2.3化学实验基本操作技术（3）（教案）《化学实验技术基础》（化工版第三版）同步精品课堂

《化工实验技术基础》化工版第三版教案 课 题 2.3化学实验基本操作技术（3） 课 型 新授课 课 时 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 本节课内容涵盖了化学实验中常见的萃取技术、升华技术和玻璃管加工技术。萃取技术是利用不同物质在选定溶剂中溶解度的不同进行分离和提纯混合物的操作，升华技术是通过加热使固体物质直接变为气态再冷却凝结为固态的方法，玻璃管加工技术则涉及玻璃管的切割、弯制、拉伸等操作。这些技术在化学实验中应用广泛，是学生必须掌握的基本技能。 学情分析 学生在之前的学习中已经对化学实验有一定的了解，但对这些具体的操作技术可能还不够熟悉。学生对实验操作有一定的兴趣，但动手能力可能参差不齐。因此，教学中需要注重理论与实践的结合，通过实际操作让学生更好地掌握这些技术。 学习目标 1. 了解实验中的萃取技术。 2. 了解实验中的升华技术。 3. 掌握玻璃管加工技术。 学习重难点 萃取基本原理与操作注意事项；升华原理；玻璃管的切割、弯制、拉伸等加工技术，以及塞子的钻孔方法。 教学方法 讲授法 课前准备 教材、PPT、教学视频、油水混合物 教学媒体 使用多媒体教学设备，通过屏幕投影或电子白板展示教学内容和操作步骤，方便学生理解和操作。 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 活动一： 创设情境 生成问题 展示一些常见的混合物，如植物油和水的混合物、含有杂质的有机物溶液等，提问学生如何将其中的有效成分分离出来。 引入萃取技术的概念，解释萃取在化学实验中的重要性。 观察教师展示的混合物，思考并回答教师的问题。 记录教师讲解的萃取技术的定义和应用。 通过实际问题引入课题，激发学生的学习兴趣和求知欲，引出本节课的讲授内容。 活动二： 调动思维 探究新知 详细讲解萃取技术的知识，联合教学视频强化讲解。 1.萃取概念：利用不同物质在选定溶剂中溶解度的不同进行分离和提纯混合物的操作，叫做萃取。通过萃取可以从混合物中提取出所需要的物质；也可以去除混合物中的少量杂质。通常将后一种情况称为洗涤。 2.萃取溶剂选择：(1)有机溶剂：苯、乙醇、乙醚和石油醚等有机溶剂可将混合物中的有机产物提取出来，也可除去某些产物中的有机杂质。( 2 ) 水：水可用来提取混合物中的水溶性产物，又可用于洗去有机产物中的水溶性杂质。(3)稀酸(或稀碱)溶液：稀酸或稀碱溶液常用于洗涤产物中的碱性或酸性杂质。(4)浓硫酸：浓硫酸可用于除去产物中的醇、醚等少量有机杂质。 3.液体物质萃取：液体物质的萃取(或洗涤)常在分液漏斗中进行。分液漏斗的使用方法： ①使用前的准备； ②萃取(或洗涤)操作： ③分离操作： 注意事项：(1)分液漏斗中装入的液体量不得超过其容积的1/2, 因为液体量过多，进行萃取操作时，不便振摇漏斗，两相液 体难以充分接触，影响萃取效果。(2)在萃取碱性液体或振摇漏斗过于剧烈时，往往会使溶液发生乳化现象；有时两相液体的相对密度相差较小，或因一些轻质絮状沉淀夹杂在混合液中，致使两相界线不明显，造成分离困难。解决以上问题的办法是： ① 较长时间静置，往往可使液体分层清晰；② 加入少量电解质，以增加水相的密度，利用盐析作用，破坏乳化现象；③ 若因碱性物质而乳化，可加入少量稀酸来破坏；④ 滴加数滴乙醇，改变液体表面张力，促使两相分层；⑤ 当含有絮状沉淀时，可将两相液体进行过滤。(3)分液漏斗使用完毕，应用水洗净，擦去旋塞和孔道中 的凡士林，在顶塞和旋塞处垫上纸条，以防久置黏结。 *4.固体物质萃取：采用浸取法，即将固体物质浸泡在选 好的溶剂中，其中的易溶成分被慢慢浸取出来。脂肪提取器（索氏提取器）： 认真听讲，理解萃取技术知识以及萃取剂的选择。 观看演示实验，记录实验现象、操作步骤以及注意事项。 思考并回答教师提出的问题，积极参与课堂讨论。 通过详细讲解和视频演示，使学生系统地了解萃取技术的理论和操作方法，帮助学生构建知识体系，加深对萃取知识的理解，为后续的实验训练打下基础。 活动三： 调动思维 探究新知 详细讲解升华技术，结合演示文稿与演示视频帮助理解。 1.升华概念：具有较高的蒸气压某系固体物质，当对其进行加热时，可不经过液态直接变为气态，蒸气冷却后又直接凝结为固态，这个过程称为升华。 升华是提纯固体物质的一种重要方法。利用升华可以除去不挥发性杂质，还可分离不同挥发度的固体混合物。通过升华可以得到纯度较高的产品，但是只有具备下列条件的固体物质，才可以用升华的方法进行精制：一是欲升华的固体在较低温度下具有较高的蒸气压；二是固体与杂质的蒸气压差异较大。 用升华法提纯固体物质具有一定局限性。此外，由于操作时间较长，损失也较大，通常仅用来提纯少量的固体物质。 升华可在常压或减压条件下进行。 2.常压升华： 最简单的常压升华装置如图2-42所示，由蒸发皿、滤纸和玻璃漏斗组成。进行升华操作时， 先将固体干燥并研细，放入蒸发皿中。用一张刺满小孔的滤纸(孔刺朝上)覆盖蒸发皿，滤纸上倒扣一个与蒸发皿口径相当的玻璃漏斗，漏斗颈部塞上一团疏松的棉花，以防蒸气逸出。用砂浴缓慢加热，将温度控制在固体的熔点以下，使其慢慢升华。蒸气穿过小孔遇冷后 凝结为固体，黏附在滤纸及漏斗壁上。 升华结束后用刮刀将产品从滤纸及漏斗壁上刮下，收集在干净的器皿中，即得纯净的产品。 *3.减压升华 对于蒸气压较低或受热易分解的固体物质， 一般采用减压升华。减压升华装置如图 2-43所示，由吸滤管和指形冷凝管组成。将待升华的固体混合物放入吸滤管内，与减压泵 连接，指形冷凝管中通人冷却水。进行升华时，打开减压泵和冷却水，缓慢加热。受热升华 的蒸汽遇冷凝结为固体吸附在指形冷凝管的外表面，收集后即得纯净产品。 记录教师讲解的升华概念和操作步骤。 观看碘的升华教学视频，注意操作细节和注意事项，加深对知识的理解。 通过教师讲解和演示文稿结合，使学生系统地了解升华技术的理论和操作方法。通过观看教学视频，巩固学生对升华技术的理解和掌握，帮助构建知识体系。 活动四： 调动思维 探究新知 详细讲解玻璃管的加工技术，播放教学视频。 需要将玻璃管制成各种形状和规格的配件，再通过配件和塞子、胶管等把仪器装配起来。 1.玻璃管的简单加工：（1）玻璃管(棒)的切割： ①折断法：折操作包括两个步骤，一是锉痕二是折断。锉痕时，把玻璃管平放在实验台的边缘上，左手按住玻璃管要切割的部位，右手持三角锉刀，将棱锋压在切割点，用力向前划，左手同时把玻璃管缓慢朝相反方向转动，这样就能在玻璃管上划出一道清晰细直的凹痕(见图2-44)。要注意，锉痕时，锉刀不能来回运动， 这样会使锉痕加粗，不便折断或折断后断面边缘不整齐。 折断时，先在锉痕处滴上水(降低玻璃强度),然后两手分别握住锉痕的两边，将锉痕 朝外，两手拇指抵住锉痕的背面，稍稍用力向前推，同时向两端拉(三分推力，七分拉力), 这样就可以把玻璃管折成整齐的两段(见图2-45)。有时为了安全，也可在锉痕的两边包上 布后再折断。 ②点炸法：当需要在玻璃管接近管端处截断时，用折断法不便于两手平衡用力，就可采用点炸法。点炸法也需先锉痕，方法与折断法相同。然后将一端拉细的玻璃棒在灯焰上加热到白炽而成珠状的熔滴，迅速将此玻璃熔滴触压到滴上水的锉痕的一端，锉痕由于骤然强热而炸裂，并不断扩展成整圈，此时玻璃管可自行断开。如果裂痕不扩展成圆圈，可再次熔烧玻璃棒，用熔滴在裂痕的末端引导，重复此操作多次，直至玻璃管完全断开为止。有时裂痕扩展到周长的90%后，只要轻轻一敲，玻璃管就会整齐断开。 玻璃棒的切割方法与玻璃管相同。 切割后的断口非常锋利，容易割伤皮肤或损坏橡胶管，也不易插入塞子的孔道，因此必须进行熔光。熔光时，将玻璃管(棒)的断口放在喷灯氧化焰的边缘上转动加热，直到断口熔烧光滑为止。但要注意熔烧时间不能太久，以防口径受热变形。 （2）玻璃管的弯制：实验中，经常用到不同弯度的玻璃管。这时，可将玻璃管要弯曲的部位在火焰上端烧软，然后离开火焰，将其弯曲成需要的角度。弯制玻璃管有快弯和慢弯两种方法。 ①快弯法又叫吹气弯曲法。先将玻璃管的一端烧熔，用镊子使玻璃管熔封，或用已烧熔管端的玻璃管拽去管头。也可以用棉花塞住玻璃管一端，然后两手平持玻璃管，将需要弯曲的部位，在小火中来回移动预热。再在氧化焰中均匀、缓慢地旋转加热，其加热面应约为玻璃管直径的3倍。当烧至玻璃管充分软化(火焰变黄)时，离开火焰，将玻璃管迅速按竖直、弯曲、吹气3个连续动作，弯制成所需要的角度。如果一次弯曲的角度不合适，可以在吹气后，立即进行小幅度调整(见图2-46)。 ②慢弯法又叫分次弯曲法。操作时两手平持玻璃管，将需要弯曲的部位在火焰上端预热后，再放入氧化焰中加热，受热部位应为4～5cm 宽(若因灯焰所限，受热面不够宽，可把玻璃管斜放在氧化焰中加热)。加热时，要求两手均匀缓慢地向同一方向转动玻璃管，不能向内或向外用力，以避免改变管径。当受热部位手感软化时(玻璃 未改变颜色),离开灯焰，轻轻弯成一定角度(约160°,即每次弯曲20°左右),如此反复操作，直到弯曲成需要的角度为止(见图2-47)。 （3）玻璃管的拉伸：①拉制尾管： ②拉制毛细管 2.塞子的钻孔：（1）选配塞子应与仪器口径相适应。塞子进人瓶颈(或管颈)的部分应不小于塞子本身高度的1/3,也不大于2/3, 一般以大约1/2为宜(见图2-49)。 （2）塞子的钻孔：软木塞在钻孔前，要用压塞机碾压紧密，以增加其气密性并防止钻孔时裂开。在软木塞上钻孔时，要选用比欲插入的玻璃管(或温度计)外径小些的钻孔器，以保证不漏气。在橡胶塞上钻孔时，则要选用比欲插入的玻璃管(或温度计)外径稍大些的钻孔器，因为橡胶弹性较大，钻完孔后会收缩，使孔变小。钻孔时，将塞子小的一端朝上，放在一块小木板上(以防钻伤桌 面),左手扶住塞子，右手持钻孔器为减小摩擦，钻孔器可涂上少许甘油或水作润滑剂),在需要钻孔的位置，一面向下施加压力，一面按顺时针方向旋转。要垂直均匀地钻入，不能左右摆动，更不能倾斜 (见图2-50)。为防止孔洞钻斜，当钻至约1/2时，可将钻孔器按逆时针方向旋出，然后再从塞子的另一端对准原来的钻孔，垂直地把孔钻通。拔出钻孔器后，用金属棒捅出钻孔器中的塞芯。若孔径略小或孔道不光滑，可用圆锉进行修整。 3.仪器的连接与装配：（1）仪器的装配有两种情况， 一种是标准磨口玻璃仪器的装配，另一种是普通玻璃仪器的装配。标准磨口仪器是统一口径的玻璃仪器。根据其磨口内径(单位为mm) 可分为多种规格，常见的有10#、14#、16#、24#、32#等不同口径。相同口径的仪器可以互相之间自由组合成不同的实验装置。连接时可在接口处涂抹微量水并旋转排除空气，以保证连接牢 靠和装置的气密性。普通玻璃仪器的装配是指通过塞子、玻璃管及胶管将相关仪器部件连接在一起，组装成可供实验使用的装置。仪器装配的正确与否，对实验的成败有很大影响。 （2）原则：①仪器与配件的规格和性能要适当。 ②仪器和配件上的塞子要在组装以前配置好。将玻璃管(或温度计)插入塞子时，应先用甘油或水润湿欲插入的一端，然后一手持塞子， 一手握住玻璃管(或温度计)距塞子 2~3cm 处均匀而缓慢地将其旋入塞孔内，不能用顶进的方法强行插入。插入或拔出玻璃管或温度计时，握管的手不能距塞子过远，也不能握玻璃管的弯曲处，以防玻璃管断裂并造成割伤(见图2-51)。③组装仪器时，应首先选定主要仪器的位置，再按顺序由下至上，从左到右依次连接并固定在铁架台上。例如在安装蒸馏装置时， 应首先根据热源高度来确定蒸馏烧瓶的位置，再依次装配其他仪器。要尽量使仪器的中心线在同一个平面内。④固定仪器用的铁夹上应套有耐热橡皮管或贴有绒布，不能使铁器与玻璃仪器直接接触。铁夹的螺钉旋钮应尽可能位于铁夹的上边或右侧，以便于操作。夹持时，不应太松或太紧，需要加热的仪器，要夹其受热最低的部位，冷凝管应夹其中央部位。 拆除仪器装置时，应按与安装时相反的顺序进行。 记录教师讲解的玻璃管加工技术的知识笔记，掌握玻璃管加工、塞子钻孔以及完整实验装置搭建的操作步骤和注意事项，观看教学视频，加深对知识的理解。 通过详细讲解玻璃管的加工技术、塞子装配钻孔、仪器连接等知识，结合演示文稿和教学视频，帮助学生建立完备的知识体系，巩固学生对知识的理解，为实验训练打下理论。 课堂小结 作业布置 小结：总结本节课的主要内容，包括萃取技术、升华技术、玻璃管的加工技术。强调这些技术在化学实验中的重要性。 作业：整理本节课的笔记，复习化学实验基本操作技术的相关知识并预习下一节课的内容。 完成课后思练习，加深对本节课知识的理解和掌握。 板书设计 一、萃取技术 萃取溶剂的选择 有机溶剂：苯、乙醇、乙醚、石油醚等 水：提取水溶性产物 稀酸溶液、稀碱溶液：洗涤酸性或碱性杂质 浓硫酸：除去醇、醚等有机杂质 液体物质的萃取操作 使用分液漏斗 操作步骤：振摇、静置分层、分离 注意事项：液体量控制、乳化现象处理等 二、升华技术 升华原理 固体物质的蒸气压 升华条件：较低温度下具有较高蒸气压，固体与杂质蒸气压差异大 升华操作 常压升华：蒸发皿、滤纸、玻璃漏斗 减压升华：吸滤管、指形冷凝管 注意事项：温度控制、减压泵使用等 三、玻璃管加工技术 玻璃管加工操作 切割：折断法、点炸法 弯制：快弯法、慢弯法 拉伸：拉制尾管、拉制毛细管 塞子钻孔：选配、钻孔方法 注意事项 火候控制、安全操作等 教学反思 反思本节课的教学过程，总结教学中的成功经验和不足之处。分析学生在学习过程中的表现，了解学生对知识的掌握程度和存在的问题。根据教学反思，调整教学方法和策略，改进教学内容和教学过程，提高教学效果。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$