第二单元　研究物质的实验方法教学实录与评析

第二单元

研究物质的实验方法

主备人：李爱林

学习目标

知识与技能：

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.学会Cl-、SO42-、CO32-、NH4+等离子检验的实验技能，能用焰色反应法、离子检验法设计简单的实验方案探究某些常见物质的组成成分。

过程与方法：

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法。

情感态度与价值观：

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。

教学重点及难点

分离物质等基本实验技能；Cl-、SO42-、CO32-、NH4+等离子检验；设计简单的实验方案。

设计思路

本课重点在于引发学生的思考，通过学生自己动手实验，让他们体验实验在化学学习中的重要作用，初步了解实验方案的设计。

教学过程

[导入]

（展示一个有过滤网的茶杯）让我们继续用化学家的眼光来观察我们周围的物质世界，这个茶杯比普通茶杯多了一个金属网，其作用是什么？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。

[板书]一、物质的分离与提纯

1、过滤：分离难溶性固体与液体的混合物

上面分离方法就是我们曾经学习过的——过滤，哪种混合物可以通过过滤的方法加以分离？用这个金属网能将化学反应生成的沉淀和溶液分开吗？实验室

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使用的滤纸必然具有一些——小孔，其大小刚好能使溶液通过，而留下沉淀。为了保证过滤的效果和速率，实验操作中我们应该注意哪些问题？

[过渡] 我们所接触到的物质往往是混合物，化学上要研究一种物质的性质，首先需要将其中各组分分离开来，以实现物质的提纯。分离与提纯，两者之间有什么区别吗？

分离是通过适当的方法，把混合物中的几种物质分开（每一组分都要保留下来，且与原状态相同）的过程。提纯通过一定途径获取混合物中的主要成分的过程。

[讨论1] 现有含MgCl2和泥沙的粗食盐，请设计实验方案，由粗食盐提纯NaCl。

实验方案：

加水溶解加NaOH溶液

粗食盐混合物

后

粗食盐水

形成Mg（OH）2沉淀

过滤

食盐水（含NaOH、泥沙、Mg（OH）2）

加入盐酸

蒸发结晶

食盐水（含NaOH）

食盐水

精制食盐

[过渡] 两种固体，一种可溶于水，另一种不溶，我们就可以利用其溶解性的差异，通过过滤的方法实现分离。可加入适量化学试剂，将杂质其转变为沉淀，并通过过滤的方法除去。若两种物质都能溶解于水，例如硝酸钾与氯化钠，我们如何实现其分离呢？

[讨论2] 现有KCl和KNO3的固体混合物，请设计实验方案提纯KNO3。

[板书]2、结晶

混合物中各组分都溶于水，但其溶解度随温度变化不同，降温时溶解度随温度变化大的物质主要以晶体的形式析出。

[小结]

混合物的分离方法取决于混合物各组分性质的差异。

[观察] 对比饱和溴水的颜色和溴在CCl4中的颜色，为什么颜色深浅不同？

分析：溴在CCl4中的溶解度比在水中的溶解度大。

思考：向溴水中加入少量CCl4，预计会出现怎样的现象？

[板书]3、萃取：利用溶质在不同溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质

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从原来溶液中提取出来的方法

[设问]如何将水层和四氯化碳层分离？萃取之后一般通过分液的方法将互不相溶的液体分离。在实验室中，萃取和分液通常在分液漏斗中进行。

哪些物质可以从水中提取出溴？

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。

[板书]4、分液

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。

[过渡] 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，萃取则是利用同种溶质在不同溶剂中溶解性的差异。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。若我们需要的是蒸出的水分，则应如何操作？将蒸出的水蒸气通过冷凝管，再收集起来，这种方法称为蒸馏。

[板书] 5、蒸馏

蒸馏装置分为哪几个部分？分别需要哪些仪器？

液体的加热、蒸汽的冷凝和冷凝液的收集。（和学生一起组装仪器）

[拓展] 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进行相关阅读。

[过渡]物质的检验是一个重要的工作。如为保证公平竞赛，在大型运动会上会进行兴奋剂检测；检查身体时对血糖血脂的检验；质检员对生产的产品质量标准的检验，等等。

[板书]二、常见物质的检验

1、NH4+、Cl—、SO42-等离子的检验

[情景]“资料链接”——由某抗秧苗病菌的农药袋上的标签可知，该农药含有碳酸铵和硫酸铜两种成分。如何通过实验确证该农药中含有铵根离子、碳酸根离子和硫酸根离子呢？指出所用的试剂、预期将观察到的现象以及反应的化学方

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程式。

[实验] 完成课本“活动与探究”栏目中的实验1-4。

各个实验中，依次观察到什么现象？出现这些现象的根本原因是什么？

实验1 实验2 实验3 离子

NH4+

Cl—

SO42—

试剂

现象

明确NH4+、Cl—、SO42—等离子的检验所采用的试剂和方法等：

NH4+：加浓NaOH溶液，加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体；Cl—：滴加硝酸银溶液和稀硝酸，生成不溶于稀硝酸的白色沉淀；

SO42—：滴加BaCl2溶液和稀盐酸，生成不溶于稀盐酸的白色沉淀。

[讨论]

在完成相关实验时，都有一些值得注意的问题。请结合实验过程及相关元素化合物知识，分析下列问题：

实验1：试纸为何要润湿？实验2：为何要加稀硝酸？实验3：为什么要加稀盐酸？

[补充实验] 碳酸钾、碳酸钠分别与硝酸银、氯化钡溶液反应，并分别滴加酸溶液。

结论：氨气溶于水才能电离出OH—；

检验Cl—加入稀硝酸是为了避免CO32—的干扰；

检验SO42—加入稀盐酸是为了排除CO32—的干扰。

[小结] 什么是物质的检验？

物质的检验应根据物质独有的特性，要求反应灵敏、现象明显、操作简便、结论可靠。

你还能回忆出哪些物质的检验方法呢？

要求：能够独立、准确地回顾出一些物质检验的方法，尽可能多地归纳出有关物质或离子的检验方法。

学生回忆常见物质的检验：碳酸盐、酸、碱、淀粉、丝绸制品等。

[迁移] “资料链接”——由加碘盐标签可知，加碘盐添加的是KIO3。已知：KIO3在酸性条件下与KI反应得到碘单质。

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如何确证碘盐中的碘不是单质碘？如何确证某食盐是否已加碘？如何确定加碘食盐中含有钾？

用淀粉液检验是否含碘单质；根据所提供KIO3的性质并设计实验方案。

[实验] 焰色反应

金属或金属离子的检验通常采用焰色反应。

阅读教材，回答问题：什么叫焰色反应？为何可用焰色反应来检验金属或金属离子？如何进行焰色反应实验？操作中要注意什么问题？

[过渡]

物质的检验在工农业生产、科学研究以及日常生活中有重要的用途，在化学学习中也有重要的作用。化学学习过程中，同学们必须掌握常见离子检验的实验技能，学会用多种方法设计简单的实验方案，探究某些常见物质的组成成份。

1.人们经常依据什么来对物质进行检验，以确定物质的组成？

2．归纳总结物质（或离子）检验的一般步骤。

3．物质（或离子）检验时，必须注意哪些问题？

[小结]

1.物质检验的依据：

（1）待检物质的特征性质；

（2）待检物质的特征反应以及反应过程中表现出来的现象。

2、常见物质检验的方法：

待检测的物质

碳酸盐

铵盐

硫酸盐

盐酸盐

检验方法

与稀盐酸反应，产生使澄清石灰水变浑浊的无色、无味的气体

与强碱溶液加热反应，产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体

与BaCl2溶液反应，生成不溶于稀盐酸的白色沉淀

与AgNO3溶液反应，生成不溶于稀硝酸的白色沉淀

食品中的淀粉

与碘水反应，生成蓝色物质

丝绸制品

金属元素

灼烧时有烧焦羽毛的气味

焰色反应

[拓展] 此外，我们还可以用红外光谱仪确定物质中含有的某些有机基团；元素分析仪测定物质中元素；原子吸收光谱确定物质中含有的金属元素。

[板书设计]

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一、物质的分离与提纯

1、过滤2、结晶3、萃取4、分液5、蒸馏

二、常见物质的检验

1、NH4+、Cl—、SO42-等离子的检验

[作业]学案及教与学

[课后反思]：

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