人教版化学必修一11化学实验的基本方法教案.docx
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人教版化学必修一11化学实验的基本方法教案
教学目标
1、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。
2、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
3、初步学会溶解、过滤、蒸发、等基本操作。
教学
重难点
过滤和蒸发的操作方法
教
学
过
程
第一课时
化学是一门以实验为基础的自然科学，科学规律是通过对自然现象的发现、探究和反复验证形成的。
化学研究的主要方法是实验方法，所以学习化学离不开实验，掌握实验方法以及完成化学实验所必需的技能，是学好化学的关键。
那么大家高中阶段学习化学的第一章就是“从实验学化学”
第一章从实验学化学
第一节化学实验的基本方法
一、化学实验安全
做实验前，要先读实验室规则，没有规则不成方圆，只有明确了实验室规则，我们才能更好地利用实验室。
1、遵守实验室规则
有的同学一定认为化学实验很难并有一定的危险性，还有的同学认为做好实验很好玩。
其实，化学实验是用来检验、探索物质的操作，是学术性的研究，不能依靠个人的一些喜好、情绪来做实验，实验有一定的安全要求，只要你能做到安全要求，就可以很轻松地完成实验，那么，实验的安全又有些什么内容呢？
2、了解安全措施
⑴事故预防
＊防爆炸：
点燃可燃性气体或用可燃性气体进行加热反应前，要检验气体的纯度。
＊防爆沸：
配制硫酸的水溶液时，要将密度大的浓硫酸倒入水中；加热液体混合物时要加沸石或瓷片。
＊防失火：
实验室中的可燃物质要远离火源，检验灭火设备是否齐全
＊防中毒：
制取有毒气体（Cl2,CO，SO2,H2S,NO等）时，要在通风橱内进行，并采取相应的措施处理（灼烧，吸收，收集等）
＊防倒吸：
用加热法制取气体并用排水法收集时，注意熄灯顺序:
吸收溶解度较大的气体（HClNH3）时，加装安全瓶或漏斗。
同学们了解了五防，那么大家还要注意常用的危险化学品标志。
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？
根据你做化学实验和探究的经验以及你在初中所学的知识，想一想在进行化学实验时应注意哪些安全问题？
3、掌握正确的操作方法。
1、取用药品的安全注意事项：
（1）不能用手接触药品，不要把鼻孔凑到容器口去闻药品（特别是气体），不得尝任何药品的味道。
（2）按用量取药，若无用量说明，一般应按最少量取用：
液体1-2mL，固体只需盖满试管底部。
（3）实验剩余的药品既不能放回原瓶，也不要随意丢弃，更不要拿出实验室，要放入指定的容器内。
2.用酒精灯加热的安全注意事项：
（1）在使用前，要先检查灯里有无酒精。
向灯内添加酒精时，不能超过酒精灯容积的2/3。
（2）在使用时，要注意几点：
绝对禁止向燃着的酒精灯里添加酒精，以免失火；绝对禁止用燃着的一只酒精灯去点燃另一只酒精灯。
（3）用完酒精灯，不可用嘴吹灭，必须用灯帽盖灭，并盖两次。
（4）不慎洒出的酒精若在桌上燃烧起来，不要惊谎，应立即用湿抹布或沙子扑盖。
3.化学实验中意外事故的紧急处理方法等。
（1）酒精及其他依然有机物小面积失火，应迅速用湿抹布扑盖；钠，磷等着火用细沙扑盖，重大火灾请拨打119.
（2）玻璃割伤，先除去伤口的玻璃片，用医用双氧水擦洗后用纱布包扎，不要用手触摸伤口或用水洗涤伤口。
（3）眼睛的化学灼伤，应立即用大量清水冲洗，便洗边眨眼睛，若被碱灼伤再用20%硼酸的溶液洗涤，若被酸灼伤，则再用3%碳酸氢钠溶液洗涤。
（4）浓硫酸溶液洒在实验台上，先用碱中和，后用水冲洗；若沾在皮肤上，宜先用抹布拭去，再用水冲洗。
（5）浓碱溶液洒在实验台上，先用稀醋酸中和，然后用水冲洗：
若沾在皮肤上，宜先用较多的水冲洗，在涂上硼酸溶液。
（6）液溴地在手上，要立即擦去，再用水或酒精擦洗。
（7）误食重金属盐，应立即服用豆浆，蛋清或牛奶。
（8）汞洒落后，应立即撒上硫粉，并打开排气扇。
以上是我们做实验必须遵守的一些注意事项，我们学习几种化学实验的基本操作。
淘金者是利用什么方法和性质将金子从沙里分离出来？
如果有铁屑和沙混合物，你用什么方法将铁屑分离出来？
（沙里淘金是从含金量相对较大的沙里淘金。
根据金是游离态存在，密度比沙大的性质，可以用水洗法将金子从沙里分离出来。
如果是沙和铁屑的混合物，可以用物理方法用磁铁吸取的方法将二者分离出来。
）
以上我们用的都是较简单的物理方法，大多数分离与提纯需要我们进一步学习一些新的方法。
二、混合物的分离与提纯
1、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。
2、操作原则：
四原则：
（1）不增------提纯过程中不增加新的杂质
（2）不减------不减少欲被提纯的物质
（3）易分离------被提纯物与杂质容易分离
（4）易复原------被提纯物质要复原
三必须：
（1）除杂试剂必须过量
（2）过量试剂必须除尽（因为过量试剂带入新的杂质）
（3）除杂途径必须选最佳
3、基本实验方法：
⑴物理方法：
溶解、过滤与蒸发结晶、蒸馏与萃取分液等
⑵化学方法:
沉淀法、气体法、加热法等
大家初中时学习了混合物的分离和提纯的方法有哪些？
（过滤、蒸发、结晶等）
过滤使用于什么类型的混合物的分离？
（过滤是将不溶于液体的固体分离的方法。
固液分离。
）
现在我们来利用初中学习的过滤和蒸发的方法来提纯粗盐。
（一）过滤和蒸发
实验1—1粗盐的提纯
仪器：
天平，烧杯，玻璃棒，漏斗，铁架台，铁圈
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。
粗盐逐渐溶解，溶液浑浊。
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。
滤纸上有不溶物残留，溶液澄清。
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。
蒸发皿中产生了白色固体。
1、过滤
原理：
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。
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“三接触”：
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，方法是：
向过滤器里加入适量蒸馏水，使水面浸没沉淀物，待水滤去后，再加水洗涤，连续洗几次，直至沉淀物洗净为止。
2、结晶
原理：
利用溶剂对被提纯物质及杂质的溶解度不同，可以使被提纯物质从过饱和溶液中析出。
而让杂质全部或大部分仍留在溶液中，从而达到提纯的目的。
（1）蒸发结晶：
通过蒸发或气化，减少一部分溶剂使溶液达到饱和而析出晶体。
此法主要用于溶解度随温度改变而变化不大的物质。
（2）冷却结晶：
通过降低温度，使溶液冷却达到饱和而析出晶体。
重结晶指的是重复冷却结晶。
此法主要用于溶解度随温度下降而明显减小的物质。
注意：
通常我们是两种方法结合使用
（1）进行蒸发时，液体放置在蒸发皿中的量不得超过蒸发皿容量的2/3，以免加热时溶液溅出。
（2）在加热过程中，要用玻璃棒不断搅拌液体，以免液体局部过热而致使液滴飞溅。
［思考题］如何将NaCl和KNO3分离？
将两者的混合物置于烧杯中，加少量100摄氏度热水，在加热的情况下不断少量加入热水并搅拌，直至混合物完全溶解；停止加热，冷却（可以用冰水水浴），当温度降至30摄氏度时硝酸钾晶体析出；过滤混合溶液得到较为纯净硝酸钾晶体；蒸发滤液，得到较为纯净的氯化钾晶体
［思考与交流］从上述实验中我们所制得的实验是纯净物吗？
可能还有什么杂质没有除去，用什么方法可以检验出它们？
海水中含有可溶于水的CaCl2、MgCl2以及一些硫酸盐，所以食盐中也可能含有这些物质，而它们可溶于水所以在过滤中无法除去，也即是我们现在所得的产品中含有这些杂质，那我们该如何检验出它们是否存在。
请大家先思考一下，在进行物质检验时，我们采取的步骤是什么？
（先对试样的外观进行观察，确定其颜色、状态、气味等。
当试样是固体时，有时需要先将少量试样配成溶液，再进行鉴定。
）
［思考与交流］我们现在要设计实验来鉴定食盐中有可能含有的CaCl2、MgCl2以及一些硫酸盐。
［实验设计］现在有一份经过过滤蒸发提纯的实验，要除去其中的CaCl2、MgCl2以及一些硫酸盐，请你设计实验将它们除去。
［实验步骤］将0.5g盐放入试管中，加入2ml的水，先滴几滴盐酸酸化，然后向试管中滴入几滴BaCl2溶液，
现象：
有白色沉淀，证明有SO42―离子。
加盐酸酸化的目的是为了排除碳酸根的影响，改用硝酸可以吗？
不可以，因为硝酸会氧化亚硫酸根为硫酸根）
过滤后在滤液中加入氢氧化钠溶液，再过滤。
最后加入Na2CO3溶液。
［总结］
杂质
加入的试剂
化学方程式
硫酸盐
BaCl2aq
BaCl2+Na2SO4==BaSO4↓+2NaCl
MgCl2
NaOHaq
MgCl2+2NaOH==Mg（OH）2↓+2NaCl
CaCl2
Na2CO3aq
CaCl2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaCl
［思考与交流］加入试剂的顺序能否改变，你设计的实验有引入其他杂质离子么，如何除去？
（能改变，只要保证Na2CO3在BaCl2之后，盐酸加在最后就可以；因为BaCl2+Na2CO3==BaCO3↓+2NaCl；最后会剩余OH―、CO32―这两种杂质，为除去，可向滤液中加入适量盐酸，边加边搅拌，直到不再产生气泡为止）
［总结］我们这节课进行了的提纯实验，主要是练习过滤和蒸发的操作。
另外，我们还学习了用化学方法鉴定物质，请看下面的练习：
［自我评价］
1、进行化学实验必须注意安全，下列说法不正确的是：
A．不慎将酸溅到眼中，应立即用水冲洗，边洗边眨眼睛
B．酒精着火时，可用水将其扑灭。
C．实验室中进行可燃性气体燃烧性质实验时，必须先验纯、后点燃
D．配制稀硫酸时，可先在量筒中加一定体积的水，再在搅拌下慢慢加入浓硫酸
2、根据从草木灰中提取钾盐的实验，填写下列空白：
（1）此实验操作顺序如下：
①称量样品，②溶解、沉降，③_______④_______⑤冷却结晶。
（2）用托盘天平（指针向上的）称量样品时，若指针偏向右边，则表示______（填下列正确选项的代码）。
A．左盘重，样品轻B．左盘轻，砝码重
C．右盘重，砝码轻D．右盘轻，样品重
（3）在进行第③步操作时，有可能要重复进行，这是由于_______
（4）在进行第④步操作时，要用玻璃棒不断小心地搅动液体，目的是防止______。
（5）所得产物中主要的钾盐有______
第二课时
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？
比如说在海边，渔民们是怎么解决生活用水的问题；前段时间，中央电视台播放了郑和下西洋的那段历史，大家知道他们是怎么解决长期在海上漂泊的吃水问题吗？
做汤的时候，观察过锅盖吗？
锅盖上有水珠，这水珠与汤不什么不同？
为什么会有水珠？
水蒸汽凝结？
为什么水蒸汽会凝结成水珠？
汤沸腾后，水蒸汽遇温度低的锅盖而凝成水珠附于锅盖。
那么这是一个什么过程，我们在化学中应怎么称呼？
大家想一想蒸馏是不是一种分离混合物的方法？
如果是，那么是分离什么样的混合物？
混合物的分离和提纯除了过滤、蒸发外，还有其他很多方法，这节课，我们来学习另外两种新方法：
蒸馏和萃取
（二）蒸馏和萃取
首先，让我们利用实验室通过蒸馏的方法除去自来水中的杂质制取蒸馏水的实验来学习蒸馏的过程
1、蒸馏
我们引用的自来水是纯净的水吗？
不是。
因为自来水厂使用了消毒剂氯对水进行了消毒。
使水中含有Cl―。
我们可以利用加入硝酸银溶液检验是否含有氯离子。
（1）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）
（2）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
（3）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。
锥形瓶中的液体就是蒸馏水，我们再用硝酸银溶液检验是否含有氯离子。
［实验］蒸馏水加入硝酸银溶液
投影小结实验］
实验1-3实验室制取蒸馏水
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
［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、从这个实验中，大家可以看出蒸馏适用于什么类型的混合物的分离？
（4）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。
［思考］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）
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
我们先来认识这个新的仪器：
分液漏斗。
分液漏斗的组成，分液漏斗的活塞、盖子同漏斗本身是配套的。
使用漏斗前要检验漏斗是否漏水。
方法为：
关闭活塞，在漏斗中加少量水，盖好盖子，用右手压住分液漏斗口部，左手握住活塞部分，把分液漏斗倒转过来用力振荡，看是否漏水
（1）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，在利用分液的原理和方法将它们分离开来。
我们通过实验来解释萃取的定义，我们知道碘单质在水中的溶解度不大，碘水呈黄棕色。
碘是溶质，水是溶剂。
取10ml饱和碘水，倒入分液漏斗中。
接着，按照萃取的定义，我们要用另一种溶剂加把溶质碘从碘水中提取出来，这另外一种溶剂的选择要符合一些条件，
（2）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。
那么，我们根据这些条件可以选择了四氯化碳，由于碘在四氯化碳的溶解度比较大，所以我们加入4ml就可以了，进行振荡。
请大家注意振荡的操作：
用右手压住分液漏斗口部，左手握住活塞部分，把分液漏斗倒转过来用力振荡，注意放气怎么（强调放气的重要性）。
振荡后将分液漏斗放在铁架台上静置。
静置后，大家发现漏斗中的液体分为两层，下层为紫红色，这一层为碘的四氯化碳的溶液。
上层溶液颜色变淡了，证明碘水中的碘已经被萃取到四氯化碳中了，达到了碘和水分离的目的，这就是萃取。
大家想想，萃取后，如何分离？
比如汤上面的油层是怎样弄走的？
（勺子舀，吸管吸，。
。
。
。
。
）
我们试想一下，可不可以想办法使汤使下面流走，让油刚好留在容器中。
容器下面有通道，汤从下面流走，在汤刚好流完时，关闭通道，这样汤和油不就分开了吗，这正好符合分液漏斗的结构。
3、分液
最后一步，就是把四氯化碳层和水层分开，这就是分液。
首先，打开盖子（塞子），为什么？
（平衡大气压）将活塞打开，使下层液体慢慢流出。
漏斗下端口靠烧杯壁。
上层液体从上口倒出，为什么？
（防止上层液体混带有下层液体）
［总结］
（1）定义：
把两种互不相溶的液体（且密度不同）分开的操作
［板书］萃取与分液的步骤：
a.检验分液漏斗是否漏水
b.加入溶液，加入萃取剂，振荡
c.静置分层
d.分液
［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）
［自我评价］
1、下列物质的分离方法不正确的是（）
A、用过滤的方法除去食盐水中的泥沙
B、用蒸馏的方法将自来水制成蒸馏水
C、用酒精萃取碘水中的碘
D、用淘洗的方法从沙里淘金
2、下列实验设计中，能达到预期目的的是（）
A、将氯化钠和硝酸钾的混合物用溶解、过滤的方法分离
B、将氢气和氧气的混合气体通过灼热的氧化铜除去氢气
C、用碳酸钠溶液区分氯化钠溶液、氯化钡溶液及硝酸钙溶液
D、将氯化钾和二氧化锰的混合物用溶解、过滤、蒸发的方法分离
3、某化学课外小组用海带为原料制取了少量碘水。
现用CCl4从碘水中萃取碘并用分液漏斗分离两种溶液。
其实验操作可分解为如下几步：
A、把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈中；
B、把50mL碘水和15mLCCl4加入分液漏斗中，并盖好玻璃塞；
C、检验分液漏斗活塞和上口玻璃塞是否漏液；
D、倒转漏斗用力振荡，并不时旋开活塞放气，最后关闭活塞，把分液漏斗放正；
E、放开活塞，用烧杯接收溶液；
F、从分液漏斗上口倒出上层水溶液；
G、将漏斗上口的玻璃塞打开使溶液上的凹槽或小孔对准漏斗口上的小孔；H、静置、分层。
就此实验，完成下列填空：
（1）正确操作步骤的顺序是（用上述各操作的编号字母填空）：
_____→_____→_____→ A → G →_____→ E → F。
（2）上述E步骤的操作中应注意_____。
上述G步骤操作的目的是_____。
（3）能选用CCl4从碘水中萃取碘的原因是_____。
课后作业：
教学反思：
家长签名及建议：
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