第一章 从实验学习化学.docx
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第一章从实验学习化学
第一章从实验学习化学
第一节化学实验基本方法说课案
化学科学特点和化学研究基本方法
1．了解化学的主要特点是在原子、分子水平上认识物质。
了解化学可以识别、改变和创造分子。
2．了解科学探究的基本过程，学习运用以实验和推理为基础的科学探究方法。
认识化学是以实验为基础的一门科学。
3．了解物质的组成、结构和性质的关系。
了解化学反应的本质、基本原理以及能量变化等规律。
4．了解定量研究的方法是化学发展为一门科学的重要标志。
理解摩尔（mol）是物质的量的基本单位，可用于进行简单的化学计算。
5．了解科学、技术、社会的相互关系（如化学与生活、材料、能源、环境、生命过程、信息技术的关系等）。
了解在化工生产中遵循“绿色化学”思想的重要性。
一、教材地位和作用
本节从实验室安全注意事项入手，主要提醒学生从实验室规则、安全措施和正确的操作方法等方面重视安全问题。
并通过让学生讨论一些实际问题而加深对实验安全的认识。
本节选择“粗盐的提纯”实验，其目的是：
（1）学生已经做过粗盐的提纯实验，在此，从学生的经验出发，既可起到复习的作用，又可降低实验的难度，逐步深入；
（2）粗盐的提纯实验中包含着较多的分离操作，而且过滤是所有分离方法中最常用的，有必要让学生掌握；（3）粗盐经溶解、过滤后所得的滤液并不只是NaCl的溶液，仍然含有少量可溶性杂质，需要进一步检验并除去。
这样就可以利用这一实验进一步介绍离子检验的方法。
而且本节最后介绍了萃取这一新的分离方法，让学生对分离和提纯的方法有更进一步的认识，同时使实验技能进一步提高。
二、学情分析
初中化学已经介绍了药品的取用、物质的加热、仪器的组装、玻璃仪器的洗涤、常见仪器的使用等基本操作，也介绍了过滤、蒸发等分离方法。
蒸馏的操作在初中只介绍了简易的方法，在此进一步介绍实验室较正规的操作方法，比初中有所提高。
但由于学生初中实验条件和实验课的落实程度不够，学生的动手能力和习惯差异较大，还需要不断规范和提高。
三、化学课程标准和考试说明
课程标准：
1.理解科学探究的一般过程，学习运用以实验为基础的实证研究方法。
2.初步学会物质的检验、分离、提纯和溶液配制等实验操作技能。
3.能根据实验目的选择实验仪器和药品，进行实验操作。
4.树立安全意识，初步形成良好的实验工作习惯。
5.能够独立或与同学合作完成实验，记录实验现象和数据，完成实验报告，并能主动进行交流。
6.初步认识实验条件控制、数据的定量处理、模型和假说等科学方法在化学科学研究中的应用。
①收集自然降雨（或其他水样），测定其pH随时间的变化，并用图表或数据等表示实验结果。
②实验：
粗盐的提纯。
③设计实验探究食盐中是否含有碘元素。
④结合事例讨论遵守实验安全守则的重要性。
考试说明：
1．了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法。
2．了解化学实验室常用仪器的主要用途和使用方法。
3．掌握化学实验的基本操作。
能识别化学品安全使用标识，了解实验室一般事故的预防和处理方法。
4．掌握常见气体的实验室制法（包括所用试剂、仪器，反应原理和收集方法）。
5．能对常见的物质进行检验、分离和提纯。
能根据要求配制溶液。
6．能根据实验试题要求，做到：
⑴设计、评价或改进实验方案；
⑵了解控制实验条件的方法；
⑶分析或处理实验数据，得出合理结论；
⑷绘制和识别典型的实验仪器装置图。
四、三维目标
1．知识与技能
⑴树立安全意识，能识别化学品安全使用的标识，初步形成良好的实验工作习惯。
⑵知道现实生活中常见的一些混合物分离和提纯的方法，用已有的生活经验使学生加深对混合物分离、提纯等实验的认识
⑶初步学会溶解、过滤、蒸发等基本操作。
2．过程与方法
通过创设情景，导入实验安全标识、化学品安全使用标识，进而掌握实验的基本准备常识，并形成良好的实验习惯。
初步尝试在实验探究中与人合作与交流
3．情感态度与价值观
⑴体验科学探究的过程，学习运用以实验为基础的研究方法，提高学生的科学素养，为学生的终身可持续发展奠定基础
⑵发展学习化学的兴趣，乐于探究物质变化的奥秘，体验科学探究的艰辛和喜悦，逐渐培养科学精神和科学品质
⑶树立绿色化学思想，形成环境保护的意识
五、教学重点、难点
重点：
混合物的分离与离子的检验
难点：
物质检验试剂的选择，蒸馏、萃取操作，分离与提纯过程的简单设计
六、课时安排：
3课时
七、教学思路及方法：
1.化学实验安全：
从教材P4页中化学实验中注意的四点问题（实验室安全守则→了解安全措施→掌握正确的操作方法→重视并逐步熟悉污染物和废弃物的处理方法）出发，结合教材中【思考与交流一】，通过生生之间及师生之间的讨论、交流、思考共同总结出以上四点的具体实例。
2.混合物的分离和提纯：
①【思考与交流二】→总结分离与提纯的差异→【学与问】（化学中的杂质都是有害和无价值的吗？
）→实验1-1：
过滤和蒸发【实验名称→实验目的→实验药品→实验仪器、用品及装置→实验操作步骤→实验结果】→检验杂质CaCl2和MgCl2→实验1-2：
检验SO42-→除去粗盐中的Na2SO4、CaCl2、MgCl2。
②实验1-3：
蒸馏先检验自来水中的Cl-，再检验蒸馏水中是否有Cl-。
③实验1-4：
萃取（操作→原理→注意事项）
八、教学过程
第一节化学实验基本方法教案
第一课时化学实验安全守则
【引入】化学是一门以实验为基础的自然科学，无论是学习还是研究化学经常要进行实验，因此，我们就从实验学习化学。
在学习化学实验之前，我们首先应当引起重视的就是实验的安全，阅读教材第四页和【思考与交流一】中的内容，我们应从哪些方面来考虑实验中的安全问题。
1．仪器的使用及掌握正确的操作方法：
①复习初中学过的哪些常用的仪器②物质的加热③仪器的组装④气体的收集方法（见资料）
可加热的仪器
（1）直接加热的仪器
①试管
a．给液体加热时液体的体积不超过试管容积的
。
b．加热固体时试管口应略向下倾斜。
②蒸发皿：
蒸发浓缩溶液时要用玻璃棒搅拌，液体体积不超过容积的
。
③坩埚：
用于灼烧固体，移动、使用时要用坩埚钳夹取。
（2）间接（垫石棉网）加热的仪器
①烧杯：
溶解固体时需用玻璃棒搅拌，加热液体时，液体体积不超过容积的
。
②圆底烧瓶：
使用时液体的体积为烧瓶容积的
～
。
③锥形瓶：
a.滴定时液体不超过容积的
。
常用分离、提纯仪器
仪器
主要用途
使用方法和注意事项
普通漏斗
（1）向小口容器中转移液体
（2）加滤纸后，可过滤液体
（1）制作过滤器时，滤纸紧贴漏斗内壁，用水润湿，注意不得留有气泡
（2）滤纸上缘低于漏斗边缘，液体低于滤纸边缘
分液漏斗
（1）用于随时添加液体
（2）萃取、分液
（1）注意活塞不得渗漏
（2）分离液体时，下层液体由下口放出，上层液体由上口倒出
蒸发皿
蒸发或浓缩溶液
可直接加热，加热液体不超过其容积的2/3，快蒸干时停止加热
蒸馏烧瓶
蒸馏或分馏
（1）加热时要垫石棉网
（2）加热时液体的量不超过其容积的1/2
洗气瓶
除去气体中的杂质，其中广口瓶可换作大试管或锥形瓶
（1）一般选择与杂质气体反应的试剂作吸收剂
（2）装入液体量不宜超过容积的2/3
（3）气体的流向为A进B出
干燥管
用于干燥或吸收某些气体，干燥剂为粒状，常用CaCl2、碱石灰
（1）注意干燥剂或吸收剂的选择
（2）一般为大口进气，小口出气
常用的计量仪器：
天平、量筒
2.试剂的存放
试剂瓶的选择：
固体—广口瓶；液体—细口瓶。
见光分解的—棕色瓶。
玻璃塞—不能盛放碱性物质；橡胶塞—不能盛放强酸强氧化性物质和有机试剂。
化学试剂都应注意妥善密封保存于试剂瓶中。
对于易变质、易挥发或有危险性的化学试剂，还应根据性质采取特殊的保存方法。
①易与空气中的氧气、水蒸气、二氧化碳等起反应的药品应密封保存。
如钾、钠应浸在煤油中；白磷放在水中，使之与空气隔绝。
②易潮解、挥发、吸水的药品应密封保存。
如固体NaOH、浓盐酸、浓硫酸等。
③见光易分解的物质应盛在棕色瓶中，放置阴凉处。
如AgNO3、浓HNO3等。
④液态溴有毒且易挥发，应贮存于磨口的细口瓶中，加水封，加盖玻璃塞（不能用橡胶塞），并放置于阴凉处。
⑤易挥发、着火的药品应密封保存并放置于阴凉处，远离火源。
如乙醇、乙醚、苯等。
⑥盛放药品的器皿应不能跟所盛药品反应。
如盛NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而应用橡胶塞。
3.药品的取用（见资料）
4．着火和烫伤的处理、化学灼伤的处理、如何防止中毒、意外事故的紧急处理方法等
①酸液溅到皮肤上，立即用较多水冲洗，若浓硫酸溅到皮肤上，应立即用大量水冲洗并涂上3%~5%的NaHCO3溶液。
浓碱液溅到皮肤上，用较多有水冲洗，再涂上硼酸溶液。
②大量酸洒到桌上，可加适量NaHCO3中和，然后水洗。
大量碱洒到桌上，可加适量稀醋酸中和，然后水洗。
③着火烫伤时应该先冷敷。
④金属钠、钾、镁、酒精等起火，用沙子盖灭或湿布盖灭。
⑤一般的割伤处理：
应保持伤口干净，伤口内有异物应立即取出，然后用酒精棉球清除伤口周围的污物，涂上外伤药物或消炎粉。
不要用手触摸伤口或用水冲洗伤口。
⑥温度计水银球碰破，可用硫磺粉覆盖吸收。
⑦误服铜盐、汞盐等重金属盐，可喝豆浆、牛奶或鸡蛋清解毒，再服用泻药MgSO4等。
⑧制备有毒气体（例如Cl2等）可在通风橱中进行。
等等。
5.实验过程中废液等废弃物的处理（见资料安全守则中的部分内容）
【讲解】刚才同学们发表了很多关于实验安全应该注意的事项，那么大家还要注意常用的危险化学标志。
请见课本P4。
解释图示的含义。
【总结】实验安全是为避免受到意外伤害的保障，要想我们的探究实验取得成果，我们还必须遵守实验的有关原则、安全措施及正确的操作方法。
第二课时物质的分离与提纯
【板书】二、混合物的分离和提纯
【引入】我们在第一课时中学习到了进行化学实验操作之前的一系列实验安全原则，今天，我们正式学习化学实验操作。
混合物的分离与提纯是一类化学中非常重要的实验操作，我们将从这一类操作开始学起。
首先，请同学们看到教材中的【思考与交流二】
【思考与交流二】学生讨论，典型发言，教师总结。
利用金的密度远大于泥土的密度而用物理方法进行分离
铁屑和泥土的混合，可用磁铁吸引的方法将铁屑分离出来，还可讨论用其他的方法（如酸溶过滤）
【学与问】学生阅读教材中的内容，并讨论学与问中的相关内容（杂质都是有害和无价值的吗？
）
水中含有的矿物质和微量元素是对人体有益的。
要视杂质的性质和含量来评价其是否有害或在人类活动中是否有利用价值。
化学中的杂质主要是因为杂质的存在会影响某物质的利用价值。
如在化学反应中杂质的存在会引起一些副反应，或杂质的存在可能引起催化剂中毒，等等。
【衔接过渡】除了上述的分离提纯方法之外，化学学科中还有很多其他的混合物的分离提纯的方法。
如：
过滤、蒸发、蒸馏、分馏、萃取、分液等等。
有些是我们已经熟悉的，有些是我们不熟悉的，接下来，我们将逐一去复习和重新学习这几类混合物的分离和提纯的方法。
【板书】
㈠、基本概念：
物质的分离：
将混合物中各物质通过物理变化或化学变化，把各成分彼此分开的过程。
物质的提纯：
把混合物中的杂质除去，以得到纯净物的过程。
㈡、操作原则：
四原则：
⑴不增→提纯过程中不增加新的杂质
⑵不减→不减少欲被提纯的物质
⑶易分离→被提纯物与杂质容易分离
⑷易复原→被提纯物质要复原
三必须：
⑴除杂试剂必须过量
⑵过量试剂必须除尽（因为过量试剂带入新的杂质）
⑶除杂途径必须选最佳
㈢、基本实验方法：
1．过滤：
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的方法。
例如用过滤法除去粗盐中的泥沙。
【实验1-1：
粗盐的提纯】
⑴适用对象：
过滤是将不溶于液体的固体分离的方法。
固液分离。
⑵仪器和用品：
天平，烧杯，玻璃棒，漏斗，铁架台，铁圈
⑶操作步骤：
步骤
现象
1．溶解：
称取4克粗盐加到盛有12mL水的小烧杯中，用玻璃棒搅拌使氯化钠充分溶解。
固体食盐逐渐溶解而减少，食盐水略显浑浊
2．过滤：
组装好仪器，将1中所得到的混合物进行过滤。
若滤液浑浊，要再次过滤，直到滤液澄清为止。
不容物留在滤纸上，滤液渗过滤纸，沿漏斗颈流入另一个烧杯中
3．蒸发：
将过滤后的澄清溶液转入蒸发皿，加热，并用玻璃棒搅拌，防止液滴飞溅。
当出现较多固体时停止加热，余热蒸干。
水分蒸发，逐渐析出固体
⑷操作要点：
①“一贴”：
折叠后的滤纸放入漏斗后，用食指按住，加入少量蒸馏水润湿，使之紧贴在漏斗内壁，赶走纸和壁之间的气泡。
②“二低”：
滤纸边缘应略低于漏斗边缘；加入漏斗中液体的液面应略低于滤纸的边缘（略低约1cm），以防止未过滤的液体外溢。
③“三靠”：
漏斗颈末端与承接滤液的烧杯内壁相接触；使滤液沿烧杯内壁流下；向漏斗中倾倒液体时，要使玻璃棒一端与滤纸三折部分轻轻接触；承接液体的烧杯嘴和玻璃棒接触，使欲过滤的液体在玻棒的引流下流向漏斗。
【注意】如果过滤是为了得到洁净的沉淀物，则需对沉淀物进行洗涤，洗涤的方法：
向过滤器里加入适量蒸馏水，使水面浸没沉淀物，待水自然流尽后，再加蒸馏水洗涤2-3次。
还可引深思考检验过滤所得产物是否洗净的方法。
2．蒸发结晶：
是指给液体加热，使液体受热汽化，从溶液中分离出固体物质的方法。
蒸发可得晶体，蒸发页用于浓缩溶液。
⑴适用对象：
可溶性固体与液体的分离
⑵仪器和用品：
铁架台、蒸发皿、酒精灯、玻璃棒
⑶在蒸发结晶中注意的为题：
①在蒸发过程中，应用玻璃棒不断搅拌，防止由于局部过热而导致液体飞溅。
②加热到蒸发皿中出现较多固体时应停止加热，用预热蒸干。
③热的蒸发皿应用坩埚钳取下，不能直接放在实验桌上，以免烫坏试验台或引起蒸发皿破裂。
如果一定要放在实验桌上，则要放在石棉网上。
【思考】通过上述操作得到的是纯净的NaCl吗？
可能还有什么杂质没有除去？
有什么方法可以检验他们呢？
离子检验的方法：
如：
硫酸盐—BaCl2CaCl2—Na2CO3MgCl2—NaOH
【实验1-2：
SO42-的检验方法】
【板书】SO42-的检验方法：
取样→加水溶解→滴加几滴稀盐酸酸化、再滴加几滴BaCl2溶液→描述现象→得出结论
【引深讨论】在SO42-检验的过程中，为何要先加稀盐酸酸化？
可能存在哪些干扰离子？
【衔接过渡】实验1-1是将粗盐中难溶性的杂质除去；实验1-2表明，经过溶解、过滤、蒸发得到的盐中任然含有可溶性的杂质硫酸盐。
实际上除硫酸盐外，还含有CaCl2、MgCl2等其他可溶性的杂质。
对于可溶性杂质的盐类，可以利用上述化学方法检验出，而且可以利用化学方法除去。
实际的粗盐提纯的过程，就是将不溶性杂质过滤后再进一步除去可溶性杂质。
【思考与交流三1】完成教材中思考与交流三中第一小问的内容
【总结】
杂质
加入的试剂
化学方程式
硫酸盐
BaCl2（aq）
BaCl2+Na2SO4＝BaSO4↓+2NaCl
MgCl2
NaOH（aq）
MgCl2+2NaOH＝Mg（OH）2↓+2NaCl
CaCl2
Na2CO3（aq）
CaCl2+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaCl
【思考与交流三。
2】加入你选择的试剂除掉杂质后，有没有引入其他离子？
想一想可用什么方法再把它们除去？
请设计合理的实验呢方案，除要考虑所加试剂外，还要考虑所加试剂的先后顺序、试剂的用量，以及试剂过量后的处理。
并画出流程图。
【总结并板书】教师与学生共同总结出流程图（见资料），并注意总结提纯中所涉及到的思想。
第三课时物质的分离与提纯
【导入】上节课我们学习了粗盐的提纯，通过除杂质过滤的方法得到比较纯的盐水，大家想想如果我们要把盐水变为淡水，该怎么做呢？
【实验1-3】实验室通过蒸馏除去自来水中含有的Cl-等杂质制取蒸馏水
【总结】
实验
现象
1、在试管中加入少量自来水，滴入几滴稀硝酸和几滴硝酸银溶液。
加硝酸银溶液有白色沉淀产生，且沉淀不溶解
2、在100mL烧瓶中加入约1/3体积的自来水，再加入几粒沸石（或碎瓷片），如图连接好装置，向冷凝管中通入冷却水。
加热烧瓶，弃去开始馏出的总分液体，用锥形瓶收集约10mL液体，停止加热
加热，烧瓶中水温升高到100℃沸腾，在锥形瓶中收集蒸馏水
3、取少量收集到的液体加入试管中，然后滴入几滴稀硝酸和几滴硝酸银溶液
加硝酸银溶液于蒸馏水中，无沉淀
3．蒸馏：
⑴原理：
利用互溶的液体混合物中各组分的沸点不同，给液体混合物加热，使其中的某一组分变成蒸气再冷凝成液体，从而达到分离提纯的目的。
蒸馏一般用于分离沸点相差较大的液体混合物。
（例如蒸馏含有Fe3+的水提纯其中水份，蒸馏石油提纯不同沸点的有机组分）
⑵仪器：
铁架台、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、冷凝管、温度计、胶塞、牛角管（尾接管）、锥形瓶、胶管
⑶装置
⑷蒸馏的使用范围:
液态混合物中，沸点不同，除去难挥发或不挥发的物质。
⑸蒸馏时的注意事项：
a.烧瓶内液体的容积不超过2/3，烧瓶要垫上石棉网加热，烧瓶中还要加入沸石（碎瓷片）防止爆沸。
b.温度计下端水银泡应置于烧瓶支管处，测量逸出气体的温度。
c.冷凝水下口进，上口出。
d.实验开始时，先开冷凝水，后加热。
实验结束时，先停止加热，后关冷凝水。
溶液不可蒸干。
【思考】1。
为什么冷却水通入方向与被冷凝蒸气流向相反
（为了使蒸馏出的蒸气与冷却水长时间充分接触，带走尽可能多的热量）
2．为什么温度计水银球的顶端要与圆底烧瓶支管下沿处于同一水平线？
（对于蒸馏来说，只有精确控制蒸馏的温度才能达到分离提纯的目的，而蒸馏烧瓶支管口的温度正是被蒸馏变为气体某组分的温度，故温度计水银球顶端要与圆底烧瓶支管下沿处于同一水平线）
3．在日常生活中，我们应用蒸馏的方法可以将海水淡化，或制造无水酒精。
若采用蒸馏的方法分离酒精和水的混合物，先蒸馏出来的物质是什么？
（酒精沸点低，先蒸出的是酒精。
）
4．蒸馏与蒸发的区别：
加热是为了获得溶液的残留物时，要用蒸发；加热是为了收集蒸气的冷凝液体时，要用蒸馏
【衔接过渡】在日常生活中，有时我们的衣服粘了油渍，可以用汽油擦洗，这就是萃取的应用。
接下来我们学习另外的一种分离方法，叫做萃取与分液。
2、萃取和分液
⑴定义：
利用某溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液中提取出来，再利用分液的原理和方法将它们分离开来。
⑵仪器：
分液漏斗、铁架台、烧杯
【实验1-4】见教材实验1-4中的操作步骤
【注意事项】①分液漏斗实验前洗涤及检验漏液问题②振荡及放气的操作方法③分液的操作④
⑶适用对象：
两种互溶的液体
⑷萃取剂的选择：
a.溶质在萃取剂的溶解度要比在原溶剂（水）大。
b.萃取剂与原溶剂（水）不互溶。
c.萃取剂与溶液不发生发应。
【小结】通过这个实验，大家要掌握的是萃取剂的选择（三个条件），以及掌握萃取与分液的操作步骤。
（四个步骤）
【归纳】 物质分离提纯的方法
操作
原理
适用混合物
过滤
蒸发
蒸馏
萃取
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