《物质的分离与提纯》教案
教学目标
1、知识与技能:
(1)巩固溶解、过滤、结晶等操作,初步学会萃取和分液、蒸馏等分离物质的实验技能,能独立完成一些简单的物质分离、提纯的实验操作。
(2)能根据混合物的性质选择不同的分离方法对物质进行分离。
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。
(2)初步尝试在实验探究中与人合作和交流。
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。
(2)在合作交流中体验小组合作的乐趣,树立团队合作意识。
教学重点
过滤、蒸发、结晶、萃取、分液、蒸馏等常用物质分离和提纯的方法
教学难点
萃取、蒸馏操作的掌握及应用
课前准备
教师的准备
①搜集相关图片、资料并结合教学设计制作成多媒体课件
②实验仪器和药品
仪器:烧杯,玻璃棒,普通漏
( http: / / www.21cnjy.com )斗,铁架台,铁圈,滤纸,蒸发皿,酒精灯,坩埚钳,分液漏斗,试管,蒸馏烧瓶,冷凝管,接收器,温度计,沸石,锥形瓶,橡胶管
药品:KCl和MnO2
粉末、溴水、CCl4
溶液
③其它:一个有过滤网的茶杯
教学过程
【创设情景,导入新课】
[引入]大家都学过刘禹锡的《浪淘沙》,还记
( http: / / www.21cnjy.com )得里面有一句是“千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金。”这“吹尽狂沙始到金”是什么意思呢?其中又蕴含着怎样的化学原理?
[学生]这句诗是说,只有淘尽了泥沙,才会露出黄金。
[教师]没错,淘金要千遍万遍的过滤,虽然辛苦,但只有淘尽了泥沙,才会露出闪亮的黄金。
[多媒体展示]淘金者淘金的图片
[教师]大家知道淘金者是利用什么原理来淘金的吗?
[学生]利用黄金比沙子重!
[教师]是的。由于金更重,淘金者就是用盛一盆
( http: / / www.21cnjy.com )黄金和沙子的混合物后在急流中抖动的方法直到把沙子清理掉。那么这是从金、沙混合物中分离出金的方法,如果是铁屑和沙的混合物,大家会采用什么方法呢?
[学生]用磁铁!
[教师]很好,有同学想到了磁铁,由于铁具有铁磁性,而沙子没有铁磁性不会被磁铁吸引。
[实物展示]一个有过滤网的茶杯。
[教师]再比如生活中我们经常可以看到的这种有
( http: / / www.21cnjy.com )过滤网的茶杯,它的作用是将茶水和茶叶隔离开来,利用的是茶叶和水物质直径、大小的不同。以上说的这三种都是利用物质物理性质的不同将它们分离开来的方法,在实际生活、生产中经常需要用到各种方法对物质进行分离和提纯,但是大多数分离与提纯需要我们进一步学习一些新的方法才能实现,今天我们就要来学习《物质的分离和提纯》的方法。
[板书]§1.2.1
物质的分离和提纯
[教师]那么大家来说说看,物质的分离和物质的提纯,两者之间有什么区别吗?
[多媒体展示]分离与提纯的区别
物质的分离:将混合物中各组成物质分开,得到比较纯净的物质,并且要求恢复到原来状态。
物质的提纯:将混合物中的主要成分(或某种指定物质)净化,而把其它杂质除去。
【回忆巩固,温故知新】
[教师]在自然界中存在的或是
( http: / / www.21cnjy.com )人工制备的物质,大多都是混合物,而要从中获得某种纯净物就需要将它从混合物中分离出来并加以提纯,经常是两种方法并用的。例如刚才提到的淘金者淘金的过程,利用重力淘去沙子留下的黄金也非纯净物,所以我们就需要通过其它化学方法来制备较纯净的黄金。在初中阶段,我们已经学过哪几种分离物质的方法?
[学生]过滤、蒸发、结晶等。
[教师]请同学们考虑:怎么样的混
( http: / / www.21cnjy.com )合物可以用过滤的方法来分离?怎么样的混合物可以用蒸发的方法来分离?怎么样的混合物可以用结晶的方法来分离?然后同学们之间互相讨论,设计方案来解决以下问题。
[板书]一、过滤和结晶
[讨论1]
实验室制取氧气用的是KClO3
在MnO2
催化下受热分解的方法,实验后固体剩余物的成分有哪些?我们可以用什么方法将它们分离?
[学生]①固体剩余物是KCl和MnO2
②
( http: / / www.21cnjy.com )两种物质在水中的溶解性不同,其中KCl易溶于水,而MnO2不溶于水,可以通过溶解、过滤的方法将它们分离。
[教师]很好,同学们已经发现了混合物中
( http: / / www.21cnjy.com )两种产物之间性质的差异找到了解决方案。我们可以通过溶解→过滤→蒸发的步骤来分离这两种混合在一起的固体。那么这个实验我们要怎样具体来实施呢?首先要选择用到的仪器和药品有哪些?
[学生]自由发言。
[教师]实验操作大致可分为三步,我
( http: / / www.21cnjy.com )们来一步步看每一步用到的仪器有哪些:溶解操作,我们要用到的仪器有烧杯,玻璃棒;过滤操作,涉及的仪器有普通漏斗,铁架台,玻璃棒及滤纸;加热蒸发,涉及的仪器有蒸发皿,酒精灯,坩埚钳,玻璃棒。
[实验演示]溶解:取适量蒸馏水倒入烧杯中,用药匙取一匙混合物于水中,边加边用玻璃棒搅拌,直到固体不再溶解时为止。
[教师]在溶解操作时,要注意水的用量。
[实验演示]过滤,同时讲解注意事项:
①一贴:将滤纸折叠好放入漏斗,加少量蒸馏水润湿,使滤纸紧贴漏斗内壁。
②二低:滤纸边缘应略低于漏斗边缘,加入漏斗中液体的液面应略低于滤纸的边缘。
③三靠:向漏斗中倾倒液体时,烧杯的夹嘴应与玻璃棒接触;玻璃棒的底端应和过滤器有三层滤纸处轻轻接触;漏斗颈的末端应与接受器的内壁相接触。
[教师]这里我们已经得到了两种分离开来的物质,残留于滤纸上合得到的滤液分别是什么物质?
[学生]滤液是KCl溶液,残渣是MnO2
[教师]通过过滤、洗涤我们就可以得到MnO2
。
[板书]1、过滤:固液混合物分离
[教师]滤液则要通过蒸发结晶的方法来得到KCl晶体。
[实验演示]把得到的澄清滤液倒入蒸发皿,把蒸发皿放在铁架台的铁圈上,用酒精灯加热,同时用玻璃棒不断搅拌滤液(晶体析出时,防止固体飞溅)。
[教师]蒸发时注意要用玻璃棒不断搅拌,
等到蒸发皿中出现较多固体时,就停止加热,利用蒸发皿的余热使滤液蒸干。由此就得到了KCl晶体。
[讨论2]在初中我们已经学过粗盐提纯的实验,那么现在我们进一步来思考:如何提纯含有氯化镁和泥沙等杂质的粗盐?
[学生]交流讨论,设计方案
[教师]由于粗盐中含有氯化镁,氯
( http: / / www.21cnjy.com )化镁和氯化钠一样是溶于水的,所以要把氯化镁除去就要选择合适的化学试剂来实现,将其转化为沉淀。我们可以采用这样的方案来实现。
[多媒体展示]实验方案:
⑴将粗盐溶解于水,过滤除去泥沙
⑵加入稍过量的NaOH溶液
⑶过滤除去沉淀物
⑷在滤液中滴加适量稀HCl至溶液显中性
⑸蒸发、结晶,得到精制的NaCl晶体
[教师]请同学们思考,加入NaOH和稀HCl溶液的作用分别是什么?
[学生]加NaOH是为了沉淀镁离子,加稀HC是为了中和过量的NaOH
[教师]没错,NaOH与MgCl2反应
( http: / / www.21cnjy.com )生Mg(OH)2
沉淀和NaCl,而稀HCl中和过量NaOH生成的也是NaCl和水,两个反应都不会引入新的杂质离子。再通过过滤、蒸发结晶的方法可以得到NaCl晶体。所以有时候我们需要运用化学方法把物质的转化和分离结合起来,来实现物质的提纯。
[过渡]如果两种固体,一种可溶于水
( http: / / www.21cnjy.com ),另一种不溶,我们就可以利用其溶解性的差异,通过过滤的方法实现分离。那如果我们想分离两种都能溶于水的固体,如氯化钾和硝酸钾粉末,要怎么办呢?
[多媒体展示]KCl和KNO3
的溶解度曲线。
[讨论3]根据给出的信息,请设计实验方案从氯化钾和硝酸钾粉末的混合物中提纯硝酸钾。
[学生]两者溶解度差异较大,可以用结晶的方法。
[教师]没错,在提纯混有少量氯化钾的
( http: / / www.21cnjy.com )硝酸钾的时候,我们先在较高温度下将混合物溶于水中形成溶液,然后冷却到一定温度。从图中我们可以看出,随着温度降低硝酸钾溶解度急剧下降,因此在降温过程中有大量的硝酸钾晶体析出,而氯化钾溶解度随温度变化不大,因此不会有结晶析出。再通过过滤操作就可以得到纯净的硝酸钾晶体了。
[小结]对于两种可溶性固体,若它们的溶解度随温度变化明显不同,就可以用结晶的方法。
[教师]在刚才的两个实验方案中,都用到
( http: / / www.21cnjy.com )了过滤、结晶的操作。但是分离KCl和MnO2的蒸发结晶操作和降温结晶操作不同,这两种分离方法分别适用于什么条件呢?
[多媒体展示]
蒸发结晶:分离可溶性固体与水的混合物
2、结晶
降温结晶:分离溶解度随温度变化明显不同的可溶性固体
[过渡]一般我们把蒸发结
( http: / / www.21cnjy.com )晶叫做“蒸发”,而把后者称作结晶。过滤、蒸发、结晶是大家已经熟悉的三种分离的常用方法。那么除此之外,还有什么别的化学方法可以用来分离和提纯物质的吗?
【合作交流,探究新知】
[讨论4]请同学们思考,如果要从一瓶溴水中提取溴,该怎么办?还可以采用刚才的几种分离方法吗?
[学生]不能。
[教师]刚才我们所用的分离方法都是针对固体混合物的,而液溴和水都是液体,怎么分离液态混合物呢?
[多媒体展示]信息提示:
①四氯化碳(CCl4)是一种难溶于水的无色油状液体,密度比水大,常用作溶剂。
②溴在CCl4中的溶解度比在水中的溶解度大。
[教师]根据这样的信息,同学们可以设计方案解决把溴和水分离开来的问题吗?
[学生]用CCl4
去溶解溴,因为溴在CCl4
中溶解度更大,可以实现分离
[实验演示]取两支试管,各加入2m
( http: / / www.21cnjy.com )L溴水,向其中一支试管中滴加1mLCCl4
溶液,震荡,静置。[提问]请同学们观察,对比两支试管的现象,有什么不同?
[学生]滴加CCl4溶液的试管分层了
[教师]是的,除了分层,我们还看到什么颜色变化?
[学生]CCl4溶液密度比水大不溶于水,下层应该是CCl4溶液,而且CCl4层的颜色比上层要深很多。
[教师]那么为什么会有这样的现象呢?溴水中的溴和水分别去了哪里呢?
[学生]溴在CCl4中的溶解度比在水中的溶解度大,所以溴应该是在下层的CCl4溶液层中。而上层则是水层。
[教师]没错。由于CCl
( http: / / www.21cnjy.com )4和水互不相溶,而且溴在CCl4中的溶解度远大于在水中的溶解度,因此通过滴加CCl4的方法其实我们已经将水和溴分离开来了,这种分离方法就叫做“萃取”。
[板书]1、萃取
①原理:物质在互不相溶的溶剂中溶解度的不同
[教师]萃取时,像CCl4这样在液态混合物中加入的,用来萃取溶质的溶剂就叫做“萃取剂”
[板书]②萃取剂:在液态混合物中加入的溶剂
[提问]那么萃取剂在选择的时候要注意哪些问题呢?
[多媒体展示]萃取剂的选择要符合下列条件:
①和原溶液中的溶剂互不相溶;
②和原溶液中的物质互不反应;
③对溶质的溶解度要远大于原溶剂,并且溶剂易挥发。
互不相溶
[板书]萃取剂的选择条件
互不反应
对溶质溶解度大
[教师]下面我们就用这个“萃取”的方法,来分离这瓶溴水中的溴。
[实验演示]①将溴水和CCl4依次
( http: / / www.21cnjy.com )从上口倒入分液漏斗,其量不能超过漏斗容积的2/3,塞好塞子进行振荡;②振荡时右手捏住漏斗上口的颈部,并用食指根部压紧塞子,以左手握住旋塞,同时用手指控制活塞,将漏斗倒转过来用力振荡。③然后将分液漏斗至于铁圈上静置。
[讨论5]完成了萃取之后,我们还没有将溴和水完全分离,接下来我们要如何实现溶有溴的CCl4溶液和水的完全分离呢?
[学生]合作讨论
[教师]我们看到静置过后的溶液完全分层,接下来我们要做的就是对其进行分液操作,取我们所要的那层溶液——下层的溶有溴的CCl4
[实验演示]取出瓶塞,打开旋塞将下层液体从漏斗口放出,关闭旋塞,上层液体从上口倒出。
[教师]分液是我们要注意,打开旋塞将下层液体放出前要记得打开分液漏斗瓶塞,不然漏斗内压强与大气压不一致,液体无法正常流出。
[板书]2、分液:分离两种互不相溶、密度也不相同的液体
[过渡]过滤和结晶我们是利用不同
( http: / / www.21cnjy.com )溶质在同种溶剂中溶解性的差异实现分离,萃取则是利用同种溶质在不同溶剂中溶解性的差异。除此之外,我们还可以根据物质哪些性质的差异性来对混合物进行分离呢?
[讨论6]
自来水中含有Fe3+,能通过什么方法获得少量纯净的水?
[教师]粗盐的提纯中最终蒸发食盐溶液获得食盐晶体,若我们需要的是蒸出的水分,则应如何操作?
[学生]想办法将蒸出的水蒸气冷凝下来,并收集。
[教师]很好,当我们加热含有杂质的
( http: / / www.21cnjy.com )水达到沸点时,液态水将化为水蒸气,将蒸出的水蒸气通过冷凝管,再收集起来就可以得到纯净的水了,这种方法称为“蒸馏”。
[板书]三、蒸馏
1、适用范围:提纯或分离沸点不同的液体混合物
[多媒体展示]蒸馏装置
[提问]请同学们观察,蒸馏装置由哪些仪器组成?可以分成哪几个部分?
[学生]自有讨论,回答问题。
[教师]蒸馏装置主要由蒸馏
( http: / / www.21cnjy.com )烧瓶、冷凝管和接收器组成,下面请同学们按照大屏幕上的蒸馏装置或对照教材中的装置图动手操作一下,每个小组合作组装一套蒸馏装置。
[板书]2、蒸馏装置:蒸馏烧瓶、冷凝管和接收器等
[学生]小组合作完成蒸馏装置
[教师]在同学们完成蒸馏装置过程中,遇到了一些问题。我们应该注意哪些注意事项呢?
[多媒体展示]蒸馏操作时要注意:
①在蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片,防止液体暴沸。
②温度计水银球的位置应与支管底口下缘位于同一水平线上。
③蒸馏烧瓶中所盛放液体不能超过其容积的2/3,也不能少于l/3。
④冷凝管中冷却水从下口进,从上口出。
[板书]3、注意事项
[教师]运用蒸馏的方法,可以分离沸点相差较大的液体混合物,也可以除去水等液体中难挥发或不挥发的杂质。
[过渡]除了上述分离方法外,我们还可以通过“层析法”来实现物质的分离。
[多媒体展示]层析法的发现史
[板书]四、层析法
[讨论7]
请同学们阅读教材21页拓展阅读中纸上层析法的分离步骤,然后回答,这种层析法利用的是物质什么性质的差异?
[学生]自主阅读,回答问题
[教师]溶于溶剂中的溶质会随着
( http: / / www.21cnjy.com )溶剂的上升随之上升,但是不同的溶质向上爬的速度是不一样的,所以它们在这个过程中就会分离开来。从而在层析纸上形成不同的色带。利用的是各物质吸附性能的不同。纸层析主要应用于微量的物质分离,而且经常应用于实验过程中的过程分析、混合物的成分分离及鉴定。
【知识回顾,实践应用】
[小结]
通过这节课我们知道了几种物质分离的
( http: / / www.21cnjy.com )方法,有利用物质溶解性差异实现物质分离的过滤、结晶、萃取法,也有利用物质挥发性差异实现的蒸发、蒸馏方法,此外还简单介绍了根据物质被吸附性能不同而实现分离的层析法。我们对这些不同的分离和提纯的方法进行一个总结和对比。
[多媒体展示]
分离和提纯的方法
分离的物质
应注意的事项
所需的主要仪器
应用举例
过滤
固液混合物的分离
一贴、二低、三靠
铁架台、滤纸、烧杯、玻璃棒等
粗盐提纯
蒸发
可溶性固体与水的混合物
加热蒸发皿时要用玻璃棒不断搅动溶液;当蒸发皿中出现较多的固体时,即停止加热
三脚架、酒精灯、石棉网、烧杯、玻璃棒等
食盐的水溶液中分离NaCl
结晶
两种溶解度随温度变化明显不同的可溶性固体
加热把两种物质配成浓溶液,冷却有晶体析出,再过滤
三脚架、酒精灯、烧杯、玻璃棒、铁架台、滤纸等
分离KCl和KNO3混合物
萃取
能用一种溶剂把它从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来的物质
萃取剂的选择条件
试管等
用四氯化碳萃取溴水里的溴
分液
分离两种互不相溶、密度也不相同的液体
打开上端活塞,使下层液体慢慢从下口流出,及时关闭活塞,上层液体由上端倒出
铁架台、分液漏斗、烧杯等
把溴的四氯化碳层与水层分离
蒸馏
两种互相溶解但沸点不同的液体混合物
①加入沸石或碎瓷片,防止液体暴沸②湿度计水银球的位置:在烧瓶的支管口附近③冷凝管中水的流向:下口进,上口出,与气体流向相反
铁架台、温度计、烧瓶、酒精灯、冷凝管、弯管、锥形瓶等
石油的蒸馏,自来水中提纯蒸馏水
层析法
混合物中各成分被某种固体吸附的难易不同
加入合适的溶剂
铁架台,烧杯等
墨水中的染料
[总结]随着分离技术的不断发展,新的分离方法不断涌现,在实验研究和化工生产中,经常需要结合各种不同的分离方法来实现物质的分离和提纯。
形成性练习
1、下列分离混合物的操作中,必须加热的是
(
)
A.
过滤
B.分液
C.结晶
D.蒸馏
2、现有三组溶液:①汽油和氯化钠溶液
( http: / / www.21cnjy.com )
②39%的乙醇溶液
⑧氯化钠和单质溴的水溶液,分离以上各混合液的正确方法依次是
(
)
A
.
分液、萃取、蒸馏
B.
萃取、蒸馏、分液
C
.
分液、蒸馏、萃取
D.
蒸馏、萃取、分液
3、粗食盐中除含有钙离子
( http: / / www.21cnjy.com )、镁离子、硫酸根离子等可溶性杂质外,还含有泥砂等不溶性杂质。我们食用的精盐是用粗食盐提纯而得到的。通过课堂所讲的“粗盐的提纯”及你已有的知识,回答下列问题:
(1)实验室进行NaCl
( http: / / www.21cnjy.com )溶液蒸发时,一般有以下操作过程
①放置酒精灯
②固定铁圈位置
③放上蒸发皿(蒸发皿中盛有NaCl溶液)④加热搅拌⑤停止加热。
其正确的操作顺序为
。
(2)如何运用最简方法检验溶液中有无SO2-4离子?
。
如果有,应该如何除去SO2-4离子?
。
(3)在粗盐经过溶解→过滤后的溶液中
( http: / / www.21cnjy.com )滴加饱和Na2CO3溶液,直至不再产生沉淀为止。请问这步操作的目的是
。
(4)将经过操作(3)后的溶液过滤。请
( http: / / www.21cnjy.com )问这一操作能除掉哪些杂质?
。
(5)实验室里将粗盐制成精盐的过程中,在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒,分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的:
溶解时:
。
过滤时:
。
蒸发时:
。
板书设计
§1.2.1
物质的分离和提纯
一、过滤和结晶
1、过滤:固液混合物分离
蒸发结晶:分离可溶性固体与水的混合物
2、结晶
降温结晶:分离溶解度随温度变化明显不同的可溶性固体
二、萃取和分液
1、萃取
①原理:物质在互不相溶的溶剂中溶解度的不同
②萃取剂:在液态混合物中加入的溶剂
互不相溶
萃取剂选择条件
互不反应
对溶质溶解度大
2、分液:分离两种互不相溶、密度也不相同的液体
三、蒸馏
1、适用范围:提纯或分离沸点不同的液体混合物
2、蒸馏装置:蒸馏烧瓶、冷凝管和接收器等
3、注意事项
四、层析法《物质的分离与提纯》教案
【学习目标】
1、知识与技能:
初步学会过滤、结晶、萃取、分液、蒸馏等分离物质的实验技能,能独立完成一些简单的物质分离、提纯的实验操作;初步学会设计简单的实验方案。
2、过程与方法:
初步了解根据混合物的性质,选择不同的分离方法对物质进行分离。
3、情感态度与价值观:
结合实际事例讨论遵守实验安全守则的重要性。树立安全意识,初步形成良好的实验工作习惯。
【教学重难点】
分离物质等基本实验技能;设计简单的实验方案。
【教学方法】
实验探究、交流讨论、归纳总结
【教学过程】
【引入】
某化学兴趣小组在实验室中用KClO
( http: / / www.21cnjy.com )3在MnO2催化下受热分解制取氧气,为了节约试剂以及防止污染环境,打算分离回收反应后的KCl和MnO2(难溶于水),请你帮助他们设计完善实验方案。
【方案设计】将混合物溶解在适
( http: / / www.21cnjy.com )量水中,并充分______,静置,_____,洗涤滤渣,即得到MnO2,将滤液___________,可得到KCl晶体。
【归纳总结】过滤:用于难溶性固体与溶剂的分离
操作注意事项:“一贴二低三靠”(请学生上台模拟实验,体现“一贴二低三靠”)
蒸发结晶:用于可溶性固体与溶剂的分离
操作注意事项:1、蒸发皿中的液体不能超过其容积的________。
2、蒸发过程中必须________________,防止局部温度过高而使液体飞溅。
3、当出现大量固体时,应_________用余热蒸干。
【过渡】两种固体,一种可溶于水,
( http: / / www.21cnjy.com )另一种不溶,我们就可以利用其溶解性的差异,通过过滤的方法实现分离。若两种物质都能溶解于水,例如硝酸钾与氯化钾,我们如何实现其分离呢?
【交流讨论】将90℃的KNO3浓溶液冷却至室温,会有大量晶体析出,请结合教材P18图1-11解释产生这一现象的原因。
【思考】若是上述溶液的溶质为KCl,仍会有大量晶体析出吗?为什么?
【问题探讨】现有混有少量氯化钾的硝酸钾粉末,请完善提纯硝酸钾的实验方案。
【方案设计】在________下将混合物溶于水中形成______,然后冷却到一定温度,_______,即可得到纯净的硝酸钾晶体
【归纲总结】在该方案中所使用的方法我们称为降温结晶,适用于_________随______变化有明显差异的可溶性固体混合物的分离。
【拓展思考】若上述提纯的KNO3仍含有少量KCl,我们该怎么办?
【拓展】给出重结晶概念
【过渡】知道了固体混合物常用的分离提纯方法,那么对于液态物质的混合物应该采用哪些方法进行分离与提纯呢?
【分组实验】
取一支试管,向其中分别
( http: / / www.21cnjy.com )加入3~4ml水和1~2ml四氯化碳(CCl4);另取两支试管,向其中各加入2~3ml溴水,再向其中一支试管中滴加1ml四氯化碳(CCl4),振荡,静置。
【交流讨论】观察实验现象,你能得到哪些结论?
『结论』
水和CCl4互不相溶;CCl4的密度比水大;溴在CCl4中的溶解度远大于在水中的溶解度。
【新授】利用物质在互不相溶的溶剂中溶
( http: / / www.21cnjy.com )解度的不同,将物质从一种溶剂转移到另一溶剂中,从而进行分离的方法称为萃取,萃取时,在液态混合物中加入的溶剂(如上例加入溴水中的CCl4)称为萃取剂。
【过渡】用苯、酒精能否把溴从溴水中萃取出来?我们来验证一下。
【演示】用苯、酒精“萃取”溴水中的溴
【交流讨论】结合以上实验,思考在萃取操作中,萃取剂选择的原则是什么?
【归纳总结】萃取剂的选择:萃取剂与原溶剂互不相溶;溶质在萃取剂中有较大的溶解度;溶质、原溶剂与萃取剂不发生任何反应。
【过渡】在萃取之后,我们如何将两种互不相容的液体分离呢?萃取之后,一般还要使用分液的方法将互不相溶的液体分离。
【投影】观看萃取分液教学录像:用CCl4萃取碘水中的碘。
【分组实验】用CCl4将碘水中的碘与水分离。
【归纳总结】萃取、分液操作应注意:
( http: / / www.21cnjy.com )①分液漏斗在使用前必须查漏;②充分振荡,静置;③保持漏斗内压强与外界大气压一致;④下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出。
【过渡】我们已经了解了用萃取、分液对
( http: / / www.21cnjy.com )液态混合物进行分离提纯的方法,其实对于分离液态混合物,还有另一种常方法——蒸馏,下面我们就来学习蒸馏操作的方法
【阅读】教材P20第二段,回答下列几个问题:
什么是蒸馏?
蒸馏的原理是什么?
蒸馏方法有哪些方面的应用?
【新授】
1、概念:将液态物质加热至沸点,使之汽化,然后将蒸气重新冷凝为液体的操作过程成为蒸馏。
2、原理:利用互溶液体混合物中各组分沸点不同(通常沸点需相差
30℃以上)进行分离提纯。
3、应用:
①分离沸点相差较大的液体混合物
②除去水等液体中难挥发或不挥发的杂质
【投影】观看蒸馏实验(制备蒸馏水、石油分馏),并思考以下问题:
①给蒸馏烧瓶加热为什么要垫上石棉网?
②温度计的水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口处的作用是什么?
③在烧瓶中放入碎瓷片(沸石)的作用?
④冷凝管的水流方向为什么要下口进上口出?
【强调】
①给蒸馏烧瓶加热要垫上石棉网
②温度计的水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口处
③在烧瓶中放入碎瓷片(沸石),防止暴沸
④冷凝管的水流方向应下进上出,与冷凝蒸汽流向相反
【拓展】用蒸馏原理进行多种混合液体的分离操作,又称为分馏(如:石油的分馏)
【针对训练】现需要分离下列物质,请用直线将分离实例、分离方法和选择分离方法的依据连接起来。
实
例
分离方法
选择的依据
除去澄清石灰水中的碳酸钙
蒸馏
溶解度随温度变化的差异
用CCl4提取溴水中溴单质
过滤
在不同溶剂中溶解度的差异
分离醋酸(沸点118℃)与
乙醇(沸点78.5℃)
分液
沸点的差异较大
分离汽油和水
结晶
两溶剂互不相溶
从含有氯化钠的硝酸钾溶液中提取硝酸钾
萃取
物质在水中溶解度的不同
【归纳总结】物质常见的分离和提纯的方法
1.过滤:难溶性固体与溶剂的分离;
2.蒸发结晶:可溶性固体与溶剂的分离;
3.冷却结晶:两种溶解度随温度变化不同(相差较大)的可溶性固体的分离;
4萃取:一种溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度不同,从一种溶剂中转移到另一种溶剂中.
5.分液:两种互不相溶的液体;
6蒸馏:利用互溶液体混合物中各组分沸点不同(通常沸点需相差30℃以上)进行分离提纯《物质的分离与提纯》教案
教学目标
知识与技能:初步学会蒸馏和分馏、过滤、重结晶等分离与提纯的实验技能。
过程与方法:1、初步了解根据混合物的性质选择不同的方法。
2、独立或与同学合作完成一些简单的物质分离提纯操作。
3、通过动手实验,练习量取、溶解、过滤、蒸发、蒸馏、萃取、分液等基本操作,注意基本操作的规范训练。
情感态度与价值观:
1、初步学习用实验设计在化学学习和科学研究中的应用等隐性目标。
2、了解化学实验为主的学科特点,加深对科学本质的认识,提高创新精神和实践能力。
重点难点
重点:1、掌握研究物质的实验方法和分离提纯的原理和方法。
2、初步认识怎样设计实验方案,在动手实验中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。
难点:物质分离和提纯实验方案的设计。
教学策略与手段
本节教学中教师围绕着学生特点,教材内容要
( http: / / www.21cnjy.com )求,寻求一种体现师生互动、生生互动、学生自主学习的新模式。在课堂教学过程中采用实验法、讲授法、探究法和小组合作讨论法,让学生亲自动手实验去发现问题的同时,分析问题,解决问题。教学中让学生把理论和实践相结合,并配合多媒体向学生传输必要的信息材料。在一定理论的基础上,让学生亲手实验,在实验过程中根据现象,进行分析,归纳分离提纯的一般思路,得出分离提出的常见方法。有利于培养学生的自主学习能力、探究能力和创新精神。
课前准备
1、实验用品:粗盐样品、铁架台、漏斗、玻璃棒、烧杯、蒸发皿、酒精灯、分液漏斗、蒸馏烧瓶、冷凝管、锥形瓶
2、学生分组:教学过程采用实验探究的方式,
( http: / / www.21cnjy.com )四人一组进行实验,为了防止上课的时候出现混乱,在课前预先把全班学生分成10个左右的小组,并让学生在组内作好分工。
教学过程
【引言】化学研究工业生产中经常要对混合物进行分离和提纯,如石油的分馏。
【多媒体显示】(放映投影录像)学生观看投影
( http: / / www.21cnjy.com )、教材图片,知道化学研究和工业生产都经常要对混合物进行分离和提纯,从中体会用实验方法对混合物进行分离、提纯的重要性。
【板书】一、分离、提纯
【情境设置】
分离和提纯物质要用到多种大
( http: / / www.21cnjy.com )型设备,例如:食盐的工业生产中,它所依据的原理与我们在实验中常见的方法大致相,而且,工业设备设计时的数据和方案往往要靠小型实验来提供,那么人们是怎样从海水中获得粗盐并加以提纯得到精盐呢?下面我们就是一个实验小组,任务就是为食盐工厂提供粗盐提纯的最佳方案。
【多媒体显示】情景
海水晒盐
海水
→
贮水池
→
食盐
→
精盐
【师问】从海水中分离食盐是怎样的过程,其中应用到初中学习到的那种分离方法。
【学生回答】海水在太阳能的作用下,温度升高,水分不断蒸发,析出氯化钠晶体,用到了蒸发结晶的方法。
【展示样品】展示粗盐样品
:学生观察颜
( http: / / www.21cnjy.com )色(色黄
有泥沙),品尝味道(味涩,
在氯化钠结晶析出的同时MgCl2、
Na2CO3也有少量晶体析出,混在氯化钠中)
【学生抢答】1、食盐中的泥沙可用过滤的方法除去。
2、MgCl2、
Na2CO3
等可溶性杂质可用化学方法使其转化成为氯化钠。
【板书】二、分离提纯的方法:
1、过滤和结晶的原理及图片
【交流讨论】请同学们考虑一下,什么样的混合物能够用过滤方法来分离?什么样的混合物可以用结晶方法来分离?在操作中应注意些什么。
学生思考、讨论、相互交流。知道过滤适用于分离难溶固体与液体组成的混合物,结晶适用于分离溶解度不同的物质。
【整理归纳】请同学们总结一下,混合
( http: / / www.21cnjy.com )物的性质与分离方法之间有什么关系?学生总结,最后得到下列共识:不同的分离方法都有一定的适用范围,要根据不同混合物的性质来选择合适的分离方法进行分离。
【实验探究】
根据已学过的溶解、过滤、蒸发、结晶
( http: / / www.21cnjy.com )等基本技能和有关酸、碱、盐的知识所提供的物质溶解性信息,将从海水中分离出含有泥沙、氯化镁、硫酸钠等杂质的食盐进行提纯。分组讨论,自己设计实验方案。
【多媒体显示】信息1、
一些物质的溶解性
OH–
Cl–
SO42–
CO32–
H+
溶、
溶
溶、
Na+
溶
溶
溶
溶
Ca2+
微
溶
微
不
Ba2+
溶
溶
不
不
Mg2+
不
溶
溶
微
【多媒体显示】信息2、
实验设计的程序:
一、分析:
1、明确实验目的。
2、是否可用物理方法解决。
3、采取适当的化学方法,并辅以合理的物理方法。
二、步骤:
要求前后有序,清楚明白。
学生讨论后畅所欲言:
学生甲:溶解
→
过滤去泥沙
→
滤液中加Ba(OH)2
→
过滤
→
滤液蒸发结晶
学生乙:溶解
→
过滤去泥沙
→
滤液中加
NaOH
→
过滤
→
滤液中加BaCl2
→
滤液蒸发结晶
【师生再讨论】对学生提出的方案讨论是否可行,
( http: / / www.21cnjy.com )同时多媒体显示实验方案的设计中要注意物质分离和提纯的原则与注意事项:(通过以上同学的发言,可知学生对分离提纯的原则和注意事项并不清楚,提出的方案漏洞百出,因此教师要及时补充有关内容。)
基本原则:1、不增(不引入新杂质)
2、不减(不减少被提纯物质)
3、易分离(被提纯物与杂质易分离)
4、易复原(被提纯物易复原)
注意事项:1、除杂试剂要过量
2、过量试剂要除尽
3、去除多种杂质时要考虑加入试剂的顺序
4、选择最佳的除杂途径
阅读完分离提纯原则和注意事项后,再组织学生进行实验方案设计讨论:
学生甲:溶解
→
过滤
→
( http: / / www.21cnjy.com )
滤液中加过量NaOH溶液
→
过滤
→
滤液中加过量BaCl2溶液
→
过滤
→
滤液加过量Na2CO3
溶液
→
过滤
→
滤液蒸发结晶
学生乙:溶解→
过滤
→
( http: / / www.21cnjy.com )
滤液中加过量溶液Ba(OH)2
→
过滤→
滤液加过量Na2CO3
溶液
→
过滤
→
滤液中加适量稀盐酸
→
蒸发结晶
学生丙:溶解
→
过滤
→
滤液中加过
( http: / / www.21cnjy.com )量BaCl2溶液
→
过滤
→
滤液中加过量NaOH溶液→
过滤
→
滤液加过量Na2CO3
溶液
→
过滤
→
滤液加适量盐酸
→
蒸发结晶
学生丁:同意学生丙的方案,提出还可把NaOH溶液和BaCl2溶液加入顺序交换。
有些学生还提出往溶液中加入酚酞或石蕊等
( http: / / www.21cnjy.com )试剂,来控制加酸(稀盐酸)或加碱(NaOH)的量,一度使课堂有些“失控”,此时教师只要把握住分离提纯的原则和注意事项引导学生讨论,最终确定四种方案进行实验。实验过程中体会方案的可行性。
【小组合作实验】分成四个实验小组,
( http: / / www.21cnjy.com )小组成员相互合作,分别对以上四个实验方案进行实验操作,在操作过程中体验方案是否可行,分析实验方案是否还可优化。
【学生实验】老师巡视学生实验指导学生溶解、过滤、蒸发等操作的规范性。
【学生总结】实验结束后,学生把实验结果进行交流,对方案进行优化设计,总结出最佳方案。
【多媒体显示】
提纯步骤:
1、泥沙
等不溶性杂质,可先用过滤方法除去。
2、加入稍过量BaCl2除去SO42-
3、加入稍过量Na2CO3除去过量的Ba2+
4、加入稍过量的NaOH溶液除去Mg2+
5、先将④所得混合物过滤,再往滤液中加入稍过量的稀盐酸除去CO32-和OH-
上述加入试剂的先后顺序还可设计为:
BaCl2
→
NaOH
→
Na2CO3
→
HCl
NaOH
→
BaCl2
→
Na2CO3
→
HCl
关键是Na2CO3溶液要在BaCl2溶液之后,而稀盐酸必须在最后加。
【提出问题】怎样把溴水中溴和水分离开呢?
【演示过程中说明】在分液漏斗中加入25m
( http: / / www.21cnjy.com )L溴水,再加入10mL的四氯化碳溶液。四氯化碳是一种易挥发的有机溶剂,密度比水大,不与水混溶,且溴在四氯化碳中的溶解度比在水中的溶解度大。
【学生回答观看实验的体会】
【教师总结]:通过比较,可见这种分离
( http: / / www.21cnjy.com )方法与我们以前所学的分离方法是不同的。根据溴单质在四氯化碳中的溶解度比在水中的溶解度大,四氯化碳不与水混溶,在溴水中加入四氯化碳后,溴水中的溴就溶解在四氯化碳中而分层,上层水层,下层含有溴的四氯化碳层。这种分离方法叫萃取。(萃取过程图片)再从分液漏斗下口放出四氯化碳层,得到溴的四氯化碳溶液,这过程叫分液。若让四氯化碳挥发掉就可得到溴单质。
【多媒体显示】2、萃取与分液(萃取概念的分析及萃取原则的总结)
【过渡】萃取和分液是适用于分离物质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同的混合物。
【师】联系烧开水时壶盖上凝结的水珠这个常见生活现象,用多媒体演示实验室制取蒸馏水的实验,配以一定讲解即可使学生了解蒸馏。
【板书】3、蒸馏及蒸馏装置
【多媒体显示】巩固练习
九、知识结构与板书设计
课题:物质的分离与提纯
一、分离与提纯
分离:通过适当的方法把混合物中的几种物质分开,分别得到纯净的物质。
提纯:通过适当的方法把混合物中的杂质除去,以得到纯净物质
二、分离提纯的方法:
1、过滤与结晶(蒸发结晶和降温结晶)
2、萃取与分液
3、蒸馏
十、课外作业
1、一些海产品中含有丰富的碘元素,把干海带浸泡,过滤,氧化可得到
黄褐色的碘水(含I2),如何将碘从水中分离出来。已知碘在酒精,四氯化碳,苯等有机溶剂中溶解度远比水中大。
2、某地地下水是富含Ca2+,Mg2+,Fe3+等离子的硬水,试问可用什么方法获得较纯净的水呢?