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化学必修 第二册第五章 化工生产中的重要非金属元素第一节 硫及其化合物精品教案
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这是一份化学必修 第二册第五章 化工生产中的重要非金属元素第一节 硫及其化合物精品教案,共17页。教案主要包含了联系发展和动态平衡的观点考察,课后巩固等内容,欢迎下载使用。
第三课时 硫酸根离子的检验 粗盐的提纯
课题: 5.1.3 硫酸根离子的检验 粗盐的提纯
课时
1
授课年级
高一
课标要求
结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解硫及化合物(硫酸盐)的主要性质,认识非金属及其化合物的多样性,知道硫酸根离子的检验方法。
教材
分析
本节内容是人教版(1019版)第五章第一节硫及其化合物的内容。本节内容主要包括:硫、二氧化硫和硫酸的性质,硫酸根离子的检验,不同价态含硫物质的转化。教材首先根据硫在元素周期表中的位置,利用原子结构和元素周期律的相关知识,从化学变化的视角考虑硫单质能否与金属单质、非金属单质、化合物等发生反应,使学生掌握研究非金属单质性质的基本思路;之后,根据物质类别研究硫的化合物(包括二氧化硫、硫酸)的化学性质。教材以工业制硫酸的生产原理为载体,从氧化还原的角度来综合认识含硫化合物的氧化性和还原性,并结合浓硫酸与铜反应的实验,基于证据探究浓硫酸的氧化性。接下来,设计“硫酸根离子的检验”实验,对构成物质的离子进行检验,提升学生“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养。最后,设置“不同价态含硫物质的转化”探究活动,要求学生从物质类别和元素价态变化的角度,应用氧化还原反应原理设计实验方案,选择适当的实验试剂,探究不同价态含硫物质的转化,提升学生“变化观念”等学科核心素养。
本节《硫及其化合物》内容整合了旧版教材中第四章第三、四节有关硫元素的知识,知识介绍更有条理。并新增了硫单质的化学性质,主要学习二氧化硫、浓硫酸的性质,还涉及到硫化氢和三氧化硫的性质、工业上硫酸的制备等。教学中主要介绍硫及其重要化合物的主要化学性质,在知识安排上应尽量使用性质和用途相结合,理论与实际相结合,从而让学生认识到常见无机物在生产和生活中的应用。
本节内容的情境素材有:火山喷发中含硫物质的转化;“雷雨发庄稼”;工业制硫酸;食品中适量添加二氧化硫的作用(去色、杀菌、抗氧化);酸雨的成因与防治。实验及探究活动:浓、稀硝酸的性质;二氧化硫的性质;浓硫酸的性质;溶液中SO42-等离子的检验等。教学重点为硫及其化合物的性质与相互转化;浓硫酸的特性;硫酸根离子的检验;可逆反应。教学难点为浓硫酸的特性。内容共安排四个课时:第一课时为硫和二氧化硫,第二课时为硫酸,第三课时为硫酸盐及硫酸根离子的检验,第四课时为不同价态含硫物质的转化(含实验活动5)。
本课时为第三课时《硫酸盐及硫酸根离子的检验》的内容,包括硫酸盐的性质、硫酸根离子的检验及粗盐的提纯三部分。教材通过“资料卡片”栏目介绍了硫酸钙、硫酸钡、硫酸铜等几种常见硫酸盐的主要性质及用途,并强调了氯化钡、碳酸钡等钡盐的毒性。通过实验探究得出硫酸根离子的检验方法,利用“思考与讨论”栏目,通过设置的三个问题,讨论交流,分析原理,形成方案。教学时,硫酸根离子的检验、粗盐中杂质离子除去不能只是简单灌输,需要引导学生思考与讨论,培养学生的科学探究素养和科学探究精神。
教学目标
1.通过阅读教材,引导思考,了解几种常见硫酸盐的主要性质及用途,培养科学精神与社会责任的学可核心素养。
2.通过素养探究、讨论交流,了解硫酸根离子的检验方法,学会排除干扰离子的方法,培养证据推理和科学态度的核心核心素养。
3.通过实验设计、问题探究(原理分析),掌握粗盐提纯的基本方法,了解化学实验设计的原则。初步了解自然界中硫元素的存在与转化,探究不同价态含例句物质的转化途径。
教学重、难点
重点:硫酸根离子的检验、粗盐的提纯
难点:粗盐精制原理及方案设计
核心素养
证据推理与模型认知:通过思考讨论粗盐提纯流程以及注意事项。能初步学会收集各种证据,对物质的性质及其变化提出可能的假设;基于证据进行分析推理,证实或证伪假设;能解释证据与结论之间的关系,确定形成科学结论所需要的证据和寻找证据的途径,建立粗盐提纯方案的认知模型。
变化观念与平衡思想:通过对不同价态含硫物质的转化探究,加强能从不同视角对纷繁复杂的化学变化进行分类研究,逐步掲示各类变化的特征和规律;能用对立统一、联系发展和动态平衡的观点考察、分析化学反应,预测在一定条件某种物质可能发生的化学变化。强化学生变化观念。
学情分析
学生在必修第一册已经学习过氯离子的检验,了解离子检验的一些鉴别原则和方法,为本课时学习硫酸根离子的检验奠定了基础。但还不熟悉含硫物质及相关物质的性质,在排除干扰离子上可逆存在一些困难,教学时教师可通过提供有关信息,再引导分析,讨论交流得出结论。
教学过程
教学环节
教学活动
设计意图
环节一、
情景导入
化学史情境
【回顾1】氯离子的检验方法是什么?检验氯离子时,如何排除碳酸根离子的干扰?
【学生1】试剂:AgNO3溶液、稀HNO3;
【学生2】现象:产生白色沉淀不溶于稀HNO3;
【学生3】板书原理:Ag++Cl-=AgCl↓(不溶于稀HNO3)。
【学生4】碳酸根也可与银离子反应生成碳酸银白色沉淀:COeq \\al(2-,3)+2Ag+=Ag2CO3↓,但碳酸银可以溶于稀硝酸,从而排除干扰:Ag2CO3+2H+=2Ag++CO2↑+H2O。
【教师】评价、强调:在用AgNO3溶液检验氯离子时,一般先在被检测的溶液中滴入适量的稀硝酸,使其酸化以排除COeq \\al(2-,3)等的干扰,然后再滴入AgNO3溶液。
【回顾2】浓硫酸吸水性和脱水性有何区别?
【学生1】吸水性:浓硫酸具有吸收水(如气体中、液体中的水分子,以及固体中的结晶水等)的性能,吸水性是浓硫酸的物理性质。因此浓硫酸可作为吸水剂或干燥剂。
【学生2】脱水性:浓硫酸可将许多有机化合物中的氢、氧元素按水的组成比脱去。脱水性是浓硫酸的化学性质。如:C12H22O1112C+11H2O
【预习】SOeq \\al(2-,4)的检验方法是什么?应注意哪些问题?
【学生1】方法:试剂:稀HCl、BaCl2溶液;现象:先加盐酸无明显现象,后加BaCl2溶液产生白色沉淀;原理:Ba2++SOeq \\al(2-,4)=BaSO4↓。
【学生2】不能向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液,因在酸性环境中会发生反应:Ba2++SOeq \\al(2-,3)===BaSO3↓(白色),3BaSO3+2H++2NOeq \\al(-,3)===3BaSO4↓(白色)+2NO↑+H2O。因此,会误将SOeq \\al(2-,3)判断成SOeq \\al(2-,4)。
【学生3】也不能先用稀硝酸酸化,再加入BaCl2溶液,因硝酸会将SOeq \\al(2-,3)氧化成SOeq \\al(2-,4)而产生干扰。
【教师】评价、强调:须先加盐酸酸化。
【预习2】粗盐中的SOeq \\al(2-,4)、Mg2+、Ca2+的除杂试剂及其顺序如何?
【学生1】过量的BaCl2溶液→过量的NaOH溶液→过量的Na2CO3溶液→适量稀盐酸【学生2】过量的NaOH溶液→过量的BaCl2溶液→过量的Na2CO3溶液→适量稀盐酸【学生3】过量的BaCl2溶液→过量的Na2CO3溶液→过量的NaOH溶液→适量稀盐酸
【教师】评价、强调:除杂的原理及要求将在本节课进一步学习。
【导入】造纸术、指南针、火药、印刷术是中国古代四大发明,其中火药武器的使用,改变了作战方式,帮助欧洲资产阶级摧毁了封建堡垒,加速了欧洲的历史进程。黑火药的成分为“一硫二硝三木炭”(S + 2KNO3 + 3C = K2S + N2↑ + 3CO2↑ )(见PPT图片)。自然界中化合态的硫主要以硫化物或硫酸盐形式存在。
回顾旧知,预习新知,创设化学史情境,激发学习兴趣和探究的欲望。
环节二、
氧硫酸盐及硫酸根离子的检验
活动一、常见硫酸盐及主要用途
【过渡】硫元素在自然界既可以以游离态形式存在于火山口附近或地壳的岩层中,也可以在地表附近,以硫酸盐的形式存在,如石膏(CaSO4·2H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)等。
【问题1】阅读教材P6页“资料卡片”,回答常见几种硫酸盐组成特点及主要用途是什么?并填写表格内容。
【教师】投影表格,引导分析。
【学生】阅读教材,填写表格内容,展示交流:
硫酸盐
化学式及俗称
用途
钙盐
CaSO4·2H2O(石膏)
2CaSO4·H2O(熟石膏)
调节水泥的硬化速率
制作模型、绷带、粉笔
钡盐
BaSO4(重晶石)
生产其他钡盐的原料、医疗上用作“钡餐”(消化系统X射线检查的内服药剂)
铜盐
CuSO4·5H2O(胆矾、蓝矾)
与石灰乳混合制农药“波尔多液”
检验水的生成、无水CuSO4可用于检验H2O的存在。
亚铁盐
FeSO4·7H2O(绿矾)
补血剂、制蓝黑墨水
铝钾盐
KAl(SO4)2·12H2O(明矾)
用作净水剂(形成Al(OH)3胶体)
【教师】评价、强调:石膏(CaSO4·2H2O)和熟石膏(2CaSO4·H2O)结晶水的含量不同,结晶水合物属于纯净物。
【问题2】讨论:硫酸钡不溶于水和酸,且不易被X射线透过,因此在医疗上用作消化系统X射线检查的内服药剂,俗称“钡餐”,可否用碳酸钡代替硫酸钡?
【学生1】不能。可溶性钡的化合物如BaCl2、Ba(NO3)2、Ba(OH)2等有毒,因此,使用时必须做好个人防护,相关废弃物应进行无害化处理;
【学生2】碳酸钡无毒,但误食碳酸钡后,碳酸钡与人体内的胃酸即盐酸反应会生成可溶性的氯化钡使人中毒:BaCO3+2HCl=BaCl2+CO2↑+H2O。
【对应训练1】硫及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是( )
A.自然界中硫化物在地表附近受氧气和水的长期作用会转化为硫酸盐
B.石膏(CaSO4•2H2O)被加热到150℃时转化为熟石膏(2CaSO4•H2O)
C.工业上以黄铁矿为原料经煅烧、催化氧化、吸收等反应生成H2SO4
D.火山口附近的硫单质会被大气中氧气氧化为三氧化硫
【答案】D
【解析】A.S2-具有还原性,自然界中硫化物在地表附近受氧气和水的长期作用会被氧化为硫酸盐,故A正确;B.石膏(CaSO4•2H2O)被加热到150℃时失去部分结晶水转化为熟石膏(2CaSO4•H2O),故B正确;C.工业上以黄铁矿为原料经煅烧生成SO2、SO2催化氧化生成SO3、SO3被浓硫酸吸收生成H2SO4,故C正确;D.火山口附近的硫单质会被大气中氧气氧化为二氧化硫,故D错误;选D。
【对应训练2】下列有关硫酸盐的说法中正确的是
A.硫酸钡在医学上用作钡餐,Ba2+对人体无毒
B.明矾常用于净水,含Al3+的盐作为食品膨化剂时可以过量添加
C.Fe2+对人体有益,FeSO4可用于制补血剂
D.Cu2+有毒,CuSO4与生石灰可配成杀菌剂波尔多液
【答案】C
【解析】A.钡为重金属元素,Ba2+对人体有害,A错误;B.过量摄入铝会影响人体对铁、钙等成分的吸收,导致骨质疏松、贫血,得老年痴呆,所以含Al3+的盐作为食品膨化剂时要严格控制用量,B错误;
C.Fe2+是血红蛋白的重要组成成分,FeSO4可用于制补血剂,C正确;D.波尔多液是一种保护性杀菌剂,由硫酸铜、生石灰和水按一定比例配制而成,D错误;综上所述答案为C。
回顾教材,查阅资料。认识常见硫酸盐及组成和主要用途。
了解硫酸钡和碳酸钡的性质及用途,认识重金属离子的毒性。
检测与评价,发现问题,调控课堂,提高效率。
活动二、硫酸根离子的检验
【过渡】从物质的分类及组成看,硫酸盐均含有相同的硫酸根离子,下面我们来学习硫酸根离子的检验方法。
【问题1】实验探究:完成教材P6页【实验5-4】,观察实验现象,分析实验原理,填写表格内容。
【教师】演示实验5-4,投影表格,引导分析。
【学生】观察实验现象。思考实验原理,填写表格内容,展示交流:
实验操作
实验现象
离子方程式
加入BaCl2生成白色沉淀,再加入少量稀盐酸,白色沉淀不溶解
SOeq \\al(2-,4)+Ba2+===BaSO4↓
加入BaCl2生成白色沉淀,再加入少量稀盐酸,白色沉淀不溶解
SOeq \\al(2-,4)+Ba2+===BaSO4↓
加入BaCl2生成白色沉淀,再加入少量稀盐酸,白色沉淀溶解,生成无色无味气体
Ba2++COeq \\al(2-,3)===BaCO3↓,BaCO3+2H+===Ba2++CO2↑+H2O
实验分析
白色沉淀BaSO4不溶于稀盐酸,而BaCO3可溶于盐酸,因此可用稀盐酸和BaCl2溶液检验SO42-。
实验结论
若向溶液中加入稀盐酸时无明显现象,再滴加BaCl2溶液时有白色沉淀产生,则证明该溶液中含有SO42-。
【教师】评价、强调:先加盐酸酸化时,若产生白色沉淀,则需要先过滤后,再向滤液中滴加BaCl2溶液。观察现象。
【问题2】结合上述实验,思考检验SOeq \\al(2-,4) 的正确操作方法是什么?应注意哪些问题?
【学生】板书:未知溶液eq \(―――――→,\s\up7(加盐酸酸化))无明显现象eq \(―――――→,\s\up7(加氯化钡溶液))产生白色沉淀eq \(――→,\s\up7(说明))原未知液中含SOeq \\al(2-,4)
【教师】追问:先加盐酸的目的时什么?为什么?
【学生1】先加稀盐酸的目的是防止COeq \\al(2-,3)、SOeq \\al(2-,3)、Ag+干扰。
【学生2】板书原理:COeq \\al(2-,3)+2H+===CO2↑+H2O、SOeq \\al(2-,3)+2H+===SO2↑+H2O、Ag++Cl-===AgCl↓、Ba2++SOeq \\al(2-,4)===BaSO4↓。
【教师】评价、强调1:BaCO3、BaSO4、也是白色沉淀与BaSO4白色沉淀所不同的是这些沉淀能溶于强酸中。因此检验SOeq \\al(2-,4) 时,必须用盐酸酸化。
【教师】评价、强调2:不能用HNO3、H2SO4酸化,且不能用Ba(NO3)2溶液,因为在酸性条件下,SOeq \\al(2-,3)、HSOeq \\al(-,3)会被溶液中的NO3-氧化为SOeq \\al(2-,4) 从而得出错误的结论。
【问题3】探究:稀盐酸和BaCl2溶液加入顺序能否交换?稀盐酸能否换成稀硝酸? BaCl2溶液能否换成Ba(NO3)2溶液?
【学生1】不能,否则无法排除Ag+离子的干扰。
【学生2】不能用硝酸酸化,第二步也不能用Ba(NO3)2溶液,否则无法排除SOeq \\al(2-,3)离子的干扰。
【教师】评价、追问:如何检验SOeq \\al(2-,3)?
【学生】SOeq \\al(2-,3)的检验方法:待检液有白色沉淀气体褪色。应注意HSOeq \\al(-,3)的干扰。
【教师】评价、强调:先滴加BaCl2溶液,若不出现白色沉淀,再加盐酸,产生能使品红溶液褪色的气体,则证明含有HSOeq \\al(-,3)。
【对应训练1】下列实验,能证明溶液中一定含有SOeq \\al(2-,4)的是( )
A.某溶液加入BaCl2溶液,产生白色沉淀
B.某溶液加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加盐酸沉淀不溶解
C.某溶液加入硝酸酸化,再加入Ba(NO3)2溶液有白色沉淀产生
D.某溶液加入盐酸酸化,再加入BaCl2溶液有白色沉淀产生
【答案】D
【解析】A.能和氯化钡溶液产生白色沉淀的离子有Ag+、SOeq \\al(2-,3)、COeq \\al(2-,3)、SOeq \\al(2-,4) 等,A不符合题意;B.能和氯化钡溶液产生不溶于稀盐酸白色沉淀的离子有Ag+、SOeq \\al(2-,4) 等,B不符合题意;C.硝酸具有强氧化性,能将亚硫酸根离子氧化生成硫酸根离子,所以不能确定原溶液中是否含有硫酸根离子,C不符合题意;D.先加盐酸酸化,能排除Ag+、SOeq \\al(2-,3)、COeq \\al(2-,3)的干扰,再加氯化钡溶液产生白色沉淀说明含有硫酸根离子,D符合题意;答案选D。
【对应训练2】有一瓶Na2SO3溶液,可能被部分氧化。某同学取少量该溶液,滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加入足量稀硫酸,充分振荡后仍有白色沉淀。下列结论中不正确的是( )
A.Na2SO3已部分被空气中的O2氧化
B.加入BaCl2溶液后,生成的沉淀中可能有BaSO4
C.加入稀硫酸后,不溶的沉淀一定是BaSO4
D.该实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化
【答案】A
【解析】A.由于加入的稀硫酸也能与BaCl2溶液反应生成BaSO4沉淀,故不能判断Na2SO3是否部分被氧化,A错误;B.若Na2SO3被氧化,则加入BaCl2溶液后,生成的沉淀中可能有BaSO4,B正确;C.向Na2SO3溶液中滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加入足量稀硫酸,充分振荡后仍有白色沉淀,该沉淀一定是BaSO4,C正确;D.由以上分析,该实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化,D正确;故选:A。
通过实验探究,认识硫SOeq \\al(2-,4)的通性,理解SOeq \\al(2-,4)的检验原理,为设计SOeq \\al(2-,4)的检验方案提供理论依据。
。
设计SOeq \\al(2-,4)的检验方案,培养证据推理于模型认知的化学核心素养。
通过问题探究,讨论交流,深度理解相关离子对SOeq \\al(2-,4)检验的影响及消除方法。
检测与评价,发现问题,调控课堂,提高效率。
环节三、
粗盐的提纯
活
H活动一、物质除杂和分离的基本原则
【过渡】日常生活中厨房炒菜用的又细又白的精盐,是将粗盐经过一系列操作提纯才得到的,下面我们来学习粗盐提纯的方法。
【问题1】物质除杂和分离的基本原则是什么?物质除杂和分离应注意哪些问题?
【学生1】物质除杂和分离的基本原则是:不增(不引入新的杂质),不减(不减少被提纯的物质),易分离(被提纯的物质与杂质易分离),易复原(被提纯的物质易复原)。
【教师】评价、强调:使杂质离子完全除去,要加入过量的试剂。
【学生2】物质除杂和分离应注意:除杂试剂要过量,后续试剂应能除去过量的前一试剂,尽可能将杂质转化为所需物质。
【教师】评价、强调:因此,除去多种杂质时应考虑加入试剂的合理顺序。
【问题2】阅读教材P7“思考与讨论”内容,思考粗盐中含有哪些杂质?如何利用除杂和分离方法将粗盐制成精盐?
【学生1】用海水、盐井水、盐湖水直接得到的盐为粗盐,粗盐含有较多的泥沙、可溶性的CaCl2、MgCl2以及一些硫酸盐等杂质。
【学生2】粗盐经溶解、过滤和蒸发后含有还含有硫酸盐及CaCl2、MgCl2等杂质。
【学生3】通过加入沉淀剂的方法,将杂质离子Ca2+、Mg2+、SOeq \\al(2-,4) 转化成沉淀而除去,就可得到精盐。
【教师】评价、强调:实际进行方案设计时,除要考虑所加试剂外,还要考虑加入试剂的先后顺序、试剂的用量,以及试剂过量后如何处理等。
【对应训练1】下列说法中正确的是( )
A.将CO2通入氯化钙溶液中有白色沉淀生成
B.向硝酸酸化的㭉溶液中加入BaCl2溶液生成白色沉淀,说明该溶液中一定含有SOeq \\al(2-,4)
C.常温下可以用铝制容器盛装浓硫酸或浓硝酸,因为铝和这两种酸不发生化学反应
D.可以用饱和食盐水除去Cl2中混有的少量HCl气体
【答案】D
【解析】A.二氧化碳和氯化钙溶液不发生反应,A错误;B.产生的白色沉淀可以是硫酸钡或者氯化银,故说明该溶液中可能含有SOeq \\al(2-,4),B错误;C.常温下可以用铝制容器盛装浓硫酸或浓硝酸,因为铝和这两种酸钝化,发生化学反应,C错误;D.氯气在饱和食盐水中溶解度很小,HCl可溶饱和食盐水,故可以用饱和食盐水除去Cl2中混有的少量HCl气体,D正确;故选D。
【对应训练2】下列说法中正确的是( )
A.某酸性溶液中:Cl-、CH3COO-、Mg2+、SOeq \\al(2-,4) 能大量共存
B.含有大量HCOeq \\al(-,3)的溶液中:NHeq \\al(+,4)、K+、SOeq \\al(2-,4) 、OH-能大量共存
C.某透明溶液中:K+、NOeq \\al(-,3)、Na+、Cl-可能大量共存
D.取少量某溶液,向其中加入盐酸酸化的BaCl2溶液,观察到有白色沉淀生成,证明该溶液中含有SOeq \\al(2-,4)
【答案】C
【解析】A.酸性溶液中,CH3COO-与H+不能大量共存,A选项错误;B.含有大量HCOeq \\al(-,3) 的溶液中,HCOeq \\al(-,3) 与OH-不能大量共存,B选项错误;C.某透明溶液中:K+、NOeq \\al(-,3)、Na+、Cl-可能大量共存,C选项正确;D.证明某溶液中含有SOeq \\al(2-,4),取少量某溶液,应先加入稀盐酸酸化,无明显现象,再加BaCl2溶液,观察到有白色沉淀生成,D选项错误;答案选C。
回顾除杂原则,为设计粗盐的提纯方案提供理论依据。
理解粗盐中杂质成分,为除杂方案的设计做铺垫。
检测与评价,发现问题,调控课堂,提高效率。
活
活活动二、粗盐的提纯
【过渡】粗盐中的硫酸盐杂质,在溶液中电离产生出SOeq \\al(2-,4),结合SOeq \\al(2-,4)的检验方法及相关物质的性质,我们来探究粗盐的提纯方法。
【问题1】讨论:经溶解、过滤、蒸发操作得到的粗盐中含有一些可溶性硫酸盐及CaCl2、MgCl2等杂质。参考物质的溶解性表,思考如果按照下表所示顺序除去它们,应加入什么试剂?
【教师】投影表格,引导分析:过分析物质的组成可知,要想得到纯净的NaCl,就要保留溶液中的钠离子和氯离子,除去其他离子。
【学生2】讨论交流,填写表格内容,展示交流:
杂质
加入的试剂
离子方程式
硫酸盐
过量的BaCl2溶液
Ba2++SOeq \\al(2-,4)=BaSO4↓
MgCl2
过量的NaOH溶液
Mg2++2OH- = Mg(OH)2↓
CaCl2
过量的Na2CO3溶液
Ca2++COeq \\al(2-,3)=CaCO3↓、Ba2++COeq \\al(2-,3)=BaCO3↓
【教师】评价、强调:为保证把杂质出尽,所加除杂试剂应过量。
【问题2】探究:上述加入的试剂除去杂质后,有没有引入其他离子?并归纳总结粗盐提纯时加入试剂的顺序是什么?
【学生1】加入过量的BaCl2溶液—引入Ba2+,除去SOeq \\al(2-,3)
【学生2】加入过量的NaOH溶液—引入OH-,除去Ba2+、Ca2+
【学生3】加入过量的Na2CO3溶液—引入COeq \\al(2-,3),除去Ba2+、Ca2+
【教师】评价、追问:选择上述顺序的依据时什么?
【学生】一是为了把杂质出干净,二是为后续步骤把前步骤过量试剂除去,以防止引入新杂质。
【教师】评价、强调:过滤操作可除去沉淀BaSO4、Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3。
【教师】追问:最后向过滤后的溶液中加过量稀盐酸会引入H+,但可除去COeq \\al(2-,3),OH-,
,那么如何出去过量的稀盐酸呢?
【学生】通过蒸发,利用盐酸的挥发性除去HCl,得到提纯物质NaCl。
【教师】评价、小结:加入除杂试剂时,应注意哪些问题?
【学生1】①Na2CO3必须在BaCl2之后;②盐酸必须在Na2CO3和NaOH之后;③加盐酸前必须过滤;④盐酸除去过量除杂剂,调节溶液酸碱性。
【学生2】②加入除杂试剂可有下面三种顺序:BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→盐酸;;NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→盐酸;BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→盐酸。
【教师】评价、肯定。
【对应练习1】为了除去粗盐中的CaCl2、MgCl2、Na2SO4及泥沙,得到纯净的NaCl,可将粗盐溶于水,然后在下列操作中选取必要的步骤和正确的操作顺序( )
①过滤 ②加过量NaOH溶液 ③加适量盐酸 ④加过量Na2CO3溶液 ⑤加过量BaCl2溶液
A.④②⑤ B.④①②⑤③
C.②⑤④①③ D.①④②⑤③
【答案】C
【解析】除去MgCl2选用NaOH溶液,加过量的BaCl2溶液除去Na2SO4以后,过量的BaCl2将和CaCl2一起用Na2CO3溶液除去,过量的NaOH和Na2CO3通过加适量的盐酸除去。因此,操作⑤必须在操作④之前,过滤操作在加入适量盐酸之前进行。
【对应练习2】要除去NaCl溶液中混有的MgCl2,应选用的试剂和操作方法是( )
A.加入适量Na2SO4溶液后过滤 B.加入适量NaOH溶液后过滤
C.加入过量NaOH溶液后蒸发 D.加入过量Na2CO3溶液后过滤
【答案】B
【解析】NaOH溶液与MgCl2发生反应生成Mg(OH)2沉淀,再用过滤的方法除去不溶于水的Mg(OH)2,即可除去MgCl2杂质。
根据杂质的类别及性质,结合除杂原则,了解除杂试剂的选择依据。
从微观上认识除杂原理,形成粗盐提纯的模型,培养证据推与模型认知的化学核心素养。
检测与评价,发现问题,调控课堂,提高效率。
环节四、课后巩固
作业设计
1.下列叙述正确的是( )
A.“钡餐”是医疗上作消化系统X射线检查的内服药剂,其主要成分是BaSO3
B.向某溶液中加入BaCl2,产生不溶于稀HNO3的白色沉淀,则溶液中一定含有SOeq \\al(2-,4)
C.浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氢气、氧气、氨气等气体
D.常温下能够用铁、铝等容器盛放浓硫酸,是因为浓硫酸的强氧化性使其钝化
【答案】D
【解析】A. “钡餐”的主要成分是BaSO4,故A错误;B. 由于AgCl也是不溶于硝酸的白色沉淀,且BaSO3能被稀硝酸氧化为BaSO4,故向某溶液中加入BaCl2,产生不溶于稀HNO3的白色沉淀,则溶液中不一定含有SOeq \\al(2-,4),也可能含有Ag+或者SOeq \\al(2-,3),B错误;C. 浓硫酸具有吸水性,是一种干燥剂,不能够干燥氨气等碱性气体,C错误;D. 浓硫酸具有强氧化性,能够在铁、铝表面快速形成致密的氧化物保护膜使其钝化,故常温下能够用铁、铝等容器盛放浓硫酸,D正确;故答案为:D。
2.在检验SOeq \\al(2-,4)的过程中,下列操作正确的是( )
(提示:稀硝酸具有强氧化性,可将SOeq \\al(2-,3)氧化为SOeq \\al(2-,4))
A.先加入稀硝酸,没有产生沉淀,然后再加硝酸钡,产生白色沉淀,证明有SOeq \\al(2-,4)存在
B.先加入硝酸钡,产生白色沉淀,然后再加稀硝酸,沉淀不溶解,证明有SOeq \\al(2-,4)存在
C.先加入稀盐酸,没有产生沉淀,然后再加氯化钡,产生白色沉淀,证明有SOeq \\al(2-,4)存在
D.先加入氯化钡,产生白色沉淀,然后再加稀盐酸,沉淀不溶解,证明有SOeq \\al(2-,4)存在
【答案】C
【解析】A.硝酸具有强氧化性,在溶液中先加入硝酸,会将SOeq \\al(2-,3)氧化为SOeq \\al(2-,4),导致即使原溶液中无SOeq \\al(2-,4),再加硝酸钡时也会生成白色沉淀,即此方法不能排除SOeq \\al(2-,3)的干扰,不能说明原溶液中含SOeq \\al(2-,4),故A错误;B.先加硝酸钡,产生白色沉淀,则白色沉淀可能是BaCO3或BaSO3或BaSO4,再加稀硝酸,则BaCO3会溶解,BaSO3会被氧化为BaSO4,故白色沉淀不溶解,不能说明原溶液中含SOeq \\al(2-,4),故B错误;C.先加稀盐酸,会将SOeq \\al(2-,3)、COeq \\al(2-,3)反应掉,再加BaCl2,如果还生成白色沉淀,则说明溶液中含SOeq \\al(2-,4),故C正确;D.先加BaCl2,生成白色沉淀,白色沉淀可能是BaCO3或BaSO3或BaSO4,还可能是AgCl,再加稀盐酸,BaCO3或BaSO3均溶解,但BaSO4和AgCl均不溶解,故原溶液中可能含SOeq \\al(2-,4),也可能含Ag+,故D错误;故选C。
3.下列实验方案不可行的是( )
选项
实验目的
实验方案
A
检验干燥的氯气是否具有漂白性
将干燥的氯气通过鲜花花瓣
B
鉴别Na2CO3和NaHCO3两种溶液
分别逐滴滴加稀盐酸,观察现象
C
鉴别Na2CO3、BaCl2、NaCl溶液
分别加入稀H2SO4,观察现象
D
检验溶液中是否有SOeq \\al(2-,4)
先加稀盐酸无明显现象,再加BaCl2溶液,观察是否有沉淀
【答案】A
【解析】A.氯气与鲜花花瓣中的水反应生成的HClO具有漂白性,鲜花花瓣褪色,不能检验干燥的氯气是否具有漂白性,故A错误;B.逐滴滴加稀盐酸,Na2CO3一段时间后产生气泡,NaHCO3开始就有气泡,现象不同,可以区分,故B正确;C.加入稀H2SO4,Na2CO3有气泡放出,BaCl2有白色沉淀产生,NaCl溶液无明显现象,现象不同,可以鉴别,故C正确;D.先加稀盐酸无明显现象,排除碳酸根离子、银离子等的干扰,再加BaCl2溶液,观察是否有沉淀,可以检验溶液中是否有SOeq \\al(2-,4),故D正确;故选A。
4.下列有关实验的操作正确的是( )
A.容量瓶、量筒和滴定管上都标有使用温度,量筒、容量瓶无“0”刻度,滴定管有0刻度:它们使用时均需水洗后再润洗
B.为观察Mg条在气体中的燃烧,在一个底部铺有少量沙子的集气瓶中收集满气体,取一小段除去表面氧化膜的Mg条用坩埚钳夹持伸入集气瓶中燃烧
C.检验某溶液是否含有时,应取少量该溶液,依次加入溶液和稀硝酸
D.用干燥且洁净的玻璃棒蘸取溶液,滴到放在桌面的试纸上测值
【答案】B
【解析】A.容量瓶、量筒和滴定管都属于量取液体体积的容器,都标有使用温度,量筒、容量瓶无“0”刻度,滴定管有0刻度,滴定管需要水洗后再润洗,量筒需干燥状态时使用,容量瓶洗净后无需干燥和润洗,可以直接使用,故A错误;B.为防止镁和CO2反应后生成的灼热的物质炸裂容量瓶底,要在一个底部铺有少量沙子的集气瓶中收集满 CO2气体,取一小段除去表面氧化膜的 Mg 条用坩埚钳夹持伸入集气瓶中燃烧,故B正确; C.检验某溶液是否含有SOeq \\al(2-,3)时,应取少量该溶液,依次加入盐酸和 BaCl2溶液,若先加入BaCl2溶液,不能排除Ag+的干扰,也不能加入硝酸,不能排除亚硫酸根离子的干扰,故C错误;
D.NaClO溶液中有强氧化性和漂白性的次氯酸,会使pH试纸褪色,无法测定pH,pH试纸也不能放在桌面上,应放在洁净的玻璃片或表面皿上,故D错误;故选B。
5.实验是解决化学问题的基本途径。下列对于某些离子的检验及结论正确的是( )
A.向某溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,则溶液中一定含SOeq \\al(2-,4)
B.用铂丝蘸取某溶液在火焰上灼烧,火焰呈黄色,则溶液中一定含Na+无K+
C.向溶液中滴加KSCN溶液,溶液无明显变化,溶液中一定不含Fe3+
D.向某溶液中加入足量稀盐酸,有能使澄清石灰水变浑独的气体生成,则溶液中一定含COeq \\al(2-,3)
【答案】C
【解析】A. 向某溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,则溶液中不一定含SOeq \\al(2-,4),可能含COeq \\al(2-,3)等,故A错误;B. 用铂丝蘸取某溶液在火焰上灼烧,火焰呈黄色,可能掩盖钾元素所呈现的浅紫色火焰,则溶液中一定含Na+可能含有K+,故B错误;C. KSCN与铁离子生成血红色的物质,向溶液中滴加KSCN溶液,溶液无明显变化,溶液中一定不含Fe3+,故C正确;D. 向某溶液中加入足量稀盐酸,有能使澄清石灰水变浑独的气体生成,可能是二氧化碳,也可能是二氧化硫,则溶液中不一定含COeq \\al(2-,3),可能是SOeq \\al(2-,3)等,故D错误;故选C。
6.某工业废水中存在大量的Na+、Cl-、Cu2+、SO,欲除去其中的Cu2+、SO,设计工艺流程如图所示:
下列有关说法错误的是
A.NaOH的作用是除去Cu2+
B.试剂a为Na2CO3,试剂b为BaCl2
C.操作x为过滤,试剂c为稀盐酸
D.检验SO是否除尽可取适量待测溶液,先加入盐酸,再加入BaCl2溶液
【答案】B
【解析】工业废水中存在大量的Na+、Cl-、Cu2+、SOeq \\al(2-,4),欲除去其中的 Cu2+、SOeq \\al(2-,4),由实验流程可知,先加NaOH除去Cu2+,然后加试剂a为BaCl2可除去SOeq \\al(2-,4),再加试剂b为Na2CO3,试剂b可除去过量钡离子,操作x为过滤,分离出溶液含氯化钠、碳酸钠,最后加试剂c为盐酸可除去碳酸钠,以此来解答。A.由上述分析可知,NaOH的作用是除去Cu2+,生成氢氧化铜沉淀,故A正确;B.试剂a为BaCl2,试剂b为Na2CO3,碳酸钠在氯化钡之后可除去过量的钡离子,故B错误;C.由上述分析可知,操作x为过滤,试剂c为稀盐酸,故C正确;D.检验SOeq \\al(2-,4)是否除尽可取适量待测溶液,先加入盐酸,排除干扰离子,再加入BaCl2溶液若不生成白色沉淀,则除尽,反之没有除尽,故D正确;故选:B。
7.食盐是日常生活中的必需品。粗盐中常含有少量泥沙以及Mg2+、Ca2+、SO,某兴趣小组用稀盐酸、氢氧化钠、碳酸钠、氧化钡等试剂,设计了如下的精制的方案。下列说法中不正确的是( )
A.试剂①、②、③依次是氢氧化钠、碳酸钠、氧化钡
B.操作Ⅰ是过滤,操作Ⅱ是蒸发结晶
C.除去Mg2+的反应为:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓
D.加入盐酸发生的反应只有OH-+H+=H2O
【答案】AD
【解析】A.粗盐提纯,要注意加的试剂均过量,氧化钡在最后加,那么过量的钡离子又成为新的杂质,所以碳酸钠必须在氧化钡之后加入,氢氧化钠只要在过滤之前加入即可,A错误;B.操作Ⅰ是过滤,操作Ⅱ是蒸发结晶,B正确;C.用氢氧化钠除去Mg2+故反应为:Mg2++2OH-==Mg(OH)2↓,C正确;D.加入盐酸不仅要除去过量的氢氧化钠还要除去碳酸钠,所以发生的反应有OH-+H+==H2O和COeq \\al(2-,3)+2H+==CO2↑+H2O,D错误;故答案选AD。
8.某无色溶液中可能含有Mg2+、Cu2+、Ba2+、COeq \\al(2-,3)、Cl-、SOeq \\al(2-,4)、NOeq \\al(-,3)中的几种,现进行如下实验:
Ⅰ.取适量溶液,加入足量NaOH溶液,生成白色沉淀。
Ⅱ.过滤,向实验Ⅰ所得的滤液中加入足量H2SO4溶液,有白色沉淀生成。根据上述实验回答下列问题。
(1)溶液中一定不存在的离子是_______;
(2)写出Ⅰ和Ⅱ中所发生反应的离子方程式_______、_______;
III.“生活无处不化学”,请你回答下列问题。
(3)小苏打可以治疗胃酸过多,用离子方程式表示其原理___________。
(4)食盐的精制,需要将粗盐中含有的SOeq \\al(2-,4)、Mg2+、Ca2+离子沉淀除去,进行提纯,下列加入试剂的顺序不可行的是___________。
A.BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→过滤→盐酸Ⅲ
B.NaOH溶液→Na2CO3溶液→BaCl2溶液→过滤→盐酸
C.NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→过滤→盐酸
D.BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→过滤→盐酸
【答案】
(1) Cu2+、COeq \\al(2-,3)、SOeq \\al(2-,4)
(2) Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓ SOeq \\al(2-,4)+Ba2+=BaSO4↓
(3) H++HCOeq \\al(-,3)=H2O+CO2↑
(4) B
【解析】(1)溶液为无色溶液则不含显蓝色的Cu2+,取适量溶液,加入足量NaOH溶液,生成白色沉淀,则溶液中含Mg2+,那么就不能含有与之反应的COeq \\al(2-,3);过滤,向实验Ⅰ所得的滤液中加入足量H2SO4溶液,有白色沉淀生成,则说明溶液中含有Ba2+,可不含有与之反应的SOeq \\al(2-,4),综上所述可知,溶液中不含Cu2+、COeq \\al(2-,3)、SOeq \\al(2-,4);
(2)根据第(1)问分析可知,Ⅰ中氢氧根离子会与镁离子发生反应生成氢氧化镁沉淀,其离子方程式为: Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓;Ⅱ中硫酸根离子会与溶液中的钡离子发生反应生成硫酸钡沉淀,其离子方程式为:SOeq \\al(2-,4)+Ba2+=BaSO4↓;
(3)小苏打为碳酸氢钠,胃酸的主要成分为HCl,小苏打可以治疗胃酸的原理用离子方程式可表示为:H++HCOeq \\al(-,3)=H2O+CO2↑;
(4)食盐的精制,需要将粗盐中含有的SOeq \\al(2-,4)、Mg2+、Ca2+离子沉淀除去,可加入的沉淀剂为氯化钡、氢氧化钠和碳酸钠,因为沉淀剂均为过量,所以碳酸钠需在氯化钡之后加入,可同时除去溶液中的钙离子和过量的钡离子,则加入试剂的顺序不可行的是B项,故选B。
及时巩固、消化所学,促进掌握必备知识,评价教学效果,为后期优化教学方案提供依据,培养分析问题和解决问题等关键能力。
课堂总结
板书
设计
第一节 硫及其化合物
第3课时 硫酸根离子的检验 粗盐的提纯
一、硫酸盐及硫酸根离子的检验
1、常见硫酸盐及主要用途:
2、硫酸根离子的检验:
未知溶液eq \(―――――→,\s\up7(加盐酸酸化))无明显现象eq \(―――――→,\s\up7(加氯化钡溶液))产生白色沉淀eq \(――→,\s\up7(说明))原未知液中含SOeq \\al(2-,4)
二、粗盐的提纯
1、物质除杂和分离的基本原则:不增(不引入新的杂质),不减(不减少被提纯的物质),易分离(被提纯的物质与杂质易分离),易复原(被提纯的物质易复原)。
2、粗盐的提纯:
①BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→盐酸
②NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→盐酸
③BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→盐酸
教学
反思
本课时主要包括硫酸根离子的检验和粗盐的提纯两个方面的内容。教学从认识常见的硫酸盐及用途入手,了解硫酸盐的共有离子即硫酸根,再通过实验探究,认识硫酸根离子的共性,为硫酸根离子检验实验方案的设计寻找理论依据,通过思考讨论,得出检验硫酸根离子的检验方法。粗盐的提纯,从了解粗盐的杂质成分出发,在回顾除杂提纯实验的基本原则的基础上,分析各成分的性质,设计提纯实验方案,再通过实验验证实验方案,在教师引导下分析原理及开展相关问题探究,形成粗盐提纯的方案。通过设置实验或问题,让学生深入到学习化学、获取知识的整个过程之中,教师主导性和学生主体性得到了充分体现。同时,通过对化学实验的设计及操作的学习,培养了学生科学探究与创新意识的化学核心素养。教学中“教”“学”“评”一体化及教师艺术性、准确性、科学性的评价,能很好把握激励的度,让学生的心智得以健康发展等。当然在教师演示实验中,如何引导学生探究,做到教师“手动”,学生“脑动”,也是一个值得研究的问题。
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