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1、实验活动4：用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子教学设计课题 实验活动4：用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子单元5学科化学年级高一教材分析本节教学内容是人教版高中化学必修第二册第五章化工生产中的重要非金属元素实验活动4用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子。化学是一门以实验为基础的科学，本节课通过对粗盐的提纯，将实验方法和实验技能与化学基础知识紧密地结合在一起，起到理论联系实践的作用，本节课在强调化学实验安全性的基础上，通过“粗盐的提纯”实验复习溶解、过滤和蒸发的基本操作的同时，又引入除杂质和离子检验的理论知识。分离方案设计过程中，不仅引导学生选择合适试剂，还要考虑加入试剂的量及先后顺序。这样由已知到未知
2、，由简单到复杂，逐步深入。既与初中化学实验和化学知识相衔接，又为高中化学知识穿针引线，同时也让学生了解，课改后的化学学习注重学以至用的新理念。本节内容是典型的化学除杂知识，这一课时的教学内容主要是粗盐中杂质离子的去除。教材通过粗盐中杂质离子SO42-、Ca2+、Mg2+的除去，让我们认识混合溶液中的杂质去除方法及其原则。食盐是我们生活中的常见调味品，在工业生产中也由十分重要的应用，粗盐的提纯是工业生产中十分重要的内容。通过粗盐提纯，我们了解物质的分离和提纯的基本方法，能够熟练掌握溶解、过滤、蒸发等基本操作的要点和注意事项。同时，也要掌握粗盐提纯过程中的基本化学反应的原理。本节安排了“基本实验操
3、作方法”，“设计实验：除去粗盐中的杂质”这两部分内容。学生通过学习这部分知识，掌握粗盐提纯的基本方法和化学反应原理。教学目标与核心素养宏观辨识与微观探析：通过重结晶法除去粗盐中的难容性杂质，培养学生的科学探究意识，通过粗盐提纯让学生掌握物质提纯的科学方法。证据推理与模型认知：通过实验，学生进一步巩固溶解、过滤、蒸发等基本实验操作技能。科学探究与创新意识：从现象和结构出发，设计探究方案，探究粗盐提纯过程中化学反应原理和实验方法，在探究中互利合作，培养团队精神。科学精神与社会责任：激发学生透过现象探究本质的兴趣，尊重科学，认真学习科学的学习方法；通过参与探究过程，培养自身严谨的科学态度和辩证分析能
4、力。同时，我们也要注重化学知识在现实生活中的应用，注重理论联系实际。重点难点粗盐提纯过程中的化学反应原理。教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课我们日常生活中的食盐，我们知道来自于海洋，那么海洋里的食盐可以直接食用吗？我们又是怎么除去食盐中的杂质，得到纯净的食盐的？ 讲授新课实验活动4-用化学沉淀法除去粗盐中的杂质离子一、基本实验操作方法1.分离和提纯分离是通过适当的方法，把混合物中的几种物质分开，分别得到纯净的物质。提纯是通过适当的方法把混合物中的杂质除去，以得到纯净物质。2.除杂原则：*不增（尽量少引入新杂质）；*不减（不损耗样品）；*易分（容易分离生成完全不溶物）；*复原（除去
5、各种过量杂质，还原到目标产物）； 注意：除杂试剂要适当过量；设计所加试剂的先后顺序！ 注意事项（1）除杂试剂的选取；（2）试剂量：过量；（3）加入顺序。除杂方法：沉淀法、气化法沉淀法：将杂质离子转化为沉淀， Cl- 、 SO42- 、 CO32-气化法：将杂质离子转化为气体，CO32-、HCO3-3.过滤注意事项向过滤器中倾倒液体时，必须使用玻璃棒引流；操作过程中一定要做到“一贴、二低、三靠。“一贴” 是指滤纸紧贴漏斗内壁。“二低” 是指滤纸边缘要低于漏斗边； 过滤器中的液体液面要低于滤纸边缘。“三靠”是指烧杯嘴要紧靠玻璃棒使液体沿玻璃棒流入漏斗；玻璃棒下端要靠在三层滤纸一边；漏斗管末端要紧靠
6、烧杯内壁。 4.蒸发操作-蒸发操作时的注意事项？加入的液体不超过蒸发皿容积的2/3；蒸发过程中要用玻棒不断搅拌（以防止溶液因局部过热而造成液滴飞溅）。热至有较多量晶体析出时，停止加热，利用余热使滤液蒸干。热的蒸发皿不可直接放在实验桌上，要垫上石棉网。 溶解、过滤、蒸发操作中用到的仪器及作用步骤玻璃仪器玻璃棒的作用溶解烧杯、玻璃棒搅拌、加速溶解过滤烧杯、漏斗、玻璃棒引流、防止液体外洒蒸发酒精灯、玻璃棒搅拌散热考考你！过滤和蒸发都适用于固体和液体混合物的分离，他们适用的对象一样吗？答：过滤适用于固体不溶于液体，若固体易溶于液体则要用蒸发的方法进行分离。若有两种固体，要使它们分离开来，可以采用什么办
7、法？答：（1）若两种固体一种易溶于水、另一种不溶于水（如CaCO3和NaCl的混合物），则可用溶解、过滤、蒸发的方法。（2）若两种固体都不溶于水，但一种溶于酸（或其他液体）、另一种不溶于酸（或其他液体）（如 BaSO4和BaCO3的混合物），则可采用加酸溶解、过滤、加Na2CO3沉淀、过滤的方法 。二、设计实验：除去粗盐中的杂质1.对于粗盐水（NaCl）要除去可溶杂质离子是:Ca2+ 、Mg2+、SO42-选择要加入的除杂试剂:Na2CO3、NaOH 、BaCl2引入了新的离子:CO32-、OH- 、Ba2+2.粗盐水需要进行的除杂操作溶解除杂（Ca2+ 、Mg2+、SO42-）过滤调节pH蒸
8、发结晶溶解：用托盘天平称取5g粗盐，放入100mL烧杯中，然后加入20mL水，用玻璃棒搅拌，时粗盐全部溶解，得到粗盐水。除去SO42-离子：向粗盐水中滴加过量的BaCl2溶液（约23mL），使SO42-与Ba2+完全反应生成BaSO4沉淀，将烧杯静置。静置片刻，沿烧杯壁向上层清液继续滴加23滴BaCl2溶液，若不出现浑浊，表明SO42-沉淀完全，若不出现浑浊，继续滴加BaCl2，直至SO42-沉淀完全。Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2NaCl除去Ca2+、Mg2+和过量的Ba2+：向粗盐水中滴加过量的NaOH溶液（约0.5mL）,使Mg2+与OH-完全反应生成Mg(OH)2
9、沉淀；然后滴加过量的饱和Na2CO3溶液（23mL）,使Ca2+、Ba2+（请思考：Ba2+是从哪里来的）与CO32-完全反应生成沉淀用与上一步同样方法检验离子是否沉淀完全。CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3+ 2NaClMgCl2 + 2NaOH = Mg(OH)2+ 2NaClBaCl2 + Na2CO3 = BaCO3+ 2NaCl调节pH值,除去过量的NaOH和Na2CO3：将烧杯静置，然后过滤，除去生成的沉淀和不溶性杂质。向所得滤液中滴加盐酸，用玻璃棒搅拌，直到没有气泡冒出，并用pH试纸检验，使滤液呈中性或为酸性。NaOH + HCl = NaCl + H2ONa2CO3
10、+ 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2蒸发结晶：将滤液倒入蒸发皿中，用酒精灯加热，同时用玻璃棒不断搅拌溶液，待出现较多固体时停止加热，利用蒸发皿的余热使滤液蒸干。用坩埚钳将蒸发皿夹持到石棉网（或陶土网）上冷却，得到去除了杂质离子的精盐。3.粗盐提纯的注意事项：粗盐提纯时，除了要除去不溶杂质外还要除去易溶杂质；除去易溶杂质时，除要考虑加入的试剂外，还需要考虑试剂的用量和加入试剂的先后顺序以及过量试剂的处理等问题。4.问题和讨论 本实验中加入试剂的顺序是什么？按照其他顺序加入试剂能否达到同样的目的？ 加入除杂试剂的顺序可以是：BaCl2NaOH Na2CO3 HClBaCl2 Na2
11、CO3 NaOH HClNaOH BaCl2Na2CO3HCl大家有没有发觉其中的规律： 只要Na2CO3加在 BaCl2之后便合理最后加入的HCl只能适量.为什么每次所加的试剂都要略微过量？课本第七步加入盐酸的目的是什么？BaCl2过量,确保硫酸根离子除尽.NaOH过量,确保镁离子除尽.Na2CO3过量,确保钙离子和第一步中过量的钡离子除尽.HCl适量,中和第二步过量的氢氧根离子和第三步过量的碳酸根离子，这样就不引进杂质了.第6步和第7步的操作顺序能否颠倒？为什么？ 不能，因为先加入盐酸会导致碳酸钡、碳酸钙、氢氧化镁沉淀溶解。5.粗盐提纯的化学方程式杂质试剂化学方程式Na2SO4BaCl2(
12、过)Na2SO4 +BaCl2=BaSO4 + 2NaClMgCl2NaOH (过)MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2+2NaClCaCl2BaCl2Na2CO3(过)CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3+ 2NaClBaCl2 + Na2CO3 = BaCO3+ 2NaClNaOH Na2CO3HCl（适）NaOH + HCl = NaCl + H2ONa2CO3+2HCl=2NaCl+H2O + CO2课堂练习 1、分离下列混合物，按溶解、过滤、蒸发顺序进行的是（ ）A、氧化铜、木炭 B、碳酸钙、氯化钠C、硝酸钾、氯化钠 D、乙醇、水 答案为：B2.提纯含有少量硝酸钡杂质的硝酸
13、钾溶液，可以使用的方法（ ）、加入过量碳酸钠溶液，过滤，再加适量硝酸、加入过量硫酸钾溶液，过滤，再加适量硝酸、加入过量硫酸钠溶液，过滤，再加适量硝酸、加入过量碳酸钾溶液，过滤，再加适量硝酸 答案为：D 3.下列是有关实验操作的步骤和做法，不正确的是（）A粗盐提纯操作的顺序是：溶解、过滤、蒸发、洗涤B实验室制取氧气完毕后，应先取出集气瓶，再取出导管，最后停止加热C不慎将浓硫酸洒在桌上，先用烧碱溶液中和，再用湿布抹净D用试管夹夹持试管时，把试管夹从试管底部往上套，夹在试管中上部 答案为：C4.在粗盐提纯的实验中，蒸发时正确的操作是（）A把浑浊的液体倒入蒸发皿内加热B开始析出晶体后用玻璃棒搅拌C待水
14、分完全蒸干后停止加热D蒸发皿中发现大量固体时即停止加热答案为：D5.某学生使用托盘天平称食盐时，错误的将食盐放在右托盘，而把砝码放在左托盘，称得食盐的质量为15.5g(1g以下只能使用游码)。如果按正确的放法，食盐的质量应为（）A15.5g B15.0g C14.5g D14.0g答案为：C课堂小结粗盐提纯的化学方程式：杂质试剂化学方程式Na2SO4BaCl2(过)Na2SO4 +BaCl2=BaSO4 + 2NaClMgCl2NaOH (过)MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2+2NaClCaCl2BaCl2Na2CO3(过)CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3+ 2NaClBaCl2 + Na2CO3 = BaCO3+ 2NaClNaOH Na2CO3HCl（适）NaOH + HCl = NaCl + H2ONa2CO3+2HCl=2NaCl+H2O + CO2板书一、 基本实验操作方法1.分离与提纯2.除杂原则3.过滤注意事项4.蒸发操作二、 设计实验：除去粗盐中的杂质1粗盐水成分以及除杂分析2.粗盐水除杂3.粗盐除杂注意事项4. 问题和讨论5、粗盐提纯的化学方程式
