与终结性评价相结合的方式。

（一）过程性评价（占60%）

依据小组实验评价量表，对学生在实验各环节的表现进行评价。评价维度包括：

1.实验准备：预习情况、仪器药品的检查与整理。（10%）

2.操作规范：

1.3.溶解：搅拌操作是否规范，溶解是否充分。（10%）

2.4.过滤：过滤器制作是否规范，是否严格遵守“一贴、二低、三靠”。（20%）

3.5.蒸发：搅拌时机和频率是否得当，停止加热时机判断是否准确。（20%）

6.合作与安全：小组分工是否明确，协作是否默契，是否严格遵守实验室安全规则，实验后是否整理归位。（20%）

7.观察与记录：是否认真观察实验现象，是否及时、如实记录数据。（20%）

（二）终结性评价（占40%）

1.产率结果：计算出的精盐产率是否在一个合理范围内（参考值：通常80%-95%），并能对异常结果进行初步分析。（15%）

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