1.2.1有机化合物的分离和提纯(教案)-2022-2023学年高二化学人教版（2019）选择性必修3
文档属性
| 名称 | 1.2.1有机化合物的分离和提纯(教案)-2022-2023学年高二化学人教版（2019）选择性必修3 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 60.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-04-19 21:08:26 | ||
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文档简介
第1章 有机化合物的结构特点与研究方法
第二节 研究有机化合物的一般方法
第1课时教学设计
【教学目标】
1.了解有机化合物分离、提纯的原理和操作，能结合实际情况应用蒸馏、萃取或重结晶的方法进行有机化合物的分离和提纯。
2.通过苯甲酸重结晶的实验探究，感受科学研究的方法。
【教学重难点】
重结晶法提纯苯甲酸的实验探究
【教学过程】
1.新课导入
[导入]疟疾是一种古老的疾病，还是危害人类最大的疾病之一。
2015年诺贝尔生理学或医学奖揭晓，中国女药学家屠呦呦，以及另外两名科学家获了该奖项。屠呦呦也成为首位获得诺贝尔奖科学类奖项的中国人。屠呦呦的获奖则依靠的是被世卫组织成为最有效的抗疟疾药物青蒿素。
在研究过程中，葛洪《肘后备急方》中的几句话引起了屠呦呦的注意：“青蒿一握，以水升渍，绞取汁，尽服之。”这不禁让她想到，会不会是因为青蒿对温度比较敏感，从而影响了对疟原虫抑制作用，问题或许岀在了常用的“水煎”法上？于是她转换思路，采用低沸点的乙醚提取青蒿中的提取物，最终她得到了对疟原虫抑制率可达百分之百的提取物，被命名为青蒿素。
虽然发现了有效成分，这个项目却还没有结束，要将它作为药物使用，还有很多步要走。首先，就是要确定它的分子量和分子式，之后确定结构。而这并不是专攻中药学的屠呦呦所能做的了。最终经过众多科学家的努力，周维善小组最终测定出青蒿素的结构。之后，经过努力，他们又成功合成了青蒿素，至此抗疟疾药物的研究方可告一段落。
2.新课讲授
[设疑]通过学习青蒿素研究的全过程，试总结青蒿素的研究经历了哪些步骤？
[学生]分离提纯、确定分子式、结构式。
[师]先将物质进行分离、提纯得到较纯的物质，将提取物进行元素定量分析，确定实验式，再测定相对分子质量，确定分子式，最后通过波谱分析，确定结构式。研究有机化合物一般要经过以下几个基本步骤，每个步骤中都有一些常用的基本方法。物质的分离提纯是研究有机化合物的第一步。分离、提纯的原则是什么？
[学生]不增加新的杂质；不减少被提纯的物质；被提纯物质和杂质易分离；被提纯物质易恢复原状态。
[设疑]在提纯、分离青蒿素时，用到了哪些方法
[学生]萃取、蒸馏
[总结]机化学中常用的分离和提纯方法有蒸馏、萃取和重结晶等。
[讲解]在一定温度和压强下，加热液态混合物，利用物质沸点差异进行物质分离的方法，使沸点低的物质汽化，然后冷凝、收集，从而达到与沸点高的物质相分离的目的。一般适用于热稳定性较强的有机物，与杂质的沸点相差较大的有机物（一般约大于30℃）。
[展示]展示蒸馏装置
[设疑]蒸馏操作，加碎瓷片的目的是什么？温度计水银球应处于什么位置？冷却水的流动方向是什么？
[学生]加碎瓷片的目的是防止液体暴沸；温度计水银球应处于蒸馏烧瓶的支管口处；冷却水的流动方向是下口进、上口出。
[相关链接]甲烷与氯气发生取代反应，反应历程如下：
得到的液态混合物中含二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳，分离提纯它们的方法就是蒸馏法。
产物 二氯甲烷 三氯甲烷 四氯化碳
沸点 40℃ 62℃ 77℃
[讲解]萃取包括液-液萃取和固-液萃取。液-液萃取利用有机物在两种互不相溶的溶剂中的溶解性不同,将有机物从一种溶剂转移到另一种溶剂中的过程。固-液萃取是用有机溶剂从固体混合物中溶解出有机物的过程。
[展示]萃取装置的仪器。
[学生]A是分液漏斗；B是烧杯。
[讲解]萃取时，首先对分液漏斗进行检漏；关闭活塞，把原溶液漏斗中，加萃取剂后，盖上分液漏斗的玻璃塞，充分振荡，静置分层后，先把玻璃塞取下，然后打开分液漏斗活塞，从下口将下层液体放出，并及时关闭活塞，上层液体从上口倒出。
[思考]这就是萃取操作，请同学们回答几个问题。
问题一：萃取和分液常用的玻璃仪器？
问题二：常见的萃取剂有哪些？
问题三：萃取剂的选择应符合什么条件
[学生]分液漏斗、烧杯；常用的萃取剂有乙醚（C2H5OC2H5）、乙酸乙酯、二氯甲烷；萃取剂与原溶剂互不相溶、溶质在萃取剂中的溶解度大、萃取剂与溶液中的成分不发生反应。
[讲解]重结晶是提纯固体有机化合物常用的方法。利用被提纯物质与杂质在同一溶剂中的溶解度不同而将杂质除去。重结晶首先要选择适当的溶剂，要求杂质在此溶剂中溶解度很小或很大，易于除去；被提纯的有机化合物在此溶剂中的溶解度受温度的影响较大，能够进行冷却结晶。
[设疑]某粗苯甲酸样品中含有少量氯化钠和泥沙，提纯苯甲酸需要经过哪些步骤？同学们查阅资料，根据教材中的实验步骤进行实验。
[学生活动]小组进行实验。
[思考]实验结束后，回答问题。
问题一：重结晶法提纯苯甲酸的原理是什么？有哪些主要操作步骤？
问题二：溶解粗苯甲酸时加热的作用是什么？趁热过滤的目的是什么？
问题三：实验操作中多次使用了玻璃棒，分别起到了哪些作用？
问题四：如何检验提纯后的苯甲酸中氯化钠已被除净？
问题五：如在重结晶过程中进行热过滤后，要用少量热溶剂冲洗几遍，其目的是什么？
问题六：在晶体析出后，分离晶体和滤液时，要用少量的冷溶剂洗涤晶体，其洗涤的目的是什么？为什么要用冷溶剂？
问题七：温度越低，苯甲酸的溶解度越小，为了得到更多的苯甲酸晶体，是不是结晶时的温度越低越好？
[回答]1.原理：苯甲酸在水中的溶解度随温度变化较大，通过重结晶可以使它与杂质分离。重结晶法的一般步骤：加热溶解→趁热过滤→冷却结晶→过滤、洗涤→干燥→称重。
2.加热可促进苯甲酸的溶解。趁热过滤可避免苯甲酸提前结晶析出。
3.玻璃棒的作用：①溶解时搅拌，加快溶解速度；②过滤、洗涤时引流；③干燥时用于转移晶体。
4.用适量蒸馏水洗涤过滤器中的苯甲酸晶体，取一烧杯收集n次洗涤后的滤液，滴加几滴硝酸银溶液，观察是否有沉淀产生。若无，则氯化钠被除尽。
5.洗涤不溶性固体表面的可溶性有机物。
6.洗涤除去晶体表面附着的可溶性杂质；用冷溶剂洗涤可降低洗涤过程中晶体的损耗。
7.温度过低，杂质的溶解度也会降低，部分杂质不会析出，达不到提纯苯甲酸的目的；温度极低时，溶剂（水）也会结晶，给实验操作带来麻烦。
[学生活动] 完成课堂练习。
3.课堂小结
[师]回顾本节课的内容，本节课需要重点掌握分离提纯的方法。
[总结]总结常见的分离、提纯的方法。
4.板书
1.2.1有机化合物的分离和提纯
2
第二节 研究有机化合物的一般方法
第1课时教学设计
【教学目标】
1.了解有机化合物分离、提纯的原理和操作，能结合实际情况应用蒸馏、萃取或重结晶的方法进行有机化合物的分离和提纯。
2.通过苯甲酸重结晶的实验探究，感受科学研究的方法。
【教学重难点】
重结晶法提纯苯甲酸的实验探究
【教学过程】
1.新课导入
[导入]疟疾是一种古老的疾病，还是危害人类最大的疾病之一。
2015年诺贝尔生理学或医学奖揭晓，中国女药学家屠呦呦，以及另外两名科学家获了该奖项。屠呦呦也成为首位获得诺贝尔奖科学类奖项的中国人。屠呦呦的获奖则依靠的是被世卫组织成为最有效的抗疟疾药物青蒿素。
在研究过程中，葛洪《肘后备急方》中的几句话引起了屠呦呦的注意：“青蒿一握，以水升渍，绞取汁，尽服之。”这不禁让她想到，会不会是因为青蒿对温度比较敏感，从而影响了对疟原虫抑制作用，问题或许岀在了常用的“水煎”法上？于是她转换思路，采用低沸点的乙醚提取青蒿中的提取物，最终她得到了对疟原虫抑制率可达百分之百的提取物，被命名为青蒿素。
虽然发现了有效成分，这个项目却还没有结束，要将它作为药物使用，还有很多步要走。首先，就是要确定它的分子量和分子式，之后确定结构。而这并不是专攻中药学的屠呦呦所能做的了。最终经过众多科学家的努力，周维善小组最终测定出青蒿素的结构。之后，经过努力，他们又成功合成了青蒿素，至此抗疟疾药物的研究方可告一段落。
2.新课讲授
[设疑]通过学习青蒿素研究的全过程，试总结青蒿素的研究经历了哪些步骤？
[学生]分离提纯、确定分子式、结构式。
[师]先将物质进行分离、提纯得到较纯的物质，将提取物进行元素定量分析，确定实验式，再测定相对分子质量，确定分子式，最后通过波谱分析，确定结构式。研究有机化合物一般要经过以下几个基本步骤，每个步骤中都有一些常用的基本方法。物质的分离提纯是研究有机化合物的第一步。分离、提纯的原则是什么？
[学生]不增加新的杂质；不减少被提纯的物质；被提纯物质和杂质易分离；被提纯物质易恢复原状态。
[设疑]在提纯、分离青蒿素时，用到了哪些方法
[学生]萃取、蒸馏
[总结]机化学中常用的分离和提纯方法有蒸馏、萃取和重结晶等。
[讲解]在一定温度和压强下，加热液态混合物，利用物质沸点差异进行物质分离的方法，使沸点低的物质汽化，然后冷凝、收集，从而达到与沸点高的物质相分离的目的。一般适用于热稳定性较强的有机物，与杂质的沸点相差较大的有机物（一般约大于30℃）。
[展示]展示蒸馏装置
[设疑]蒸馏操作，加碎瓷片的目的是什么？温度计水银球应处于什么位置？冷却水的流动方向是什么？
[学生]加碎瓷片的目的是防止液体暴沸；温度计水银球应处于蒸馏烧瓶的支管口处；冷却水的流动方向是下口进、上口出。
[相关链接]甲烷与氯气发生取代反应，反应历程如下：
得到的液态混合物中含二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳，分离提纯它们的方法就是蒸馏法。
产物 二氯甲烷 三氯甲烷 四氯化碳
沸点 40℃ 62℃ 77℃
[讲解]萃取包括液-液萃取和固-液萃取。液-液萃取利用有机物在两种互不相溶的溶剂中的溶解性不同,将有机物从一种溶剂转移到另一种溶剂中的过程。固-液萃取是用有机溶剂从固体混合物中溶解出有机物的过程。
[展示]萃取装置的仪器。
[学生]A是分液漏斗；B是烧杯。
[讲解]萃取时，首先对分液漏斗进行检漏；关闭活塞，把原溶液漏斗中，加萃取剂后，盖上分液漏斗的玻璃塞，充分振荡，静置分层后，先把玻璃塞取下，然后打开分液漏斗活塞，从下口将下层液体放出，并及时关闭活塞，上层液体从上口倒出。
[思考]这就是萃取操作，请同学们回答几个问题。
问题一：萃取和分液常用的玻璃仪器？
问题二：常见的萃取剂有哪些？
问题三：萃取剂的选择应符合什么条件
[学生]分液漏斗、烧杯；常用的萃取剂有乙醚（C2H5OC2H5）、乙酸乙酯、二氯甲烷；萃取剂与原溶剂互不相溶、溶质在萃取剂中的溶解度大、萃取剂与溶液中的成分不发生反应。
[讲解]重结晶是提纯固体有机化合物常用的方法。利用被提纯物质与杂质在同一溶剂中的溶解度不同而将杂质除去。重结晶首先要选择适当的溶剂，要求杂质在此溶剂中溶解度很小或很大，易于除去；被提纯的有机化合物在此溶剂中的溶解度受温度的影响较大，能够进行冷却结晶。
[设疑]某粗苯甲酸样品中含有少量氯化钠和泥沙，提纯苯甲酸需要经过哪些步骤？同学们查阅资料，根据教材中的实验步骤进行实验。
[学生活动]小组进行实验。
[思考]实验结束后，回答问题。
问题一：重结晶法提纯苯甲酸的原理是什么？有哪些主要操作步骤？
问题二：溶解粗苯甲酸时加热的作用是什么？趁热过滤的目的是什么？
问题三：实验操作中多次使用了玻璃棒，分别起到了哪些作用？
问题四：如何检验提纯后的苯甲酸中氯化钠已被除净？
问题五：如在重结晶过程中进行热过滤后，要用少量热溶剂冲洗几遍，其目的是什么？
问题六：在晶体析出后，分离晶体和滤液时，要用少量的冷溶剂洗涤晶体，其洗涤的目的是什么？为什么要用冷溶剂？
问题七：温度越低，苯甲酸的溶解度越小，为了得到更多的苯甲酸晶体，是不是结晶时的温度越低越好？
[回答]1.原理：苯甲酸在水中的溶解度随温度变化较大，通过重结晶可以使它与杂质分离。重结晶法的一般步骤：加热溶解→趁热过滤→冷却结晶→过滤、洗涤→干燥→称重。
2.加热可促进苯甲酸的溶解。趁热过滤可避免苯甲酸提前结晶析出。
3.玻璃棒的作用：①溶解时搅拌，加快溶解速度；②过滤、洗涤时引流；③干燥时用于转移晶体。
4.用适量蒸馏水洗涤过滤器中的苯甲酸晶体，取一烧杯收集n次洗涤后的滤液，滴加几滴硝酸银溶液，观察是否有沉淀产生。若无，则氯化钠被除尽。
5.洗涤不溶性固体表面的可溶性有机物。
6.洗涤除去晶体表面附着的可溶性杂质；用冷溶剂洗涤可降低洗涤过程中晶体的损耗。
7.温度过低，杂质的溶解度也会降低，部分杂质不会析出，达不到提纯苯甲酸的目的；温度极低时，溶剂（水）也会结晶，给实验操作带来麻烦。
[学生活动] 完成课堂练习。
3.课堂小结
[师]回顾本节课的内容，本节课需要重点掌握分离提纯的方法。
[总结]总结常见的分离、提纯的方法。
4.板书
1.2.1有机化合物的分离和提纯
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