1.3.1.《物质的分离提纯——蒸馏、粗盐提纯》教学设计2023-2024学年上学期高一沪科版(2020)必修第一册

1.3 化学常用的实验方法 物质的分离提纯（第一课时） 1. 教学设计说明 物质的分离提纯内容是《普通高中化学课程标准（2017 年版 2020 年修订）》中规定的必修课程内容，其中对这一内容的要求为：“初步学会物质提纯化学实验基础知识和基本技能；学习研究物质的性质，探究反应规律，进行物质分离、检验、制备等不同类型化学实验及探究活动的核心思路与基本方法。体会实验条件控制对完成科学实验及探究活动的作用。”，学业要求为“能根据不同类型实验的特点，设计并实施实验。能根据物质性质差异选择物质分离的实验方法”。本节课承前启后，基于学生初中时所学习的粗盐提纯的过滤、蒸发、结晶等基本分离操作认知，为学习物质的分离提纯方法奠定基础。 基于初中基础，学生对于物质的分离仅有过滤、蒸发、结晶，但对于高中更加复杂的化学物质分离提纯方式的内容掌握仍有欠缺。因此本课时首先利用学生熟悉粗盐提纯，回顾过滤、蒸发、结晶基本步骤，帮助学生掌握实验室分离提纯的基本原理，并培养学生“证据推理与模型认知”的核心素养。通过串联结合“胶体”章节中在制备胶体时需使用蒸馏水而非自来水的问题，引出蒸馏操作，并通过工业界对于氧气和石油的分离提出分馏。引导学生从化学的视角看待和解决实际问题，具备严谨求实科学态度，增强社会责任意识和使命感，树立可持续发展意识。 2、 教学目标 1、 形成物质分离提纯的一般思路与模型，能初步运用相关知识解决生产和生活中的简单问题，发展科学探究意识、创新意识。 2、 理解常见物质分离的原理，掌握相应的实验操作方法，培养实验安全意识和环保意识。 三、教学过程 内容 教师活动 学生活动 设计意图 相关知识回顾与新课导入 【引入】古往今来，我们对各种物质的“纯”度都有着执着的追求。例如黄金，以及我们化学实验室中的各类试剂，你能发现它们的纯度和它们的价格或应用有什么关系吗？ 【提问】初中时，我们学过粗盐提纯，在提纯过程中有哪几步分离提纯的方法大家已经掌握？ 那么我们分别来回顾一下过滤、蒸发和结晶的对应要点。 过滤：一贴二低三靠 蒸发：蒸发皿可直接加热，无需石棉网。玻璃棒需不断搅动溶液，防止局部温度过高，造成液滴飞溅 当蒸发皿中出现较多固体时，立即停止加热，用余热把剩余水分蒸干 结晶：加热冷缩-蒸发结晶-趁热过滤（适用于溶解度随温度升高变化不大的溶质（eg：氯盐） 加热浓缩-冷却结晶-过滤（适用于溶解度随温度变化较大的溶质、有带结晶水的固体晶体结晶析出） 【回答】黄金越纯，价格越高。试剂越纯，应用范围越广，对实验的精密度要求越高。 【回答】过滤、蒸发结晶 通过对于生活中和化学实验环境中不同物质纯度的对比，引出课题，为学习实验室分离提纯一般方法做铺垫 回顾初中时学习的过滤、蒸发、结晶操作 新课传授 【提问1】今天我们将延续初中的学习内容，进一步学习几种分离提纯的方法。请大家回想一下，在我们高中阶段第二课的教学中讲到了胶体，氢氧化铁胶体是如何制备的呢？ 【提问2】我们都知道如果胶体中引入电解质则会使得其发生聚沉，这也是为什么我们需要使用蒸馏水来进行氢氧化铁胶体制备的原因。那么大家有没有想过蒸馏水是怎么制备的呢？你能否从其名字出发想想可能用了什么分离提纯的方法？ 【提问3】接下来请同学们观看实验室蒸馏的实验视频，看完后回答两个问题： 1、 蒸馏的原理是什么？为什么能够对物质进行分离提纯？ 2、 蒸馏装置有什么“独特”的结构和要点？ 【提问4】同学们的观察都非常仔细，接下来我们就对蒸馏装置进行进一步的观察和总结。首先对于加热装置，我们所使用加热的容器的形状有什么特点？是烧瓶吗？和一般烧瓶相比又有什么区别呢？因此，我们称该烧瓶为“蒸馏烧瓶”，该烧瓶和一般烧瓶一样需要使用石棉网进行加热，确保受热均匀。 【提问5】接下来请同学们看看大家所提到的加热装置中“特殊的部分”温度计，它所在的位置以及思考为何温度计的位置恰好在此处而不是更下或更上呢？ 【提问6】对于冷凝装置，不难看出，当液体达到对应沸点后会变为气体，而冷凝管的作用便是降低温度，使气体又变为液体进行收集。请同学们思考如下问题： 1、为什么使用直形冷凝管而非球形或蛇形冷凝管？ 2、观察冷凝水进口，上进下出or下进下出？ 3、冷凝水进口什么时候通？什么时候关闭？ 【提问7】请同学们思考一下，蒸馏可以用来分离沸点不同的液体，但如果液体本身沸点相差不大，较为接近，蒸馏的分离提纯效果会好吗？ 可以发现，该情况下，极有可能最终所收集到的液体仍然含有沸点相差不大的液体。因此，为了进一步去对沸点差别不大的液体进行分离提纯，我们将继续学习分馏的方法。请同学们观看视频。 【总结】通过分馏视频观看，可以发现，使用分馏柱能够分离不同沸点的物质，哪怕沸点的差别不是特别大。而工业上，我们对于液态空气的分离，以及石油各组分的分