蒸餾教學
第一節 化學實驗基本方法(第3課時)
一、教材分析:
蒸餾和萃取是在實際生產生活中有著廣泛應用的分離和提純技術,海水淡化問題是目前解決全球淡水日益緊缺問題的重要途徑,這為選修《化學與技術》奠定了一定的知識基礎。萃取對於學生來說是全新的分離和提純技術,它是對溶解性規律的一個應用,其原理也在今後鹵族元素和有機物的學習中多次體現,在生活中也有多方面的應用。
本節課教學內容主要包括兩個方面:(一)、復習蒸餾的原理,掌握實驗室規范的蒸餾裝置。這部分內容只作復習和簡單的擴充;(二)、介紹萃取的原理和裝置,特別是實驗操作中的細節。這部分知識為新知識,應採用靈活多樣的教學手段由淺入深地讓學生理解和掌握。蒸餾和萃取是高中階段的兩個基本實驗操作,學生對於相關內容及部分儀器還比較陌生,本節課的主要目的就是讓學生了解蒸餾和萃取的操作及過程,學習一些儀器的使用方法,並進一步豐富分離提純物質的方法和手段。
二、教學目標:
1.知識與技能
(1)體驗科學探究的過程,學習運用以實驗為基礎的實證研究方法。
(2) 知道液體混合物分離和提純的常用方法—蒸餾和萃取,能根據常見物質的性質設計分離和提純物質的方案,並初步掌握其操作技能。
2.過程和方法
通過實際操作,來學會對混合物分離和提純的操作。
3.情感態度與價值觀
(1)樹立綠色化學思想,形成環境保護的意識。
(2)能發現學習和生產、生活中有意義的化學問題,並進行實驗探究。
三、教學重點難點:
重點:蒸餾和萃取的掌握和應用
難點:蒸餾和萃取的掌握和應用
四、學情分析:
(1)在初中階段學生已經學習了簡易的蒸餾操作方法,本節課將在此基礎上對規范裝置和實驗原理做深入的探討,使學生更容易接受。已經初步了解了粗鹽提純的方法,蒸餾的簡易裝置。蒸餾則是在初中簡易操作的基礎上引入使用冷凝管這一較正規的操作。
(2)萃取的引入採用學生回家做西紅柿湯並進行觀察積極調動學生學習的主觀能動性。
(3)學生已經掌握了部分溶解度的相關知識,這對萃取原理的講解打下了一定的基礎。
五、教學方法:實際操作、歸納、總結等方法
六、課前准備:
1.學生的學習准備:預習課本上相關的實驗,初步把握實驗的原理和方法步驟;完成課前預習學案。
2.教師的教學准備:多媒體課件製作、實物投影儀,課前預習學案,課內探究學案。
3.教具准備:4人一組、製取蒸餾水裝置15套、50 mL分液漏斗(15)、10 mL量筒(15)、燒杯(15)、鐵架台(含鐵圈)(15)、CCl4、碘水。等。
七、課時安排:1課時
八、教學過程
(一)檢查預習,了解學生對已有知識的掌握程度及存在的困惑。
[復習提問]過濾、蒸發操作及SO42-檢驗方法。
[設問] 過濾、蒸發操作是用於固體混合物還是液體混合物的分離?
[學生回答] 過濾、蒸發操作適用於固體混合物分離。
(二)情景導入,展示目標
[引言]上節課我們學習了粗鹽的提純,通過除雜質過濾的方法得到比較純的鹽水,大家想想如果我們要把鹽水變為淡水,該怎麼做呢?
比如說在海邊,漁民們是怎麼解決生活用水的問題;前段時間,中央電視台播放了鄭和下西洋的那段歷史,大家知道他們是怎麼解決長期在海上漂泊的吃水問題嗎?
[展示]海水變淡水
[引]做湯的時候,觀察過鍋蓋嗎?鍋蓋上有水珠,這水珠與湯不什麼不同?為什麼會有水珠?水蒸汽凝結?為什麼水蒸汽會凝結成水珠?
[講]湯沸騰後,水蒸汽遇溫度低的鍋蓋而凝成水珠附於鍋蓋。那麼這是一個什麼過程,我們在化學中應怎麼稱呼?大家想一想蒸餾是不是一種分離混合物的方法?如果是,那麼是分離什麼樣的混合物?
[過]混合物的分離和提純除了過濾、蒸發外,還有其他很多方法,這節課,我們來學習另外兩種新方法:蒸餾和萃取
(三)合作探究,精講點撥
[板書](二) 蒸餾和萃取(distillation and extraction)
[過]首先,讓我們利用實驗室通過蒸餾的方法除去自來水中的雜質製取蒸餾水的實驗來學習蒸餾的過程
[板書]1、蒸餾
[引入]我們引用的自來水是純凈的水嗎?不是。因為自來水廠使用了消毒劑氯對水進行了消毒。使水中含有Cl― 。我們可以利用加入硝酸銀溶液檢驗是否含有氯離子。
[實驗演示]自來水中加入硝酸酸化的硝酸銀溶液
[講]有明顯白色沉澱生成,證明自來水中含有氯離子。那麼,我們應該用什麼方法除去自來水中的氯離子呢?能否向上一堂課中使用化學方法,加入試劑反應除去?
(不能。加入試劑後會引入新的雜質,達不到我們實驗目的。要想得到純凈水。可以使用加熱將水變為水蒸汽,然後再冷凝為純凈的液態蒸餾水。)
[小結]實驗室就是使用蒸餾的方法製取蒸餾水。
[投]
(1)原理:利用互溶的液體混合物中各組分的沸點不同,給液體混合物加熱,使其中的某一組分變成蒸氣再冷凝成液體,從而達到分離提純的目的。蒸餾一般用於分離沸點相差較大的液體混合物。(例如蒸餾含有Fe3+的水提純其中水份,蒸餾石油提純不同沸點的有機組分)
(2)儀器:鐵架台、酒精燈、石棉網、蒸餾燒瓶、冷凝管、溫度計、膠塞、牛角管(尾接管)、錐形瓶、膠管
[實驗演示]實驗室製取蒸餾水
[投](3)蒸餾時的注意事項:
a.燒瓶內液體的容積不超過2/3,燒瓶要墊上石棉網加熱,燒瓶中還要加入沸石(碎瓷片)防止爆沸。
b.溫度計下端水銀泡應置於燒瓶支管處,測量逸出氣體的溫度。
c.冷凝水下口進,上口出。
d.實驗開始時,先開冷凝水,後加熱。實驗結束時,先停止加熱,後關冷凝水。溶液不可蒸干。
[講]錐形瓶中的液體就是蒸餾水,我們再用硝酸銀溶液檢驗是否含有氯離子。
[實驗演示]蒸餾水加入硝酸銀溶液
[投影小結實驗]
實驗1-3 實驗室製取蒸餾水
實驗 現象
1、在試管中加入少量自來水,滴入幾滴稀硝酸和幾滴硝酸銀溶液。 加硝酸銀溶液有白色沉澱產生,且沉澱不溶解
2、在100 mL燒瓶中加入約1/3體積的自來水,再加入幾粒沸石(或碎瓷片),如圖連接好裝置,向冷凝管中通入冷卻水。加熱燒瓶,棄去開始餾出的總分液體,用錐形瓶收集約10 mL 液體,停止加熱 加熱,燒瓶中水溫升高到100℃沸騰,在錐形瓶中收集蒸餾水
3、取少量收集到的液體加入試管中,然後滴入幾滴稀硝酸和幾滴硝酸銀溶液 加硝酸銀溶液於蒸餾水中,無沉澱
[思考]
1、為什麼冷卻水通入方向與被冷凝蒸氣流向相反?
(為了使蒸餾出的蒸氣與冷卻水長時間充分接觸,帶走盡可能多的熱量)
2、為什麼溫度計水銀球的頂端要與圓底燒瓶支管下沿處於同一水平線?
(對於蒸餾來說,只有精確控制蒸餾的溫度才能達到分離提純的目的,而蒸餾燒瓶支管口的溫度正是被蒸餾變為氣體某組分的溫度,故溫度計水銀球頂端要與圓底燒瓶支管下沿處於同一水平線)
3、在日常生活中,我們應用蒸餾的方法可以將海水淡化,或製造無水酒精。若採用蒸餾的方法分離酒精和水的混合物,先蒸餾出來的物質是什麼?
(酒精沸點低,先蒸出的是酒精。)
4、從這個實驗中,大家可以看出蒸餾適用於什麼類型的混合物的分離?
[投](4)蒸餾的使用范圍:
液態混合物中,沸點不同,除去難揮發或不揮發的物質。
[思考]蒸餾與蒸發的區別:
(加熱是為了獲得溶液的殘留物時,要用蒸發;加熱是為了收集蒸氣的冷凝液體時,要用蒸餾)
[過渡]在日常生活中,有時我們的衣服粘了油漬,可以用汽油擦洗,這就是萃取的應用。接下來我們學習另外的一種分離方法,叫做萃取與分液。
[板書]2、萃取
[過]我們先來認識這個新的儀器:分液漏斗。
[展示儀器]分液漏斗的組成,分液漏斗的活塞、蓋子同漏斗本身是配套的。使用漏斗前要檢驗漏斗是否漏水。方法為:關閉活塞,在漏斗中加少量水,蓋好蓋子,用右手壓住分液漏鬥口部,左手握住活塞部分,把分液漏鬥倒轉過來用力振盪,看是否漏水
[投](1)定義:利用某溶質在互不相溶的溶劑中的溶解度不同,用一種溶劑把溶質從它與另一種溶劑組成的溶液中提取出來,在利用分液的原理和方法將它們分離開來。
[講解+實驗演示]我們通過實驗來解釋萃取的定義,我們知道碘單質在水中的溶解度不大,碘水呈黃棕色。碘是溶質,水是溶劑。取10ml飽和碘水,倒入分液漏斗中。接著,按照萃取的定義,我們要用另一種溶劑加把溶質碘從碘水中提取出來,這另外一種溶劑的選擇要符合一些條件,
[投](2)萃取劑的選擇:
a.溶質在萃取劑的溶解度要比在原溶劑(水)大。
b.萃取劑與原溶劑(水)不互溶。
c.萃取劑與溶液不發生發應。
[講解+實驗演示]那麼,我們根據這些條件可以選擇了四氯化碳,由於碘在四氯化碳的溶解度比較大,所以我們加入4ml就可以了,進行振盪。請大家注意振盪的操作:用右手壓住分液漏鬥口部,左手握住活塞部分,把分液漏鬥倒轉過來用力振盪,注意放氣怎麼(強調放氣的重要性)。振盪後將分液漏斗放在鐵架台上靜置。
[講解]靜置後,大家發現漏斗中的液體分為兩層,下層為紫紅色,這一層為碘的四氯化碳的溶液。上層溶液顏色變淡了,證明碘水中的碘已經被萃取到四氯化碳中了,達到了碘和水分離的目的,這就是萃取。
[引導]大家想想,萃取後,如何分離?比如湯上面的油層是怎樣弄走的?
(勺子舀,吸管吸,。。。。。)
[講]我們試想一下,可不可以想辦法使湯使下面流走,讓油剛好留在容器中。容器下面有通道,湯從下面流走,在湯剛好流完時,關閉通道,這樣湯和油不就分開了嗎,這正好符合分液漏斗的結構。
[板書]3、分液
[講解+實驗演示]最後一步,就是把四氯化碳層和水層分開,這就是分液。首先,打開蓋子(塞子),為什麼?(平衡大氣壓)將活塞打開,使下層液體慢慢流出。漏斗下埠靠燒杯壁。上層液體從上口倒出,為什麼?(防止上層液體混帶有下層液體)
[投影總結]
(1)定義:把兩種互不相溶的液體(且密度不同)分開的操作
[板書]萃取與分液的步驟:
a.檢驗分液漏斗是否漏水
b.加入溶液,加入萃取劑,振盪
c.靜置分層
d.分液
[小結]通過這個實驗,大家要掌握的是萃取劑的選擇(三個條件),以及掌握萃取與分液的操作步驟。(四個步驟)
(四)反思總結,當堂檢測。
通過這個實驗,大家要掌握的是萃取劑的選擇(三個條件),以及掌握萃取與分液的操作步驟。(四個步驟)
當堂檢測見學案。
[作業]1、P10 1、2、 2、課後復習本節內容
(五)發導學案,布置預習
請預習第二節,並完成預習導學案。
九、板書設計:
(二)、蒸餾、萃取和分液
1、蒸餾
2、萃取
3、分液
4.萃取與分液的步驟:
a.檢驗分液漏斗是否漏水 b.加入溶液,加入萃取劑,振盪 c.靜置分層 d.分液
十、教學反思:
本節學習了混合物的分離和提純的基本操作:蒸餾、分液和萃取,在實驗室上這節課充分的調動了學生學習的興趣和積極性,雖然准備實驗很麻煩,但提高了課堂效率,不用再另找時間做實驗。學生分組實驗並合作探究,在老師的引導下完成教學重點內容——蒸餾、分液和萃取的基本操作,並通過親身實踐進一步領會了蒸餾、分液和萃取法,突破了本節課的難點——蒸餾、分液和萃取的基本操作原理和注意事項,在探究實驗的過程中學生也提升了化學學的科學素養。在化學實驗和科學研究中,還有許多分離和提純的方法,如分餾、層析,等等。此外,利用物質的特殊性質來分離和檢驗物質的方法也很多,應用也十分廣泛,我們將在今後的學習中慢慢接觸到。整堂課學生求知旺盛,復雜的知識變得簡單化,親自動手操作,加深了印象,提高了能力。
B. 化學實驗報告:蒸餾(自來水),萃取,分液(四氯化碳從碘水中萃取碘)
一、課標要求 高中化學新教材的實施以進一步提高學生的科學素養為宗旨,通過激發學生的學習興趣,尊重和促進學生的個性發展;幫助學生獲得未來發展的所必需的化學知識、技能和方法,提高學生的各項能力;初步學會物質的檢驗、分離、提純和溶液配製等實驗操作技能;使學生在實驗中能夠獨立或與同學合作完成實驗,記錄實驗現象和數據,完成實驗報告,並主動進行交流。 二、教學目標 (一)知識與技能 ⒈ 知道什麼是分液,初步學會分液的基本操作,理解其適用范圍。 ⒉ 知道分液漏斗與三角漏斗、長頸漏斗的區別,了解分液漏斗的種類和適用范圍,學會使用分液漏斗。 ⒊ 知道什麼是萃取、萃取劑,初步學會萃取的基本操作。 ⒋ 學會應用萃取和分液操作從碘水中提取碘。 (二)過程與方法 在化學學習和實驗過程中,逐漸養成問題意識,能夠發現和提出有價值的化學問題,學會評價和反思,逐步形成獨立思考的能力,提高自主學習能力,善於與他人合作。 (三)情感、態度與價值觀 在實驗探究中,體驗實驗探究的樂趣,激發參與化學科技活動的熱情,逐漸形成將所學的化學知識應用與生產、生活實踐的意識。 三、重點和難點 (一)教學重點:分液、萃取 (二)教學難點:萃取 四、設計思路 教材「萃取」這部分內容實際包含萃取和分液,另外教材是通過從碘水中提取碘實驗來介紹萃取和分液。以往我們都是按照教材這種編排來介紹萃取和分液,最終有相當一部分學生對二者還是不能理解,經常混淆二者的區別與聯系,也不會將它們應用於解決實際問題。現改為通過問題探究和實驗探究學習新知識,先學習分液,再學習萃取,最後學習從碘水中提取碘。這樣就使得難點得以分解,而且學生能將新舊知實很好的聯系起來。在學習每個知識點時,先讓學生做探究性實驗,在實驗中發現問題、思考問題,再由實驗上升到知識點的學習。這樣就更加便於學生學習,學生也因此更加容易理解每個知識點。 五、儀器、葯品 鐵架台、燒杯、鐵圈、分液漏斗(球形、錐形)、試管、試管架、膠頭滴管;四氯化碳、碘水、油水混合物。 六、教學過程 教學進程教師活動學生活動活動目標及說明問題引入同學們,在前面我們共同學習了過濾、蒸發和蒸餾等混合物的分離和提純方法,今天我們將繼續學習剩下的兩種分離和提純方法。首先請大家根據所學知識和生活經驗,試利用桌上的儀器,對油水混合物進行分離。實驗過程中注意觀察和思考,並將自己的方法與其他同學進行交流和比較。傾聽、思考。創設問題情境,激發學習興趣。實驗探究巡視,對學生交流進行適當的點撥。實驗、討論。在實驗中發現問題,解決問題。問題情境 通過實驗,同學們利用了哪些方法將油水混合物進行了分離?他們之間有什麼共同點,又存在什麼樣的優缺點?個別回答:有兩種方法,傾倒法和用膠頭滴管吸取油層。他們都是利用油水互不相溶來進行分離的。傾倒法較快但不能很徹底分離,而滴管吸取雖效果較好但很慢。學會總結和分析。過渡 的確我們需要利用油水互不相溶來進行油水混合物的分離。剛才同學們的兩種方法雖能夠實現分離,但不是最佳的分離方法。今天我們來學習也是利用剛才的原理來分離油水混合物的方法——分液。傾聽、思考。 介紹分液漏斗,演示分液操作(分離油水混合物)。⑴ 分液漏斗球形分液漏斗——滴加反應液錐形分液漏斗——分液⑵ 分液操作① 檢查分液漏斗是否漏水;② 混合液體倒入分液漏斗,將分液漏斗置於鐵圈上靜置(如教材p9 圖1-8)③ 打開分液漏斗活塞,再打開旋塞,使下層液體(水)從分液漏斗下端放出,待油水界面與旋塞上口相切即可關閉旋塞;④ 把上層液體(油)從分液漏鬥上口倒出。傾聽、觀察和思考。介紹分液漏斗和分液操作。實戰演練巡視,指導學生實驗和糾正實驗中的錯誤操作。練習使用分液漏斗分離油水混合物。掌握分液漏斗的使用和分液操作。總結歸納 剛才我們已經知道什麼是分液漏斗,也初步學會了分液操作。那麼你能否總結出分液的適用分離什麼樣的混合物?思考、交流,個別回答:分液適用於分離互不相溶的液體混合物。學會歸納。知識介紹介紹碘水和四氯化碳。碘水是碘的水溶液,水中由於溶解了碘而溶液顏色呈棕黃色,碘在水中的溶解度很小。四氯化碳是一種有機熔劑,無色液體,不溶解於水,密度比水大。碘在其中的溶解度很大。傾聽。了解新知。實驗探究 下面,請大家把四氯化碳加入碘水中、振盪,注意觀察、比較振盪前後的實驗現象,從這個實驗你能有什麼啟發?實驗、觀察現象、相互交流。個別回答:振盪前上層棕黃色,下層無色,振盪後上層無色,下層紫紅色;碘會從溶解度較小的溶劑中轉移到溶解度較大的溶劑中。培養學生觀察與思考的能力。探索新知 其實剛才大家所做的實驗就是從碘水中用四氯化碳萃取碘。那麼你能否歸納出萃取的定義呢?傾聽、思考、交流。個別回答:利用溶質在兩種互不相溶的溶劑中的溶解度的差別,用溶解度叫大的溶劑把溶質從溶解度較小的溶劑中提取出來的操作叫萃取。學會歸納。 在萃取中,溶解度較大的溶劑我們把它稱做萃取劑,那麼可以用作萃取劑的物質有那些特殊的要求?請從剛才的實驗進行思考。思考、交流。個別回答:①與原溶劑互不溶;②與溶質不發生化學反應;③溶質在其中的溶解度遠大於溶質在原溶劑中的溶解度。學會分析,由特殊到一般。鞏固新知 大家知道碘酒嗎?我們能否利用酒精萃取碘水中的碘?為什麼?我們還可以選擇哪些物質來萃取碘水中的碘?已知碘在有機溶劑中的溶解度大於在水中的溶解度。思考、交流。個別回答:①不能用酒精萃取,因為酒精與水互溶;②還可以利用汽油、煤油、苯等。鞏固新知,拓展新知。已知碘水不能通過直接利用蒸餾分離碘和水,而碘的四氯化碳等有機溶劑的溶液卻可直接利用蒸餾來分離碘和四氯化碳等有機溶劑。下面請大家設計從碘水中分離出碘的實驗,然後嘗試利用所給儀器、葯品和自己的方法實驗。巡視,點撥和糾正實驗操作。思考、交流、實驗。(碘水→萃取→分液→碘的溶液四氯化碳溶液→蒸餾→碘)鞏固新知,學習實驗研究的方法,學會設計實驗。歸納總結 這節課我們通過實驗探究,學習了分離互不相溶的液體混合物的方法——分液,也學會了利用萃取劑把溶質從原溶劑中提取出來的方法——萃取。通過學習你知道萃取和分液的關系嗎?傾聽、思考、交流。個別回答:萃取之後經常會利用分液作進一步的分離、提純。知識延伸、拓展。課後作業⒈復習本節課內容;⒉已知溴水與碘水有些相似,試設計出從溴水中提取出溴單質。⒊搜索網際網路上有關萃取和分液的知識,並與其他同學交流。 七、板書設計§1—1化學實驗基本方法二、混合物的分離和提純4、分液⑴ 適用范圍:分離互不相溶的液體混合物。如油水混合物。⑵ 儀器:分液漏斗⑶ 操作要點:① 檢查分液漏斗是否漏水;② 混合液體倒入分液漏斗,將分液漏斗置於鐵圈上靜置;③ 打開分液漏斗活塞,再打開旋塞,使下層液體從分液漏斗下端放出,待油水界面與旋塞上口相切即可關閉旋塞;④ 把上層液體從分液漏鬥上口倒出。 5、萃取⑴ 定義:利用溶質在兩種互不相溶的溶劑中的溶解度的差別,用溶解度叫大的溶劑把溶質從溶解度較小的溶劑中提取出來的操作叫萃取。⑵ 萃取劑的要求① 與原溶劑互不溶;② 與溶質不發生化學反應;③ 溶質在其中的溶解度遠大於溶質在原溶劑中的溶解度。常用萃取劑:四氯化碳、苯、汽油、煤油6、從碘水中提取碘實驗設計碘水 →萃取 → 分液 → 碘的溶液四氯化碳溶液 →蒸餾 →碘 八、教學反思 我覺得學生其實並不笨,只不過由於有些知識點過於集中,在呈現方式上也是沿用過去的方式——先介紹概念、理論,再學習、實驗。如果我們能將教材稍作處理,分解難點,學生自然很容易接受和理解。另外應相信學生,其實學生最希望自己能在學習中獲得主動權,他們希望用他們能理解和接受的方式學習,這樣的學習才更加有趣。當然給學生主動權,也不是「天高任鳥飛」。 本節課由於學生自主活動較多,花時較長,因此需要嚴格把握學生的活動進度。同樣這也使得本節課不能安排一些必要的鞏固習題,在以後的習題課中應安排這方面的習題
C. 高中化學實驗步驟
高中化學實驗的方法有哪些?做實驗的注意事項
我們從到了七年級就開始學習化學,但是學過的孩子們應該都知道,在初中只是先接觸一下,到了高中化學才開始真正的學習,但是學習化學就會做實驗,做實驗的方式都有什麼?
化學實驗儀器
在上面的文章當中我給你們說了很多關於高中化學實驗有哪些方法的類別,我相信大家應該也都知道了,每個實驗都有它適合的方法,你們一定要擇選適宜他的方式,還要注意一些事項.