物質的分離與提純化學092班 葉競雄1、 前期分析1. 學習任務分析本節課選自蘇教版高一化學必須1專題一第二單元，為本單元的第一課時。內容包括結晶、過濾、萃取、分液、蒸餾這五種分離和提純基本操作的原理、使用范圍、實驗儀器及操作注意事項。本節內容是在初中化學結晶、過濾這些簡單方法基礎上對物質分離提純的進一步研究，在高中實驗化學體系中具有基礎性的地位，將為之后從自然界中提取鈉、鎂、鋁、鐵等物質的學習奠定基礎。教學重點：對結晶、過濾、萃取、分液、蒸餾這五種分離和提純基本操作的原理、使用范圍、實驗儀器及操作注意事項的掌握教學難點：對不同的混合物的分離與提純方法的正確選擇。2. 學習者分析本節課的授課對象是普通高中的高一學生，他們思維敏捷、求知欲強，對實驗充滿好奇和熱情。他們已經在初中階段學習了過濾和結晶這兩種物質分離提純的方法，對于分離和提純有了一定的感性認識，但難以說出分離和提純的區別。由于是初次接觸萃取、分液和蒸餾，對于操作中涉及的實驗儀器、操作注意事項需要教師仔細地講解。2、 教學目標知識與技能1) 知道結晶、過濾、萃取、分液、蒸餾這五種分離和提純基本操作的原理和適用范圍，說出相應操作所需的實驗儀器和操作注意事項；2) 設計簡單的分離提純方案解決實際問題。過程與方法1) 通過小組討論設計簡單的分離提純方案，增強合作交流意識；2) 通過總結不同的分離提純方法的適用范圍和操作要領，提升邏輯思維，增強知識的總結歸納能力。情感態度與價值觀通過了解并簡單分析玫瑰精油的制備中所涉及的物質提純分離方法，體驗化學對生產的貢獻，增強化學學習興趣。3、 教學準備課件實驗儀器及試劑4、 教學過程【創設情景，導入新課】【投影】玫瑰精油精油有“西方的中藥”之稱，是可以通過皮膚滲透進入血液循環，能有效的調理身體,達到舒緩、凈化等作用。所有的植物都會進行光合作用，它的細胞會分泌出芬香的分子，這些分子則會聚集成香囊，散布在花瓣、葉子或樹干上。【設問】該如何把零散分布在花瓣、葉子、樹干上的精油分離出來呢？其中又涉及哪些化學實驗操作呢？今天我們就一起來學習物質的分離和提純。【明晰概念，固本求源】【分析】分離是將混合物的各成分分開，要求不論經過怎樣的處理，發生怎樣的變化，最后得到原來給定的幾種物質。提純就是除雜，只要把雜質成分去掉，得到我們想要的物質。1. 過濾【問題1】如何實驗室中從氯酸鉀制氧氣后的混合中分離出氯化鉀和二氧化錳？【分析】將混合物溶于水后，過濾。【提問】過濾操作需要用到哪些實驗儀器？操作要領是什么？【投影】過濾操作圖【分析】過濾時要用到鐵架臺、鐵圈、漏斗、燒杯、玻璃棒、濾紙。操作時要注意“一貼、二低、三靠”，濾紙與漏斗應該緊貼無氣泡；二低是指濾紙邊緣低于漏斗邊緣，漏斗內液面低于濾紙邊緣；三靠是指燒杯（呈放過濾液體）靠在玻璃棒上使液體沿著玻璃棒流下，玻璃棒靠在三層濾紙上，漏斗頸緊靠燒杯（接收濾液）內壁。【總結】過濾適用于不溶性的固體與液體進行分離。2. 結晶【問題2】過濾后氯化鉀還在濾液中，怎樣把它提取出來呢？【投影】氯化鉀和硝酸鉀的溶解度曲線【分析】氯化鉀在水中的溶解度隨溫度的變化不大，采用蒸發結晶的方法。【提問】如何提純混有少量氯化鉀的硝酸鉀。【分析】硝酸鉀的溶解度隨著溫度的變化很大，采用冷卻熱飽和溶液的方法。【總結】增發結晶是可溶性的固體與液體的分離，冷卻結晶是利用物質在同一溶液中溶解度不同，進行的固固（均可溶）分離。【分析】截圖3. 萃取【投影】地溝油【問題3】不法商販是怎樣從油水混合物中提煉出這一桶桶的油的呢？【實驗】截圖現象：在呈有橙黃色的溴水的試管中加入無色油狀的四氯化碳后，液體分層，無色的四氯化碳在下層；振蕩時兩種液體充分接觸，靜置后，液體又分層。下層無色的四氯化碳變為橙紅色，上層的溴水顏色變淺，近乎無色。結論：說明溴在四氯化碳中的溶解度比在水中大。【分析】像這種利用物質在互不相溶的溶劑中的溶解度不同，將物質從一種溶劑轉移到另一種溶劑中，從而實現分離的方法稱為萃取。【提問】如何得到四氯化碳層中的溴單質呢？【呈現】分液裝置【說明】分液操作用到的是分液漏斗、燒杯、鐵架臺（鐵圈）。分液漏斗在使用前先檢漏。先加入適量水后蓋好蓋子，倒置；觀察半分鐘看是否漏液，如不漏液，正放在桌子上，旋轉塞子180度，賽今后再次倒置，觀察半分鐘，如仍不漏液，檢漏通過。【實驗演示】在分液漏斗內用四氯化碳萃取溴水中的溴。1.萃取將10mL溴水和5mL四氯化碳溶液從上口倒入分液漏斗，賽好塞子進行振蕩。振蕩時一手捏住漏斗上口頸部，用食指壓緊塞子，另一只手握住旋塞，手指控制活塞部分，保證旋塞為關閉狀態，將漏斗倒轉過來振蕩。振蕩一段時間后打開旋塞放氣。2.分液萃取完成后，將分液漏斗放置在鐵圈中靜置，待液體清晰分層后進行分液。分液時先取下分液漏斗頂部的玻璃塞，然后旋開活塞，使下層液體從漏斗下口放出，當下層液體恰好流盡時，關閉活塞。上層液體從漏斗上口倒出。指明四氯化碳需要回收。【補充】分液漏斗中液體不可超過其容積的3/4。分液得到的是溴的四氯化碳溶液，將四氯化碳汽化后可得到純凈的溴了。【提問】萃取劑有什么要求呢？【分析】1) 與被萃取物質不反應，且被萃取物質在萃取劑中有較大的溶解度，對雜志不溶或是微溶；2) 與原溶液的溶劑不反應，互不相溶，密度不同4. 蒸餾【問題4】某地區的自來水中含有鐵離子，該如何獲得純凈的水？【呈現】蒸餾裝置【說明】蒸餾裝置在搭建時自下而上，自左向右。裝置里包括酒精燈、蒸餾燒瓶、溫度計、冷凝管、接受器（牛角管）、錐形瓶。蒸餾燒瓶加熱時要墊石棉網，溫度計水銀球放在支管口略向下的位置。冷凝管橫放時頭高尾低保證冷凝液自然下流，冷卻水低進高出。燒瓶中放入多孔瓷片以防暴沸。【實驗演示】對含有鐵離子的水進行蒸餾得到蒸餾水。現象：燒瓶中不斷產生水蒸氣，在錐形瓶里收集到了無色的蒸餾水。【總結】像這種將液態物質加熱至沸點，使之汽化，然后將蒸氣重新冷凝為液體的過程成為蒸餾。適用于沸點相差較大的液體混合物，也可除去水等液體中難揮發或是不揮發的物質。5. 層析【學生活動】閱讀書本中的拓展視野【學生實驗】取一支粉筆，在距離粗的一頭1厘米的地方點上一點藍墨水(只要用細玻璃棒蘸上藍墨水一點，不可用滴管滿，因為這樣做會使藍墨水的點太大)，點完后，藍墨水點的直徑約為1毫米。在培養皿內加酒精作展開液面高度保持在0.5厘米左右。然后把粉筆的大頭朝下，豎立在酒精中，但酒精的液面不可與藍墨水點接觸。現象：酒精就在粉筆上慢慢上升，隨著酒精向上擴散，藍墨水也在粉筆上向上移動。最后，你可以看到粉筆上半部的墨水是藍色的，粉筆下半部的墨水是紫色的。說明在藍墨水中存在著兩種染料，一種是紫色的，另一種是藍色的。【說明】這是層析法的一種色層析法。【剖析問題，學以致用】【小組討論】粗鹽里面含有硫酸鈉、氯化鎂和泥沙等雜志。怎樣由粗鹽提純氯化鈉？【方案分析】1) 將粗鹽先溶解在水中，過濾除去泥沙。2) 在濾液中依次加入過量氫氧化鈉溶液、過量氯化鋇溶液、過量碳酸鈉溶液、適量的鹽酸溶液。3) 將溶液進行蒸發結晶，得到氯化鈉固體。【說明】在物質的分離提純中常常是物理方法和化學方法并用的。【課堂小結，思維拓展】【投影】玫瑰精油的提取流程：鮮玫瑰花+清水水蒸汽蒸餾油水混合物分離油層除水玫瑰油。【提問】在這個過程中用到了哪些本節課所學的物質提純分離方法？【回答】蒸餾、萃取、分液【總結】本節課我們學習了結晶、過濾、萃取、分液、蒸餾這五種分離和提純基本操作，請大家結合這張表格在課后對它們的原理、使用范圍、實驗儀器及操作注意事項做個梳理。【投影】操作名稱適用的混合物性質實例操作中的注意事項5、 形成性練習【小試牛刀】在三支試管里有三種無色透明的液體：水、乙醇、四氯化碳，你如何區別？6、 板書設計物質的分離與提純1、 過濾：一貼二低三靠2、 結晶：蒸發結晶和冷卻結晶3、 萃取適用范圍：在兩種溶劑中的溶解度差異很大的液體物質。主要儀器：試管或分液漏斗萃取劑的要求：1) 與被萃取物質不反應，且被萃取物質在萃取劑中有較大的溶解度，對雜志不溶或是微溶；2) 與原溶液的溶劑不反應，互不相溶，密度不同4、 分液適用范圍：互不相溶的液體主要儀器：分液漏斗注意事項：上層液體從上口倒出，下層