揭阳一中高中化学 第一章第一节《化学实验基本方法》《混合物的分离和提纯 过滤和蒸发》教案2 新人教版必修文档格式.docx
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用磁铁将铁吸出,剩下的就是铜;
加些盐酸,Fe能与盐酸反应而铜不与盐酸反应;
剩下的就是铜。
师:
在工业生产和科研中常用到物质的分离与提纯。
例如,研究某一种酸、碱、盐或金属的性质,要用较纯的试样;
又如,我们日常食用的精盐,就是将粗盐中的杂质除掉后得到的。
在工业生产中,分离和提纯物质要用到多种大型设备,但所依据的原理与我们在实验室中常用的方法大致相同,而且,工业设备设计时的数据往往要靠小型实验来提供。
在分离和提纯物质时,要除掉杂质。
化学上所指的杂质都是有害和无价值的吗?
你能举例说明吗?
不一定,如上题中要除去铜中的铁,铁就不是有害的。
淘金者淘去的沙子也是有用的。
有些杂质是有害的。
如除去蔬菜上残留的农药,农药就是有害的物质。
常用的分离和提纯方法有哪些?
过滤;
蒸发;
结晶;
洗气瓶洗气;
用酸除去杂质;
用H2还原CuO以除去Cu中混有的CuO。
这些方法是依据什么性质进行分离和提纯的?
物理性质;
溶解性、密度、溶解度;
化学性质;
有些物质能与酸反应,有些物质能与碱反应;
有些物质具有氧化还原性。
分离和提纯的方法有多种,在遇到具体问题时,我们要学会选用正确的分离与提纯的方法。
下面我们先利用初中学过的方法来提纯粗盐。
[板书]1.过滤和蒸发
[多媒体展示]
用海水晒盐或用井水、湖水煮盐,得到的粗盐中含有较多的杂质,如不溶性的泥沙,可溶性的CaCl2、MgCl2以及一些硫酸盐等。
如何除去食盐中混有的泥沙?
由于食盐能溶于水而泥沙不溶于水,故可用溶解过滤的方法除去泥沙。
在进行过滤操作时,要使用哪些仪器?
铁架台带铁圈、漏斗、烧杯、玻璃棒、滤纸。
在进行过滤操作时要注意哪些问题?
滤纸要紧贴漏斗;
向漏斗中加入溶液时,要用玻璃棒引流;
玻璃棒要靠在三层滤纸处;
漏斗下端要紧靠烧杯内壁;
滤纸要低于漏斗边缘;
溶液要低于滤纸边缘。
[多媒体展示]图1图2师:
得到的滤液中含有食盐,如何得到食盐晶体?
蒸发所得的滤液。
在蒸发操作中要使用哪些仪器?
带铁圈的铁架台、蒸发皿、玻璃棒、酒精灯。
在蒸发操作中要注意哪些问题?
热的蒸发皿不能直接放在实验台上,以免烫坏实验台或遇实验台上冷水引起蒸发皿炸裂,如果确要立即放在实验台上,要垫上石棉网;
在加热至有大量食盐析出时,要改用小火加热;
在蒸发过程中要不断搅拌。
（多媒体展示实验装置）师:
搞清了原理和注意事项后,下面我们就来观察完成这个实验。
[实验1-1]
实验名称:
粗盐的提纯
实验目的:
除去粗盐中混有的泥沙
实验药品与装置:
4g粗盐、12mL水、铁架台（带铁圈）、烧杯、玻璃棒、滤纸、酒精灯、漏斗、蒸发皿
实验步骤（请写出具体操作方法及现象）
实验步骤实验现象
（1）溶解:
称取约4g粗盐加到盛有约12mL水的烧杯中,边加边用玻璃棒搅拌,直至粗盐不再溶解为止
（2）过滤:
将烧杯中的液体沿玻璃棒倒入过滤器中,过滤器中的液面不能超过滤纸的边缘。
若滤液浑浊,再过滤一次
（3）蒸发:
将滤液倒入蒸发皿中,然后用酒精灯加热,同时用玻璃棒不断搅拌溶液,待出现较多固体时停止加热师:
下面请同学们分组,按照我们刚才分析的实验步骤进行实验。
[学生分组实验]师:
对各小组实验情况进行评价。
刚才有一组同学的实验速度比较快,当其他组的NaCl还没有溶解时,这组同学的NaCl已经溶解了。
请大家思考在实验时如何加快溶解速度?
将食盐研碎;
在溶解过程中不断搅拌;
可以加热促进食盐溶解。
回答得很好,在实验中我们常用研碎固体物质、不断搅拌和适当加热的方法加速物质溶解。
通过本实验你还能得到哪些结论?
通过过滤可以除去液体中不溶性杂质;
蒸发也可以分离某些物质。
回答得很好。
请同学们思考:
利用上述方法制得的食盐是不是就是纯净的NaCl?
可能还有什么杂质没有除去?
用什么方法可以检验出它们呢?
海水的主要成分海水中的成分可以划分为五类:
1.主要成分大量、常量元素:
指海水中浓度大于1×
10-6mg/kg的成分。
属于此类的有阳离子Na+、K+、Ca2+、Mg2+和Sr2+五种,阴离子有Cl-、、Br-、（）、F-五种,还有以分子形式存在的H3BO3,其总和占海水盐分的99.9%,所以称为主要成分。
由于这些成分在海水中的含量较大,各成分的浓度比例近似恒定,生物活动和总盐度变化对其影响都不大,所以称为保守元素。
海水中的Si含量有时也大于1mg/kg,但是由于其浓度受生物活动影响较大,性质不稳定,属于非保守元素,因此讨论主要成分时不包括Si。
2.溶于海水的气体成分,如氧、氮及稀有气体等。
3.营养元素营养盐、生源元素:
主要是与海洋植物生长有关的元素,通常是指N、P及Si等。
这些元素在海水中的含量经常受到植物活动的影响,其含量很低时,会限制植物的正常生长,所以这些元素对生物有重要意义。
4.微量元素:
在海水中含量很低,但又不属于营养元素者。
5.海水中的有机物质:
如氨基酸、腐殖质、叶绿素等。
通过上述资料我们可以看出:
利用上述方法制得的固体中还含有可溶性的CaCl2、MgCl2以及一些硫酸盐等杂质。
我们如何检验它们呢?
看书P7“资料卡片”,并讨论。
在进行物质检验时,我们采取的步骤是什么?
先对试样的外观进行观察,确定其颜色、状态、气味等;
当试样是固体时,有时需要先将少量试样配成溶液,观察溶解后溶液的颜色、在溶解过程中有无气体产生、有无沉淀生成以及沉淀的颜色等。
当试样是固体时,为何要先配成溶液?
固体配成溶液后反应物之间接触充分,溶液间反应比较快。
有些固体溶解后会变成离子,离子间的反应比较快。
展示CaCl2、MgCl2、Na2SO4固体样品,将它们溶解后配成溶液。
观察NaCl溶液与上述三种溶液外观。
CaCl2、MgCl2、Na2SO4溶液与NaCl溶液在外观上没有什么区别,在它们溶于水的过程中也没有明显的变化。
要想检验它们的存在,我们可以通过检验溶液中的离子来确定某些物质的成分。
下面我们利用化学方法来检验[实验11]得到的盐中是否含有。
可利用离子间的特征反应对离子进行检验,如利用生成气体、沉淀、溶液颜色变化等明显的实验现象进行离子的确定。
请同学们参考P7“资料卡片”,思考如何检验。
交流讨论。
哪位同学来说说如何检验?
用稀硝酸酸化的BaCl2溶液。
为什么要用稀硝酸酸化?
这是为了排除杂质离子的干扰。
看看“资料卡片”中还有哪些离子能与Ba2+生成沉淀?
还有也会与Ba2+生成沉淀师:
除了BaCl2外,还能否选用其他含Ba2+的试剂?
还可以选用BaNO32溶液。
行是行,但同学们别忘了,当用硝酸酸化和加入BaNO32溶液时,溶液中又引入硝酸根离子。
怎么办?
用盐酸酸化的BaCl2溶液。
很好。
能否将[实验1-1]中的NaCl固体全溶于水后,直接加入酸化的BaCl2溶液?
不能,因为检出后整个溶液中又引入杂质离子,不能再做其他用途了。
在检验试样或配好的试样溶液中是否含有某种物质时,每次应取少量进行检验,不能将检测试剂一次加入全部待检验试样或配好的试样溶液中。
[实验12]
的检验
检验实验1-1中所得NaCl中是否含有
0.5g实验11中所得的食盐、2mL水、BaCl2溶液、稀盐酸、试管、胶头滴管
实验步骤
1.取实验11得到的盐约0.5g放入试管中,向试管中加入约2mL（两滴管）水配成溶液。
2.滴入几滴稀盐酸溶液
3.滴入几滴BaCl2（氯化钡）溶液
实验现象:
分组实验,观察现象。
利用与Ba2+反应生成白色沉淀的现象,我们可以检验出上述食盐中确实含有。
Na2SO4与BaCl2反应后,除生成BaSO4沉淀外,还生成什么物质?
你能利用原子守恒写出这个反应的化学方程式吗?
除生成BaSO4沉淀外还能生成NaCl。
[板书]Na2SO4+BaCl2BaSO4↓+2NaCl师:
通过上述简单的溶解、过滤和蒸发操作得到的盐中仍含有可溶性杂质CaCl2、MgCl2及一些硫酸盐等。
利用化学方法,我们也可以检验出上述盐中的其他离子。
实际上,在提纯粗盐时,将不溶性杂质过滤后还应进一步除去这些可溶性杂质。
请同学们思考如何除去这些可溶性杂质。
1.化学方法除杂的原则是:
不增（不引入新的杂质）、不减（不损耗样品）、易分（容易分离）、易复原（变化后再回到目标物）。
2.除杂的思路:
选择那些易与杂质反应生成气体或沉淀的物质为试剂,然后再根据“不增”的原则确定加入试剂顺序。
3.为将杂质除尽,所加除杂试剂一般应过量。
[思考与交流]生:
杂质加入试剂离子离子方程式
硫酸盐稀硝酸酸化的BaCl2
MgCl2OH-、
CaCl2OH-、、
[板书]师:
从上述图表可以看出:
在除去Ca2+、Mg2+、的同时又引入了、OH-。
有什么方法将它们除去?
继续加入盐酸。
很好,加入盐酸后,可将与OH-除去,但又会引入H+。
谁也不想买来的食盐里混有盐酸吧!
再加些NaOH中和过量的盐酸。
这好像是在和面:
水多了加些面,面多了加些水。
什么时候能正好呢?
NaCl溶液呈中性,盐酸呈酸性,所以加入的盐酸只要使溶液呈中性就可以了。
很好,怎样知道溶液呈中性了呢?
测溶液的pH。
什么时候测呢?
加入一定量盐酸后不断测溶液的pH。
除了上述加入试剂顺序外,还能不能有其他顺序?
先加入NaOH,再加入BaCl2,然后加入Na2CO3,最后加入盐酸;
先加入Na2CO3,再加入NaOH,然后加入BaCl2,最后加入盐酸;
先加入BaCl2,再加入Na2CO3,然后加入盐酸,最后加入NaOH……师:
这些方案有些是可行的,有些是行不通的。
下面我们就按各自的方案分组实验,用事实来说话。
按各自设计的方案进行分组实验。
第二个设计的方案中引入杂质Ba2+。
实验进行到现在,得到的NaCl基本上较为纯净了。
请同学们写出上述反应的有关化学方程式。
MgCl2+2NaOHMgOH2↓+2NaCl
CaCl2+Na2CO3CaCO3↓+2NaCl
课堂小结这节课我们重点学习了物质分离和提纯的基本操作?
过滤和蒸发,同时还初步学习了用化学方法检验离子的基本原理和方法。
下节课我们将继续学习另外两种分离与提纯方法:
蒸馏和萃取。
板书设计
二、混合物的分离和提纯
1.过滤和蒸发
Na2SO4+BaCl2BaSO4↓+2NaCl
活动与探究
1.常用的分离与提纯方法还有哪些?
2.实验员在课前临时给化学老师准备了一套实验药品:
NaOH溶液、氨水、CuSO4溶液、AgNO3溶液、稀HNO3溶液。
由于时间仓促,所有的试剂瓶上都没有贴上标签。
但这位老师在实验时每次都能准确地选取药品,他辨认药品的方法是怎样的呢?
随堂练习
一、选择题
1.限用一种试剂即可区别Na2S、Na2SO3、Na2CO3三种溶液,应选用（）
A.BaCl2B.NH3?
H2OC.AgNO3D.HCl
2.提纯含有少量硝酸钡杂质的硝酸钾溶液,可以使用的方法为（）
A.加入过量碳酸钠溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量硝酸
B.加入过量硫酸钾溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量硝酸
C.加入过量硫酸钠溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量硝酸
D.加入过量碳酸钾溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量硝酸
3.某溶液含有较多的Na2SO4和少量的Fe2SO43,若用该溶液制取芒硝,可供选择的操作有:
①加适量H2SO4溶液;
②加金属Na;
③结晶;
④加过量NaOH;
⑤加强热脱结晶水;
⑥过滤。
正确的操作步骤是（）
A.②⑥③B.④⑥①③C.④⑥③②D.②⑥①③⑤
4.为实现我国2000年消除碘缺乏病的目标,卫生部规定食盐必须加碘,其中的碘以碘酸钾KIO3形式存在。
已知溶液中可以与I-发生如下的反应:
+5I-+6H+3I2+3H2O,据此反应,可用试剂和一些生活中常见的物质进行试验,证明在食盐在存在着。
可供选用的物质是:
①自来水②蓝色石蕊试纸③碘化钾淀粉试纸④淀粉⑤食糖⑥食醋⑦白酒。
进行上述实验时必须使用的物质是
A.①③B.③⑥C.②④⑥D.①②④⑤⑦
二、填空题
5.Cu+在酸性溶液中不稳定,可发生自身氧化还原反应生成Cu2+和Cu。
现有浓硫酸、浓硝酸、稀硫酸、稀硝酸、FeCl3稀溶液及pH试纸,而没有其他试剂。
简述如何用最简便的实验方法来检验CuO经氢气还原所得到的红色产物中是否含有碱性氧化物Cu2O。
___________________。
6.我市某企业排放的废水中约含有15%的FeSO4、7%的H2SO4、0.50%的Ag2SO4、0.34%的Al2SO43及一些污泥。
某研究性学习课题组为了帮助该企业科学处理污水,拟利用该厂的废铁屑（有少量锈斑）、烧碱溶液和硫酸处理此污水,回收FeSO4?
7H2O和Ag。
经查阅资料,FeSO4和Al2SO43在水中的溶解度如下:
温度/℃01020304050
FeSO4溶解度/g15.620.526.532.940.248.6
Al2（SO4）3溶解度/g31.233.536.440.445.752.2
Ⅰ.完成得到Ag的实验方案:
1将带有锈斑的废铁屑先后用热的烧碱溶液和热水进行洗涤,以洗去油污。
2将工厂废水过滤,用少量水洗涤滤渣,洗涤液并入滤液后保留待用。
3向2滤液中加入稍过量的洗涤过的废铁屑,其中发生反应的离子方程式是_____________。
4_______________________________________,分离出Ag。
Ⅱ.完成除去Al3+,得到主要成分为FeSO4?
7H2O晶体的实验方案。
5将第3步与第4步所得滤液混合后,加入少量硫酸至混合液的pH为3~4后,_______________________________________,滤出FeSO4?
7H2O晶体。
参考答案
1.答案:
D
2.答案:
3.答案:
B
4.答案:
5.答案:
取少量该红色产物放入稀硫酸中振荡,若溶液变为蓝色,说明产物中有Cu2O;
若溶液不变色,说明产物中无Cu2O。
6.答案:
（3）Fe+2Ag+Fe2++2Ag,Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O,Fe+2Fe3+3Fe2+,Fe+2H+Fe2++H2↑
（4）将3的滤渣溶入足量的稀硫酸过滤,滤液保留待用
（5）将溶液加热、蒸发浓缩、冷却结晶
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