内容正文:
学生实验 粗盐中难溶性杂质的去除
——教学设计(鲁教版·五四学制 九年级化学全一册 第三单元《海水中的化学》)
一、教材分析
本实验是鲁教版(五四学制)九年级化学全一册第三单元“海水中的化学”中的学生实验,承接溶液、溶解度等知识,是学生首次综合运用溶解、过滤、蒸发等方法提纯固体混合物的核心内容,为后续学习物质分离与提纯、培养实验能力奠定基础。
二、四维核心素养
化学观念:形成运用溶解、过滤、蒸发分离提纯混合物的观念。科学思维:在分析现象中发展证据推理。科学探究:经历完整实验过程,掌握规范操作,学会观察反思。科学态度与责任:养成严谨求实、合作安全、节约资源的实验态度。
三、教学重难点
重点:规范完成溶解、过滤、蒸发三项基本操作,掌握各自注意事项,通过过滤与蒸发除去粗盐中的难溶性杂质。难点:正确把握过滤操作中“一贴二低三靠”的要领,掌握蒸发时搅拌与停止加热的时机,理解玻璃棒在不同环节的不同作用。
四、设计意图
本设计立足学生生活经验,以“从粗盐中除去难溶性杂质”为主线,采用任务式活动设计,将完整的实验过程拆解为环环相扣的学习任务。通过任务情境激发探究兴趣,让学生在动手操作中经历“溶解—过滤—蒸发—称量”的完整提纯流程,在真实问题驱动下理解每一步操作的目的与原理。注重操作规范与安全意识培养,引导学生在观察、比较与反思中发展科学思维和实验能力,使知识学习、技能训练与态度养成融为一体,体现以学生为中心、在做中学的教学理念。
五、上课过程(任务式活动设计)
(一)创设情境,激趣导入
教师展示海边盐田和食盐生产的图片、视频资料,提出问题:我们每天食用的盐来自哪里?海水里溶解着大量的氯化钠,人们在盐田里借助阳光和风把海水晒干,得到的固体就是粗盐。可是粗盐中往往混有泥沙等杂质,这样的盐能直接食用吗?怎样才能把粗盐中不溶于水的泥沙等杂质分离出去呢?
学生结合生活经验展开讨论,有的想到把盐溶于水,有的想到用纱布过滤,在此基础上提出“先溶解、再过滤、最后把水蒸干”的初步设想。
教师顺势揭题,明确本课任务:通过实验,采用溶解、过滤、蒸发等方法,除去粗盐中的难溶性杂质,得到较为纯净的氯化钠。
(二)任务一:明确实验目的,认识实验方案
教师引导学生阅读教材中的实验内容,明确本实验的目的:体验初步提纯固体混合物的过程,学习蒸发操作技能,巩固溶解与过滤操作技能。
组织学生围绕“为什么提纯粗盐要先溶解、再过滤、后蒸发”展开讨论。学生联系“氯化钠能溶于水而泥沙不能溶于水”的已有知识,认识到:溶解可以让可溶的盐进入水中,把不溶的泥沙留在固体一侧;过滤能分离不溶固体与液体;蒸发则能从澄清滤液中重新获得固体氯化钠。
师生共同归纳出“溶解—过滤—蒸发—称量”的实验流程,并逐一说明每一步所用仪器及操作要点,为后续动手实验做好准备。
(三)任务二:溶解——让粗盐“化”在水里
任务情境:要把混在盐里的泥沙“揪”出来,先要让盐充分溶解在水里。
学生分组活动:用托盘天平称取一定量的粗盐;用量筒量取适量水倒入烧杯;用药匙取粗盐,逐渐加入水中,边加边用玻璃棒搅拌,直到粗盐不再溶解为止;仔细观察所得液体是否浑浊。
教师巡视指导,启发学生思考:为什么要边加边搅拌?玻璃棒在这里起什么作用?学生讨论后明确:用玻璃棒搅拌可以加快溶解;粗盐要分次少量加入,一次加入过多可能来不及溶解,既造成浪费,也影响对溶解情况的判断。
学生交流观察结果:发现所得液体浑浊,说明其中确实含有不溶于水的泥沙等杂质,为下一步过滤提供了依据。
(四)任务三:过滤——把“看得见”的杂质分离出去
任务情境:泥沙不溶于水,悬浮在盐水中,怎样才能把它和食盐水彻底分开?
学生活动:制作过滤器,将滤纸对折再对折,剪成大小合适的扇形,展开后使滤纸紧贴漏斗内壁,并用少量水润湿;组装过滤装置;用玻璃棒引流,将浑浊的盐水沿玻璃棒缓缓倒入过滤器,仔细观察滤纸上剩余物和滤液。
教师结合示范讲解过滤操作的“一贴二低三靠”要领:一贴,滤纸紧贴漏斗内壁;二低,滤纸边缘低于漏斗口边缘,漏斗内液面低于滤纸边缘;三靠,烧杯口紧靠玻璃棒,玻璃棒斜靠在三层滤纸一侧,漏斗下端管口紧靠烧杯内壁。强调玻璃棒在这里起引流作用,防止液体溅出。
引导学生思考:如果过滤后滤液仍然浑浊,可能是什么原因?该如何处理?学生讨论后明确,可检查滤纸是否破损、液面是否过高、是否未用玻璃棒引流等,必要时重新过滤。
学生观察记录:滤纸上留下了泥沙等固体杂质,滤液变得澄清,说明大部分难溶性杂质已被分离出去。
(五)任务四:蒸发——把“看不见”的盐“请”回来
任务情境:过滤后,盐溶解在澄清的滤液中,肉眼看不见,怎样才能再把盐从水里“请”出来?
学生活动:把澄清滤液倒入蒸发皿,将蒸发皿放在铁架台的铁圈上;点燃酒精灯,用外焰加热,边加热边用玻璃棒不断搅拌;待蒸发皿中出现较多固体时停止加热,利用蒸发皿的余热把剩余水分蒸干;观察得到的氯化钠的外观。
教师重点强调:蒸发是一项新的操作技能。加热时用玻璃棒不断搅拌,是为了使液体受热均匀,防止因局部温度过高造成液滴飞溅;当出现较多固体时就要停止加热,利用余热蒸干,既避免晶体随水飞溅,又防止温度过高把盐烧焦;蒸发皿温度很高,不要用手直接触碰。
学生交流观察:加热过程中水分逐渐减少,白色固体逐渐析出,最终得到较为干燥的氯化钠晶体。
(六)任务五:称量与反思,总结提升
学生活动:用玻璃棒把固体转移到干净的纸上,称量提纯后得到的氯化钠质量,与粗盐的质量进行比较,计算产率。
教师引导反思:产率偏高或偏低的原因可能有哪些?学生讨论后归纳:转移过程中固体有损耗、蒸发不够充分而残留水分、粗盐未完全溶解、过滤时滤液浑浊又重新过滤等,都会影响产率。
引导学生进一步归纳:在整个实验的三个主要步骤中,都用到了哪一种仪器?玻璃棒分别起了什么作用?学生总结:溶解时搅拌以加速溶解,过滤时引流防止液体溅出,蒸发时搅拌防止液滴飞溅,转移固体时把晶体送到纸上。可见同一种仪器在不同环节承担着不同的任务。
(七)任务六:安全守则与拓展延伸
教师强调实验安全:使用酒精灯要用外焰加热、用灯帽盖灭;蒸发皿温度高,要防止烫伤;加热过程中不要凑近液面观察。实验结束后,整理好仪器,把得到的氯化钠固体交回指定容器,做到节约试剂、保持实验台整洁。
教师引导学生回望本实验的方法价值:分离混有可溶与不溶组分的混合物,可以先用溶解、过滤的方法除去不溶物,再用蒸发结晶的方法从溶液中获得固体。这一思路广泛用于海水晒盐、粗盐提纯以及许多生产和生活场景。
课后拓展:请同学们思考,生活中还有哪些地方用到了溶解、过滤、蒸发的方法?尝试用过滤的方法净化一杯浑浊的水,并记录观察到的现象。
六、板书设计
【板书设计】
学生实验 粗盐中难溶性杂质的去除
一、实验目的:除去难溶性杂质,提纯粗盐
二、实验流程:溶解 → 过滤 → 蒸发 → 称量
三、操作要点:
1. 溶解:玻璃棒搅拌,加速溶解
2. 过滤:一贴二低三靠;玻璃棒引流
3. 蒸发:玻璃棒搅拌防飞溅;出现较多固体即停火,余热蒸干
4. 称量:计算产率
四、玻璃棒的作用:搅拌(溶解、蒸发)· 引流(过滤)· 转移固体
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