内容正文:
第二节溶解的限度(第三课时 结晶)教案
一、教学目标
(一)化学观念
认识结晶的概念,知道结晶是溶质以晶体形式从其饱和溶液中析出的过程。
了解结晶的两种主要方法:蒸发溶剂和降温结晶,能结合物质的溶解度特点选择合适的结晶方法。
认识结晶是常用的物质分离提纯方法,了解其在生产生活中的应用。
(二)科学思维
通过分析氯化钠与硝酸钾的溶解度特点,建立“溶解度变化规律→结晶方法选择”的逻辑关联,发展证据推理能力。
对比两种结晶方法的适用条件,构建从溶液中分离固体溶质的一般思路,形成结构化的思维模型。
(三)科学探究与实践
完成蒸发食盐水、冷却热饱和硝酸钾溶液的探究实验,规范基本实验操作,观察并记录实验现象,得出实验结论。
了解明矾晶体的制作过程,体验结晶原理的实际应用,发展动手实践与方案设计的初步能力。
(四)科学态度与责任
通过了解我国古盐田的传统制盐工艺,感受化学技术与传统文化的联系,增强文化自信。
认识结晶在工业生产中的应用,体会化学对社会发展的贡献,树立合理利用化学技术的意识。
二、教学重难点
教学重点:结晶的概念、两种结晶方法的原理与适用范围;蒸发溶剂法和降温结晶的实验操作与现象分析。
教学难点:根据物质的溶解度特点选择合适的结晶方法,建立溶解度曲线与结晶方法的关联。
三、教学准备
(一)实验用品
蒸发食盐水实验:蒸发皿、铁架台(带铁圈)、酒精灯、玻璃棒、量筒、饱和食盐水、火柴。
冷却热饱和溶液实验:烧杯、试管、热的硝酸钾饱和溶液、冷水。
课外实践用品(明矾晶体制作):明矾200g、筷子2根、长细线3根、玻璃杯2个、瓷碗1个。
(二)教学资源
洋浦千年古盐田、井仔脚瓦盘盐田的相关图片与资料;明矾晶体实物或图片。
四、教学过程
(一)导入新课
通过海水晒盐的生产场景引入:海水引入盐田后,水分蒸发能析出食盐晶体;而硝酸钾溶液降温也能析出晶体。引出本节课主题——结晶,明确本节课的探究方向:依据溶解度曲线,探索从溶液中得到固体的方法。
(二)探究・实践:结晶方法的实验探究
探究目的:依据溶解度曲线,探索从溶液中得到固体的方法。
探究过程:表格内容完善
活动
实验步骤
现象及结论
1.蒸发食盐水
在蒸发皿中注入少量饱和食盐水,加热使水蒸发,并用玻璃棒不断搅拌。
加热过程中,水分不断减少,蒸发皿中逐渐析出白色晶体;继续加热,水分大量减少,晶体析出量增多。
结论:通过蒸发溶剂,可从饱和食盐水中析出氯化钠晶体,该方法适用于溶解度随温度变化不大的物质。
2.冷却热饱和溶液
将热的硝酸钾饱和溶液放入冷水中。
热的硝酸钾饱和溶液放入冷水后,温度迅速降低,试管内析出大量白色晶体。
结论:通过降低温度,可从热的硝酸钾饱和溶液中析出硝酸钾晶体,该方法适用于溶解度随温度变化很明显的物质。
(三)核心概念与原理讲解
结晶的定义:溶质以晶体形式从其饱和溶液中析出的过程,叫作结晶。
结晶的两种主要方法
结晶方法
原理
适用范围
实例
蒸发溶剂法
通过加热或自然蒸发,减少溶剂,使饱和溶液中溶质析出
溶解度随温度变化不大的物质
氯化钠(食盐)
降温结晶(冷却热饱和溶液法)
降低温度,物质的溶解度显著减小,饱和溶液中溶质析出
溶解度随温度变化很明显的物质
硝酸钾
结晶的应用:结晶是一种常用的分离提纯方法,广泛用于工业生产中。例如海水晒盐,将海水引入盐田,利用阳光和风蒸发水分,析出食盐晶体,体现了科学与技术的联系。
(四)反思交流
为什么可用不同的方法从溶液中得到氯化钠和硝酸钾晶体,这与二者的溶解度曲线有什么联系?
氯化钠的溶解度随温度变化不大,降低温度时溶解度变化很小,无法析出大量晶体,因此适合用蒸发溶剂的方法;硝酸钾的溶解度随温度变化很明显,降低温度时溶解度急剧减小,能析出大量晶体,因此适合用降温结晶的方法。二者的结晶方法选择,是由溶解度曲线的变化趋势决定的。
试归纳从溶液中分离出固体溶质的一般思路和操作方法。
一般思路:先分析溶质的溶解度特点,再选择合适的结晶方法。
操作方法:
对于溶解度随温度变化不大的物质:采用蒸发溶剂法,通过加热或自然蒸发溶剂,使溶质析出。
对于溶解度随温度变化很明显的物质:采用降温结晶法,先配制热的饱和溶液,再冷却降温,使溶质析出。
(五)拓展延伸:我国传统制盐工艺
介绍洋浦千年古盐田(海南儋州)和井仔脚瓦盘盐田(台湾台南)的传统晒盐工艺,说明其利用蒸发溶剂法析出食盐的原理,感受化学技术在传统文化中的应用,增强文化自信。
(六)课外实践:制作明矾晶体
用品
明矾200g,筷子2根,长细线3根,玻璃杯2个,瓷碗1个。
步骤
在玻璃杯中放入比室温高10~20℃的水,并加入明矾,用筷子搅拌,直到有少量晶体不能再溶解。
待溶液自然冷却到比室温略高3~5℃时,把溶液倒入洁净的瓷碗中,用纸片盖好,静置一夜。
从碗中选取2~3粒形状完整的小晶体作为晶核。将所选的晶核用细线轻轻系好。
把明矾溶液倒入玻璃杯中,向溶液中补充适量明矾,使其成为比室温高10~15℃的饱和溶液。待其自然冷却到比室温略高3~5℃,把小晶体悬挂在玻璃杯中央,注意不要使晶核接触杯壁。用硬纸片盖好玻璃杯,静置一夜。
每天把已形成的小晶体轻轻取出,重复步骤4,直到晶体长到一定大小。
补充:十二水合硫酸铝钾,俗称明矾,常用作净水中的絮凝剂。
五、课堂小结
结晶的定义:溶质以晶体形式从其饱和溶液中析出的过程。
两种结晶方法:蒸发溶剂法(适用于溶解度随温度变化不大的物质)、降温结晶法(适用于溶解度随温度变化很明显的物质)。
结晶方法的选择依据:物质的溶解度随温度的变化规律。
结晶的应用:物质分离提纯、海水晒盐、明矾晶体制作等。
六、作业布置
整理蒸发食盐水和冷却热饱和硝酸钾溶液的实验现象与结论,完善实验报告。
尝试完成明矾晶体的制作实践,记录晶体的生长过程。
思考:若硝酸钾中混有少量氯化钠,如何提纯硝酸钾?结合本节课知识写出简要方案。
七、板书设计
结晶
定义:溶质以晶体形式从其饱和溶液中析出的过程。
结晶方法
蒸发溶剂法:适用于溶解度随温度变化不大的物质(如NaCl)
降温结晶法:适用于溶解度随温度变化很明显的物质(如KNO₃)
应用:海水晒盐、物质分离提纯、明矾晶体制作
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