研究物质的实验方法.docx

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研究物质的实验方法

研究物质的实验方法

物质的分离和提纯

教学目标：

1．能够比较过滤、结晶、萃取和分液、蒸馏等几种分离方法的原理及分离对象。

2．知道过滤、结晶、萃取、蒸馏的操作方法，能够独立完成一些简单的物质分离、提纯的实验操作。

3．能够根据混合物的性质,选择不同的分离方法对物质进行分离。

4．了解除杂实验方案设计的一般方法。

5．通过实验方案的设计，丰富科学探究的体验，培养探究的乐趣

教学重点：

过滤、结晶、萃取和蒸馏等分离提纯方法的原理及应用

教学难点：

食盐除杂和KNO3结晶提纯实验方案的设计　

教学方法：

指导探究法

学法指导：

列表归纳　实验方案设计

教学用具：

KNO3结晶提纯、萃取分液的实验药品和装置　蒸馏装置

蒸馏实验录像　　CAI课件

第一课时

教学过程：

［复习引入］引导学生根据下表复习初中学过的过滤和蒸发操作

分离

方法适用范围原理主要操作

过滤（不溶）－L

S（溶）－S（不溶）

根据溶解性不同

溶解、过滤

蒸发从溶液（含一种溶质）中分离出固体溶质

沸点不同蒸发、结晶

待学生完成后用多媒体呈现表中红字部分内容，同时进行校正，原理部分可能学生较难答出，老师要注意及时点拨。

［问题情境］

1．如何设计提纯含有硫酸钠、氯化镁和泥沙等杂质的食盐？

2．根据氯化钾和硝酸钾的溶解度曲线，如何提纯含有氯化钾的硝酸钾固体？

［温馨提示］：

实验1：

1．硫酸钡，氢氧化镁不溶于水。

除杂时试剂要过量。

氯化钾，硝酸钾的溶解度受温度影响不同。

2.怎样除去Na2SO4?

　怎样保证Na2SO4已经除尽？

3.怎样除去MgCl2？

　怎样保证完全除去MgCl2？

4.怎样除去前面加入的过量的试剂？

实验2：

1.根据溶解度曲线分离KCl和KNO3是在较高温度下溶解好，还是低温下溶解好？

2.根据你选择的温度和所给的混合物的质量，应该怎么计算所用水的量，应用多少克水？

3.都溶解后怎么将KNO3分离出来呢？

以上设计内容耗时较多，需要考虑的因素也比较多，老师可以根据班级实际情况在课前布置给学生完成，但同时需要将“方法提示”交给学生。

［交流与讨论］：

请同学们根据课前预习的内容讨论：

老师用多媒体展示学生设计的方案，鼓励学生参与对每个方案的讨论。

主要引导学生围绕着上述提示的关键点进行讨论、补充。

在学生充分讨论的基础上教师进行评讲解释、以统一认识。

同时用多媒体呈现如下两自己设计好的方案与学生进行比较。

方案设计1：

提纯含有硫酸钠、氯化镁和泥沙等杂质的食盐

（1）将粗盐溶解于适量的水中，过滤除去泥沙。

（2）向所得滤液中加入稍过量的BaCl2溶液

（3）再加入稍过量的NaOH、

（4）加入稍过量的Na2CO3溶液

（5）过滤，除去沉淀物

（6）在滤液中滴加适量稀盐酸至溶液显中性

（7）蒸发、结晶，得到精制的氯化钠

方案设计2：

提纯含有氯化钾的硝酸钾固体

（1）取50克水，加热到90℃左右，加入固体混合物，搅拌，使固体完全溶解。

（2）将所得溶液冷却到30℃左右，析出晶体

（3）过滤得到晶体

对于方案1，要强调Na2CO3溶液要放在BaCl2溶液之后，以除去加入的多余的BaCl2溶液。

而步骤

（2）和（3）是可以调换的。

对于议案，要说明水最少用量的计算方案，分别按溶解度曲线计算出氯化钾、硝酸钾的需水量，取其大者，实际用量应大于该量，因为溶解过程要蒸发掉一部分，多余的水应溶解完全后蒸发掉。

［归纳概括］：

引导学生从讨论中归纳出如下知识要点。

1．沉淀转化法除杂的原则

（1.）不减不增（新杂质、提纯对象）、除杂务尽（将杂质除尽）

（2）试剂加入顺序的确定原则：

后面所加试剂要能除去前面试剂的残留

2．结晶法提纯

分离方法适用对象原理主要操作示例

结晶两种均可溶的固体溶解度随温度变化差异较大加热、溶解、结晶、过滤提纯含有KCl的KNO3

（红色内容待学生完成后用多媒体呈现）

［实验操作］：

让学生完成硝酸钾提纯的实验操作，强调：

1．加热溶解的操作

2．过滤的操作要点

［课堂小结］：

找学生小结本节课的主要内容，注意指导学生使用列表比较法等组织策略。

同时多媒体呈现本节课内容以便学生校对。

（见板书设计）

［作业布置］：

附：

板书设计

一、几种分离提纯方法比较

分离方法适用对象原理主要操作示例

过滤固体和溶液

两种固体固体不溶于液体

其中一种不溶溶解、过滤泥沙与水

泥沙与食盐

蒸发可溶固体与液体沸点不同蒸发、结晶食盐水

结晶两种均可溶的固体溶解度随温度变化差异较大加热、溶解、结晶、过滤提纯含有KCl的KNO3

一、除杂实验方案设计的原则

1．不增不减，除杂务尽

2．试剂加入顺序的确定：

后面试剂要能解决前面的遗留残留杂质

［教学反思］：

1．本节课因为实验方案设计难度较大，费时较多，学生在课堂在难以在短时间内完成，在集体备课中决定将其作为预习作业有学生在课外完成，同时进行必要的提示，从教学情况来看，完成的较好，效果理想，既节省了上课的时间，又由于课外时间较充裕，学生完成的质量也较好。

由于学生有了一定的思考，上课时也有话可说，发言踊跃，讨论热烈，每个方案都有6、7种不同方案，其它学生参与度也很大，把整个课堂都激活了。

由此我们也得出一个启示：

还学生的主体地位，给学生以充分的思考时间，学生就会积极的学习。

2．教学设计中对实验的安排不够合理，没有充分考虑环节的衔接，由于实验2放在后面，而结晶需要一定的时间，所以没能够在课堂上看到析出的晶体。

在第二个班级我们及时进行了调整，将实验2调整到前面，学生讨论后立即进行实验，溶解完成后，冷却结晶，这时再进行实验1的教学，等到本节课教学结束时，结晶已经完成，正好接着做过滤实验。

3．学生不善于使用组织策略来对所学知识进行统摄整理，故而知识零乱易遗忘。

要加强这方面的指导。

第二课时

［复习检查］让学生复述上节课所学习的主要内容。

根据学生回答情况决定是否呈现下表来加以提示。

分离方法适用对象原理主要操作示例

过滤

蒸发

结晶

［问题情境］：

怎么将溴水中的溴从水中分离出来？

首先通过“能用蒸发的方法吗？

”等设问方式引导学生尝试用已经学过分离和提纯方法来进行分离（过滤、蒸发、结晶），明确不能实现，造成认知冲突，激发学生的学习欲望，完成学习定向。

［观察思考］完成萃取的分液操作，让学生观察并思考以下问题：

1.有无分层，怎么判断的？

为什么会分层？

2.油层和水层的颜色变化？

为什么？

3.能不能将CCl4改成酒精？

4.萃取后怎么将两种液体分离？

在振荡后，可以稍作停留，给学生造成悬念，引起学生的注意，加深对萃取现象的印象。

在思考4中，学生回答完分液方法后，要引导学生思考上层溶液是接着从下面流出来，还是从上面倒出来，以强调分液操作的要点。

［交流与讨论］：

引导学生就上述思考的问题进行讨论，明确为什么会分层、颜色变化的原因，以理解萃取操作的原理和实质。

在此基础上进行归纳概括环节。

［归纳概括］：

引导学生根据交流讨论的结果填写下表

分离方法适用对象分离原理示例

萃取将溶质从一种溶剂中提取出来溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中大用CCl4把溴从溴水中萃取出来

分液两种互不溶的液体密度不同水与CCl4

（红色字部分待学生每个问题回答完后再用多媒体呈现）

分液操作的要点：

上上下下（上面从上面倒出来，下面从下面流出来）

［问题情境］

如何将含有NaCl、MgCl2等盐的海水淡化制取纯净水？

地下开采出来的石油含有汽油、煤油等各种成分，怎么样将它们分离开来？

（引导学生分析能否用上述已经学过的分离方法来分离，以比较巩固所学的分离提纯方法）

［观察与思考］播放石油的分馏实验，让学生边观察边思考下列问题，通过思考来理解蒸馏的原理。

1.温度计的位置，为什么要放在这个位置？

2.冷却水的流动方向？

为什么？

3.蒸馏是根据什么不同把各成分分开的？

4.比较蒸馏和蒸发的异同？

［归纳概括］根据学生的思考，引导学生讨论得出蒸馏的适用对象、分离原理和操作要点，并完成下表。

分离方法适用对象分离原理示例

蒸馏固体与液体

互溶的液体沸点不同由食盐水制取蒸馏水

石油分馏

操作要点：

温度计的水银球位于蒸馏烧瓶的口处（测量蒸汽的温度，根据沸点收集成分）

冷凝水往高处流（逆流原理，增大接触时间，增强冷凝效果）

在学生观看录像的同时，简要介绍蒸馏烧瓶、冷凝管等仪器。

［目标检测］再现学习目标，引导学生根据目标进行小结，并检测目标达成情况。

同时用多媒体生成板书，再现本节课教学重点。

（见板书设计）

［课堂练习］：

名师大课堂：

P14　T　2、3、6、8

根据练习完成和反馈情况，进行针对性的辅导、强化。

［作业布置］教研室课时练习P6

附：

板书设计

分离方法适用对象分离原理示例

过滤固体和溶液

两种固体固体不溶于液体

其中一种不溶泥沙与水

泥沙与食盐

蒸发可溶固体与液体沸点不同食盐水

结晶两种均可溶的固体溶解度随温度变化差异较大提纯含有KCl的KNO3

萃取将溶质从一种溶剂中提取出来溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中大用CCl4把溴从溴水中萃取出来

分液两种互不溶的液体密度不同水与CCl4

蒸馏固体与液体

互溶的液体沸点不同由食盐水制取蒸馏水

石油分馏

[教学反思]：

1．本节课在“复习检查”环节中，我在让学生复述上节所学的内容时，无意中做了一个实验，在学生复述不上来，我呈现出上节课总结时用的表格，学生便能正确进行复述，我把表格撤去，学生又无法复述。

这个实验表明：

学生在知识的结构化过程中，并不是像教师那样善于利用组织策略（如实验中的表格）来对知识进行整理，因此他们所学的知识是散乱、无序的储存在大脑中，这不仅增加了知识存贮的难度，而且也易造成知识的遗忘，在知识提取的时候也因为缺少组织线索而无从下嘴，知识不能顺利地、有序地提取。

虽然我们交给学生的是以表格的形式，但学生并没有以列表的形式存贮，故而不能以表格的形式提取和再现。

这个实验启示我们要加强教学的心理学的研究，尤其要加强从学生的角度进行学习心理的研究。

2．想、说、写的心理活动的差异是影响学生思维品质的主要原因。

一般说善于想的人，思维比较活跃，思维敏捷性较好，但常呈压缩简化形式，思路并不展开，不太用语言的支持。

说就是把解题思路说出来，其实是思维过程的外化，由于需要说，学生需要对思维过程进行整理，使原来并不具体明了的思维过程显性化，有利于解题思路的培养，在日常教学中我们发现，一些优秀的学生越是喜欢给别的学生讲题目，他的解题思路就越清晰，思维品质越好。

写是将思维的过程表现出来，这里的写并不是把所的语言转化成书面语言，而是指把以一定的符号如箭头、比例式、表格等将思路书面外，这样一方面可以进一步使思维过程有序化，同时有有助于将思路转化为解题步骤，也减轻大脑思维的负担，有时学生粗心其实是不善于将思考的内容写下来而造成忘了负担过重，注意力分散（根据认知资源有限理论，人的注意资源是有限的）。

第三课时常见物质的检验

［教学目标］掌握Cl-、SO42-、CO32-、NH4+、K+等离子检验的原理，能够正确反应反应的化学方程式

2.掌握Cl-、SO42-、CO32-、NH4+等离子检验操作方法、能够复述实验现象学会焰色反应的实验操作，能用焰色反应法检验K+和Na+

教学重点：

NH4+离子的检验原理和方法、焰色反应

教学难点：

铵盐与碱反应的化学方程式

教学方法：

指导探究法

学法指导：

比较观察法

教学用具：

P19页实验1－4的仪器和试剂、　CAI课件

［知识准备］：

我们已经学习了很多的物质，要辨别它们，就要根据某些特征反应，特征现象等对物质进行检验，以确定物质的组成。

同学们，你能举出一些根据物质的特征来检验物质的例子吗？

引导学生根据回忆填写下表，整理初中所学的物质的检验方法，可根据学生回答的情况进行补充。

待检验的物质检验方法实验现象和结论

碳酸盐加氯化钡和盐酸产生白色沉淀，溶于盐酸，产生无色无味气体

氯化物加硝酸银和硝酸产生白色沉淀，不溶于硝酸

酸溶液加石蕊或甲基橙试剂石蕊或甲基橙试剂变红

碱溶液加石蕊、酚酞或甲基橙试剂石蕊变蓝、酚酞变红、甲基橙变黄

硫酸盐加氯化钡和盐酸产生白色沉淀，不溶于稀硝酸

［板书］：

常见物质的检验

一、常见物质的检验方法

［活动与探究］1：

现有NH4CI、（NH4）2SO4、KCI、K2SO4溶液，请设计实验检验它们盐中所含的离子？

以NH4CI为例，用多媒体以“方法指导”的方法说明检验一种物质的原则，以“信息提示”的形式讲解NH4+离子的检验方法，反应方程式，然后引导学生设计实验方案。

检验盐中所含的离子不仅要检验阳离子，还要检验阴离子。

　　方法指导

NH4+离子的检验方法：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　信息提示

反应：

NH4CI+NaOHNaCI+NH3↑+H2O

K+的检验方法：

在酒精灯火焰灼烧，透过蓝色钴玻璃观察，焰色呈浅紫色。

实验1：

取两支试管，分别加入2mLNH4CI、（NH4）2SO4溶液，再各加入2mLNaOH溶液，

加热试管，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，观察试纸的颜色变化。

实验2：

取两支试管，分别加入少量NH4CI、KCI溶液，再各滴加几滴AgNO3溶液和稀硝

酸,观察实验现象。

实验3：

取两支试管，分别加入少量（NH4）2SO4、K2SO4溶液，再各滴加几滴BaCI2溶液

和稀盐酸,观察实验现象。

实验4：

取一根铂丝，放在酒精灯火焰上灼烧至无色，用铂丝蘸取少量KCI溶液，置于火

焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色。

再用稀盐酸洗净铂丝，并在火焰上灼烧至无色，

蘸取少量K2SO4溶液，重复以上实验。

［学生实验］：

由学生完成实验1---4,注意观察、记录实验现象，写好实验报告。

实验内容实验现象结论或化学方程式

实验1：

取两支试管，分别加入2mL

NH4CI、（NH4）2SO4溶液，再各加

入2mLNaOH溶液，加热试管，将湿

润的红色石蕊试纸靠近试管口，观察

试纸的颜色变化。

产生有刺激性气味的

气体，能使湿润的红色

石蕊试纸变蓝NH4CI+NaOHNaCI+NH3↑+H2O

（NH4）2SO4+2NaOHNa2SO4+

2NH3↑+2H2O

检验NH4+：

用铵盐与强碱溶液加热产生气体

使湿润的红色石蕊试纸变蓝

实验2：

取两支试管，分别加入少量

NH4CI、KCI溶液，再各滴加几滴

AgNO3溶液和稀硝酸,观察实验现

象。

产生白色沉淀NH4CI+AgNO3══AgCI↓+NH4NI+AgNO3══AgCI↓+KNO3

检验CI-：

溶液中的离子遇AgNO3的HNO3

溶液产生白色沉淀，证明含有CI-

实验3：

取两支试管，分别加入少量

（NH4）2SO4、K2SO4溶液，再各滴

加几滴BaCI2溶液和稀盐酸,观察实

验现象。

产生白色沉淀（NH4）2SO4+BaCI2══BaSO4↓+2NH4CI

K2SO4+BaCI2══BaSO4↓+2KCI

检验SO42-：

向溶液中加入酸性BaCI2溶液

产生白色沉淀，证明溶液中含有SO42-

实验4：

取一根铂丝，放在酒精灯火

焰上灼烧至无色，用铂丝蘸取少量

KCI溶液，置于火焰上灼烧，透过蓝

色钴玻璃观察火焰颜色。

再用稀盐酸

洗净铂丝，并在火焰上灼烧至无色，

蘸取少量K2SO4溶液，重复以上实

验。

火焰呈紫色检验K+：

透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰，

证明含有K+

学生实验，都是注意巡视，给予操作指导，注意以下几点：

1.检验NH4+离子时，要注意将试管加热（氨气极易溶于水），试纸要湿润。

2.检验K+离子时，要透过蓝色钴玻璃，消除Na+离子的干扰，要先将铂丝放在酒精灯火焰灼烧至无色。

［活动与探究2］：

结合［知识准备］中的归纳总结，根据学生实验探究的内容，指导学生完成教材表1—5。

待检验的物质检验方法实验现象和结论2-加氯化钡和盐酸产生白色沉淀，溶于盐酸，产生无色无味气体

Cl-加硝酸银和硝酸产生白色沉淀，不溶于硝酸

酸溶液加石蕊或甲基橙试剂石蕊或甲基橙试剂变红

碱溶液加石蕊、酚酞或甲基橙试剂石蕊变蓝、酚酞变红、甲基橙变黄2-加氯化钡和盐酸产生白色沉淀，不溶于稀硝酸

NH4+加氢氧化钠溶液加热产生无色刺激味气体，使湿的红石蕊试纸变蓝

K+加氢氧化钠溶液加热产生无色刺激味气体，使湿的红石蕊试纸变蓝

［板书］：

二、焰色反应

［阅读理解］：

阅读教材P21页“信息提示”内容，观察图1—20。

思考两个问题：

1．焰色反应是化学反应吗？

2．焰色只是离子的焰色吗

在学生阅读理解的基础上，根据学生的回答，向学生说明：

提醒学生注意焰色反应是物理变化，总结焰色反应的实验方法和步骤。

［板书设计］常见物质的检验

一、常见物质的检验方法

待检验的物质检验方法实验现象和结论2-加氯化钡和盐酸产生白色沉淀，溶于盐酸，产生无色无味气体

Cl-加硝酸银和硝酸产生白色沉淀，不溶于硝酸

酸溶液加石蕊或甲基橙试剂石蕊或甲基橙试剂变红

碱溶液加石蕊、酚酞或甲基橙试剂石蕊变蓝、酚酞变红、甲基橙变黄2-加氯化钡和盐酸产生白色沉淀，不溶于稀硝酸

NH4+加氢氧化钠溶液加热产生无色刺激味气体，使湿的红石蕊试纸变蓝

K+加氢氧化钠溶液加热产生无色刺激味气体，使湿的红石蕊试纸变蓝

有关反应：

NH4CI+NaOHNaCI+NH3↑+H2O

（NH4）2SO4+2NaOHNa2SO4+　2NH3↑+2H2O

二、焰色反应

1、焰色反应的定义

2、焰色反应的实验方法和步骤

课后作业：

教研室“教学质量检测讲义”专题一第二单元（第二课时）

[教学反思]：

1．关于教学预设的思考，本节课课堂教学大大出乎预料，由于对初中新课改了解不充分，课前预设的教学重点NH4+的检验学生在初中已经学过，其它Cl-、SO42-、CO32-等其它离子的检验方法初中也都学过。

这样本节课的教学内容就大为减少，教学难度也较大大降低。

2．NH4+的检验方法和有关方程式没有很好的突出，方程式由于学生还没有学过氨的性质，因此是本节课的难点，相当多的学生还分不清NH4+和NH3，在以后教学中要注意强化。

第四课时：

溶液的配制及分析

[教学目标]

1　理解物质的量浓度的概念，能够运用物质的量浓度进行简单计算。

2　学会一定物质的量浓度溶液的配制方法，熟悉步骤，了解操作要点。

3　了解容量瓶的结构和使用方法

教学重点：

溶液的物质的量浓度的概念

　一定物质的量浓度的溶液的配制方法

教学难点：

溶液中离子的物质的量浓度

转移和定容的操作要点的原因

教学方法：

示范－练习　

学法指导：

教学用具：

略

[教学过程]

{问题情境}　呈现如下问题，让学生感知用直接体积的方法来取用液体会比衡量其质量方便的多。

中和含40gNaOH的溶液，需用49%的H2SO4溶液多少克？

怎么取用？

如已知1L该硫酸溶液中含2moLH2SO4，则需要取硫酸溶液___L，怎么取用？

一、物质的量浓度

{问题解决}引导学生自学物质的量浓度的相关内容并完成教材P22页“问题解决”，思考以下几个问题。

1．用自己的语言叙述物质的量浓度的概念，单位。

2．通过问题解决1推导出物质的量浓度CB与溶质的物质的量，溶液的体积之间的关系。

在学生完成后，通过讨论、检查得出物质的量浓度的概念和数学表达式。

物质的量浓度：

单位体积溶液中所含溶质的物质的量

数学表达式：

CB==nB/V　单位：

mol/L

注意与气体的摩尔体积的单位L/mol进行比较。

{概念理解}　通过下面两道练习，加深学生对物质的量浓度的理解，理解溶液中离子的物质的量浓度与溶质物质的量浓度的关系。

1　10gNaOH溶解在水中配制成500mL的溶液所得溶液的物质的量浓度是多少　

2　问题解决1中，Na+、CO32-的物质的量浓度分别是多少？

在求解离子的物质的量浓度时，从电离的角度理解溶液中离子的产生，注意运用关系式法找出溶质在溶液中所电离的离子数目与溶质之间的关系。

如：

Na2CO3　→　2Na+

1mol2mol

二、一定物质的量浓度的溶液配制方法

按照实验方案设计的程序以配制100mL0.100mol/LNa2CO3溶液为例来学习一定物质的量浓度的溶液的配制步骤和方法。

实验目的:

配制100mL0.100mol/LNa2CO3溶液

{问题讨论}　引导学生根据物质的量浓度的公式，思考：

1．要完成实验目的，须确定哪些量？

2．用什么样的仪器来确定溶液的体积。

思考1可根据公式完成，需要知道溶质的物质的量nB（0.01mol），确定溶液的体积为100mL。

思考2要在学生答出1之后呈现，由于学生先前并没有学过容量瓶，学生可能回答量取100mL的水，或在量筒中进行。

这时再呈现和介绍容量瓶并介绍容量瓶的结构和使用方法。

{讲解}：

容量瓶的结构及使用方法

容量瓶的结构：

容量瓶上标有使用温度、规格（只有一个刻度线）

容量瓶的使用：

检查是否漏水、溶液的凹液面与刻度线相切。

（不能用作反应器）

{阅读理解}：

学生自学P23页“活动与探究”内容，对照教材的图示说明，思考以下问题。

1．配制溶液的步骤主要有哪几步？

2．　转移后为什么用少量的水洗涤烧杯2---3次，洗涤液全部转移到容量瓶中？

3．定容过程的操作要点是什么？

（让学生在教材中划出）

通过学生的讨论交流，引导学生归纳出一定物质的量浓度溶液的配制步骤和操作要点。

配制步骤：

计算－－称量－－溶解－－转移－－定容

操作要点：

1.　溶解后要冷却到室温　（标有刻度的容器不能盛装过热或过冷的溶液）

2．转移后要洗涤玻璃棒和烧杯2－3次，洗涤液要转移到容量瓶中。

（确保溶质完全转移，没有损失）

3．在距容量瓶刻度线1－2cm处时要改用胶头滴管慢慢加入。

（防止不小心加过刻度线）

{学生实验}：

学生按照教材要求完成实验，教师巡视指导学生操作，纠正错误操作。

{反馈评价}：

对学生在实验过程中的主要错误操作进行评价，完成教材P23页“活动与探究”内容2。

强调操作的注意事项。

引入实验的误差分析。

{学生实验}：

学生按照教材要求完成实验，教师巡视指导学生操作，纠正错误操作