内容正文:
粗盐的初步提纯
沪教版·初中化学·九年级下册·第7章 探索溶解现象·基础实验7
一、课标分析
依据《义务教育化学课程标准(2022年版)》,本实验隶属“科学探究与化学实验”学习主题,要求学生初步学习混合物分离与提纯的基本方法,能独立完成溶解、过滤、蒸发等基本实验操作。课标倡导以化学实验为主线的探究活动,让学生在动手实践中体验科学探究的完整过程,发展实验操作与证据推理能力。本实验以粗盐初步提纯为真实任务,引导学生认识混合物分离的一般思路,体会操作规范对实验结果的影响,树立安全实验、节约药品与实事求是的科学态度,为后续学习溶液组成与溶解度知识奠定实践基础。
二、四维核心素养
化学观念:建立混合物可通过物理方法加以分离的物质观,认识溶解、过滤、蒸发在分离提纯中的作用。科学思维:由粗盐成分推理分离方案,依据现象分析操作得失。科学探究:规范完成溶解、过滤、蒸发操作并如实记录。科学态度与责任:养成规范操作、节约药品、安全第一、尊重事实的实验品格。
三、教学重难点
重点:掌握溶解、过滤、蒸发的操作要领,理解粗盐初步提纯的实验步骤与原理。难点:过滤操作中“一贴二低三靠”的规范执行,蒸发时停止加热时机的把握,以及对精盐产率差异与误差来源的分析改进。
四、设计思路
本设计以“怎样把粗盐变成可以食用的精盐”为核心任务驱动,按照“提出问题—设计方案—实验探究—交流评价”的探究路径展开。先由生活情境导入,引导学生观察粗盐与精盐的外观差异,自然提出提纯问题;再组织学生讨论分离思路,明确溶解、过滤、蒸发三个核心环节;随后以小组合作方式完成实验操作,教师在关键步骤巡视指导;最后通过对比精盐外观、交流操作得失,深化对混合物分离方法的理解。全程突出学生主体地位,让学生在做中学、思中学,将实验技能训练与思维发展有机融合。
五、任务式教学过程设计
任务一 情境导入——从餐桌上的盐说起
【教师活动】
教师展示一瓶粗盐和一瓶精盐,请学生传观察看,引导学生从颜色、颗粒、手感三个维度比较两者差异。提问:我们餐桌上洁白细腻的食盐,最初从海水或盐井里取出来的时候,并不是这个样子。粗盐里除了我们要的食盐成分,还混有哪些东西?如果给你一包粗盐,你能不能想办法把它变成洁白的精盐?
【学生活动】
学生分组观察粗盐样品:粗盐颗粒较大、颜色偏黄、混有少量黑色或灰色的不溶性杂质;精盐颗粒细小、色泽洁白、手感干爽。学生结合生活经验发表看法,有的说粗盐里有泥沙,有的说有其他矿物质,有的说粗盐吃起来有点苦。
【设计意图】
从学生熟悉的食盐切入,用直观对比制造认知冲突,激发探究欲望,自然引出“粗盐中含有不溶性杂质”这一事实,为后续提纯方案的讨论埋下伏笔。
任务二 分析讨论——粗盐里到底有什么
【教师活动】
教师引导学生根据已有生活经验和化学知识,对粗盐成分进行分类梳理。提问:粗盐是纯净物还是混合物?你判断的依据是什么?粗盐里混有的杂质,从溶解性角度看,可以分成哪两类?
【学生活动】
学生小组讨论后汇报:粗盐是混合物,因为它由多种物质组成。学生将杂质分为两类——一类是不溶于水的固体杂质,比如泥沙、灰尘;另一类是能溶于水的其他盐类物质。教师进一步追问:本实验要做的是“初步提纯”,意味着我们这次主要除去哪一类杂质?学生明确:初步提纯主要除去不溶性杂质。
【设计意图】
通过成分分析,帮助学生建立“先分析对象组成,再选择分离方法”的科学思维路径。明确“初步提纯”只除不溶性杂质的边界,避免学生对提纯程度产生不切实际的预期。
任务三 方案设计——怎样把粗盐变纯
【教师活动】
教师组织学生围绕“如何除去粗盐中的不溶性杂质”展开方案设计。提示学生回顾已经学过的分离方法:怎样让可溶性成分和不溶性成分分开?怎样把溶解在水里的食盐重新取出来?教师在黑板上画出方案框架,请学生补充每一步的操作目的。
【学生活动】
学生小组讨论后形成初步方案:第一步,把粗盐放到水里搅拌,让食盐充分溶解,这一步叫“溶解”;第二步,用滤纸和漏斗把不溶于水的泥沙过滤掉,得到澄清的盐水,这一步叫“过滤”;第三步,把澄清的盐水加热蒸发,让水跑掉,食盐就以晶体形式留下来,这一步叫“蒸发”。学生用自己的话说出每一步的作用:溶解是让食盐跑进水里,过滤是把泥沙拦下来,蒸发是让水走掉、留下盐。
【教师追问】
教师依次追问:溶解时为什么要用玻璃棒搅拌?过滤时滤纸为什么要紧贴漏斗内壁?蒸发时为什么不能把水完全蒸干再停止加热?学生带着这些问题进入下一环节的实验探究。
【设计意图】
方案设计环节让学生先想后做,避免“照方抓药”式的机械实验。用通俗的语言解释每一步的作用,帮助学生建立操作与目的之间的对应关系。追问则为实验操作中的关键注意事项做铺垫。
任务四 实验探究(一)——溶解与过滤
【教师活动】
教师先演示溶解与过滤的规范操作,边做边讲要领。溶解环节:用药匙取适量粗盐放入烧杯,加入适量蒸馏水,用玻璃棒沿一个方向轻轻搅拌,搅拌时玻璃棒不要碰到烧杯壁和烧杯底。过滤环节:将滤纸对折两次后放入漏斗,用蒸馏水润湿,使滤纸紧贴漏斗内壁;将漏斗放在铁架台的铁圈上,漏斗下端管口紧靠烧杯内壁;将烧杯中的粗盐水沿玻璃棒缓缓倒入漏斗,玻璃棒下端轻靠三层滤纸一侧,漏斗内液面低于滤纸边缘。
【学生活动】
学生分组进行溶解操作:将粗盐倒入烧杯,加入蒸馏水,用玻璃棒搅拌,观察到粗盐逐渐减少,液体变得浑浊。学生记录现象:搅拌加快了粗盐的溶解,烧杯底部仍有少量不溶性固体残留。
学生继续进行过滤操作:按照“一贴二低三靠”的要求组装过滤装置。一贴:滤纸紧贴漏斗内壁,中间不留气泡;二低:滤纸边缘低于漏斗口,滤液液面低于滤纸边缘;三靠:倾倒液体的烧杯紧靠玻璃棒,玻璃棒紧靠三层滤纸处,漏斗下端管口紧靠承接滤液的烧杯内壁。学生观察到浑浊的粗盐水经过滤纸后,流入烧杯的滤液变得澄清透明,滤纸上留下了黄褐色的不溶性固体残渣。
【教师巡视指导】
教师在各组间巡视,重点纠正以下问题:搅拌时玻璃棒敲击烧杯壁;滤纸与漏斗之间留有气泡导致过滤速度慢;倾倒液体时液面超过滤纸边缘;漏斗下端没有紧靠烧杯内壁导致滤液飞溅。教师请操作规范的小组展示,并请出现问题的小组说明原因。
【学生反思】
学生讨论:如果过滤后滤液仍然浑浊,可能是什么原因?学生归纳:滤纸破损、液面高于滤纸边缘、仪器本身不干净。教师追问:滤液浑浊应该怎么办?学生回答:重新过滤。
【设计意图】
溶解与过滤是本实验的核心操作环节。教师先演示规范,学生再动手实践,符合先看后做的学习规律。巡视指导及时纠正错误操作,反思环节引导学生从现象反推操作问题,发展证据推理能力。
任务五 实验探究(二)——蒸发结晶
【教师活动】
教师演示蒸发操作:将过滤得到的澄清滤液倒入蒸发皿,把蒸发皿放在铁架台的铁圈上,用酒精灯加热。加热过程中用玻璃棒不断搅拌滤液,防止局部过热造成液滴飞溅。当蒸发皿中出现较多固体时,停止加热,利用蒸发皿的余热将剩余水分蒸干。教师特别强调:不能等到水分完全蒸干再停止加热,否则食盐晶体可能飞溅出来,造成损失和危险。
【学生活动】
学生分组进行蒸发操作:将澄清滤液倒入蒸发皿,点燃酒精灯加热。用玻璃棒沿一个方向不断搅拌,观察到滤液逐渐沸腾、水分减少、蒸发皿底部开始出现白色细小晶体。当晶体较多、剩余少量水分时,学生熄灭酒精灯,利用余热继续蒸干。待蒸发皿冷却后,用玻璃棒将白色固体转移到纸上观察:得到的精盐呈白色细小晶体,比粗盐洁白、细腻。
【教师强调安全】
教师提醒:加热过程中不要触摸蒸发皿和铁圈,防止烫伤;热的蒸发皿不能直接放在实验台上,应放在石棉网上;酒精灯用完后用灯帽盖灭,不能用嘴吹灭。
【学生讨论】
学生对比粗盐和自己得到的精盐:粗盐颜色偏黄、颗粒大、有杂质;精盐洁白、细小、手感干爽。教师提问:我们得到的精盐是不是纯净物?学生思考后回答:仍然不是纯净物,因为本实验只除去了不溶性杂质,那些能溶于水的其他盐类仍然留在精盐里,所以叫初步提纯。
【设计意图】
蒸发环节是学生最容易出现操作失误的环节,教师通过强调“较多固体时停止加热”这一关键时机,帮助学生把握操作分寸。对比粗盐与精盐,回扣初步提纯的含义,形成完整的认知闭环。
任务六 交流评价——我的提纯报告
【教师活动】
教师组织各组汇报实验结果。请各组从三个方面交流:第一,我们组得到的精盐外观如何;第二,操作中最顺利的是哪一步,最容易出问题的是哪一步;第三,如果重新做一次,我们会在哪些地方改进。教师将各组汇报的要点简要记录在黑板一侧。
【学生活动】
各组代表依次汇报。有的小组说过滤时滤纸和漏斗之间有气泡,过滤速度特别慢,后来重新润湿滤纸才解决;有的小组说蒸发时一开始忘了搅拌,结果液滴溅了出来;有的小组说滤液倒得太急,液面超过了滤纸边缘,导致滤液又变浑浊,只好重新过滤。学生互相补充、互相提醒。
【教师总结提升】
教师引导学生梳理整个实验的逻辑链条:粗盐是混合物,其中不溶性杂质可以通过溶解、过滤、蒸发三步除去。溶解是让可溶性成分进入水中,过滤是把不溶性固体从液体中分离出来,蒸发是让溶剂挥发、留下溶质。这三步合在一起,就是一套完整的混合物分离与提纯思路。教师进一步指出:实验结果的好坏,往往取决于操作细节是否规范;科学实验既需要动手能力,也需要严谨态度。
【设计意图】
交流评价环节让学生从做完实验上升到反思实验。通过分享操作中的得失,学生互相学习、共同提高。教师的总结提升将零散的操作经验整合为系统的方法论,帮助学生形成可迁移的混合物分离思路。
任务七 拓展迁移——分离方法再认识
【教师活动】
教师提出迁移性问题:如果现在有一杯混有泥沙的水,你怎样得到澄清的水?如果有一杯糖水,你怎样把糖从水中取出来?如果有一堆混有铁粉和木屑的混合物,你又有什么办法?教师引导学生认识到:分离方法的选择,取决于混合物各组分的性质差异——溶解性不同用过滤,溶解度随温度变化不同用结晶,磁性不同用磁铁吸引。
【学生活动】
学生运用本实验学到的思路分析新问题。学生回答:混有泥沙的水用过滤的方法得到清水;糖水用蒸发的方法把糖取出来;铁粉和木屑的混合物可以用磁铁吸引铁粉来分离。教师肯定学生的回答,并指出:化学中的分离提纯,本质上就是利用物质性质的差异来设计方法。今天我们学会的溶解、过滤、蒸发,只是众多分离方法中的一种,今后还会接触到更多。
【设计意图】
拓展迁移环节将本实验的方法推广到更广泛的分离情境,帮助学生形成根据性质差异选择分离方法的化学观念,为后续学习混合物分离的其他方法打开思路。
六、板书设计
粗盐的初步提纯
一、粗盐的成分
粗盐 = 食盐(可溶) + 不溶性杂质(泥沙等)
二、实验步骤
第一步 溶解:粗盐 + 水 → 粗盐水(玻璃棒搅拌,加速溶解)
第二步 过滤:粗盐水 → 澄清滤液 + 滤渣(一贴二低三靠)
第三步 蒸发:澄清滤液 → 精盐晶体(较多固体时停止加热,余热蒸干)
三、操作要领
过滤:一贴(滤纸紧贴漏斗) 二低(滤纸低于漏斗口、液面低于滤纸边缘) 三靠(烧杯靠玻璃棒、玻璃棒靠三层滤纸、漏斗靠烧杯内壁)
蒸发:玻璃棒不断搅拌,防止液滴飞溅;较多固体出现即停止加热
四、实验结论
溶解—过滤—蒸发 可除去粗盐中的不溶性杂质,得到初步提纯的精盐
初步提纯 ≠ 纯净物,可溶杂质仍留在精盐中
学科网(北京)股份有限公司
$