苏教版高中化学必修一教案-1.2　研究物质的实验方法

《物质的分离与提纯》 教学设计 一、设计思路 本课涉及的实验方法比较多，有过滤、蒸发、结晶、蒸馏、萃取和分液，有些初中已经学过，本课的 重点在于蒸馏、萃取和分液。想要把初高中的内容有机衔接起来，就必须找到合适的载体和他们内在的联 系。本课以“水”为载体，从明暗两线研究以上内容，明线上通过生存、生产、科研和技术四个方面，系 统地阐述了物质分离提纯的方法及原理，暗线上则围绕着“水”这一中心，以污水、酒水、海水三个不同 角度，建立思维导图，具体地学习了过滤、蒸发、蒸馏、萃取和分液这五个方法的仪器和分离原理。过程 中还以蒸馏、萃取和分液三个方面为突破口，研究了化学仪器装置的优化，感受了化学仪器之实、化学仪 器之美。 二、教材分析 1．《课程标准》、《学科教学指导意见》对本课教学内容的要求 《课程标准》的要求：①初步学会物质分离、提纯等实验技能；②学习必要的化学实验技能，体验和 了解化学科学研究的一般过程和方法，认识实验在化学学习和研究中的重要作用；③体验科学探究的过程， 学习运用以实验为基础的研究方法；④能够独立或与同学合作完成实验，记录实验现象，并能主动进行交 流。 《学科教学指导意见》的基本要求：了解蒸馏、萃取、分液、过滤、结晶等实验方法。 2．本课内容的组成成分和在模块学习中的地位和作用 （1）本课内容的组成成分 本课以水资源的利用和开发为载体，突出化学与人类生存、生产、科研、技术的联系，强调化学与自 然、社会、科技，人与自然、社会的和谐、可持续发展。以水为中心，逐步展现思维导图，通过分析污水、 酒水和海水转化为清水的过程，重点研究了过滤、蒸馏、萃取和分液等分离提纯物质的方法，逐步引导学 生理解各种分离提纯方法的原理，并找到其内在联系，最终构建思维导图。 （2）在模块学习中的地位和作用 化学家要研究一种物质，首先考虑的是怎样从混合物中把这种物质分离出来，怎样提纯这种物质，再 进行分析、检测，研究它的结构和组成。本节课编排在专题 1 第二单元《研究物质的实验方法》第一课时， 以化学家研究物质的一般思路来进入物质研究的学习，能引导学生了解物质研究的一般步骤。先从物质的 分离和提纯开始，引导学生建立起一种科学探究的思维方式，也为之后对物质的检验、溶液的配制等其它 实验方法和操作的学习打下基础。化学实验是高中化学学习的重要内容，学生较系统地学习实验方法旨在 强调化学实验的重要性，让学生形成这种意识，这也是新课程教材与传统教材最重要的不同点。 三、学情分析 1．分析学生已有的认知水平和能力基础 首先，学习者虽然是高一新生，但在本专题第一单元的学习中，已经初步具有用化学的眼光去认识客 观世界中丰富多彩的物质的能力，其次，学生在初中《科学》中已经接触过一些关于物质分离的实验，对 蒸发得粗盐的实验在已有的知识基础上能通过回忆、温习达到巩固效果，并在这样的知识架构上融合化学 转化的知识进行物质分离，从而达到知识的迁移和提升的效果。从初中已学过的过滤、蒸馏等物质分离的 方法切入，这样既引导学生复习回顾已学知识，又能在此基础上顺利切入将要学习的内容。本课内容既是 初中化学学习的巩固和提升，也为之后高中化学学习打下基础。 2．分析学生学习本课可能遇到的困难和问题 （1）对已学知识的运用能力较弱。 （2）对物质进行分离提纯的装置设计和原理理解存在一定困难。 （3）实验操作的动手能力较差。 四、教学目标 1．知识与技能： （1）巩固溶解、过滤等操作，初步学会蒸馏、萃取和分液等分离物质的实验技能，能独立完成一些简单 的物质分离和提纯的实验操作。 （2）能根据混合物的性质选择不同的分离方法对物质进行分离。 2．过程与方法： （1）通过实验装置的设计和改进、实验现象的思考与分析等活动，培养独立思考、勇于探索的品质。 （2）初步尝试在实验探究中与人合作和交流。 3．情感态度与价值观： （1）体验科学探究的过程，学习运用以实验为基础的研究方法，提高科学素养。 （2）在合作交流中体验小组合作的乐趣，树立团队合作意识。 （3）了解世界水资源的现状，以及能源、科研、技术等现状，了解化学史，培养科学精神和人文主义情 怀。 五、教学重点、难点 教学重点：过滤、蒸发、结晶、萃取、分液、蒸馏等常用物质分离和提纯的方法 教学难点：蒸馏、萃取和分液操作的掌握及应用 六、教学过程 教师活动 学生活动 教学意图 [新课导入] 逐渐展示“全球水资源现状”、“乌干 达之手”、“地震缺水现场”等图片。 [激发] 水是生命之源！在世界的很多地方，还 有很多人严重缺水！当发生自然灾害时，比如 地震，水就显得尤为重要！ [投影] 播放“地震现场缺水，救援队被堵在外 围无法及时救援”的视频。 [师] 当远水解不了近渴的时候，如何在现场把 污水转化为清水？同学们开动脑筋，运用自己 “初中所学知识”，设计一个简单易行的装置， 来帮助他们解决这个问题。 [师]谁来分享一下自己的设计成果？ [师]利用同学们设计的巧妙装置，可以把污水 转化为清水，解决了生存问题！ [小结]解决生存问题。 [投影]环节一：生存。 [师] 介绍联合国教科文组织设计的“神奇的帽 子”。 [观察图片] [体验感悟] [观看视频] [活动探究一]画图设计简易 装置。 [智慧分享]简述自己的设计 以及原理，必要时到黑板上 作图。 [观看图片、文字] 通过图片、视频，激 发学生从内心深处对水 是生命之源的认识，初步 唤起他们强烈的人文关 怀之心和社会责任意识， 带着如何从污水得到清 水的问题，进入新课的学 习。 通过实验装置的设 计，培养学生学以致用的 品质、激发学生的探索精 神。 了解联合国为污水 转化为清水所做的努力， 再次唤起学生强烈的社 会责任感，唤醒他们的人 文主义情怀。 [小结，同时投影思维导图]“从污水到清水”用到 哪些分离提纯方法？过滤利用了什么原理？蒸 馏利用了什么原理？ [思考回答] 过滤、蒸馏。微粒 大小不同；沸点不同。 归纳讨论内容、分析 设计原理、形成思维导 图。 [师]展示实验室里的蒸馏简易装置。 [师]该装置有什么不足？如何改进？ [师]沿着学生的思路，一步步深入研究以下问 题：水在导管中间液化，如何才能使它顺利的 进入到收集装置中去呢？冷凝剂是什么？在常 见物质中哪种冷凝效果更好？ [师]根据交流分析，介绍冷凝管。冷凝水的流 向一般是下进上出，这是为什么？ [师]把冷凝管装进去后就得到了效果较好的蒸 馏装置，可以顺利的把污水转化为清水了。 [观看图片] [讨论交流] 大烧杯装水、水 蒸气会在中间的管子里冷 凝、冷凝效果不好等。 [讨论交流] 导管向下倾斜。 空气。水。 [自由作答] 通过分析实验仪器 的不足、一步步的改进、 最终完善的这样一个思 维过程，培养学生的问题 意识、提高解决问题能 力。 通过学生自己的分 析改进，然后给出科学家 设计的仪器，让学生感受 科学道理以及仪器之美。 [师]除了解决生存问题，更能解决生产问题 [投影]环节二：生产。 [师]秸秆是一种良好的生物质能，直接烧掉非 常可惜，而且还会严重污染空气，如何利用好 秸秆？ [师]介绍中石化在秸秆制乙醇方面获重大突破 的新闻。 [师] 往汽油中添加的燃料酒精必须是无水的， 如何提纯酒精和水的混合物呢？ [师]能不能采用我们刚刚讨论出来的装置？有 什么不足？如何改进？ [师]温度计应该放在哪里？ [师] 科学家设计了一种特殊的烧瓶，把这段向 下的导管接到烧瓶的颈部，发明了蒸馏烧瓶。 [观看图片] [观看文字] [思考回答] 还需要用到温度 计。放在弯管口。 通过媒体演示，使学 生了解祖国现代的发展， 引导他们关注社会问题、 关注环境和能源问题。 结合旧知，引出新问 题，深入地理解蒸馏的原 理及蒸馏烧瓶的结构。 [展示实物和图片]温度计水银球放在支管口。 把蒸馏烧瓶接入，就得到了完整的蒸馏装置。 [转]除了解决生产问题，更能解决科研问题。 [投影]环节三：科研。 [师]海洋是一座巨大的宝库。利用初中所学， 可以用什么方法从海水中制得哪些物质？ [师]介绍溴的发现史，引出新问题，如何分离 溴水？ [师]必须先把溴单质聚集起来，然后再蒸馏。 [展示]CCl4。 [展示]等体积水+CCl4，振荡，静置，什么现象？ 通过此现象，你发现了什么？ [师]哪一层是水，如何证明？ [师]继续加少量水，直到体积和 CCl4 明显不一 样多，你感悟到了什么？ [展示]饱和溴水和溴的 CCl4 饱和溶液， [师]比较颜色深浅，你想到了什么？ [师]如果向溴水中滴加 CCl4，振荡，你认为会 出现什么样的现象？为什么？ [自由回答]蒸发得食盐、蒸馏 得淡水。 [自由回答]过滤不行，溴是液 体；直接蒸馏不行，溴水太 稀，浪费能源。 [ 观 察 理 解 ]CCl4 不 溶 解 于 水，密度大于水，溴在 CCl4 中的溶解度大于在水中的溶 解度。 [思考感悟]萃取原理的初步 理解。 [交流分享]展示思维过程。 [分组实验] 1.取少量溴水(约 2mL)于试 管中。 结合旧知，引入新知。 通过分析已有的方 法，进入无法解决问题困 境，再逐渐进入问题解决 的佳境，培养学生实事求 是的科学素养和严谨科 学的思维品质。 通过观察、感悟，预 测将会出现的现象，激发 学生的好奇心和求知欲。 通过分组实验验证 [师]这个分离方法叫做“萃取”，请用自己的理解 来说说什么叫萃取。 [师]萃取是利用了哪方面的性质不同？ [师]CCl4 萃取溴水后，得到的是纯净的溴单质 吗？哪一组的试管借老师展示一下？ [师]引导分液漏斗的设计思路。 [展示]介绍分液漏斗。 [检漏演示]旋塞处不漏水，斗盖处不漏水，方 可使用。 [分液演示]借几组学生的实验试管，把试管中 的液体倒入小烧杯，进行分液。 [师]上层液体能不能继续从下口放出？ [师]分液法适用于分离怎样的混合物？ [师]分液过后，下层液体是纯净物吗？还要进 行什么操作？ [师]得到了纯净的溴单质后，科学家才能进行 更深入的科学研究。 2.滴加少量 CCl4 (约 1mL)。 3.观察，记录现象。 4.振荡，静置。 5.观察，记录现象。 6.塞好塞子。 [观察思考] [思考感悟]萃取原理的深刻 理解。 [思考回答] 溶解性。 [互动探究] [自由回答] 不能，应该从上口倒出。 分离互不相溶的两种液体。 不是，还要进行蒸馏。 自己的思维过程的正确 性，使学生强烈的感受到 成就感，逐渐爱上思考、 爱上实验。 通过引导，使学生在 学习中敢于提问，能够提 出有一定探索价值的化 学问题；敢于质疑，勤于 思考，增强学习力。 通过鼓励性评价，激 发学生学习化学的兴趣， 使学生进一步体验成功 后的乐趣。 [师]分离提纯解决了科研问题。更能解决技术 问题。 通过图片资料，使学 [投影]环节四：技术。 [师]介绍 20 世纪的 7 大技术，化学合成和分离 技术的重要性和必要性。 [师]介绍稀土资源的现状。 [总结]解决了生存、生产、科研、技术等方面 的问题。 [回顾与反思] 本节课你学到了那些知识？学会了 哪些化学学习方法？还存在哪些困惑？ [投影]邮箱37822710@qq.com [观看] [感悟] 科技是第一生产力！ 科技研究永无止境！ [思维导图]师生共同回顾，交 流分享。 生感受到化学与 STSE 紧 密联系，树立为社会进步 而努力学习的责任感和 使命感。 使学生学会运用讨 论、交流等方法获取信 息，并通过归纳、概括等 对信息进行加工。 [连连看] 现需要分离下列物质，请用直线将分离实例、分离方法和选择分离方法的依据连接起来。 实 例 分离方法 选择的依据 ①除去澄清石灰水中的碳酸钙 蒸馏 物质在水中溶解度的不同 ②用 CCl4 提取溴水中溴单质 过滤 在不同溶剂中溶解度的差异 ③分离醋酸与乙醇（沸点分别为 118℃、78.5℃） 分液 沸点的差异较大 ④分离汽油和水 萃取 两溶剂互不相溶 [课后探究] 粗盐中含有不溶性的泥沙，可溶性的 CaCl2 、MgCl2 以及一些硫酸盐等。请设计实验方案， 提纯 NaCl。