蘇教版化學(xué)必修1專題1第2單元（第1課時）《物質(zhì)的分離與提純》教學(xué)設(shè)計一、教學(xué)設(shè)計思路化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)科學(xué)的基礎(chǔ)之一，與其它自然學(xué)科相比，化學(xué)與實(shí)驗(yàn)的聯(lián)系應(yīng)更為緊密，化學(xué)原理、定律以及規(guī)律的發(fā)現(xiàn)都與化學(xué)實(shí)驗(yàn)密不可分，可以說離開化學(xué)就沒有這些發(fā)現(xiàn)。本單元教學(xué)設(shè)計重在要讓學(xué)們在實(shí)驗(yàn)中親身體驗(yàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室研究物質(zhì)的重要方法，從中掌握相關(guān)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作技能和化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，并在全課教學(xué)中進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)，通過情境設(shè)計、引導(dǎo)學(xué)生回憶已有知識對問題進(jìn)行分析，得出物質(zhì)分離的幾種常用方法，并通過自己設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案達(dá)到對知識運(yùn)用、遷移的能力，這樣既能提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，也能全方位地提高學(xué)生的能力。本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計安排了大量的實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生的自主探究提供了直接觀察和動手操作的平臺。二、學(xué)習(xí)任務(wù)分析1、《課程標(biāo)準(zhǔn)》、《學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見》對本課教學(xué)內(nèi)容的要求《課程標(biāo)準(zhǔn)》的要求：①初步學(xué)會物質(zhì)分離、提純等實(shí)驗(yàn)技能；②學(xué)習(xí)必要的化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能，體驗(yàn)和了解化學(xué)科學(xué)研究的一般過程和方法，認(rèn)識實(shí)驗(yàn)在化學(xué)學(xué)習(xí)和研究中的重要作用；③體驗(yàn)科學(xué)探究的過程，學(xué)習(xí)運(yùn)用以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的研究方法；④能夠獨(dú)立或與同學(xué)合作完成實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，完成實(shí)驗(yàn)報告，并能主動進(jìn)行交流?！秾W(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見》的基本要求：了解蒸餾、萃取、分液、過濾、結(jié)晶等實(shí)驗(yàn)方法。2、本課內(nèi)容的組成成分和在模塊學(xué)習(xí)中的地位和作用（1）本課內(nèi)容的組成成分本節(jié)教材主要介紹了幾種常用的物質(zhì)分離與提純的方法，以物質(zhì)分離的物理方法→化學(xué)方法→儀器方法為暗線，首先簡單溫習(xí)了初中已經(jīng)介紹過的幾種物質(zhì)分離方法：過濾、蒸發(fā)、結(jié)晶。然后以溴的萃取為例介紹了“萃取”這種分離方法以及分液，又以蒸餾自來水獲取少量純凈自來水為例介紹了“蒸餾”，最后以“拓展視野”的形式簡單介紹了層析法的發(fā)展與應(yīng)用。（2）在模塊學(xué)習(xí)中的地位和作用本節(jié)課編排在專題1第二單元《研究物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方法》中，又從化學(xué)家要研究一種物質(zhì)，首先考慮的是怎樣從混合物中把這種物質(zhì)分離出來，怎樣提純這種物質(zhì)，再進(jìn)行分析、檢測，研究它的結(jié)構(gòu)和組成這樣一個科學(xué)探究過程入手，因此把本節(jié)課作為本單元的第一課時，以化學(xué)家研究物質(zhì)的一般思路來進(jìn)入物質(zhì)研究的學(xué)習(xí)，能引導(dǎo)學(xué)生了解物質(zhì)研究的一般步驟，首先是從物質(zhì)的分離和提純開始的，為學(xué)生建立起一種科學(xué)探究的思維方式，也為之后對物質(zhì)的檢驗(yàn)、溶液的配制等其它實(shí)驗(yàn)方法和操作的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)也是高中化學(xué)學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容，學(xué)生較系統(tǒng)地學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)方法旨在強(qiáng)調(diào)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要性，讓學(xué)生形成這種意識，這也是新課程教材與傳統(tǒng)教材最重要的不同點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)：過濾、蒸發(fā)、結(jié)晶、萃取、分液、蒸餾等常用物質(zhì)分離和提純的方法以及分離提純方法的選擇教學(xué)難點(diǎn)：分離提純方法的選擇，萃取、蒸餾操作的掌握及應(yīng)用三、學(xué)習(xí)者分析1、分析學(xué)生已有的認(rèn)知水平和能力基礎(chǔ)首先，學(xué)習(xí)者雖然是高一新生，但在本專題第一單元的學(xué)習(xí)中，已經(jīng)初步具有用化學(xué)的眼光去認(rèn)識客觀世界中豐富多彩的物質(zhì)的能力，其次，學(xué)生在初中《科學(xué)》中已經(jīng)接觸過一些關(guān)于物質(zhì)分離的實(shí)驗(yàn)，對粗鹽提純的實(shí)驗(yàn)在已有的知識基礎(chǔ)上能通過回憶、溫習(xí)達(dá)到鞏固效果，并在這樣的知識架構(gòu)上融合化學(xué)轉(zhuǎn)化的知識進(jìn)行物質(zhì)分離，從而達(dá)到知識的遷移和提升的效果。本課內(nèi)容既是初中化學(xué)學(xué)習(xí)的鞏固和提升，也為之后高中化學(xué)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。從初中已學(xué)過的過濾、結(jié)晶等物質(zhì)分離的方法切入，這樣既引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)回顧已學(xué)知識，又能在此基礎(chǔ)上順利切入將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。2、分析學(xué)生學(xué)習(xí)本課可能遇到的困難和問題（1）對已學(xué)知識的運(yùn)用能力較弱，在設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案對物質(zhì)進(jìn)行分離和提純中存在一定困難（2）實(shí)驗(yàn)操作的動手能力較差四、教學(xué)目標(biāo)1、知識與技能：（1）鞏固溶解、過濾、結(jié)晶等操作，初步學(xué)會萃取和分液、蒸餾等分離物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)技能，能獨(dú)立完成一些簡單的物質(zhì)分離、提純的實(shí)驗(yàn)操作。（2）能根據(jù)混合物的性質(zhì)選擇不同的分離方法對物質(zhì)進(jìn)行分離。2、過程與方法：（1）能通過獨(dú)立思考、探索，在對物質(zhì)性質(zhì)研究的同時設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案。（2）初步嘗試在實(shí)驗(yàn)探究中與人合作和交流。3、情感態(tài)度與價值觀：（1）體驗(yàn)科學(xué)探究的過程，學(xué)習(xí)運(yùn)用以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的研究方法，提高科學(xué)素養(yǎng)。（2）在合作交流中體驗(yàn)小組合作的樂趣，樹立團(tuán)隊(duì)合作意識。五、課前準(zhǔn)備教師的準(zhǔn)備①搜集相關(guān)圖片、資料并結(jié)合教學(xué)設(shè)計制作成多媒體課件②實(shí)驗(yàn)儀器和藥品儀器：燒杯，玻璃棒，普通漏斗，鐵架臺，鐵圈，濾紙，蒸發(fā)皿，酒精燈，坩堝鉗，分液漏斗，試管，蒸餾燒瓶，冷凝管，接收器，溫度計，沸石，錐形瓶，橡膠管藥品：KCl和MnO2粉末、溴水、CCl4溶液③其它：一個有過濾網(wǎng)的茶杯六、教學(xué)過程1．1過濾和結(jié)晶[問題1]同學(xué)們在家做過米飯嗎?做米飯時為什么要淘米?生：淘米是為了把夾雜在米粒中間的泥沙雜屑等淘洗干凈。師：用什么方法可將除去沙粒等雜質(zhì)的米和水分開?生：傾倒(有部分學(xué)生說是用漏勺等)。師：回答不錯。當(dāng)我們用化學(xué)的眼光去看待這些事情時，除去大米中的沙子是提純，而用傾倒的方法把水和米分開則是分離。[問題2]請同學(xué)們思考并用自己的語言組織，什么是分離和提純?生：分離是將兩種物質(zhì)分開，而提純是除去其中的雜質(zhì)。師：很好，分離是把混合物中各物質(zhì)通過物理或化學(xué)的方法一一分開，獲得純凈組分的過程，而提純是將混合物中的雜質(zhì)(不需要或有害的物質(zhì))通過物理或化學(xué)的方法除掉而得到所需物質(zhì)的過程，其中雜質(zhì)是不用恢復(fù)為原來的物質(zhì)的。[過渡]無論是自然界中存在的，還是人工制備的物質(zhì)，大多都是混合物。要從中獲得某種純凈物就需要將它從混合物中分離出來并加以提純。2011年9月12日，拉斯克獎揭曉，中國科學(xué)家屠呦呦獲得臨床醫(yī)學(xué)獎，離諾貝爾獎只有一步之遙。她失敗了190多次后從中藥黃花蒿中分離提純出青蒿素生：過濾、結(jié)晶等。[問題3]實(shí)驗(yàn)室中用KClO3。在MnO2催化下受熱分解制取氧氣。從反應(yīng)后的KC1和MnO2的混合物中分離、回收這2種物質(zhì)，需要使用哪些分離方法?學(xué)生根據(jù)討論和課本P19頁的內(nèi)容得出：[問題4]根據(jù)以上流程分小組探究下列問題：(1)過濾適用于分離哪一類混合物?操作時的注意事項(xiàng)有哪些?生：可以用過濾的方法實(shí)現(xiàn)固體物質(zhì)與液體物質(zhì)的分離。操作時要注意“一貼、二低、三靠”。一貼指的是濾紙與漏斗緊貼無氣泡；二低是指濾紙邊緣低于漏斗邊緣、漏斗內(nèi)液面低于濾紙邊緣；三靠是指燒杯尖嘴緊靠玻璃棒，玻璃棒靠在三層濾紙上，漏斗頸緊靠燒杯內(nèi)壁。(2)蒸發(fā)結(jié)晶適用于分離哪一類混合物?如何操作?應(yīng)該注意些什么?生：可以用蒸發(fā)結(jié)晶的方法從溶液中得到晶體。把得到的澄清濾液倒入蒸發(fā)皿中，將蒸發(fā)皿放在鐵架臺的鐵圈上，用酒精燈加熱，同時用玻璃棒不斷攪拌濾液(晶體析出時，防止固體飛濺)。等到蒸發(fā)皿中出現(xiàn)較多固體時，就停止加熱，利用蒸發(fā)皿的余熱使濾液蒸干，由此就得到了KC1晶體。[過渡]像上面2種固體，一種可溶于水，另一種不溶，我們就可以利用其溶解性的差異，通過過濾的方法實(shí)現(xiàn)分離。那如果我們想分離2種都能溶于水的固體，如氯化鉀和硝酸鉀粉末，要怎么辦呢?[問題5]現(xiàn)有混有少量氯化鉀的硝酸鉀粉末，請參閱教材P18圖1—11KC1和KNO3的溶解度曲線)，設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案提純硝酸鉀。（1）溫度較高時和較低時，何者溶解度差異大？（2）從較高溫度降溫時，哪一種物質(zhì)析出晶體？生：先在較高溫度下將混合物溶于水中形成濃溶液，然后冷卻到一定溫度。從圖中我們可以看出，隨著溫度降低硝酸鉀溶解度急劇下降，因此在降溫過程中有大量的硝酸鉀晶體析出，而氯化鉀溶解度隨溫度變化不大，因而不會有結(jié)晶析出。再過濾，即可得到純凈的硝酸鉀晶體。師：對于飽和溶液，減少溶劑和降低溫度，均可析出晶體，那么蒸發(fā)結(jié)晶和降溫結(jié)晶的應(yīng)用有什么不同?生：蒸發(fā)結(jié)晶用于分離可溶性固體與水的混合物；降溫結(jié)晶用于分離溶解度隨溫度變化明顯不同的可溶性固體。1．2分液和萃取[問題7]請同學(xué)們幫我，老師在家中將菜油倒進(jìn)碗里時，沒想到里面還有很多水，碗里成了油水混合物。如何將水和油分離開來呢?你能設(shè)計一種儀器，盡可能地將這2種互不相溶的液體混合物分開嗎?學(xué)生知道油不溶于水，而且油在水上面，很快能想到用傾液法或用吸管吸取，但同時學(xué)生也認(rèn)識到這種方法難以分離完全。開始設(shè)計各種各樣的儀器，教師在分析缺陷的基礎(chǔ)上展示分液漏斗。[展示]分液漏斗的頸部有一個活塞，頂部有一個活塞，這區(qū)別于普通漏斗及長頸漏斗。分液漏斗在使用前查漏，方法是：關(guān)閉分液漏斗的活塞，向其中加入適量的水，觀察活塞處是否漏水，然后倒置漏斗觀察是否漏水，若不漏，將活塞旋轉(zhuǎn)180度后再倒置觀察，若不漏水，則合格。漏斗內(nèi)加人的液體量不能超過容積的3/4。磨口塞上的凹槽與漏斗口頸上的小孔要對準(zhǔn)，這時漏斗內(nèi)外的空氣相通，壓強(qiáng)相等，漏斗里的液體才能順利流出。分液時根據(jù)“下流上倒”的原理，打開活塞讓下層液體全部流出，關(guān)閉活塞，上層液體從上口倒出。[實(shí)驗(yàn)探究]教師演示：取一支試管，加入約2mL的CC1和約2mL的水，振蕩靜置，觀察。生：液體分層。師：哪一層是水層?你能設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案證明嗎?生：繼續(xù)加水，看哪一層液體升高，哪一層就是水層。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：用分液漏斗分離CC14和水，學(xué)會分液漏斗的使用。學(xué)生小結(jié)：分液用于分離2種互不相溶、密度也不相同的液體。四氯化碳(CC14)是一種難溶于水、密度比水大的無色油狀液體。[過渡]查閱材料可知：CC14是一種常用溶劑，Br2在CC14中的溶解度比在水中的溶解度大。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：取2支試管，各加人2～3mL溴水，再向其中一支試管中滴加lmLCC14，振蕩，靜置。觀察并比較2支試管中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。學(xué)生小結(jié)：加入四氯化碳的試管出現(xiàn)分層，上層是透明的略帶黃色液體，下層是橙紅色液體。這是因?yàn)殇逶贑C14中的溶解度比在水中的溶解度大，所以溴主要是在下層的CC14溶液層中，而上層則是水層。[問題8]根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，結(jié)合教材回答：(1)什么是萃取?為什么要萃取?生：萃取是利用物質(zhì)在互不相溶的溶劑中溶解度的不同，將物質(zhì)從一種溶劑中轉(zhuǎn)移到另一種溶劑中，從而實(shí)現(xiàn)分離的方法。萃取可將某些物質(zhì)濃縮，有利于進(jìn)一步分離。(2)什么是萃取劑?萃取劑的選擇原則是什么?能用酒精作萃取劑萃取溴水中的溴嗎?生：萃取劑是在液態(tài)混合物中加入的溶劑。萃取劑的選擇要符合下列條件：①和原溶液中的溶劑互不相溶；②和原溶液中的物質(zhì)互不反應(yīng)；③對溶質(zhì)的溶解度要遠(yuǎn)大于原溶劑。不能，酒精與水互溶。1．3(3)萃取和分液的關(guān)系?生：萃取后一般要分液，分液不一定要先萃取化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的萃取和分液一般在分液漏斗中進(jìn)行蒸餾[過渡]在初中我們就知道蒸餾水，什么是蒸餾水?實(shí)驗(yàn)室中少量蒸餾水是怎樣制取的?師：將含有雜質(zhì)的水加熱，達(dá)到沸點(diǎn)時液態(tài)水轉(zhuǎn)化為水蒸氣，將水蒸氣冷凝收集至另一容器中，即得蒸餾水。像這種將液態(tài)物質(zhì)加熱至沸點(diǎn)，使之汽化，然后將蒸氣重新冷凝為液體的操作過程稱為蒸餾。[觀察與思考]在蒸餾燒瓶中加入幾粒沸石(或碎瓷片)，再加入少量含有Fe抖的水，按圖2組裝實(shí)驗(yàn)儀器，加熱燒瓶，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。圖2蒸餾[問題9]根據(jù)圖2和實(shí)驗(yàn)過程，回答下列問題：(1)蒸餾實(shí)驗(yàn)需要哪些儀器?分為哪幾個部分?生：從下到上，從左往右看，有酒精燈、蒸餾燒瓶、溫度計、冷凝管、接收器、錐形瓶。整套裝置明顯有3個部分組成：蒸餾、冷凝和收集裝置。(2)為什么要使用溫度計?溫度計的水銀球在什么位置?生：因?yàn)橐獪y蒸發(fā)出來的氣體的溫度，所以需要使用溫度計，且必須將溫度計的水銀球與蒸餾燒瓶支管口的下沿對齊。師：如果不用溫度計，就會不知道蒸出來的物質(zhì)是什么，不知道什么時候蒸完。比如，我們要分離沸點(diǎn)分別為80℃和15(3)蒸餾燒瓶中為什么要加入沸石?學(xué)生往往只能回答防止液體爆沸，而不知原因，教師可做分析：由于加熱時不能攪拌，往往溫度到達(dá)沸點(diǎn)時，液體還不能沸騰而形成過熱液體，這時候，如果有一點(diǎn)微小的雜質(zhì)或氣泡出現(xiàn)，就會使液體突然沸騰得很劇烈，并伴有爆裂聲，加入沸石，就可以防止液體爆沸。(4)在冷凝時要注意什么呢?大家注意觀察橡皮管中冷凝水的流向，反過來可以嗎?生：冷凝水要下進(jìn)上出，與蒸氣流動的方向相反，使冷凝效果最佳。同時，冷凝管的放置要頭高尾低，使蒸氣冷凝后自然下流，利于收集。(5)蒸餾在混合物的分離中有哪些作用?生：運(yùn)用蒸餾的方法，可以分離沸點(diǎn)相差較大的液體混合物，也可以除去水等液體中難揮發(fā)或不揮發(fā)的雜質(zhì)。還可以分離多種組分的混合物，只要它們的沸點(diǎn)有一定的差異。1．4層析法[過渡]除了上述分離方法外，我們還可以通過“層析法”來實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的分離。[問題10]請同學(xué)們閱讀教材第21頁拓展閱讀中紙上層析法的分離步驟，然后回答，這種層析法利用的是物質(zhì)什么性質(zhì)的差異?生：溶于溶劑中的溶質(zhì)會隨著溶劑的上升隨之上升，但是不同的溶質(zhì)向上爬的速度是不一樣的，所以它們在這個過程中就會分離開來。從而在層析紙上形成不同的色帶。利用的是各物質(zhì)吸附性能的不同。紙層析主要應(yīng)用于微量的物質(zhì)分離。(若整節(jié)課時間緊張，本環(huán)節(jié)內(nèi)容也可讓學(xué)生課后完成。)[講述]1.內(nèi)蒙古淘金2.居里夫人要把上千公斤的瀝青礦殘渣，一鍋鍋地煮沸，還要用棍子在鍋里不停地攪拌；要搬動很大的蒸餾瓶，把滾燙的溶液倒進(jìn)倒出。就這樣，經(jīng)過3年零9個月鍥而不舍的工作，1902年，居里夫婦終于從礦渣中提煉出0.1克鐳鹽，接著又初步測定了鐳的原子量225?！具w移應(yīng)用】青蒿素在中藥黃花蒿中含量很少。易溶于乙醇、丙酮等有機(jī)溶劑；幾乎不溶于水，沸點(diǎn)156-157℃，水煎后分解，為高效、速效的抗瘧藥。屠呦呦采用乙醚浸取法將溫度控制在60[小結(jié)]通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道了幾種物質(zhì)分離、提純的方法，有利用物質(zhì)溶解性差異實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分離的過濾、結(jié)晶和萃取，也有利用物質(zhì)揮發(fā)性差異實(shí)現(xiàn)的蒸發(fā)和蒸餾，此外還有根據(jù)物質(zhì)吸附性能不同而實(shí)現(xiàn)分離的層析法等。不同的分離方法都有一定的適用范圍，要根據(jù)不同混合物的性質(zhì)來選擇合適的分離方法進(jìn)行分離。隨著分離、提純技術(shù)的不斷發(fā)展，新的分離、提純方法不斷涌現(xiàn)，在實(shí)