第二单元 研究物…新颖的课程导入教案

2020-10-18 12:59:18 | 18人点❤ | 1Y币
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化学必修一

专题一第二单元(第一课时)

《物质的分离与提纯》教学设计

一、

设计思路

化学实验是化学科学的基础之一,与其他学科相比,化学与实验的联系应更为紧密,化学原理、定律以及规律的发现都与化学实验密不可分,可以说离开化学就没有这些发现。

本单元教学设计主要是学生在一些实验中掌握物质分离提纯的基本方法,以及其中实验的相关操作。在全课教学中进行启发式教学,通过情景设计,引导学生回忆已有知识对问题进行分析,得出物质分离的几种常用方法,并通过自己设计实验方案达到对知识运用、迁移的能力,这样既提高学生学习的积极性,也能全方位的提高学生的能力,包括实验操作技能和理论知识运用。

二、

学习任务分析

1、《课程标准》、《学科教学指导意见》对本课教学内容的要求

《课程标准》的要求:①初步学会物质分离、提纯等实验技能;②学习必要的化学实验技能,体验和了解化学科学研究的一般过程和方法,认识实验在化学学习中的重要作用;③体验科学探究的过程,学习运用以实验为基础的研究方法;能够独立或与同学合作完成实验,记录实验现象和实验数据,完成实验报告,并能主动进行交流。

《学科教学指导意见》的基本要求:了解蒸馏、萃取、分液、过滤、结晶等实验方法。

2、本科内容的组成成分在模块学习中的地位和作用

(1)课本内容的组成成分

本节教材主要介绍了几种常用的物质分离与提纯的方法,以物质分离的物理方法→化学方法→仪器方法为暗线,首先简单温习初中已经介绍过的几种物质分离方法:过滤、蒸发、结晶。然后以溴的萃取为例介绍了“蒸馏”,最后以“拓展视野”的形式简单介绍了层析分析的发展与应用。

(2)在模块学习中的地位和作用

本节课编排在专题1第二单元《研究物质的实验方法》中,又从化学要研究一种物质,首先考虑的是怎样从混合物中把物质分离出来,怎样提纯这种物质,再进行分析、检测,研究它的结构和组成这样一个科学探究过程入手,因此把本课作为本单元的第一课时,以化学家研究物质的一般思路来进入物质研究的学习,能引导学生了解物质研究的一般步骤,首先是从物质的分离和提纯开始的,为学生建立起一种科学探究的思维方式,也为之后对物质的检验、溶液的配制等其他实验方法和操作的学习打下基础,化学实验也是高中化学的重要内容,学生较系统地学习实验方法在强调化学实验的重要性,让学生形成这种仪式,也是新课程教材与传统教材最重要的不同点。

教学重点:过滤、蒸发、结晶、萃取、分液、蒸馏等常用物质分离和提纯的方法。

教学难点:萃取、分液、蒸馏的掌握及应用。

三、

学习者分析

1、

分析学生已有的认知水平和能力基础

学习者都是高一的新生,在初中《科学》已经接触过一些关于物质分离的实验,对粗盐提纯的实验在已有的知识寄出上能通过回忆、温习达到巩固的效果,并在这样的知识构架上融合化学转化的知识进行物质分离,从而达到知识的迁移和提升的效果。本科内容是初中化学学习的巩固和提升,也为之后高中化学学习打下基础。从初中已学习过的过滤、结晶等物质分离的方法切入,这样既引导学生复习回顾已学只是,又能在此基础上顺利切入要学习的内容。

2、

分析学生学习本课可能遇到的困难和问题

(1)

对已学知识的运用能力较弱,在设计实验方案对物质进行分离和提纯中存在一定困难。

(2)

实验操作动手能力较差。

四、

教学目标

1、

知识与技能:

(1)巩固溶解、过滤、结晶等才做,初步学会萃取和分液、蒸馏等物质的实验技能,能毒理完成一些简单的物质分离、提纯的实验操作

(2)能根据混合物的性质选择不同的分离方法对物质进行分离。

2、

过程与方法:

(1)能通过独立思考、探索,在对物质性质研究的同时设计实验方案。

(2)初步尝试在实验探究中与人合作和交流。

3、感情态度与价值观

(1)体验科学探究的过程,学习运用以实验为基础的研究方法,提高科学素养。

(2)在合作交流中体验小组合作的乐趣,树立团队合作意识。

五、

课前准备

教师的课前准备

搜集相关图片、资料并结合教学设计制作成多媒体课件

实验仪器和药品

仪器:烧杯,玻璃棒,普通漏斗,铁架台,铁圈,滤纸,蒸发皿,酒精灯,坩埚钳,分液漏斗,试管,蒸馏烧瓶,冷凝管,接收器,温度计,沸石,锥形瓶,橡胶管,牛角管,

药品:

KCl和MnO2粉末、溴水、CCl4溶液

其他:一个有过滤网的茶杯

六、

教学过程

教学导入:图片导入

师:同学们,我们知道我们大自然中有很多很多的物质,我们在日常的生活中也会用到很多的材料。我们一起来看一下大自然中有什么。大家看,这个是什么

(放PPT1)

生:白沙,盐

师:是的,我们看到图里晶莹的盐海,像是白色的沙漠。我们所食用的盐有些就是由海水经过蒸发结晶而得到的,根据的是盐的沸点高,而水的沸点低的特点。

师:我们再来看一下,这个是什么呢?

生:黄金!

师:对,这是我们淘金的人在最后留下来的金子,那大家知道淘金的原理吗。

生:黄金比较重。

师:黄金的密度远大于沙石的密度,接近沙石密度的十倍,所以不容易被水冲走,更容易沉淀下来,所以经过水不断地冲刷,密度较大的黄金就沉淀下来,成了金沙。这个是我们分离中最原始的分离方法。

其实在我们的生活中,大多的物质都是混合物,随着人类社会的发展,人们开始利用一些方式,将混合物中我们所需的物质提取出来,为我们所用。

我们来看一下,这是什么?

来源学&科&网

(展示有滤网的茶杯)

师:

再比如我们生活中经常看的这种有过滤网的茶杯,它的作用是将茶水和茶叶隔离开来,利用的是茶叶和水物质直径、大小的不同。以上说的这三种都是利用物质物理性质的不同将它们分离开来的方法,在实际生活、生产中经常需要用到各种方法对物质进行分离和提纯,但是大多数分离与提纯需要我们进一步学习一些新的方法才能实现,今天我们就要来学习《物质的分离和提纯》的方法。

(放ppt2)

(板书:物质的分离和提纯)

来源学_科_网Z_X_X_K]师:大家来说一说,物质的分离和物质的提纯,两者之间有什么区别吗?

(放PPT3 物质分离与提纯的概念)

物质的分离:将混合物中各组成物质分开,得到比较纯净的物质,并要求恢复到原来的状态。

物质的提纯:将混合物中的主要成分(或某种指定物质)净化,而把其他杂质除去。

师:在自然界中存在的或是人工制备的物质,大多都是混合物,而要从中获得某种纯净物就需要将它从混合物中分离出来并加以提纯,经常是两种方法并用的。例如刚才提到的淘金者淘金的过程,利用重力淘去沙子留下的黄金也非纯净物,所以我们就需要通过其它化学方法来制备较纯净的黄金。在初中阶段,我们已经学过哪几种分离物质的方法?

生:过滤、蒸发、结晶等

师:请同学们考虑:怎么样的混合物可以用过滤的方法来分离?怎么样的混合物可以用蒸发的方法来分离?怎么样的混合物可以用结晶的方法来分离?然后同学们之间互相讨论,设计方案来解决以下问题。

(板书:一、过滤和结晶)

(放ppt4)[讨论1] 实验室制取氧气用的是KClO3

在MnO2 催化下受热分解的方法,实验后固体剩余物的成分有哪些?我们可以用什么方法将它们分离?

生:①固体剩余物是KCl和MnO2 ②两种物质在水中的溶解性不同,其中KCl易溶于水,而MnO2不溶于水,可以通过溶解、过滤的方法将它们分离。

师:很好,同学们已经发现了混合物中两种产物之间性质的差异找到了解决方案。我们可以通过溶解→过滤→蒸发的步骤来分离这两种混合在一起的固体。那么这个实验我们要怎样具体来实施呢?首先要选择用到的仪器和药品有哪些?

(放ppt5)

生:溶解过滤中要用到:铁架台、漏斗、烧杯、玻璃棒、滤纸

师:那在过滤中有没有什么需要注意的?

生:一贴,二低,三靠

师:好,我请这位同学来说一下,一贴是贴什么?

生:滤纸润湿紧贴漏斗内壁,不留气泡

师:很好,请坐,那你来说一下,二低是什么?

生:滤纸上沿略低于漏斗上沿;滤液液面略低于滤纸上沿

师:看来大家都很熟悉,最后,这位同学,请你来说下三靠。

生:倾倒混合物时烧杯的尖嘴紧贴玻璃棒;玻璃棒的下端靠在三层滤纸处;漏斗颈的下端紧靠承接滤液的烧杯内壁

师:非常好,那我们过滤了把什么过滤出来了?

生:MnO2

师:那KCl怎么办?

生:蒸发结晶

来源:Zxxk.Com]

师:是的,那我们来看看,蒸发结晶的原理以及使用到的实验器具是什么。

(放PPT6)

生:利用加热的方法,使溶液中的溶剂不断蒸发。实验器具是蒸发皿、铁架台、玻璃棒、酒精灯、坩埚钳

师:大家说的很完全,那在蒸发结晶的过程中,我们需要注意什么呢?比如在蒸发皿里的液体要怎么样?

生:不能超过容器的2/3 师:那在蒸发过程中呢?为什么要用玻璃棒搅拌?

生:防止局部温度过高,而使液体飞溅

师:那么当有大量固体出现的时候,应该怎么样

生:停止加热,用余热蒸干

师:能不能把蒸发皿直接放到试验台上?

生:不能

师:那要怎么样呢?

生:垫上石棉网

师:好的,那我们讲完了我们的实验步骤以后,回到刚刚的问题。具体的该怎么办?

(放ppt7)

实验方案

1、将KCl和MnO2的混合物放入烧杯,向烧杯中加入适当的蒸馏水,用玻璃棒搅拌,使KCl完全溶解;

2、将烧杯中的混合物在过滤装置中过滤,用少量蒸馏水洗涤MnO2 2~3次;

3、将MnO2干燥后储存。

4、将滤液在蒸发装置中加热蒸发,并用玻璃棒轻轻搅拌。

5、当蒸发皿中析出大量晶体时,熄灭酒精灯利用余热蒸干溶液。

6、将KCl冷却后储存。

(放ppt8)

讨论2:根据给出的信息,请设计实验方案从氯化钾和硝酸钾粉末的混合物中提纯硝酸钾。

生:两者溶解度差异较大,可以用结晶的方法。

师:没错,在提纯混有少量氯化钾的硝酸钾的时候,我们先在较高温度下将混合物溶于水中形成溶液,然后冷却到一定温度。从图中我们可以看出,随着温度降低硝酸钾溶解度急剧下降,因此在降温过程中有大量的硝酸钾晶体析出,而氯化钾溶解度随温度变化不大,因此不会有结晶析出。再通过过滤操作就可以得到纯净的硝酸钾晶体了。

(放ppt9)

[小结]对于两种可溶性固体,若它们的溶解度随温度变化明显不同,就可以用结晶的方法。

[教师]在刚才的两个实验方案中,都用到了过滤、结晶的操作。但是分离KCl和MnO2的蒸发结晶操作和冷却结晶操作不同,这两种分离方法分别适用于什么条件呢?

(放ppt10)

来源学科网ZXXK]

对象

蒸发结晶

结晶溶质随温度的变化其溶解度变化不明显或基本无变化的物质

晒盐

冷却结晶

结晶溶质随温度的变化其溶解度变化较明显的物质

KCl与KNO3

举例

(放PPT11)

讨论:某地区的自来水中混有少Fe3+,实验室如何获得少量纯净的水

师:我们来看,在我们平时烧饭的锅盖上是否经常会有水汽,这些水汽是怎么来的呢。

生:水蒸气遇冷液化

师:那我们刚刚的问题用什么方法呢?

生:蒸馏

师:对,那我们来回顾一下蒸馏实验的一些操作。

(放PPT12)

[板书]三、蒸馏

1、适用范围:提纯或分离沸点不同的液体混合物

(实物展示:蒸馏装置)

师:请同学们观察,蒸馏装置由哪些仪器组成?可以分成哪几个部分?

生:自由讨论,回答问题。

师:蒸馏装置主要由蒸馏烧瓶、冷凝管和接收器组成。我们来组装一下,组装实验仪器呢,我们通常从左往右,从下往上。有没有同学想来组装一下。

师:我们应该注意哪些注意事项呢?

[多媒体展示]蒸馏操作时要注意:

①在蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片,防止液体暴沸。

②温度计水银球的位置应与支管底口下缘位于同一水平线上。

③蒸馏烧瓶中所盛放液体不能超过其容积的2/3,也不能少于l/3。

④冷凝管中冷却水从下口进,从上口出。

师:运用蒸馏的方法,可以分离沸点相差较大的液体混合物,也可以除去水等液体中难挥发或不挥发的杂质。就像我们刚刚的Fe3+

(放PPT13)

讨论4:现有含有少量Na2SO4、MgCl2和泥沙的粗食盐,请设计实验方案,由粗食盐提纯NaCl。师:我们回顾一下分离提纯的基本原则

1、不增(不能引入新杂质,如引入杂质,要在后续操作中除去)。

2、不减(不消耗、不减少被提纯物质)。

3、易分离(实验要简单易行)。

4、加入试剂的顺序要合理。

生:1、加水溶解

2、加入过量NaOH溶液,直至沉淀不再生成,静置沉降。(除Mg2+)

3、加入过量BaCl2溶液到沉淀不再增加为止,静置沉降。(除SO42-)

4、加入过量Na2CO3溶液,直至沉淀不再生成为止,静置沉降。(除Ba2+)

5、过滤,往滤液中加入过量稀HCl至不再产生气泡。(除OH-、CO32-)

6、加热蒸发、结晶。(除HCl,得NaCl)

师(小结):这节课我们总的来学习了过滤,结晶、蒸馏这三种分离提纯的办法,也更加深入地了解了具体物质的分离提纯办法,也希望大家对物质的分离和提纯有更近深入的了解,为我们以后的课程打下更好的基础。

来源:Z.xx.k.Com]

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