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1教学目标
1、能够了解物质的分离和提纯的联系和区别,学会使用过滤、结晶的方法对混合物进行分离;2、能根据实际需要恰当地选择除杂试剂和方法,在对粗盐中可溶性杂质的去除方法的讨论中练习应用选择合适的除杂顺序及对除杂方案进行评价;3、通过感受由古至今的分离提纯方法,体会化学实验方法的不断进步,并领悟到化学实验方法对社会发展做出的突出贡献,激发学生学习化学的兴趣。
2学情分析
学习完新课内容后,学生已经初步掌握了过滤、蒸发、结晶、蒸馏等常用物质分离和提纯的方法,但进入总复习后,发现学生对已学知识的综合运用能力较弱,在设计实验方案对物质进行分离和提纯中存在一定的困难。本节课的设计以化学史为教学情景,按照物质分离的物理方法→化学方法→可能途径 → 优化途径 → 拟定步骤 → 具体方案最后得出分离提纯的常见方法,有利于学生关于物质分离提纯方法的知识构建。
3重点难点
教学重点:常见的物质的分离和提纯方法
教学难点:能根据实际需要恰当地选择除杂试剂和方法
4教学过程
4.1 第一学时
教学活动
活动1【导入】环节一 为什么要进行物质的分离和提纯
【引入】自然界的物质绝大多数以混合物的形式存在,而一些杂质的存在会对我们研究物质的性质和用途造成干扰,下面我们来看两组图片。
【投影】粗盐和精盐的图片
【提问】这是一组粗盐和精盐的图片,谁能说说它们有什么不同?
【学生】精盐是白色的,而粗盐颜色发黄、粗盐中有可溶性杂质等。
【提问】你认为粗盐发黄的原因是什么?
【学生】粗盐中含有泥沙。
【教师】泥沙的存在使我们难以观察到氯化钠晶莹洁白的外观,同时粗盐中还含有氯化钙、氯化镁等,使它尝起来发苦发涩,不能将其作为调味品直接使用,也就是说杂质的存在会影响我们对物质性质的观察。我们再来看一组图片。
【投影】古代和现代炼铁的图片
【教师】这幅图片向我们呈现了我国古代劳动人民炼铁的画面,说到炼铁,这段历史可以追溯到我国的春秋战国时期,那个时候人们就已经学会以木炭和铁矿石为原料来炼铁了。
【投影】现代工业炼铁图片
【教师】时光飞逝到现在,我们现代工业的炼铁原料仍然在使用铁矿石和焦炭,只是又多了一种石灰石。利用石灰石分解后的产物氧化钙可以除去铁矿石中的杂质SiO2,使炼得铁的纯度和性能都大大地提高。
【过渡】可见,我们想更好地研究物质、应用物质,就要想办法去除杂质。本节课就让我们踏着历史的足迹,一起走进几种常见的物质的分离和提纯方法。
【板书】物质的分离和提纯
活动2【活动】环节二 感受物质分离和提纯的物理方法
【投影】(图片)制豆腐、笊篱、漏勺、滤纸
【提问】从始于二千多年前的制豆腐原理、到流行于北魏的笊篱和我们现在用的漏勺,再到1799年瑞典科学家贝格曼首次使用滤纸代替滤布进行实验,都用到了一个相同的物质分离方法,同学们知道是什么方法吗?
【学生】过滤
【教师】现在请同学们思考这样的两个问题并把完整操作方法写在学案上。同桌间可以互相讨论。
【投影】思考与交流1
如何从氯酸钾完全分解后的固体中提纯MnO2 如何从氯酸钾完全分解后的固体中分离KCl和MnO2
【学生】讨论、填写学案。
【提问】谁来说说如何从氯酸钾完全分解后的固体中提纯MnO2
【学生1】先将固体加水溶解,过滤,再将滤渣洗涤、烘干。
【学生2】应该加足量的水溶解。
【教师】好,这样就完美了。现在谁来谈谈如何从氯酸钾完全分解后的固体中分离KCl和MnO2呢?
【学生】先将固体加足量水溶解,过滤,再将滤渣洗涤、烘干,就可以得到M nO2了,再蒸发滤液就可以得到KCl了。
【教师】描述的非常完整,很棒!如果将同学们的描述用流程图的形式表现出来,就是这样的。
【投影】
【提问】谁能总结一下过滤适合分离什么样的混合物呢?
【学生1】固体混合物
【学生2】溶解性不同,一个可溶,一个不溶
【教师】对于这样的混合物,就要利用它们的溶解性不同,先将固体加足量水溶解,过滤,若要得到其中的可溶性物质,就对滤液进行蒸发,如果要得到其中的难溶性物质,就对滤渣进行洗涤、干燥即可。
【提问】综合上述分析过程,谁能说一下物质的分离和提纯有什么区别?
【学生1】分离就是得到每种物质,提纯就是把杂质除去
【学生2】分离还要注意把分离后的物质恢复为原来的状态。
【教师】同学们概括的很好,可见分离其实就是物质除杂的延伸。除杂是只需要一者,而分离是二者都要。
【提问】我们再来看一幅图片,你认为这是一幅什么场景?(海水晒盐)这种盐的生产工艺其实在宋代时就已经开始流行,直至今日。比如在广袤的西北地区一直流行着一句俗语:冬天捞碱,夏天晒盐。谁能说一说这句话蕴含哪些化学知识呢?
【投影】古代海水晒盐的图片。
【学生1】冬天温度低,纯碱就从水中析出。夏天温度高,水分蒸发,氯化钠就会析出。
【学生2】碳酸钠的溶解度随温度降低而明显减小,冬天温度低就会析出,而氯化钠的溶解度随温度变化不明显,所以只能通过让水分减少消失得到固体。
【投影】碳酸钠和氯化钠的溶解度曲线
【提问】这种使溶质以晶体的形式从溶液中析出的分离方法叫做结晶法。结晶法又包括蒸发结晶和降温结晶,你认为这两种结晶方法适合分离什么样的混合物?
【学生】蒸发结晶适合提纯溶解度随温度变化不大的物质,降温结晶适合提纯溶解度随温度升高明显增大的物质。
【教师】请同学们思考一下,如果遇到这种情况,你应该如何操作呢?把你的想法写在学案上,可以同桌间讨论。
【投影】思考与交流2
大量硝酸钾固体中混有少量氯化钠,如何提纯硝酸钾?大量氯化钠固体中混有少量硝酸钾,如何提纯氯化钠?
【学生1】第一个问题,可以先向固体中加入足量水使其充分溶解配成热的KNO3的饱和溶液,再降温结晶,过滤。
【教师】回答的非常好,但需补充一点,为了防止KNO3从溶液中析出,最好趁热过滤。
【学生2】第二个问题,也是先将固体充分溶解,然后蒸发结晶至有较多固体出现时,过滤。
【投影】(图片)古代酿酒
【描述】看着这样的一幅图片,仿佛让我们回到了千年以前的酿酒作坊,起初我国古代人民采用传统发酵法酿酒,但所酿的酒精浓度不超过20%,直到700年前的元朝,智慧的中国人民开始使用蒸馏法来酿酒,将易挥发的酒精蒸馏出来,所得酒的浓度就可以达到65%-70%了。
【投影】(图片)分离液态空气法
【描述】到了现代,人类甚至可以通过分离液态空气法获得空气中的各种气体,请同学们观察这幅图片,你认为蒸馏的原理是什么呢?
【学生】蒸馏一般用于分离沸点不同的液体混合物。
【教师】像分离液态空气这种用蒸馏原理进行多种混合液体的分离方法,叫分馏。工业上就是用这种方法从石油中分离各种成分的。
【投影】(图片)石油的分馏
活动3【活动】环节三 感受物质分离和提纯的化学方法
【教师】刚才我们一共介绍了几种物质的分离和提纯方法?这三种方法有哪些共同之处呢?
【学生】三种,都是物理方法
【教师】但是有些杂质是用物理方法无法除去的,比如这种情况。
【投影】KNO3溶液(K2SO4)
【提问】当KNO3溶液中混有少量K2SO4时,你会选择什么试剂除去杂质呢?你是如何选择除杂试剂的?
【学生】我选择的是Ba(NO3)2,首先确定杂质离子是SO42-,就需要向溶液中引入Ba2+,为了不引入杂质离子,所以选择的阴离子是NO3-。
【提问】粗盐中的难溶性杂质可以通过过滤的方法除去,但一些令粗盐发苦发涩的可溶性杂质CaCl2、MgCl2和Na2SO4等,则需要选择一些化学试剂来进行除杂!请同学们同桌间讨论一下除去这些杂质应选择什么试剂?除杂试剂加入的先后顺序有什么要求?讨论好后在学案上写出具体操作过程。
【投影】思考与交流3
如何除掉粗盐中的可溶性杂质CaCl2、MgCl2和Na2SO4
【学生】同桌间讨论,把具体操作写在学案上。
【教师】找三名学生到黑板上写出具体操作过程。
【学生1】板书:BaCl2→NaOH →Na2CO3→ HCl
【学生2】板书:过量NaOH→过量BaCl2→过量Na2CO3 →过滤→ 过量HCl
【学生3】板书:过量Ba(OH)2→过量Na2CO3 →过滤→ 过量HCl
【提问】现在请同学们认真观察这三位同学的方案,谁能评价一下他们的方案可不可行?
【学生】评价学生1:除杂试剂没有描述“量”,在盐酸前应该加过滤操作。
评价学生2:加过量盐酸之后应该再加一个操作——蒸发。
评价学生3:用的试剂种类少,很合理。
【教师】同学们评价的特别准确、全面,但是对于学生3 的这个实验方案,老师需要说明一下,在海水中Mg2+的浓度大概是SO42-的2倍,所以当把所有Mg2+除尽时,有近一半Ba2+是有剩余的,这样就需要消耗更多的Na2CO3,而Ba(OH)2和Na2CO3的成本都是比较高的,所以这种方案并不经济。
【教师】看了一下同学们在学案上写的实验方案,主要有三种设计(如投影)。
【投影】
1.BaCl2→NaOH →Na2CO3 →过滤→ HCl
2. BaCl2→ Na2CO3 → NaOH →过滤→ HCl
3. NaOH →BaCl2→ Na2CO3 →过滤→ HCl
【总结】可以看出同学们加入除杂试剂的原则有两点:1、Na2CO3在BaCl2之后加;2、盐酸在过滤之后加入。实际上我们可以用这样一个图示来理解并帮助记忆这些试剂的加入顺序。(边写板书边讲解)BaCl2、 Na2CO3和盐酸三者的顺序是固定的,但NaOH有三种加入位置都是可行的。
【板书】
活动4【活动】环节四 总结方法,掌握规律
【提问】通过本节课的学习,你认为混合物的除杂应遵循哪些原则呢?
【学生1】除杂的原则:
1)不增加新的杂质
2)不减少要保留的物质
3)生成的物质易与被提纯的物质分离(易分)
【学生2】
1.用多种试剂除去多种杂质应考虑加入试剂的顺序,后续试剂应除去过量的前一试剂;
2.注意试剂量的问题。
【总结】同学们总结的非常全面,但是我们学习到的物质分离提纯方法只是分离提纯技术的冰山一角,在社会的各个领域,分离提纯技术的应用也不止我们所了解到的这些。可以说没有分离提纯技术,就不会有铀-235的分离成功,人类就无法进入原子能时代;没有分离提纯技术,宇航员在太空中的饮水将会昂贵无比;没有分离提纯技术,就无法从植物中提取药物,人类的健康将无法保障!同学们想不想了解一下分离提纯技术在这些领域的应用呢?(想)
【投影】(视频资料)
1.探秘中国铀浓缩工厂
2.宇航员不喝水改喝尿
3.中国科学家获国际医学大奖
4.青霉素的提取过程
【教师】由于时间关系,同学们课上只能选择一个你最感兴趣的视频观看,其它的可以课下了解,你们想先看哪个视频?
【学生】第二个(呼声最高)。
【视频】播放“宇航员不喝水改喝尿”视频。
【教师】谁能谈谈这节课你的收获是什么?
【学生1】知道了世界上绝大多数物质都是混合物,生活中我们用的很多纯净物都是用分离提纯的方法得到的,来之不易,要珍惜。
【学生2】学到了物质分离提纯的方法。
【学生3】掌握了分离提纯的技术就可以更好地为人类做出贡献。
活动5【讲授】结束语
【结束语】看来,每个人都有不同的收获。最后,我希望同学们在学习的道路上,也能像我们本节课学习的方法一样,不断地去除糟粕,提纯精华,用精益求精的自己战胜未来的一切困难!下课!
1教学目标
了解关于天才的话题。
明确天才出现的原因。
2学情分析3重点难点4教学过程
4.1 第一学时教学目标
学时重点
学时难点教学活动
4.2 第二学时教学目标
学时重点
学时难点教学活动
4.3 第三学时教学目标
学时重点
学时难点教学活动
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