第二单元　研究物质的实验方法主要内容及教案内容

第2单元

课时1

物质的分离与提纯

教学设计

一、学习目标

1.初步学会过滤、结晶、萃取、分液、蒸馏等分离物质的实验技能，能独立完成一些简单的物质分离、提纯的实验操作，初步学会设计简单的实验方案。

2.初步了解根据混合物的性质，选择不同的分离方法对物质进行分离的实验方法。

3.结合实际事例讨论遵守实验安全守则的重要性。树立安全意识，初步形成良好的实验工作习惯。

二、教学重点及难点

分离物质等基本实验技能；设计简单的实验方案。

三、教学过程（ppt）

同学们都有见过带有过滤网的茶杯吗？这种茶杯比普通茶杯多了一个金属网，其作用是什么？我们都知道，在泡茶时茶叶中能溶于水的成分形成了茶叶水，为饮用方便，我们加了一个金属网，实现茶叶和茶水的分离。

这种分离方法我们曾经学习过叫做过滤，什么样的混合物可以通过过滤的方法加以分离？显而易见难溶于水的组分和可溶于水的组分形成的混合物常使用过滤的方法进行分离。

实验室我们使用滤纸来进行过滤，滤纸上面的缝隙大概是10纳米，因为溶液中的微粒直径小于1纳米，可以通过，而沉淀的微粒直径大于100纳米，不能通过，留了下来。像这样分离固体和液体的方法我们把它称为过滤法。生活中蔗糖中混有沙子、食盐中混有大理石等这样的混合物我们都可以通过过滤的方法除去杂质。

过滤用到的玻璃仪器都有哪些呢？请想一想：有漏斗、玻璃棒、烧杯。滤纸紧贴在漏斗上，漏斗放在铁架台的铁圈上面，玻璃棒是用来引流的，漏斗的下端靠着玻璃棒的内壁，以防止滤液飞溅。

有时在实验室中当我们遇到两个组分都易溶于水时，怎么把它们分离呢？比如说我们要除去硝酸钾（KNO3）中的氯化钠（KCl），根据硝酸钾的溶解度随温度的升高增大的快，氯化钾的溶解度随温度的升高增大的慢，这样我们可以把混合物在高温下配成饱和溶液，冷却至室温就会有晶体析出，这种方法叫结晶。

想一想，析出的晶体是硝酸钾还是氯化钾？对的，析出的晶体主要是硝酸钾，因为高温下硝酸钾溶解度大，降温后硝酸钾溶解度减小的快，所以硝酸钾会先析出。如果析出的硝酸钾中仍含有少量的氯化钾，怎么办？再结晶一次，化学上把它叫重结晶，目的就是为了彻底除去杂质。

掌握了两种分离方法后，请你按照要求分离和提纯下列物质的实验方案：现有含少量氯化镁和泥沙的粗食盐,请设计实验方案提纯氯化钠(提示:氢氧化镁难溶于水) 实验方案除去粗盐中的杂质氯化镁及泥沙时,先将粗盐溶于适量水中,向粗盐水中加入稍过量的氢氧化钠溶液,使氯化镁完全转化为氢氧化镁沉淀:氯化镁和氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠[MgCl2+ 2NaOH= Mg(OH)2↓+2NaCI]，

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过滤,除去泥沙和氢氧化镁沉淀,向滤液中加入盐酸中和过量的氢氧化钠,最后加热蒸发溶液,获得氯化钠晶体。

除了过滤和结晶之外,萃取、分液和蒸馏也是常用的分离混合物的方法。

什么是萃取呢？利用物质在互不相溶的溶剂中溶解度的不同,将物质从一种溶剂转移到另一种溶剂中,从而实现分离的方法称为萃取，所以说萃取又相当于“夺人所爱”。比如说,我们要从橙色的溴水中将溴单质萃取出来，用的萃取剂就是四氯化碳（CCl4），四氯化碳（CCl4）是一种难溶于水的无色油状液体,密度比水大，溴在四氯化碳（CCl4）中的溶解度比在水中大，当我们向溴水中加入少量CCl4时，溶液开始分层，四氯化碳在下层，水溶液在上层，充分震荡后溴会从水层逐渐转移到四氯化碳（CCl4）层，这时四氯化碳层呈橙红色。这是因为四氯化碳（CCl4）和水互不相溶，而溴在四氯化碳（CCl4）中的溶解度远大于在水中的溶解度，这样把溴从溴水中提取出来。

在实验室中,萃取和分液通常在分液漏斗(P19页图1-13)中进行。分液时,当液体分成清晰的两层后,打开旋塞,将下层液体从分液漏斗的下端放出,然后关闭旋塞,将上层液体从分液漏斗的上口倒出。比如油和水混合物、苯和碘水的混合物都可以用分液漏斗进行分离。

大家思考一下，分液操作应注意什么问题？

充分静置；保持漏斗内压强与外界大气压一致；下层溶液从分液漏斗下口放出，上层溶液从分液漏斗上口倒出。

哪些物质可以从水中提取出溴？萃取剂有哪些要求呢？大家可以思考一下。

实际上，萃取剂与原溶剂互不相溶；溶质在萃取剂中有较大的溶解度；溶质、原溶剂与萃取剂不发生任何反应。

同学们，你懂得了吗？我们可以试着完成以下这道题，下列各项操作错误的是(

) A．用酒精萃取溴水中的溴单质的操作可选用分液漏斗，而后静置分液

B．进行分液时，分液漏斗中的下层液体从下端流出，上层液体则从上口倒出

C．萃取、分液前需对分液漏斗验漏

D．为保证分液漏斗内的液体顺利流出，需将上面的塞子拿下(或使塞上的凹槽对准漏斗上的小孔) 答案是A，酒精和水互溶，所以酒精不可以做从水中萃取物质的萃取剂。

同学们，我们知道冷却热饱和溶液结晶是利用不同溶质在同种溶剂中溶解性的差异实现分离的，萃取则是利用同种溶质在不同溶剂中溶解性的差异实现分离的。这两种分离物质的方法都与溶解性有关，我们还可以根据物质哪些性质的差异实现混合物的分离？

粗盐的提纯中最终蒸发食盐溶液获得食盐晶体，蒸发是利用物质挥发性的差异实现分离。若我们要把酒和水分离开，我们要如何操作呢？根据我们学过的知识知道，酒精的沸点比水低，加热先蒸出酒精，再将酒精蒸汽通过冷凝管，收集起来，这种方法称为蒸馏。

蒸馏装置分为哪几个部分？分别需要哪些仪器？参看课本P20图1-14 由课本的图我们可以知道，蒸馏装置分为下列三个部分：液体的加热、蒸汽的冷凝和冷凝液的收集。需要用到的是蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管和锥形瓶，利用蒸馏我们提纯或分离沸点不同的液体混合物。

在使用蒸馏烧瓶时，烧瓶内盛放液体体积不得超过烧瓶体积的三分之一，对蒸馏烧瓶加热时需要用石棉网，使烧瓶均匀受热，防止受热不均引起破裂；蒸馏时为了防止液体的暴沸，要在烧瓶中加入一些的碎瓷片。温度计

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的水银球应该放在蒸馏烧瓶出气口附近。用冷凝管对蒸汽进行冷却时，为了充分冷却，冷水和热蒸汽要采取逆流冷却的方式，即冷水在冷凝管从右向左由下往上流，热蒸汽沿冷凝管中导管从左向右流动，这样冷却的效率最高。热蒸汽冷凝后成为液体，由玻璃弯管引入锥形瓶，从而实现了两种沸点不同的液体的分离。这些操作事项需要我们熟练掌握，在实验室具体使用时我们才能得心应手。

此外，层析法也是一种重要的分离混合物的方法，有兴趣的同学可以在课后阅读P20的有关知识。

接下来我们做题检验一下，有以下这么几种分离方法：A．萃取分液法

B．加热分解

C．结晶法 D．分液法

E．蒸馏法

F．过滤法

请同学们从上面选择适当的方法分离下列混合物质：

1.分离饱和食盐水和沙子的混合物。

2.从硝酸钾和氯化钠的混合溶液中获得硝酸钾。

3.分离水和汽油的混合物。

4.分离四氯化碳(沸点为76.75℃)和甲苯(沸点为110.6℃)，已知四氯化碳和甲苯互溶。

其中1是F．过滤法（食盐溶于水而沙子不溶于水）；2是C．结晶法（硝酸钾在水中溶解度随温度升高增大的多，氯化钠在水中的溶解度随温度的升高增大的很少）；3是D．分液法（水和油互不相溶） 4是E．蒸馏法（四氯化碳和甲苯互溶但沸点不同） 你做对了吗？

作业：1．下列分离混合物的操作中，必须加热的是

（

）

A. 过滤

B．分液

C．结晶

D．蒸馏

2．用天然水制取纯度较高的水通常采用的方法是

(

)

A

煮沸并加入石灰纯碱

B. 加明矾搅拌

C. 进行多次过滤

D

蒸馏

3．现有三组溶液：①汽油和氯化钠溶液

②39％的乙醇溶液

⑧氯化钠和单质溴的水溶液，分离以上各混合液的正确方法依次是

（

）

A . 分液、萃取、蒸馏

B.

萃取、蒸馏、分液

C . 分液、蒸馏、萃取

D.

蒸馏、萃取、分液

4．下列化学实验操作或事故处理方法不正确的是

（

）

A．不慎将酸溅到眼中，应立即用水冲洗，边洗边眨眼睛

B．不慎将浓碱溶液沾到皮肤上，要立即用大量水冲洗，然后涂上硼酸

C．酒精灯着火时可用水扑灭

D．配制硫酸溶液时，可先在量筒中加入一定体积的水，再在搅拌条件下慢慢加浓硫酸

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