第1节 化学实验基本方法
第一课时
【教学目标】
知识与技能
1 树立安全意识,能识别化学品安全使用标识,初步形成良好的实验工作习惯。
过程与方法
⑴ 体验科学探究的过程,学习运用以实验为基础的实证研究方法。
情感态度与价值观
⑴ 树立安全意识,能识别化学品安全使用标识,初步形成良好的实验工作习惯。
⑵ 通过实验发展学习化学的兴趣,进一步形成交流、合作、反思、评价的习惯。
【重点难点】
重点:树立安全意识。
难点:会处理实验室的突发事故。
【教学程序】
师:在初中阶段,我们已经接触了化学,知道它是一门有趣的学科,与我们的生活密切相关。美国著名化学家、诺贝尔化学奖获得者西博格教授曾说过:“化学——人类进步的关键”,也许我们对这句话的含意还知之甚少,相信随着我们知识的丰富,你一定会同意西博格教授的观点,并对化学有一个全新的认识。
从今天开始,我们将在初中化学学习的基础上,去学习更多的化学知识,并学会用它解决更多的化学问题,解释更多的实验现象。只要我们带着探究的眼光去看,带着创新的精神去想,我们就会发现高中的化学更精彩!
化学是一门实验科学,无论是学习还是研究化学经常要进行实验,因此,我们就从实验学化学。
[板书]第一章 从实验学化学
[推进新课]
师:“千里之行始于足下”,让我们就从化学实验基本方法学起吧。
[板书]一、化学实验基本方法
师:小明同学对化学实验有着强烈的好奇心,这不,他在家中进行了KMnO4制O2的实验,让我们一起来看看吧。
[多媒体设置情景]
一位学生用固体加热制气体,实验结束后,先撤去酒精灯,结果水倒吸至热试管,引起试管炸裂。
师:我们一起来分析一下,为什么会出现这样的结果呢?
生:小明未将导管先从水槽中取出就撤去酒精灯,引起水倒吸至热的试管,导致热的试管遇冷水炸裂。
师:无论是在化学实验室还是在家中进行实验或探究活动,必须注意安全,这是实验顺利进行和避免受到意外伤害的保障。
[板书](一)化学实验安全
师:我们在初中曾经学习过一些基本的化学实验操作,如固体和液体药品的取用、物质的加热以及一些基本仪器的使用等,在这些基本操作中要注意哪些安全问题呢?
[思考与交流]
1.取用药品的安全注意事项有哪些?
2.用酒精灯加热的安全注意事项有哪些?
[多媒体展示]
一、取用药品的安全注意事项
实验室里所用的药品,很多是易燃、易爆、有腐蚀性或有毒的。因此,在使用时一定要严格遵照有关规定和操作规程,保证安全。为此,要注意以下几点:
1.不能用手接触药品,不要把鼻孔凑到容器口去闻药品(特别是气体)的气味,不得尝任何药品的味道。
2.注意节约药品,应该严格按照实验规定的用量取用药品。如果没有说明用量,一般应按最小量取用:液体取1~2 mL,固体取用量盖满试管底部。
3.实验剩余的药品既不能放回原瓶,也不要随意丢弃,更不要拿出实验室,要放入指定的容器内。
二、用酒精灯加热的安全注意事项
1.在使用前,要先检查灯里有无酒精。向灯内添加酒精时,不能超过酒精灯容积的2/3。
2.在使用时,要注意几点:绝对禁止向燃着的酒精灯里添加酒精,以免失火;绝对禁止用酒精灯引燃另一只酒精灯,必须用灯帽盖灭,不可用嘴去吹。不要碰倒酒精灯,万一洒出的酒精在桌上燃烧起来,不要惊慌,应立刻用湿布扑盖。
师:要做到实验安全,应注意哪些问题呢?
生:遵守实验室规则。
生:了解安全措施。
生:掌握正确的操作方法。
师:当你走进化学实验室时,首先要认真阅读并牢记实验室的安全规则。下面是我校实验室的安全规则。
[多媒体展示]
师:遵守实验室规则是我们进行安全实验的前提,同时我们还得了解一些安全措施。
[多媒体播放]
1.危险化学药品在存放和使用时的注意事项。
2.一些常用危险化学品的标志:
[思考与交流]
1.你能举出你曾经历过或了解的发生安全问题的例子吗?
2.从这些例子中你能小结要注意哪些安全问题吗?
分小组讨论,教师参与小组讨论。
每小组选代表发言:
1.曾经历过的安全事故:
生:NaOH溶液溅到皮肤上
生:药品不小心溅到眼中
生:热容器遇冷水炸裂
生:玻璃仪器破裂划破手指
生:在家中点燃硫磺中毒
2.注意的安全问题
生:倾倒溶液时应用玻璃棒引流。
生:搅拌时应用玻璃棒轻轻搅拌。
生:在橡皮塞上安装玻璃导管时应用布包着导管。
生:热的容器不能直接放在实验台上。
生:有毒溶液或有毒气体参与的反应要在通风橱中进行。
师:在实验中我们由于这样或那样的原因,偶尔会遇到一些“小麻烦”,如果一旦“出事了”,我们如何去处理这些事情呢?
[学生表演]
1.情景设置:一位学生用一燃着的酒精灯去引燃另一酒精灯,结果有酒清洒在桌上并着起火来。
实验模拟:在表面皿中放些酒精并点燃,让学生学会正确的灭火方法。
2.情景设置:一位学生在稀释浓硫酸时,将水一下子倒入浓硫酸中,结果浓硫酸迸溅到皮肤上。
实验模拟:在白木棍上滴些浓硫酸,让学生学会药品沾到皮肤上的处理方法。
3.情景设置:一位学生在搅拌NaOH溶液时,不小心将NaOH迸溅到眼中。
实验模拟:在一布娃娃眼中滴些水,让学生学会药品滴入眼中的处理方法。
4.情景设置:一位学生在用乳胶管连接两根玻璃导管时,不小心划破了手指。
实验模拟:用布包着蘸有水的海绵,让学生学会划伤事故的处理方法。
师:通过以上分析,我们可以知道,良好的实验习惯是实验顺利进行和实验取得成功的保证。要想做好化学实验必须注意以下几点:
1.实验前做好预习,熟悉实验的内容,制定实验的方案,了解安全操作事项,检查实验的仪器和药品。
2.实验时要认真观察与记录、分析实验现象并得出结论。
3.掌握实验程序:实验名称→实验目的→实验药品与装置→实验操作步骤→实验结果。
师:随着我们学习的深入,遇到的实验也越来越多,希望同学们能在注意安全的前提下,认真做好每一个实验。
[多媒体展示问题]
在化学实验中必须注意安全操作,下列实验操作或事故处理方法正确的是:
①在点燃H2、CO、CH4等易燃性气体前,必须检验气体的纯度。
②在稀释浓硫酸时,应将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒搅拌。
③浓硫酸对皮肤有腐蚀性,如不慎沾到皮肤上,应用较多的水冲洗,再涂上硼酸液。
④给试管中的液体加热时,液体不超过试管容积的1/3。
⑤点燃添满酒精的酒精灯。
[布置作业]
1.除了我们在课堂上讨论的安全措施外,请查资料了解更多的安全措施。
2.请查资料还有哪些危险化学品的标志。
【板书设计】
一、化学实验基本方法
(一)化学实验安全
1.遵守实验室规则。
2.了解安全措施。
3.掌握正确的操作方法。
第二课时
【教学目标】
知识与技能
1 掌握物质过滤、蒸发操作的方法,能根据常见物质的性质设计除杂质方案。
2 通过复习粗盐的提纯方法,提高学生综合实验能力。
过程与方法
⑴ 能够独立或与同学合作完成实验,记录实验现象和数据,完成实验报告,并能主动进行交流。
⑵初步认识实验方案设计、实验条件控制、数据处理等方法在化学学习和科学研究中的应用。
情感态度与价值观
1 能发现生产、生活中有意义的化学问题,建立化学为生产、生活服务的观点。
2 学会辩证的看待问题。
【重点难点】
重点与难点:过滤、蒸发操作的掌握及应用。
【教学程序】
师:淘金者是利用什么方法和性质将金子从沙里分离出来?如果有铁屑和沙混合物,你用什么方法将铁屑分离出来?
生:具体的方法。(水冲刷、磁铁)
师:以上我们用的都是较简单的物理方法,大多数分离与提纯需要我们进一步学习一些新的方法实现。
[板书] 二、混合物的分离和提纯
师:我们知道海水里含有大量的盐,但是从海水里得到的粗盐却不能直接食用,因为里面含有泥土和一些其它的化学物质。一块计算机芯片需要5000元,为什么呢?因为它需要的高纯度的单晶硅,而自然界中的物质绝大多数以混合物的形式存在。在化工生产中的原料和产品也都需要分离与提纯,所以混合物的分离与提纯于我们的生活密切相关,那么下面我们就来具体学习。
分离和提纯物质就是要除掉杂质。化学上所指的杂质都是有害的和无价值的吗?怎样看待这个问题?请举例说明?
生:不一定。(学会辩证的看待问题)
师:这节课就让我们共同学习如何进行过滤和蒸发
[ 板书] 1. 过滤和蒸发
师:我这有一袋粗盐,请同学利用初中所学过的方法来提纯一下。
[多媒体展示]
用海水、盐井水、盐湖水直接制盐,只能得到粗盐,其中含有较多的杂质。如不溶性的泥沙,还有一些其它的无机盐类等。
师:过滤操作及蒸发操作中应注意那些问题
生:“一低、二帖、三靠”;老师补充、完善。
[板书](1)粗盐提纯步骤:溶解、过滤(“一低、二帖、三靠”)、蒸发。
[多媒体展示]
师:下面请大家开始试验,注意填写实验报告。教师巡视、指导,参与实验。
[多媒体展示]
步骤 现象
1.溶解:(称取约4g粗盐加到约12mL)水中)
2.过滤
3.蒸发
师:请问大家,你们提纯的盐现在可以吃了吗?
生:不能,因为里面还有杂质。教师完善、补充。
师:那怎样检验里面的杂质呢?以及除杂的原则是什么?
生:学生提出假设以及验证方法。教师完善、补充。
[板书]
(2) 杂质的检验与去除
师:大家先取一定量(0.5g)刚提纯的盐溶解于试管里,对假设进行验证。
给以下提示Na2SO4 + BaCl2 == BaSO4 + 2 NaCl
CaCl2 + Na2CO3 == CaCO3 + 2 NaCl
MgCl2 + 2 NaOH == Mg(OH)2 + 2 NaCl
注意:BaCO3也是沉淀,但是可溶于酸,产生二氧化碳。
填写实验报告
杂 质 加入的试剂 试验现象和化学方程式
硫酸盐
MgCl2
CaCl2
【板书设计】
二、 混合物的分离和提纯
1. 过滤和提纯
(1)粗盐提纯步骤:溶解、过滤(“一低、二帖、三靠” )、蒸发。
(2)杂质的检验与去除
Na2SO4 + BaCl2 == BaSO4 + 2 NaCl
CaCl2 + Na2CO3 == CaCO3 + 2 NaCl
MgCl2 + 2 NaOH == Mg(OH)2 + 2 NaCl
第三课时
【教学目标】
知识与技能
⑴ 知道液体混合物分离和提纯的常用方法—蒸馏和萃取,能根据常见物质的性质设计分离和提纯物质的方案,并初步掌握其操作技能。
过程与方法
⑴ 体验科学探究的过程,学习运用以实验为基础的实证研究方法。
情感态度与价值观
⑴ 能发现生产、生活中有意义的化学问题,建立化学为生产、生活服务的观点。
⑵ 养成节约用水的习惯。
【重点难点】
重点与难点:蒸馏和萃取的掌握和应用。
【教学程序】
师:我们知道实验室里用的水是蒸馏水,而不是自来水,为什么呢?请大家先带着这个问题看看自来水厂的净化工艺图。
[板书]
混合物的分离与提纯
[多媒体展示]
师:自来水里含有什么杂质呢?
生:氯离子。教师给以提示完善、补充。
师:AgCl 是白色沉淀,不溶于酸,而Ag2CO3 溶于酸。
检验自来水中的氯离子
[多媒体展示]
实验目的 了解自来水中含有氯离子,学会检验氯离子的方法
实验要求 规范操作、认真观察
思考与讨论 为什么先加几滴稀硝酸?在实验过程中你能观察的什么现象?
实验步骤 观察到的现象 现象分析 结论
取2mL自来水加入试管中,滴加几滴稀硝酸
在向试管中加入几滴硝酸银溶液
师:怎样才能除去或降低其中的氯离子呢?过滤和蒸发可以吗?
生:可以加入AgNO3溶液,不能。
师:给与评价。AgNO3价格昂贵,还会引入NO3-离子,所以不可取。我们知道实验室里对水的要求很高,尤其是分析试验,不能有杂质或者杂质含量极低,否则会影响实验结果,所以实验室里使用一次蒸馏水或者二次蒸馏水,那蒸馏水又是怎样得到的呢?实验室的蒸馏水是蒸馏自来水得到的,大家请看实验室的里的蒸馏装置。这节课我们将学习蒸馏和萃取。
[板书]
1. 蒸馏和萃取
[多媒体展示]
[板书]
⑴ 蒸馏:将液体加热至沸,使其变成蒸气,然后将蒸气再冷凝为液体的操作过程。
师:蒸馏的定义:将液体加热至沸,使其变成蒸气,然后将蒸气再冷凝为液体的操作过程称为蒸馏。我们知道每种物质都有固定的沸点,所以可以通过控制温度分离出不同的液体。为了防止爆沸,需要在烧瓶里加入沸石。
地球上水的总量约为14亿立方公里,其中淡水只占总水量的2.53%,且主要分布在南北两极的冰雪中。目前人类可以直接利用的只有地下淡水平线、湖泊淡水和河床水,三者总和约占地球总水量的0.77%,除去不能开采的深层地下水,人类实际能够利用的水只占地球上总水量的0.2%左右。 所以有些能源比较丰富而淡水短缺的国家,常利用蒸馏法大规模地将海水淡化为可饮用水,但这种方法的成本很高。寻找淡化海水的其他方法是化学研究和应用中的重要课题之一。
[板书]
⑵ 萃取:利用物质在互不相容的溶剂里溶解度的不同,用一种溶剂把物质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来,这种方法叫做萃取。
⑶ 分液:将萃取后两种互不相溶的液体分开的操作,叫做分液。
师:请同学们看看如何把碘的饱和水溶液中的碘分离出来,以及在实验过程中的注意事项。
[多媒体演示]
注意事项
1. 倒转分液漏斗时,应关闭玻璃塞和活塞。
2. 如果所用溶剂沸点低,要注意放气。
3. 上面的液体应该从上面倒出。
4. 静置时间应该长,让两种液体充分分开。
师:我们学习混合物的分离与提纯,如过滤、蒸发、蒸馏和萃取,以及离子的检验。在化学试验及科学研究中,还有很多分离和提纯的方法,如分馏等。
实际在我们的生活中,利用物质的特殊性质来分离和检验物质的方法很多,例如是指多血糖或尿糖的检测、农产品残余农药的快速检测、大气中污染物的测定,以及法医常用的DNA测序等。
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