物质的分离和提纯（1）
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文档简介
物质的分离和提纯（第一课时）
教学目标
1、知识与技能：
（1）巩固过滤、蒸发结晶等操作，能独立完成一些简单的物质分离、提纯的实验操作。
（2）了解层析法，能说出层析法所依据的原理。
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。
3、情感态度与价值观：
（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。
教学重点
结晶的适用范围、原理及操作
教学难点
冷却结晶的原理
教学过程
【新课导入】
教师：日常生活中，我们接触的物质，大多数都是混合物，而化学家们在研究物质的组成和性质时，经常要先将被研究的物质从混合物分离出来并加以提纯，今天我们就来学《物质的分离与提纯》。
那既然说了是分离与提纯，那它们之间有什么区别呢？我请一位同学来回答一下。
学生：……
教师：好的，我们来看一下它们各自的定义。分离:是通过适当的方法,把混合物中的几种物质分开,每一种组分都要保留下来,并恢复到原状态,如原来是固体，最后还是固体，得到比较纯的物质。
提纯:将混合物中的杂质（不需要的物质）通过物理或化学方法除掉而得到所需物质的过程。
从这两个定义出发我们可以看出什么？
学生：分离的要求比提纯高。
教师：确实是这样的，对于提纯，我们只要把不需要的物质除掉就可以了，不用管最后，这个杂质是什么状态，但是分离，我们不但要把物质一一分开，还要恢复到它原来的状态。
那请同学们回顾一下，初中时我们学过哪些关于混合物分离的方法？
学生：过滤、结晶（蒸发）。
教师：好的，那就请同学们帮老师一个忙，这几天老师遇到一个头疼的问题。我呢在实验室用二氧化锰作催化剂，以氯酸钾为原料制备了点氧气，反应完全后，后续就不知道该怎么办了。请同学们设计一个方案给我，如何把反应后的KCl和催化剂二氧化锰一一分开？我请一个同学来回答一下。
学生：把反应后的产物溶于水，二氧化锰不溶于水，但是KCl却可以溶于水，溶解充分后，再过滤一下，就可以把两者分开了。
老师：好的，一个溶于水，一个不溶于水，这个我们是应用了什么原理？
学生：……
教师：这个呢我们是利用物质的溶解性差异，将溶于液体和不溶于液体的固体分离开来。
那滤纸上是什么？滤液又是什么？
学生：滤纸上的是黑色的二氧化锰，滤液里的是KCl。
老师：是的。过滤的实验大家在初中都做过，相信大家都很熟悉了，操作要点是什么？
学生：一贴、二低、三靠。
教师：分别指什么？（PPT展示过滤装置图）
学生：……
教师：同学们记得很牢，不错。那对于这个分离实验我们就做完了吗？
学生：没有，我们要把KCl从溶液中提取出来。
教师：那我们又该怎么办？
学生：蒸发溶剂。
教师：是的，这个我们是利用了加热使溶液中溶剂不断挥发而析出溶质（晶体）的原理。实验用品有哪些？
学生：蒸发皿、玻璃棒、酒精灯
教师：对于结晶操作，我们有哪些要注意的事项？
学生：……
教师：（PPT总结）
前一个问题解决了，新的问题又来了。有个同学很不小心，把我提纯好的KCl放进装有很多硝酸钾的试剂瓶里，根据PPT上KCl和硝酸钾的溶解度曲线，我们该怎么拯救这瓶硝酸钾呢？现在两个物质都可以溶于水，这可怎么办呢？大家仔细看这幅图，有什么发现？
学生：硝酸钾的溶解度随温度的变化很大，而KCl的溶解度随温度的变化不大。
教师：是的，所以我们可以在较高温度时将混合物溶于水配成浓溶液，冷却到一定温度后，会有什么现象发生？理由？
学生：有硝酸钾固体析出。因为硝酸钾的溶解度随温度的降低下降的很快，所以有大量的硝酸钾晶体析出，而KCl 的溶解度随温度的变化不大，因而不会有晶体析出。
教师：回答的很好，然后过滤我们就可以得到我们想要的硝酸钾了。这种方法也是结晶，区别于前一种结晶法，我们把现在这种叫冷却结晶，前一种叫蒸发结晶，根据它们操作的不同应该很好区别吧。要是觉得还不放心，我们还可以做重结晶来提纯硝酸钾。
我们理论说了这么久，先在来实践一下。
练习：已知氢氧化镁难溶于水，硫酸钡既难溶于水也难溶于酸，碳酸钡难溶于水，但可以溶于酸。现在含硫酸钠、氯化镁和泥沙的粗盐，请设计方案，由粗盐提纯氯化钠。
学生：……
教师：我们来总结一下，通过这道题目，我们可以概括出几个主要事项：
(1) 除杂试剂必须过量
(2) 过量试剂必须除尽(因为过量试剂带入新的杂质)
(3) 除杂途径必须选最佳
这是所谓的“三必须”，我们还要遵循“四原则”，那就是提纯过程中不增加新的杂质，不减少欲被提纯的物质，被提纯物与杂质容易分离，被提纯物质要复原，概括起来，就是“不增，不减，易分，复原”，希望大家记一下。
教师：今天我们再来了解一下一种新的分离方法，叫层析法。这个大家只要了解一下即可，不需要掌握。请看书P20的拓展视野，看完请回答我层析法依据了什么原理？
学生：根据混合物中各物质被吸附性能的不同。
教师：这是我们今天要学的所有内容，我们来归纳一下。（PPT）
教学目标
1、知识与技能：
（1）巩固过滤、蒸发结晶等操作，能独立完成一些简单的物质分离、提纯的实验操作。
（2）了解层析法，能说出层析法所依据的原理。
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。
3、情感态度与价值观：
（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。
教学重点
结晶的适用范围、原理及操作
教学难点
冷却结晶的原理
教学过程
【新课导入】
教师：日常生活中，我们接触的物质，大多数都是混合物，而化学家们在研究物质的组成和性质时，经常要先将被研究的物质从混合物分离出来并加以提纯，今天我们就来学《物质的分离与提纯》。
那既然说了是分离与提纯，那它们之间有什么区别呢？我请一位同学来回答一下。
学生：……
教师：好的，我们来看一下它们各自的定义。分离:是通过适当的方法,把混合物中的几种物质分开,每一种组分都要保留下来,并恢复到原状态,如原来是固体，最后还是固体，得到比较纯的物质。
提纯:将混合物中的杂质（不需要的物质）通过物理或化学方法除掉而得到所需物质的过程。
从这两个定义出发我们可以看出什么？
学生：分离的要求比提纯高。
教师：确实是这样的，对于提纯，我们只要把不需要的物质除掉就可以了，不用管最后，这个杂质是什么状态，但是分离，我们不但要把物质一一分开，还要恢复到它原来的状态。
那请同学们回顾一下，初中时我们学过哪些关于混合物分离的方法？
学生：过滤、结晶（蒸发）。
教师：好的，那就请同学们帮老师一个忙，这几天老师遇到一个头疼的问题。我呢在实验室用二氧化锰作催化剂，以氯酸钾为原料制备了点氧气，反应完全后，后续就不知道该怎么办了。请同学们设计一个方案给我，如何把反应后的KCl和催化剂二氧化锰一一分开？我请一个同学来回答一下。
学生：把反应后的产物溶于水，二氧化锰不溶于水，但是KCl却可以溶于水，溶解充分后，再过滤一下，就可以把两者分开了。
老师：好的，一个溶于水，一个不溶于水，这个我们是应用了什么原理？
学生：……
教师：这个呢我们是利用物质的溶解性差异，将溶于液体和不溶于液体的固体分离开来。
那滤纸上是什么？滤液又是什么？
学生：滤纸上的是黑色的二氧化锰，滤液里的是KCl。
老师：是的。过滤的实验大家在初中都做过，相信大家都很熟悉了，操作要点是什么？
学生：一贴、二低、三靠。
教师：分别指什么？（PPT展示过滤装置图）
学生：……
教师：同学们记得很牢，不错。那对于这个分离实验我们就做完了吗？
学生：没有，我们要把KCl从溶液中提取出来。
教师：那我们又该怎么办？
学生：蒸发溶剂。
教师：是的，这个我们是利用了加热使溶液中溶剂不断挥发而析出溶质（晶体）的原理。实验用品有哪些？
学生：蒸发皿、玻璃棒、酒精灯
教师：对于结晶操作，我们有哪些要注意的事项？
学生：……
教师：（PPT总结）
前一个问题解决了，新的问题又来了。有个同学很不小心，把我提纯好的KCl放进装有很多硝酸钾的试剂瓶里，根据PPT上KCl和硝酸钾的溶解度曲线，我们该怎么拯救这瓶硝酸钾呢？现在两个物质都可以溶于水，这可怎么办呢？大家仔细看这幅图，有什么发现？
学生：硝酸钾的溶解度随温度的变化很大，而KCl的溶解度随温度的变化不大。
教师：是的，所以我们可以在较高温度时将混合物溶于水配成浓溶液，冷却到一定温度后，会有什么现象发生？理由？
学生：有硝酸钾固体析出。因为硝酸钾的溶解度随温度的降低下降的很快，所以有大量的硝酸钾晶体析出，而KCl 的溶解度随温度的变化不大，因而不会有晶体析出。
教师：回答的很好，然后过滤我们就可以得到我们想要的硝酸钾了。这种方法也是结晶，区别于前一种结晶法，我们把现在这种叫冷却结晶，前一种叫蒸发结晶，根据它们操作的不同应该很好区别吧。要是觉得还不放心，我们还可以做重结晶来提纯硝酸钾。
我们理论说了这么久，先在来实践一下。
练习：已知氢氧化镁难溶于水，硫酸钡既难溶于水也难溶于酸，碳酸钡难溶于水，但可以溶于酸。现在含硫酸钠、氯化镁和泥沙的粗盐，请设计方案，由粗盐提纯氯化钠。
学生：……
教师：我们来总结一下，通过这道题目，我们可以概括出几个主要事项：
(1) 除杂试剂必须过量
(2) 过量试剂必须除尽(因为过量试剂带入新的杂质)
(3) 除杂途径必须选最佳
这是所谓的“三必须”，我们还要遵循“四原则”，那就是提纯过程中不增加新的杂质，不减少欲被提纯的物质，被提纯物与杂质容易分离，被提纯物质要复原，概括起来，就是“不增，不减，易分，复原”，希望大家记一下。
教师：今天我们再来了解一下一种新的分离方法，叫层析法。这个大家只要了解一下即可，不需要掌握。请看书P20的拓展视野，看完请回答我层析法依据了什么原理？
学生：根据混合物中各物质被吸附性能的不同。
教师：这是我们今天要学的所有内容，我们来归纳一下。（PPT）