1.3 物质的提纯 ---2024-2025学年九年级化学沪教版（上海）第一学期

配套中学沪教版(上海) 物质的提纯 一、教材分析 沪教版九年级化学第一学期 “物质的提纯” 这一章节是在学生初步认识化学物质和化学变化的基础上展开的。它是化学实验基本操作技能培养的关键内容，与日常生活、工业生产以及后续化学知识的学习紧密相连。教材通过对混合物和纯净物概念的进一步深化，引入物质提纯的方法，包括过滤、蒸发、蒸馏、结晶等，让学生了解如何从天然资源或化学反应产物中获得纯净的物质，体会化学在实际应用中的重要价值，为后续学习化学方程式计算、物质的制备等知识奠定基础，也有助于培养学生严谨的科学态度和实验操作规范意识。 二、教学目标 （一）化学观念 微粒观：通过物质提纯过程中对杂质离子去除的学习，使学生理解物质是由微粒构成，不同微粒间相互作用和分离是提纯的微观本质，例如在过滤操作中，不溶性固体颗粒（由众多离子或分子聚集而成）与溶液中可溶性微粒的分离，让学生意识到微粒的大小、性质差异是选择提纯方法的依据之一，深化对微粒观的认识，明白化学变化和物理变化在微观层面的区别与联系，即物理提纯方法主要是微粒的机械分离，而化学提纯方法涉及微粒间化学键的断裂和形成。 变化观：认识到物质提纯过程中既有物理变化（如过滤、蒸发、蒸馏等），也可能涉及化学变化（如除去某些杂质时发生的化学反应），理解这些变化的条件、现象和结果，明白物质的性质决定了其提纯的方法和途径，同时物质在提纯过程中的变化又反映了其性质，从而建立起性质与变化相互依存的观念，学会从变化的角度看待物质的提纯过程，以及利用物质的变化实现物质的分离与提纯目标，提升对化学变化多样性和复杂性的认知水平。 （二）科学思维 分析推理能力：呈现多种混合物成分及杂质信息，引导学生分析各成分的物理和化学性质差异，推理出合适的提纯方法，如对于含有泥沙和氯化钠的混合物，根据泥沙不溶于水、氯化钠易溶于水的性质差异，推理出过滤可分离泥沙，蒸发结晶可得氯化钠晶体；在面对复杂的工业废液提纯问题时，学生能分析其中各种离子的反应规律和溶解性特点，综合运用多种提纯技术设计合理流程，培养逻辑思维和分析复杂问题的能力，学会从个别物质的性质推广到一类物质的分离策略，提高归纳总结和举一反三的思维能力。 创新思维能力：鼓励学生在掌握基本提纯方法基础上，对实验装置和操作步骤进行改进创新，例如对传统过滤装置中滤纸易破损、过滤速度慢等问题，思考并设计新型过滤材料或装置结构；对于结晶过程中晶体生长形态和纯度控制，探索不同的温度、搅拌速率等条件变化对结晶效果的影响，提出创新性的优化方案，激发学生敢于突破常规思维，培养其对化学实验技术改进的敏感性和创新意识，提升学生运用化学知识解决实际问题的灵活性和创造性思维品质。 （三）科学探究与实践 实验操作技能：学生亲自操作过滤、蒸发、蒸馏、结晶等提纯实验，掌握实验仪器（如漏斗、蒸发皿、蒸馏烧瓶、玻璃棒等）的正确使用方法，学会搭建实验装置，熟练进行溶解、搅拌、加热、引流、收集等操作技能，能够准确控制实验条件（如蒸发结晶时的温度、蒸馏时的温度和压强等），通过多次实验练习，提高实验操作的准确性、协调性和规范性，培养学生的动手实践能力和实验习惯，确保实验安全、有序进行，同时能敏锐观察实验现象（如沉淀的生成、晶体的析出、馏分的收集等），并如实记录实验数据和结果，为后续实验分析提供可靠依据。 实验探究能力：以探究 “粗盐提纯的最佳方案” 为任务驱动，学生自主设计实验步骤，包括选择除杂试剂、确定试剂用量、规划操作顺序等，探究过程中提出假设（如不同试剂除杂效果的差异），通过实验验证假设，分析实验数据（如产率、纯度等）来评估方案的优劣，培养学生提出问题、作出假设、设计实验、实施实验、分析结果、得出结论的科学探究能力，学会在探究中发现新问题、解决新问题，体会科学探究的逻辑性和严谨性，增强学生对化学实验探究的兴趣和自信心，提升学生团队协作交流能力，学会在小组合作中分享实验思路和成果，共同完善实验方案。 （四）科学态度与责任 严谨认真的态度：在物质提纯实验中，强调实验数据记录的准确性、操作步骤的规范性以及实验报告撰写的完整性，培养学生尊重事实、实事求是的科学态度，使学生明白任何微小的操作失误都可能影响实验结果的准确性和可靠性，如在称量药品、量取液体体积、控制加热温度和时间等环节，必须一丝不苟，通过反复训练，让严谨认真成为学生的实验习惯和内在品质，渗透到未来的学习和工作中，对待任何科学研究和实际问题都能秉持严谨的态度。 绿色化学与可持续发展意识：介绍物质提纯过程中的环保理念和绿色化学方法，如选择无毒无害的除杂试剂、优化实验流程减少废弃物产生、对实验废弃物进行合理回收处理等，让学生认识到化学实验和工业生产中的提纯操作对环境的影响，树立绿色化学观念和可持续发展意识，培养学生在化学学习和实践中关注环境保护、资源利用和社会发展的责任感，明白化学科学不仅要追求物质的转化和提纯效率，更要注重人与自然的和谐共生，使学生成为具有社会责任感和环保意识的未来公民，能够在未来的化学相关领域积极推动绿色化学技术的发展和应用。 三、教学重难点 （一）教学重点 物质提纯的基本方法及原理：详细讲解过滤（依据物质溶解性差异，分离不溶性固体与液体）、蒸发（利用加热使溶剂挥发，溶质结晶析出）、蒸馏（根据液体混合物沸点不同进行分离）、结晶（包括降温结晶和蒸发结晶，基于溶质溶解度随温度变化规律）等提纯方法的原理和适用范围，通过动画演示、实验操作、微观模型展示等多种方式，帮助学生深入理解每种方法背后的物理或化学变化本质，使学生能够根据混合物的具体组成准确选择合适的提纯方法，这是后续实验操作和解决实际提纯问题的基础，也是培养学生化学思维和应用能力的关键知识节点。 过滤和蒸发的实验操作要点：过滤操作中，重点掌握 “一贴、二低、三靠” 原则（滤纸紧贴漏斗内壁、滤纸边缘低于漏斗边缘、液面低于滤纸边缘、烧杯口靠玻璃棒、玻璃棒靠三层滤纸处、漏斗下端管口靠烧杯内壁），以及玻璃棒在引流过程中的正确使用方法；蒸发操作着重强调蒸发皿的使用规范（可直接加热、溶液体积不超过蒸发皿容积的 2/3）、加热过程中的搅拌时机和力度（防止局部过热导致液体飞溅）、何时停止加热（当出现较多固体时，利用余热蒸干）等操作要点，通过教师示范、学生模仿练习、小组互评纠错等环节，让学生熟练掌握过滤和蒸发的实验技能，确保实验安全、高效进行，提高学生的实验操作水平和动手能力，同时培养学生严谨的实验态度和科学规范意识。 （二）教学难点 物质提纯方案的设计与优化：给定复杂的混合物体系（如含有多种杂质离子的工业废水、混有多种有机物和无机物的天然产物提取物等），学生需要综合考虑各种物质的性质、杂质的去除顺序、试剂的选择和用量、反应条件的控制以及对目标物质的影响等多方面因素，设计出完整、合理、高效的提纯方案，并能根据实际情况对方案进行优化，这要求学生具备较强的知识整合能力、分析推理能力和创新思维能力，能够灵活运用所学的化学知识和提纯方法解决实际问题，突破这一难点有助于培养学生解决复杂化学问题的综合素养和科学探究能力，提升学生对化学知识体系的整体把握和应用水平。 化学提纯中的除杂试剂选择与反应原理：在化学提纯过程中，选择合适的除杂试剂既要考虑能与杂质发生反应而将其除去，又要保证不引入新的杂质，同时还要兼顾反应条件温和、易于操作等因素，例如除去氯化钠溶液中的硫酸钠杂质，选择氯化钡溶液作为除杂试剂，涉及到复分解反应的原理（硫酸钠与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠），学生需要理解反应发生的条件、离子的变化过程以及如何通过后续操作去除过量的氯化钡等问题，这需要学生对酸碱盐的化学性质、离子反应等知识有深入的理解和灵活运用能力，通过对比分析不同除杂案例、强化化学反应方程式书写与离子方程式的理解应用等教学手段，帮助学生突破这一难点，提高学生在化学提纯中解决实际问题的能力，深化对化学知识内在联系的认识和掌握。 四、教学过程 一、导入 师：同学们，在生活和科学研究中，我们经常会遇到各种各样的物质，但大多数情况下，它们都是混合物，就像我们呼吸的空气，里面有氮气、氧气、二氧化碳等多种成分。而在许多实际应用中，我们需要纯净的物质。比如在医学上，药品的制备需要高纯度的原料；在电子工业中，芯片制造对硅等材料的纯度要求极高。那么，如何从这些混合物中得到纯净的物质呢？这就是我们今天要学习的 —— 物质的提纯。 二、知识讲解 （一）混合物与纯净物回顾 师：首先，我们来回顾一下混合物和纯净物的概念。谁能说说什么是混合物，什么是纯净物呢？ 生 1：混合物是由两种或多种物质混合而成的，纯净物是由一种物质组成的。 师：非常好！那大家能不能举一些生活中常见的混合物和纯净物的例子呢？ 生 2：空气是混合物，水是纯净物。 生 3：盐水是混合物，氧气是纯净物。 师：同学们举的例子都很正确。那我们为什么要对物质进行提纯呢？ （二）物质提纯的必要性 师：刚刚我们提到了一些行业对纯净物的需求，其实不纯的物质可能会带来很多问题。比如在化学反应中，如果反应物不纯，可能会影响反应的速率、产率甚至得不到我们想要的产物。而且不纯的物质在使用过程中可能会产生一些不良后果。例如，不纯的金属在使用时可能更容易生锈，不纯的药品可能会影响治疗效果。所以，物质的提纯是非常重要的。接下来，我们就来学习几种常见的物质提纯方法。 （三）过滤 师：我们先来看过滤这种方法。过滤是用于分离不溶性固体和液体的混合物。比如说，我们要把泥沙从水中分离出来，就可以用过滤的方法。 [教师展示过滤实验装置：漏斗、滤纸、烧杯、玻璃棒、铁架台] 师：大家看，这是过滤的实验装置。在进行过滤操作时，有几个关键的要点，我们称之为 “一贴、二低、三靠”。哪位同学能猜猜 “一贴” 是什么意思呢？ 生 4：是不是滤纸要贴紧漏斗？ 师：非常聪明！“一贴” 就是滤纸要紧贴漏斗内壁，这样可以保证过滤的效果，防止液体从滤纸和漏斗壁之间的缝隙流下。那 “二低” 呢？ 生 5：滤纸边缘要低于漏斗边缘，漏斗里的液面要低于滤纸边缘。 师：完全正确！这样可以防止液体溢出滤纸，影响过滤效果。最后 “三靠”，谁来试试？ 生 6：烧杯口要紧靠玻璃棒，玻璃棒要紧靠三层滤纸处，漏斗下端管口要紧靠烧杯内壁。 师：非常好！大家一定要记住这些要点，现在老师来给大家演示一下过滤的操作过程。 [教师进行过滤实验演示，边演示边讲解操作步骤和注意事项，学生认真观察] （四）蒸发 师：过滤可以把不溶性固体分离出去，那如果我们想要从溶液中得到溶质，比如从食盐水得到食盐晶体，该怎么办呢？这就要用到蒸发的方法。 [教师展示蒸发实验装置：蒸发皿、酒精灯、玻璃棒、铁架台] 师：在蒸发过程中，我们把溶液倒入蒸发皿中，用酒精灯加热。这里要注意，蒸发皿可以直接加热，但是溶液的体积不要超过蒸发皿容积的三分之二。加热过程中，要用玻璃棒不断搅拌，防止局部过热导致液体飞溅。当蒸发皿中出现较多固体时，就停止加热，利用余热把剩余的液体蒸干。大家明白了吗？ 生：明白！ [教师进行蒸发实验演示，学生观察并记录] （五）蒸馏 师：接下来，我们再学习一种提纯方法 —— 蒸馏。蒸馏是利用液体混合物中各组分沸点的不同，来分离和提纯液态混合物的方法。比如，我们要从含有酒精和水的混合液中分离出酒精，就可以用蒸馏的方法。 [教师展示蒸馏实验装置：蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、锥形瓶、酒精灯、石棉网、铁架台等] 师：大家看这个蒸馏装置，在蒸馏过程中，我们要先给蒸馏烧瓶加热，使混合液沸腾。混合液中的低沸点组分（比如酒精）会先变成蒸汽，蒸汽通过冷凝管时会被冷却液化，然后收集在锥形瓶中，这样就实现了酒精和水的分离。这里要注意温度计的位置，它的水银球要放在蒸馏烧瓶的支管口处，这样才能准确测量蒸汽的温度。冷凝管中的水流方向是下进上出，这样可以保证冷凝效果更好。大家理解了吗？ 生：理解了。 [教师简单介绍蒸馏在工业上的应用，如石油的分馏等，然后进行蒸馏实验演示，学生观察蒸馏过程中的现象] （六）结晶 师：最后，我们来学习结晶的方法。结晶分为蒸发结晶和降温结晶。蒸发结晶和前面讲的蒸发有些类似，通过加热使溶剂不断挥发，溶质逐渐结晶析出，适用于溶解度受温度影响较小的物质，比如氯化钠。而降温结晶是利用物质的溶解度随温度降低而减小的原理，先将溶液加热浓缩，然后冷却，使溶质结晶析出，这种方法适用于溶解度随温度变化较大的物质，比如硝酸钾。 三、课堂总结 师：好，今天我们学习了物质提纯的几种常见方法，包括过滤、蒸发、蒸馏和结晶。大家要掌握每种方法的原理、适用范围和实验操作要点。在实际应用中，我们要根据混合物的具体情况选择合适的提纯方法。通过物质的提纯，我们可以得到更纯净、更符合我们需求的物质，这在生活、生产和科学研究中都有着非常重要的意义。希望大家课后能够多做一些相关的练习，加深对这些知识的理解和掌握。 五、板书设计 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$