第五章 活动4 用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子 教学设计 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

教 案 课程名 第三节 无机非金属材料 实验活动4　用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子 授课类型 新授课 教材 必修第二册（人教版2019） 教学目标 1.了解化学沉淀法的原理,通过用化学沉淀法去除粗盐中的Ca2+、Mg2+和S,初步学会运用化学沉淀法对物质进行分离。 2.熟练掌握溶解、过滤、蒸发等操作,学会除去可溶性固体中杂质的方法,体会实验操作顺序和试剂用量控制对实验结果的影响。 教学重点、难点 重点:运用化学沉淀法对物质进行分离。 难点:混合物溶液中除去杂质离子的方案设计。 核心素养 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。 教学过程 教学环节 主要教学活动 导入 新课 【讲述】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，得到纯净的食盐的呢？我们来看一组视频。 播放视频让学生了解盐的由来与使用。 知识精讲 【PPT展示】实验目的 1.用化学沉淀法去除粗盐中的Ca2＋、Mg2＋和SO42-。 2.熟练掌握溶解、过滤、蒸发等操作，认识化学方法在物质分离和提纯中的重要作用。 【PPT介绍】实验用品 工具：托盘天平、钥匙、量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、漏斗、滤纸、蒸发皿、坩埚钳、铁架台（带铁圈）、石棉网（或陶土网）、酒精灯、火柴 试剂：粗盐、蒸馏水、0.1 mol·L－1BaCl2溶液、20%的NaOH溶液、饱和Na2CO3溶液、6 mol·L－1盐酸、pH试纸。 粗盐成分：难溶性的泥沙、可溶性的硫酸盐、MgCl2 、CaCl2等杂质。 再进行初步的溶解与过滤之后我们可以得到 难溶性杂质：泥沙等 可溶性杂质：MgCl2、 CaCl2、Na2SO4 等 【学生】小组讨论交流，设计实验方案及操作过程。 【教师】综合小组讨论结果，肯定学生的设计方案。 【PPT展示】 实验方法 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- 【提示】这里需要向学生介绍除杂原则：不增不减，易分离易复原；除杂试剂略过量。 【思考】1.应该选择什么试剂？ 【学生】本次实验需要对氯化钠进行保留，需要去除的是Mg2+ 、Ca2+ 、 SO42- 【提示】选择试剂的时候我们需要注意的是不引入新杂质 【PPT展示】实验操作 ①溶解用托盘天平称取5 g粗盐放入100 mL烧杯中，然后加入20 mL蒸馏水，用玻璃棒搅拌，使粗盐全部溶解，得到粗盐水 ②沉淀向粗盐水中依次滴加过量的氯化钡溶液、氢氧化钠溶液、饱和碳酸钠溶液，使SO42--、Mg2+、Ca2+、Ba2+完全沉淀析出 我们如何证明沉淀完全呢？现象：产生白色沉淀 ③过滤将烧杯静置后过滤，除去生成的沉淀和不溶性杂质，过滤中玻璃棒的作用是引流，滤液呈碱性 玻璃棒的使用规则：一贴二低三靠 ④中和向滤液中滴加盐酸，用玻璃棒搅拌，直到无气泡冒出，并用pH试纸检验，使滤液呈中性或微酸性 这一步的作用是：确保OH-和HCO32-反应完全 ⑤蒸发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。当蒸发皿中出现较多固体时，停止加热。利用蒸发皿的余热使滤液蒸干。冷却后，得到去除了杂质离子的精盐。 注意事项 ①试管、燃烧匙、蒸发皿、坩埚 —— 直接接触火焰加热 ②烧杯、烧瓶、锥形瓶等 ——垫石棉网加热 ③三脚架 = 铁架台+铁圈 使用 坩埚 要加 泥三角(直径小) 使用 蒸发皿 同时 玻棒 搅拌 问题与讨论 1.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？ 本实验中加入试剂的顺序是： BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO=溶液→盐酸。 按下列顺序加入试剂也可达到实验目的： ①NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→盐酸； ②BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→盐酸。 2．在实验操作②中为什么依次加入的试剂都要略微过量？实验操作④中加入盐酸的目的是什么？ 实验操作②中所加试剂过量是为了将杂质离子完全沉淀而除去。 实验操作④中加入盐酸是为了除去滤液中过量的OH－和 CO32-。 3. 实验操作 先过滤再加盐酸的顺序能否颠倒？为什么？ 先过滤再加盐酸的顺序不能颠倒。因为先加入盐酸时，可使Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3等沉淀溶解，溶液中Mg2＋、Ca2＋、Ba2＋等无法除去。 我们在进行分离和提纯时有“三必须”和“四原则” 三必须：过量、容易、顺序 四原则：不增、不减’易分离、易复原 知识拓展 中国民族化学工业之父 范旭东(1883年10月24日-1945年10月4日)，生于长沙，中国化工实业家，中国重化学工业的奠基人，被称为"中国民族化学工业之父"。范旭东先后创办和筹建久大精盐公司、久大精盐厂、永利碱厂、永裕盐业公司、黄海化学工业研究社等企业，并生产出中国第一批硫酸铵产品、更新了中国联合制碱工艺，其所形成的"永久黄"团体，是近代中国第一个大型私营化工生产和研究组织，被毛泽东称赞为中国人民不可忘记的四大实业家之一！ 随堂训练 1．为除去粗盐水中的Ca2+、Mg2+、SO42-，某小组同学设计了如下流程。 下列说法不正确的是( ) A．试剂a可选用BaCl2溶液 B．NaOH溶液的作用是除去Mg2+ C．Na2CO3溶液和NaOH溶液的加入顺序可以互换 D．在第二次过滤前加入盐酸，同样可以达到目的 【答案】D 【解析】 除杂试剂通常都需过量加入，过量的BaCl2需要使用Na2CO3除去，所以试剂a可选用BaCl2溶液，A项正确；Ca2+通常用Na2CO3除去，则Mg2+需要使用NaOH溶液除去，B项正确；Na2CO3溶液和NaOH溶液的加入顺序不冲突，先后顺序可以互换，C项正确；在第二次过滤前加入盐酸，会造成CaCO3、BaCO3、Mg(OH)2的溶解，不能达到目的，D项错误。 2．下列实验装置及操作都正确的是( ) A．图甲：萃取中的分液过程 B．图乙：蒸干溶液制碳酸氢钠固体 C．图丙：过滤Ca(OH)2悬浊液 D．图丁：蒸馏自来水获取蒸馏水 【答案】A 【解析】 萃取分液应在分液漏斗中进行，充分振荡摇匀后置于铁架台上静置，分层后分液，A项正确；碳酸钠溶液蒸干会导致碳酸铵分解，B项错误；过滤需用玻璃棒引流，C项错误；蒸馏时温度计水银球应处于蒸馏烧瓶的支管口处，且冷凝管应下口进水，上口出水，D项错误。 3．3．有一包固体粉末，由CaCO3、Na2SO4、KNO3、BaCl2、CuSO4中的三种物质组成，取样品进行如图实验，从实验可以判断( ) A．该固体粉末中一定不含有 B．该固体粉末中一定含有 C．它的组成可能是 D．它的组成一定是 【答案】B 【解析】固体粉末CaCO3、Na2SO4、KNO3、BaCl2、CuSO4 溶于水有沉淀、得到无色溶液，则能排除CuSO4，因为CuSO4溶于水显蓝色；难溶物溶于稀盐酸，说明一定含有碳酸钙，硫酸钠和氯化钡不会同时存在，还有一种物质就是硝酸钾。由以上分析可知，B正确。 4．某NaSO4样品中含有少量泥沙，现对其提纯，一定不涉及的操作是( ) A． B． C． D． 【答案】A 【解析】NaSO4提纯操作包括溶解、过滤、蒸发结晶，不涉及分液，A错误；答案选A。 5．从MgCl2、KCl、BaSO4的混合物中，分离出KCl，依次选用的试剂及操作正确的是( ) A．①水、溶解过滤，②过量氢氧化钠溶液、过滤，③稀硫酸、蒸发 B．①水、溶解过滤，②过量氢氧化钾溶液、过滤，③稀盐酸、蒸发 C．①水、溶解过滤，②过量硝酸银溶液、过滤，③稀硝酸、蒸馏 D．①水、溶解过滤，②过量氢氧化钾溶液、过滤，③稀盐酸、萃取 【答案】B 【解析】加水溶解过滤除去硫酸钡，氯化镁与过量氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁沉淀和NaCl，但会引入新杂质Na+无法除去，A项错误；加水溶解过滤除去硫酸钡，氯化镁与过量氢氧化钾溶液反应生成氢氧化镁沉淀和 KCl，过滤除去氢氧化镁，过量的氢氧化钾可用稀盐酸中和，最后蒸发结晶得到氯化钾，选用的试剂及操作均正确，B项正确；加水溶解过滤除去硫酸钡，过量硝酸银溶液会和氯化钾反应生成氯化银沉淀，消耗了氯化钾，C项错误；由B项可知，最后一步操作应该是蒸发，不能是萃取，D项错误。 板书设计 用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子 1. 粗盐中混合物的组成：不溶性杂质；可溶性杂质（Mg2+ 、Ca2+ 、 SO42-） 2. 根据杂质特点选择合适的分离方法：过滤；化学沉淀法 3. 选择合适的试剂：NaOH、Na2CO3、BaCl2 4. 相关的化学反应方程式 教学设计反思 本节课从盐的学习中让学生体会盐在生活中的重要作用，让学生了解粗盐中的成分，知道什么是需要的，什么是需要去除的，需要去除的离子需要融到什么试剂。接下啦需要同学进行操作，并提醒同学操作的目的及方法，并提醒操作时的注意事项。 学科网（北京）股份有限公司 $$