資源簡介

必修1第一章《從實驗學化學》
第一節《化學實驗基本方法》教學建議
一、教學目標：
本節要達到目標有三點：一是承接初中的內容，讓學生順利過渡到高中的化學學習。二是熟練掌握幾種分離提純操作，建構分離提純方法的體系。三是培養學生良好的實驗習慣，掌握化學實驗的基本方法和技能。
1．知識與技能：
（1）掌握過濾、蒸發、萃取、分液的實驗操作，了解蒸餾。
（2）理解過濾、蒸發、蒸餾、萃取的原理，學會根據混合物的存在形式選擇分離提純方案。
（3）掌握SO42-離子檢驗、除去雜質離子的操作與方法。
2．過程與方法：
（1）通過粗鹽的提純實驗，讓學生養成按照從下到上、從左到右組裝儀器的習慣，并學會將此習慣應用到列舉實驗儀器的過程，讓學生養成按照一定順序觀察和記憶事物的習慣。
（2）通過復習過濾、蒸發等操作的注意事項，從理解層面讓學生明白注意關鍵操作的原因，幫助學生從記憶學習逐漸過渡到理解學習。
（3）運用教材實驗1-2，以SO42-離子檢驗步驟為例，讓學生學會離子檢驗的基本操作步驟和書寫實驗報告的基本規范。
（4）運用教材第7頁“思考與交流”欄目，結合流程圖引導學生逐步完善除去粗鹽中可溶性雜質的方案，培養學生嚴謹的思維方式，并讓學生學會用簡單的流程圖分析問題。
（5）通過對幾種分離提純方法進行分類、對比、歸納，幫助學生建構混合物分離提純的體系，并培養學生歸納總結的習慣和能力。
3．情感態度與價值觀：
（1）樹立安全意識，初步形成良好的實驗習慣。
（2）通過列舉生活中分離提純的實例，讓學生感到化學就在身邊，引導學生關注生活、生產中的化學。
（3）通過討論交流除去雜質離子方案的過程，激發學生勤于思考、樂于思考的學習情趣。
（4）通過親自實驗，體驗實驗的“意外”，展示創造的才華與個性，提升合作的技巧和責任，收獲成功的喜悅。

二、教學重難點：
1．教學重點：混合物分離方法的原理、操作和應用
2．教學難點：蒸餾、萃取的操作，粗鹽提純中除去可溶性雜質方案設計。

三、教學過程：
建議課時：3~4課時
【思考與交流】學生思考課本p5“思考與交流”欄目。
“你知道沙里淘金嗎？淘金者是利用什么性質和方法將金子從沙里分離出來的？如果有鐵屑和沙的混合物，你能用哪些方法將鐵屑分離出來？
【引入】（教材p5）：自然界中的物質絕大多數以混合物的形式存在。單純的混合雖然不會改變其中某些組分的性質，但對于研究其中某物質的性質或將其應用于生產和生活中時，就會受到影響。所以，從化學學科本身以及社會生活和生產的需要考慮，混合物的分離和提純是非常必要的。
這一節內容，我們一起來學習基本的混合物分離和提純方法和操作。
一、過濾和蒸發
1．過濾和蒸發
初中我們通過“粗鹽提純”實驗初步學習了過濾和蒸發兩種分離提純操作，我們先一起來回顧“粗鹽提純”實驗。
【知識回顧】閱讀課本p5實驗1-1（1）的情景，引導學生回顧初中所學的粗鹽提純實驗。
復習內容：
（1）初中粗鹽提純實驗的步驟：溶解、過濾、蒸發。
（2）每個步驟的目的：溶解、過濾可以除去粗鹽中的泥沙，蒸發得到白色固體。
（3）過濾：
A．過濾的原理：利用濾紙的空隙只允許溶液通過，而不溶性雜質無法通過的原理進行分離。適用于分離液體和不溶性固體混合物：如分離碳酸鈣和氯化鈉的固體混合物，如生活中洗菜盆里利用過濾網避免將食物殘渣進入下水道等等。
B．過濾裝置：強化搭建裝置的順序是由下到上，由左到右，引導學生列舉實驗儀器時按照搭建裝置的順序進行，避免遺漏。
C．操作要點：
【講解】過濾的根本目的是將固體和液體分開，成功的過濾操作應滿足以下三個要求：
（1）不讓固體混入濾液（濾液澄清）；（2）不浪費濾液；（3）速度不能太慢。
【設問】初中學過的過濾操作要點分別是什么？為什么要這樣做？
一貼（加快過濾速度）；二低（防止固體混入液體中）；三靠（防止濾液濺出）。
（4）蒸發
A．蒸發的原理：加熱使溶劑揮發，溶液達到過飽和而析出溶質。適用于從溶液中得到溶質。
B．蒸發裝置：讓學生列舉儀器，檢查學生是否能按裝置搭建順序進行列舉。
C．操作要點：
【回顧】由學生回答并讓學生嘗試思考每個要點對應的原因。
①用玻璃棒攪拌（防止局部過熱造成液體飛濺，可以結合用試管加熱時必須上下移動試管的原因進行理解，道理是一樣的）；
②當大量固體出現時停止加熱，利用余熱將固體蒸干（防止高溫下固體迸濺，可聯系生活跟學生解釋）。
【學生實驗】進行溶解、過濾、蒸發操作得到白色固體，注意及時糾正學生搭建實驗裝置及實驗操作過程中的錯誤。
2．SO42-離子檢驗
【過渡】課本p6實驗1-1（3）
思考：你認為通過上述操作得到的是比較純的氯化鈉嗎？可能還有什么雜質沒有除去？用什么方法可以檢驗出它們呢？
【閱讀思考】學生閱讀實驗1-2的操作，思考檢驗固體中的某種離子的具體步驟。
【引導】引導學生關注“取得到的鹽約0.5g”，“加入約2mL水配成溶液”，“幾滴”等字眼。
【講解】
（1）離子檢驗之前必須“取樣”，如果是固體樣品，則要配成溶液再進行檢驗。
（2）檢驗只須觀察現象，并不是定量實驗，所以應注意不浪費藥品，加入的試劑“幾滴”就可以。
【小結】具體操作步驟及表述：
（1）觀察外觀，確定其顏色、狀態、氣味等；
（2）取樣：用滴管取少量……于試管中；若是固體：用藥匙取少量……于試管中，加入適量蒸餾水，振蕩使之溶解；
（3）根據被測離子性質選擇檢驗方法：加入少量（幾滴）……；
（4）觀察現象作出結論：若溶液……，則說明樣品中含有（不含有）……。
例：檢驗某白色固體中是否含有Na2SO4。
操作：用藥匙取少量白色固體于試管中，加入適量蒸餾水，振蕩使之溶解，往溶液中滴加幾滴稀鹽酸酸化后，加入少量BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，說明原固體中含有Na2SO4 ，反之則沒有。
【學生實驗】實驗1-2
3．除去粗鹽中的可溶性雜質
【過渡】實驗1-2表明，經過溶解、過濾和蒸發操作得到的鹽中仍然含有可溶性雜質硫酸鹽。實際上粗鹽中的其它可溶性雜質也都仍然存在。
【思考與交流】用過濾、蒸發等物理分離和提純方法無法除去粗鹽中的可溶性雜質，我們就必須用化學方法進一步分離提純，根據課本p7“思考與交流”的提示，一起討論可行的除雜方案。
【引導】
“思考與交流”（1）：為了將雜質沉淀完全，應選擇將雜質轉化為“不”溶性物質；選擇的試劑還應考慮不引入新的雜質離子。
“思考與交流”（2）：為了將雜質沉淀完全，加入的試劑必須略過量。
指導認真閱讀并理解課本p7“思考與交流”欄目下方的一段話。
在實際進行方案設計是，除要考慮所加試劑外，還要考慮加入試劑的先后順序、試劑用量、以及試劑過量后如何處理等。
【學生討論】學生討論得出可行方案，老師及時對學生的方案進行評價，以培養學生思考過程中的嚴謹性。
【講解】選擇學生的其中一種方案用流程圖的方式進行分析：









【小結】本實驗可采取的方案關鍵在于Na2CO3溶液在BaCl2溶液之后，稀HCl在最后，加稀HCl之前應過濾。
【學生小結】粗鹽提純實驗中涉及的分離和提純方法和步驟，明確每一步的目的是什么，每一種操作的原理是什么。
二、蒸餾和萃取
1．蒸餾
【引入】從混合物中分離和提純某些物質，除了過濾、蒸發等方法外，對與液態混合物，應采用什么操作？
【回顧】初中“水的凈化”實驗。
【講解】例如實驗室通過蒸餾的方法除去自來水中含有的Cl-? 可以利用初中學過的蒸餾操作來實現。
【設問】蒸餾得到純凈水的的原理是什么？（加熱使水氣化離開自來水體系，再通過冷卻液化得到純凈水）。
【觀察】學生觀察對比初中與高中教材中兩套蒸餾裝置的區別。
【講解】高中的這套裝置多了一個冷凝管，通過往冷凝管中不斷注入冷凝水，可以達到快速使氣體液化的作用。
冷凝管使用注意事項：冷凝水下口進，上口出（可初步讓學生理解逆流原理，也可讓學生親自體會倒過來通水冷凝管中是不能充滿水的）。
蒸餾操作注意事項：（1）加入沸石，防止爆沸。
（2）燒瓶中液體體積介于燒瓶體積1/3~2/3。
【設問】我們現在用蒸餾自來水的方法進行水的凈化，我們怎樣證明蒸餾可以除去水中的雜質呢？
【思考并閱讀】學生思考證明方法，并通過閱讀實驗1-3的實驗步驟找到方案。
【小結】對照實驗是化學實驗很重要的一種研究手段。
【學生實驗】實驗1-3
【講解】我們利用蒸餾去除了自來水中的雜質離子。其實蒸餾的用途遠不止可以進行水的凈化。
【閱讀】課本p7最后一段，理解蒸餾的原理。
【講解】蒸餾的原理：利用液態混合物的沸點不同，讓低沸點物質先氣化離開混合體系，達到分離提純的目的。如水的凈化。
【課后思考】有興趣的同學可以課后思考并查閱資料，了解蒸餾在分離相溶的液體時怎么才能控制好溫度。
2．分液
【設問】蒸餾可以用于分離相互溶解的液體混合物，那對于互不相溶的液體混合物我們是否也是利用蒸餾操作進行分離呢？
【學生討論】教師引導學生從生活經驗出發想想分離方法。
【小結】分離互不相溶的液體混合物的實驗操作我們稱為分液，分液是在分液漏斗中進行的。
【展示】展示分液漏斗，介紹其結構，并讓學生觀察后討論其用法及注意事項。
【講解】使用分液漏斗的注意事項：
（1）使用前應驗漏（介紹驗漏方法）；
（2）先將下層液體從下端放出，上層液體必須從上口倒出（為什么？）
（3）放出下層液體前應將蓋子打開（為什么？）。
3．萃取
【教師演示】
（1）在試管中加入約2mL碘水，觀察顏色。
（2）觀察試劑瓶中四氯化碳的顏色，再加入約1mL四氯化碳，觀察四氯化碳沉到底部并與碘水分層。
（3）振蕩，靜置，觀察并描述現象。
【思考討論】振蕩前后的現象說明什么問題？
【講解】100g水可溶解約0.034g碘單質；100g四氯化碳可溶解約2.9g碘單質；四氯化碳是一種不溶于水，密度比水大的無色液體。通過將四氯化碳加到碘水中，充分振蕩，讓四氯化碳接觸碘單質，就可以將碘水中的碘單質“搶”到四氯化碳中，達到從碘水中提取碘單質的目的。我們將這樣的操作叫作萃取。
【閱讀】課本p8最后一段。
【思考】根據萃取的原理，以下情景是否可以進行萃取操作？
（1）用酒精萃取碘水中的碘；
（2）用水萃取碘的四氯化碳溶液中的碘；
（3）用汽油萃取碘水中的碘。
【小結】結合上面的思考練習小結選擇萃取劑的條件：
① 萃取劑和原溶液中的溶劑互不相溶、并有一定的密度差別
② 萃取劑和原溶液不會發生化學反應
③ 溶質在萃取劑中的溶解度要遠大于在原溶劑中的溶解度。
【設問】我們得到了碘的四氯化碳溶液以后，怎么將這個溶液與水分開呢？
【講解】萃取后往往需要分液，所以，萃取一般在分液漏斗中進行。
【閱讀】實驗1-4
【學生實驗】實驗1-4
【引導】步驟（1）中飽和碘水的用量是10mL，而僅用4mL四氯化碳就可以進行萃取，說明什么問題？
（碘在四氯化碳中的溶解度更大，且用四氯化碳萃取碘水中的碘可以達到富集碘單質的目的）。
步驟（2）中的操作規范。
【本節總結】
1．建構幾種分離提純方法的體系：


2．分離提純是化學研究中的基本方法，在生活生產中還有很多其他的分離提純方法，如課本p9最后一段舉了很多實際的例子，課后也可以查閱資料多了解一些其他的分離提純方法。



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