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人教版 (2019)必修 第二册实验活动4 用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子优质课教学设计
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这是一份人教版 (2019)必修 第二册实验活动4 用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子优质课教学设计,共17页。教案主要包含了课后巩固等内容,欢迎下载使用。
课题: 用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子
课时
1
授课年级
高一
课标要求
认识提出问题,设计、评价和优化实验方案,开展实验活动,收集实验现象、数据等相关证据,根据证据进行分析推理,得出结论的方法与策略;掌握开展实验探究必备的实验技能,掌握过滤、蒸发等基本实验操作;形成实事求是、严谨细致的科学态度,具有批判精神和创新意识。
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。内容共安排六个课时: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,第五课时为实验活动四:用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子不,第六课时为实验活动5:不同价态含硫物质的转化。
本节为教材P29页《实验活动4“用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子”》的内容。安排在“第一节 硫及其化合物”的学习完成后,在回顾物质的分离和提纯概念的基础上,设计实验除去粗盐中的Ca2+、Mg2+和SOeq \\al(2-,4)制取精盐,使学生掌握溶解、沉淀、过滤、蒸发、结晶等实验操作方法,学会除去可溶性固体杂质的方法。该实验的原理和操作比较复杂,实验操作顺序和试剂用量控制直接影响实验结果,完成该实验活动有利用培养学生的实验探究能力和创新意识。教学时可提前给学生布置任务,让学生了解实验原理和实验基本要求,查阅物质溶解性表,知道Ca(OH)2和BaCO3等都是微溶物,不能通过过滤完全除去相关的杂质离子;Mg(OH)2、CaCO3和BaCO3难溶与水但可溶于酸;BaSO4既难溶于水又难溶与酸。实验教学中加热蒸发和玻璃棒的使用有一定的危险性,实验前要提醒学生注意实验安全,进行操作时有条件的应让学生戴上护目镜。
教学目标
1.通过联系旧知,讨论交流,认识化学沉淀法去除粗盐中的Ca2+、Mg2+和SOeq \\al(2-,4)基本原理和方法。
2.通过实验操作、问题探究,熟练掌握溶解、过滤、蒸发等化学实验基本操作,认识化学方法在物质分离和提纯中的重要作用。
教学重、难点
重点:用化学沉淀法对粗盐进行提纯
难点:粗盐精制原理及实验方案设计
核心素养
宏观辨识与微观探析:通过对粗盐成分(杂质离子)的微观分析,根据物质(离子)的性质,结合宏观现象,选择适当除杂试剂,设计出科学、合理的实验方案。
证据推理与模型认知:通过实验探究、现象观察、原理分析,根据物质(离子)的性质寻找证据进行推理,形成用化学沉淀法对粗盐进行提纯的基本思维模型。
科学探究与创新意识:通过理论分析、实验设计、实验操作,掌握粗盐提纯的方法及原理,体验科学探究的过程与方法,培养实验改进及创新能力。
学情分析
学生在前面已经学习过氯离子的检验,了解离子检验的鉴别原则和方法,为本课时学习粗盐的提纯奠定了一定基础。但可能因对一些相关物质的性质,特别是物质的溶解性不是很清楚,导致在实验方案设计及试剂选择上可能存在一些困难,教学时教师可通过提前布置任务、提供有关信息,引导分析,讨论交流等方式加以解决。
教学过程
教学环节
教学活动
设计意图
环节一、
情景导入
生活情境
【回顾1】过滤的概念、仪器及操作注意事项分别是什么?
【学生1】过滤是分离过滤常用的方法,主要用于除去液体中的固体和液体不溶性物质。
【学生2】主要玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒。
【学生3】过滤时应注意:一贴滤纸紧贴漏斗内壁;二低滤纸低于漏斗口,液面低于滤纸边缘;三靠 烧杯紧靠玻璃棒,玻璃棒紧靠三层滤纸处,漏斗下端紧靠烧杯内壁。
【回顾2】蒸发操作中用玻璃棒不断搅拌的目的是什么?
【学生】蒸发时,用玻璃棒不断搅拌的目的是加快蒸发,防止液体局部温度过高而造成飞溅。当出现较多量固体时停止加热,利用余热使滤液蒸干。
【教师】评价、肯定。
【预习1】除去粗盐中的硫酸盐及CaCl2、MgCl2等可溶性杂质需要的试剂和加入顺序如何?
【学生】展示交流:
杂质
加入的试剂及用量
引入的离子
除去引入离子的试剂
SO42―
过量BaCl2
Ba2+
Na2CO3
Mg2+
过量NaOH
OH―
HCl
Ca2+
过量Na2CO3
CO32―
HCl
【预习2】除去三种杂质离子所加的试剂的添加顺序有哪些?
【学生1】过量BaCl2、过量NaOH、过量Na2CO3、过滤、适量盐酸
【学生2】过量NaOH、过量BaCl2、过量Na2CO3、过滤、适量盐酸
【学生3】过量BaCl2、过量Na2CO3、过量NaOH、过滤、适量盐酸
【教师】评价、强调:BaCl2必须在Na2CO3前面,盐酸最后加入。
【导入】观看视频—氯化钠与海水
回顾旧知,预习新知,创设生活真实情境,激发学习兴趣和探究的欲望。
环节二、
氧物质的分离和提纯
活动一、物质的分离和提纯的概念及原则
【过渡】物质的分离和提纯在生产、生活、科学研究等方面都具有十分重要的的意义,根据目的不同,分离和提纯的方法也不同。
【问题1】物质分离和提纯的基本概念、原则及注意事项分别是什么?
【学生1】物质的分离:将混合物的各种物质彼此分开,最终获得几种纯净物的过程。即A和B的混合物通过某种分离方法最终得到纯净的A和纯净的B 的过程。
【学生2】物质的提纯:将混合物中的杂质除去而得到纯净物的过程,又叫物质的净化或除杂。
【教师】评价、追问:物质分离和提纯的“四原则”是什么?
【学生】不增:提纯过程中不增加新的杂质;不减:不减少被提纯物;易分离:被提纯物与杂质容易分离;易复原:被提纯物转化后要易复原。
【教师】评价、继续追问:物质分离和提纯的“四必须”是什么?
【学生1】除杂试剂必须过量(目的是为了除去杂质);
【学生2】过量试剂必须除去(因为过量试剂带入新的杂质);
【学生3】必须选最佳除杂途径(能把杂质转化为被提纯物通常认为是最佳方法);
【学生4】除去多种杂质时必须考虑加入试剂的顺序
【教师】评价、肯定。
【问题2】回顾思考:物质分离和提纯有哪些常见的化学和物理方法?
【教师】引导分析,投影表格:物质分离和提纯常见的化学方法。
【学生1】填写表格内容,展示交流:
方法
原理
实例
沉淀法
将杂质离子转化为沉淀
KCl(K2SO4) 适量BaCl2
气化法
将杂质离子转化为气体
Na2SO4(Na2CO3) 适量H2SO4
置换法
将杂质通过置换反应而除去
FeSO4(CuSO4) Fe粉
热分解法
杂质受热易分解,通过加热将杂质除去
CaO(CaCO3) 加热
溶解法
将杂质溶于某种试剂而除去
Cu(CuO) 盐酸等
【学生2】物质分离和提纯常见的物理方法:过滤法、结晶法(蒸发结晶、冷却结晶)、升华法、蒸馏法、分液法。
【教师】评价、补充。
【对应训练1】下列除杂试剂选用错误的是( )
选项
物质(括号内为杂质)
除杂试剂
A
CO2气体(HCl气体)
饱和碳酸氢钠溶液
B
FeCl3溶液(FeCl2)
过氧化氢溶液
C
Al2O3固体(Fe2O3固体)
氢氧化钠溶液
D
MnO2固体(KCl固体)
蒸馏水
A.A B.BC.CD.D
【答案】C
【解析】A.盐酸的酸性强于碳酸,CO2中混有HCl,常采用通入饱和碳酸氢钠溶液,故A不符合题意;B.加入过氧化氢,将Fe2+氧化成Fe3+,不引入新杂质,能够完成实验目的,故B不符合题意;C.氧化铝为两性氧化物,氧化铁为碱性氧化物,加入氢氧化钠溶液,氧化铝与氢氧化钠生成可溶的偏铝酸钠,而氧化铁不与氢氧化钠反应,不能达到实验目的,故C符合题意;D.MnO2不溶于水,KCl可溶于水,因此可采用加水溶液,过滤,除去KCl,能达到实验目的,故D不符合题意;答案为C。
【对应训练2】三氯化碘(ICl3)在药物合成中用途非常广泛,其熔点为33℃,沸点为73℃,遇水易反应。实验室可用图装置制取ICl3,制备的反应原理:I2+3Cl2=2ICl3 下列说法不正确的是( )
A.利用装置甲制备氯气选用的药品可以是高锰酸钾和浓盐酸
B.装置乙中长颈漏斗液面上升说明丙装置可能发生堵塞
C.装置丙中氯化钙的作用是干燥Cl2
D.装置戊中的碱石灰可以用无水氯化钙代替
【答案】D
【解析】A.高锰酸钾氧化浓盐酸当中的氯离子生成氯气,且该反应不需要加热, A正确;B.若丙中U型管堵塞,则气体会滞留在装置乙中,导致乙中长颈漏斗液面上升,B正确;C.氯化钙是干燥剂,因此丙的作用是干燥制得的氯气,C正确;D.碱石灰可以除去多余的氯气,无水氯化钙不能除去氯气,故装置戊中的碱石灰不可以用无水氯化钙代替,D错误;故本题选D。
回顾旧知,为引入新知提供理论依据。
认识物质分离核对提纯的基本方法及原理,为 设计粗盐提纯的实验方案做铺垫。
评价与检测,发现问题,调控课堂,提高效率。
活动二、物质的分离和提纯的常用实验操作方法—过滤与蒸发
【过渡】物质的分离和提纯实验过程中,会用到多种实验方法,下面我们来学习过滤和蒸发。
【问题1】过滤实验操作的概念、原理、适用范围、主要仪器及注意事项分别是什么?
【学生1】概念:利用物质溶解性的差异,将液体和不溶于液体的固体分离开来
【学生2】原理:物质溶解性的差异
【学生3】适用范围:适用于固液混合物的分离。一般情况下,是一种物质易溶于水,另一种物质难溶于水
【学生4】主要仪器:铁架台(含铁圈)、烧杯、漏斗、滤纸
【教师】评价、投影装置图:
【教师】追问:在过滤操作中,要注意“一贴、二低、三靠”,其含义是什么?
【学生】一贴:滤纸紧贴漏斗内壁,中间不留有气泡;
二低:滤纸上边缘低于漏斗边缘,液面低于滤纸边缘;
三靠:倾倒液体的烧杯紧靠玻璃棒,玻璃棒末端紧靠三层滤纸处,漏斗的下端尖口紧靠盛接滤液的烧杯内壁
【教师】评价、设凝:在过滤过程中,若滤液浑浊,该怎样处理?滤液浑浊的原因可能是什么?
【学生】需更换滤纸,重新过滤,直至溶液澄清透明为止。浑浊的原因可能是滤纸破损、滤液超过滤纸边缘、仪器不干净
【问题2】蒸发实验操作的概念、原理、适用范围、主要仪器及注意事项分别是什么?
【学生1】概念:在蒸发皿中不断加热,蒸发溶剂,使溶液浓缩,从而析出晶体的过程。
【学生2】适用范围:适用于分离溶液中的溶质。
【学生3】主要仪器:铁架台(含铁圈)、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒。
【教师】评价、投影装置图:
【教师】设凝:蒸发操作过程中应注意哪些问题?
【学生1】蒸发时,液体量不得超过蒸发皿容积的2/3,以免加热时液体溅出;
【学生2】在加热过程中,要用玻璃棒不断搅拌液体,防止因局部温度过热,造成液体飞溅;
【学生3】当蒸发皿中出现较多固体时,应停止加热,利用余热蒸干;
【学生4】取下未冷却的蒸发皿时,要放在石棉网上
【教师】评价、强调:①结晶是使溶质从溶液中以晶体状态析出的过程,是分离、提纯固体物质的重要方法之一
②结晶的方法有蒸发结晶(物质溶解度随温度变化不大的物质,如:NaCl)和冷却结晶(溶解度随温度下降而显著降低的物质,如:KNO3)两种。
【对应训练1】在进行“用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子”的实验中,下列说法不正确的是( )
A.过滤时需用到的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒、漏斗
B.蒸发结晶时当蒸发皿中出现较多固体时,停止加热
C.按照实验操作顺序玻璃棒的作用依次为:引流、搅拌、搅拌
D.加入除杂的试剂顺序可以是NaOH、BaCl2、Na2CO3,过滤后再加适量盐酸
【答案】C
【解析】A.过滤时需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗,A正确;B.蒸发结晶时,当蒸发皿中出现较多固体时,即停止加热,用余热将剩余水分蒸干,B正确;C.用化学沉淀法除去粗盐中的杂质离子,步骤包括粗盐溶解,加沉淀剂,过滤,调节pH,蒸发结晶等,玻璃棒的作用依次为搅拌、引流、搅拌,C错误;D.加入除杂的试剂顺序可以是先加NaOH除去镁离子,再加BaCl2除去硫酸根离子,加入碳酸钠除去钙离子和过量的钡离子,过滤后加适量盐酸中和NaOH和碳酸钠,D正确;故答案选C。
【对应训练2】为提纯下列物质(括号内的物质为杂质),所选用的方法正确的是( )
A.HCl(H2S):通入酸性KMnO4溶液中洗气
B.CO2(SO2):通入溴水溶液中洗气
C.AlCl3溶液(FeCl3):加入过量的NaOH溶液过滤
D.NO2(NO):通入NaOH溶液中洗气
【答案】B
【解析】A.HCl和H2S都能与酸性KMnO4溶液反应,A错误;B.SO2能与溴水发生氧化还原反应而CO2不能,CO2中的SO2可以用溴水除去,B正确;C.AlCl3溶液中含有FeCl3,加入过量的NaOH溶液生成NaAlO2,过滤后得到NaAlO2溶液,C错误;D.NO2与NaOH溶液反应,NO2(NO)通入NaOH溶液,除去NO2,D错误;故选B。
进一步认识物质分离和提纯中过滤操作的概念、方法及注意事项,为后续粗盐的提纯实验做准备。
进一步认识物质分离和提纯中蒸发操作的概念、方法及注意事项,为后续粗盐的提纯实验做准备。。
检测与评价,发现问题,调控课堂,提高效率。
环节三、
粗盐的提纯原理与方法
活
活活动一、用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子
【过渡】实验方案设计是否合理,需要通过实验实施进行验证,下面请同学们根据提供的实验用品,设计粗盐提纯的实验方案,分小组进行实验。
【问题1】利用提供的实验用品,结合教材P29页【实验步骤】,分小组完成下表实验,并填写表格内容:
【实验仪器】
试管、托盘天平、量筒、酒精灯、铁架台、试管架、橡胶塞、乳胶管、胶头滴管、玻璃导管、石棉网(或陶土网)、玻璃棒、药匙、棉花、镊子、火柴。
【实验药品】
粗盐、蒸馏水、0.1 ml/L BaCl2溶液、20% NaOH溶液、饱和Na2CO3溶液、6 ml/L盐酸、pH试纸
【教师】投影表格,引导实验。
【学生】结合表格实验,分组完成相关实验,并填写表格内容,展示交流:
实验步骤
实验装置
实验操作
①溶解
用托盘天平称取5g粗盐,放入100mL 烧杯中,然后加入20mL水,用玻璃棒 搅拌 ,使粗盐全部溶解,得到粗盐水
②沉淀
向粗盐水中滴加过量的 BaCl2溶液(约2~3mL),使 SOeq \\al(2-,4)与Ba2+完全反应生成BaSO4沉淀 ,将烧杯静置
静置后,沿烧杯壁向上层清液中继续滴加2~3滴BaCl2溶液。若 溶液不出现浑浊 ,表明SOeq \\al(2-,4)已沉淀完全;若出现浑浊,则应 继续滴加BaCl2溶液 ,直至SOeq \\al(2-,4)沉淀完全
继续向粗盐水滴加 过量的NaOH溶液 (约0.25mL),使 Mg2+与OH- 完全反应生成 Mg(OH)2 沉淀;最后滴加 过量的饱和Na2CO3 溶液,使 Ca2+、Ba2+与CO32- 完全反应生成沉淀。用上述方法分别检验Mg2+、Ca2+、Ba2+是否沉淀完全
③过滤
将烧杯静置,然后过滤,除去 生成的沉淀和不溶性杂质
④中和
向所得滤液中滴加 盐酸 ,用玻璃棒搅拌,直到 没有气泡冒出 ,并用pH试纸检验,使滤液呈中性或微酸性
⑤蒸发
将滤液倒入蒸发皿,用酒精灯加热,并用玻璃棒不断 搅拌 。当蒸发皿中出现 较多固体 时,停止加热。利用蒸发皿的余热使滤液蒸干。
用坩埚钳将蒸发皿夹持到石棉网上冷却,得到去除去杂质离子的精盐
【教师】评价、补充。
【问题2】归纳小结:该实验操作的基本流程是什么?实验中加入试剂的先后顺序有哪些要求?
【学生1】讨论交流,展示实验操作流程。
【教师】评价、投影:
【学生2】板书加入试剂的顺序:
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
【教师】评价、强调:BaCl2必须在Na2CO3之前加;过滤之后再加入稀盐酸除去过量的Na2CO3和NaOH;除去多种杂质时必须考虑加入试剂的顺序;除杂时,每次所加试剂都要略微过量是为了将杂质离子完全沉淀而除去
【对应训练1】通过海水晾晒可得粗盐,粗盐除NaCl外,还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质,粗盐精制的实验流程如下。下列说法不正确的是( )
A.在第①步中使用玻璃棒搅拌可加速粗盐溶解
B.第⑤步操作是过滤
C.第②③④⑥步通过加入化学试剂除杂,加入试剂顺序为:NaOH溶液→Na2CO3溶液→BaCl2溶液→稀盐酸
D.除去MgCl2的方程式为:MgCl2+2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaCl
【答案】C
【解析】加入过量的氢氧化钠可以将镁离子沉淀,加入过量的氯化钡可以将硫酸根离子沉淀,除钙离子加入碳酸钠转化为沉淀,但是加入碳酸钠要放在加入氯化钡之后,这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡,再进行过滤,最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子,所以正确的顺序为:NaOH、BaCl2、Na2CO3或BaCl2、NaOH、Na2CO3,Na2CO3要在BaCl2的后面加,C错误。
【对应训练2】海盐经溶解、过滤后仍含有可溶性杂质Ca2+、Mg2+、SOeq \\al(2-,4),为了得到纯净的NaCl,下列试剂(均过量)的滴加顺序及操作顺序不合理的是( )
A.BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→过滤→稀盐酸→蒸发结晶
B.Ba(OH)2溶液→Na2CO3溶液→过滤→稀盐酸→蒸发结晶
C.Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤→稀盐酸→蒸发结晶
D.BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→过滤→稀盐酸→蒸发结晶
【答案】C
【解析】粗盐提纯时,所加的试剂有NaOH溶液(除去Mg2+)、BaCl2溶液(除去SOeq \\al(2-,4))、Na2CO3溶液(除去Ca2+和过量的Ba2+),过滤后,加入稀盐酸(除去过量的OH-、CO32-),注意Na2CO3溶液一定要在BaCl2溶液之后加入,稀盐酸在过滤后加入,故A、D项正确,C项错误;加入过量的Ba(OH)2溶液,可除去SOeq \\al(2-,4)、Mg2+,再加入过量的Na2CO3溶液,除去Ca2+和过量的Ba2+,过滤后,向滤液中加入稀盐酸,除去过量的CO32-和OH-,蒸发结晶得到纯净的NaCl,B项正确。
根据提供的实验用品,设计实验方案,并进行实验,培养实验操作、观察、分析能力,巩固粗盐提纯的思维模型,深度理解后续沉淀法在物质分离和提纯中的应用。
通过归纳与总结,形成粗盐提纯的基本流程, 从微观上理解加入除杂试剂的顺序及原因。
检测与评价,发现问题,调控课堂,提高效率。
活
活动二、问题与讨论别
【过渡】为了进一步粗盐的提纯原理和方法,下面我们将对实验实施过程中出现的一些问题作进一步探究。
【问题探究1】在实验操作②中为什么依次加入的试剂都要略微过量?实验操作④中加入盐酸的目的是什么?
【学生1】实验操作②中所加试剂过量是为了将杂质离子完全沉淀而除去。
【学生2】实验操作④中加入盐酸是为了除去滤液中过量的OH-(或调节溶液的pH)和COeq \\al(2-,3)。
【教师】评价、肯定。
【问题探究2】粗盐水中加入氯化钡溶液使SOeq \\al(2-,4)沉淀而除去,如何检验SOeq \\al(2-,4)是否沉淀完全?
【学生】静置后,沿烧杯壁向上层清液中继续滴加2~3滴氯化钡溶液,若溶液不出现浑浊,说明SOeq \\al(2-,4)已沉淀完全。
【问题探究3】第③步过滤和第④步加入盐酸的操作顺序能否颠倒?为什么?
【答案要点】先过滤再加入盐酸的操作顺序不能颠倒。若在过滤前加入稀盐酸,会使生成的沉淀溶解,产生新的杂质。
【问题2】归纳总结除去粗盐中可溶性杂质的一般思路和方法分别是什么?
【学生】思路和方法:选择除杂试剂,依据是将可溶性杂质转化成沉淀、水或气体等易分离的物质,尽可能不引入新杂质;安排试剂的用量(一般过量)和添加顺序,依据是过量的试剂必须靠后面添加的试剂除去。
【教师】评价、追问:还要注意哪些问题?
【学生1】.洗涤沉淀的操作:向漏斗中加蒸馏水至没过沉淀,待水自然流下,重复操作2~3次。
【学生2】过滤操作不可用玻璃棒搅拌漏斗内的物质,以免划破滤纸。
【学生3】检验沉淀是否洗涤干净的操作:检验沉淀是否洗涤干净的操作:取最后一次洗涤液进行检验(事先要确定沉淀中含有的离子,选择合适的试剂进行检验)。
【学生4】检验沉淀是否完全的方法:检验沉淀是否完全的方法:取(或向)上层清液中继续滴加原沉淀剂,若无沉淀产生则沉淀完全。
【教师】评价、肯定。
【对应训练1】有关粗盐(主要含NaCl,杂质为BaCl2、MgCl2)提纯的描述错误的是( )
A.将粗盐溶于水得到无色溶液,边搅拌边适当加热能加快溶解的速率
B.提纯时需要的除杂试剂有Na2CO3溶液、NaOH溶液,稀盐酸
C.加入除杂试剂时,必须先加入稀盐酸后加入Na2CO3溶液
D.该提纯过程中未涉及氧化还原反应
【答案】C
【解析】A.溶解时搅拌或适当升温都能加快溶解的速率,故将粗盐溶于水得到无色溶液,边搅拌边适当加热能加快溶解的速率,A正确;B.提纯时需要的除杂试剂有Na2CO3溶液除去BaCl2、NaOH溶液除去MgCl2,稀盐酸除去过量的Na2CO3和NaOH,B正确;C.根据除杂的基本要求可知,加入Na2CO3溶液除去BaCl2、NaOH溶液除去MgCl2,过滤产生的沉淀后加入稀盐酸以除去过量的Na2CO3溶液和NaOH溶液,C错误;D.该提纯过程中涉及的反应有:Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl,MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl,Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑,NaOH+HCl=NaCl+H2O,故未涉及氧化还原反应,D正确;
故答案为:C。
【对应训练2】下列说法正确的是( )
A.向某溶液中滴加少量AgNO3溶液,有白色沉淀产生,溶液中一定含有Cl-
B.向某溶液中加入一定量的稀硫酸,产生的气体使澄清石灰水变浑浊,溶液中一定含有SOeq \\al(2-,3) 或COeq \\al(2-,3)
C.氯气使湿润的红纸条褪色,说明氯气具有漂白性
D.SO2使酸性高锰酸钾褪色,表现了SO2的还原性
【答案】D
【解析】A.向某溶液中滴加少量AgNO3溶液,有白色沉淀产生,溶液中可能含有Cl-、COeq \\al(2-,3)、SOeq \\al(2-,3)等离子中的一种或几种,故A错误;B.向某溶液中加入一定量的稀硫酸,产生的气体使澄清石灰水变浑浊,溶液中可能含有SOeq \\al(2-,3)、COeq \\al(2-,3)、HSOeq \\al(-,3)、HCOeq \\al(-,3)等离子中的一种或几种,故B错误;C.氯气使湿润的红纸条褪色,是氯气和水反应生成的次氯酸有强氧化性,能使有色物质褪色,不能说明氯气具有漂白性,故C错误;D. SO2使酸性高锰酸钾褪色,是SO2被高锰酸钾溶液氧化,高锰酸钾被还原成无色的离子,表现了SO2的还原性,故D正确;故答案为:D。
通过问题探究,深度理解用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子的方法及原理,培养思维的完整性和严谨性,建立解决实际问题的思路和方法。
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.下列有关分析中,错误的是( )
A.“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”,该过程发生了置换反应
B.“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁”,该青蒿素的提取过程属于化学变化
C.1964年我国自行制造的第一颗原子弹爆炸成功,原子弹爆炸涉及物理变化
D.“方家以磁石磨针锋,则能指南”,中国古代磨制磁石制造指南针属于物理变化
【答案】B
【解析】A.由描述可知,铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,属于置换反应,A正确;B.此过程为萃取,没有新物质生成,属于物理变化,B错误;C.原子弹爆炸涉及化学变化和物理变化,C正确;D.中国古代磨制磁石制造指南针,过程中没有新物质生成,属于物理变化,D正确;故选B。
2.下列说法正确的是( )
A.通过焰色试验可以鉴别碳酸钠中是否含有碳酸钾
B.向溶液中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀,则原溶液中一定有SO
C.向溶液中滴加AgNO3,产生白色沉淀,则原溶液中一定有Cl-
D.向溶液中滴加盐酸,产生使澄清石灰水变浑浊的无色无味的气体,则原溶液中一定有CO
【答案】A
【解析】A.钾的焰色为紫色,钠的焰色为黄色,因此可用焰色实验鉴别碳酸钠中是否含碳酸钾,故A正确;B.若原溶液中含银离子,加盐酸酸化的氯化钡也会生成白色沉淀,不一定是硫酸根存在,应先加盐酸酸化,无现象后再加氯化钡,故B错误;C.能与银离子沉淀的还有碳酸根、硫酸根等,不一定是氯离子,故C错误;D.能与盐酸反应生成二氧化碳气体的还可以是碳酸氢根离子,故D错误;故选:A。
3.粗食盐水中常含有少量Ca2+、Mg2+、杂质离子,实验室提纯粗食盐水制取食盐的流程如下,过程III中,用到的分离方法是( )
A.吸附 B.加热蒸发 C.过滤 D.冷却结晶
【答案】B
【解析】食盐溶解度受温度影响小,加热蒸发食盐溶液得到食盐晶体,所以过程III中,用到的分离方法是加热蒸发,故选B。
4.下列有关实验操作的说法,不正确的是( )
A.铁离子的检验:向含Fe3+溶液中加入KSCN溶液,溶液颜色变红
B.检验溶液中的Na+:取一根洁净的铂丝,放在酒精灯火焰上灼烧至与火焰颜色一致,然后蘸取少量试液,置于火焰上灼烧,若火焰呈黄色,则含有Na+
C.在配制100mL1.00ml ▪L-1的氯化钠溶液时,容量瓶不能用作溶解物质的容器
D.粗盐的提纯试验中,滤液在坩埚中加热蒸发结晶
【答案】D
【解析】A.Fe3+与KSCN溶液作用产生血红色溶液,故常用向溶液中加入KSCN溶液,溶液颜色变红来进行铁离子的检验,A正确;B.钠的焰色反应为黄色,由操作和现象可知含有Na+,B正确; C.容量瓶不能用作溶解或者稀释物质、物质反应和长期贮存溶液的容器,C正确;D.粗盐的提纯试验中,滤液在蒸发皿中加热蒸发结晶,而不是在坩埚中加热蒸发,D错误;故答案为:D。
5.下列实验中,所选装置不合理的是( )
A.粗盐提纯,选①和②
B.用CCl4提取碘水中的碘,选③
C.从Br2的CCl4溶液中分离出Br2,选④
D.用NaOH溶液吸收Cl2选⑤
【答案】C
【解析】A.粗盐提纯的步骤有溶解、过滤、蒸发、结晶,①是过滤、②是蒸发,所以选①和②,故A正确;B.碘易溶于CCl4,CCl4不溶于水,用CCl4萃取碘水中的碘,所以选③,故B正确;C.Br2和CCl4是互溶液体,用蒸馏法分离Br2和CCl4,④装置缺少温度计,故C错误;D.氢氧化钠和氯气反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,用NaOH溶液吸收Cl2,防止污染,选装置⑤,故D正确;选C。
6.粗盐含有少量的 MgCl2,CaCl2,Na2SO4 等杂质,为了将杂质除干净得到精盐,对粗盐溶液分别进行如下操作①加入过量的 NaOH 溶液、②加入过量的 Na2CO3 溶液、③加入过量的BaCl2 溶液、④过滤、⑤加入过量的稀盐酸、⑥蒸发。下列操作的先后顺序错误的是
A.②③①④⑤⑥B.③④②④①④⑤⑥
C.①③②④⑤⑥D.③④①②④⑤⑥
【答案】A
【解析】①加过量NaOH溶液,Mg2+发生反应,生成Mg(OH)2沉淀和氯化钠;②加过量Na2CO3溶液,与CaCl2和③中过量BaCl2溶液发生反应,生成CaCO3沉淀和BaCO3沉淀和氯化钠;③加入过量BaCl2溶液,与Na2SO4发生反应,生成BaSO4沉淀和NaCl;④过滤,滤出前面生成的沉淀及泥沙;⑤加适量盐酸,与①中过量NaOH溶液和②中过量Na2CO3溶液发生反应,生成氯化钠、水和二氧化碳气体;因此操作中应依次加入过量的氯化钡、碳酸钠、氢氧化钠,过滤后加适量盐酸然后蒸发除水;正确的操作顺序为③④②④①④⑤⑥、①③②④⑤⑥或③④①②④⑤⑥故选A。
7.NH4MnPO4·2H2O是一种活性催化剂,易溶于水,其溶解度随着温度升高而显著增大。一种制备NH4MnPO4·2H2O的方法如下:
下列叙述正确的是( )
A.“溶解”中加入盐酸的目的是加快溶解
B.“合成”中加入氨水过量,会生成酸式盐
C.“系列操作”需要酒精灯、蒸馏烧瓶等仪器
D.采用“重结晶”可提纯产品
【答案】D
【解析】A.氢氧化锰难溶于水,氯化锰溶于水后部分水解生成氢氧化锰,加入盐酸,可抑制锰离子水解,A错误;B.加入氨水,中和盐酸,氨水较多,会生成碱式盐,B错误;C.依题意,磷酸锰铵晶体易溶于水,根据溶解度与温度关系,分离操作是蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥,不需要蒸馏烧瓶,C错误;D.采用重结晶方法可以提纯磷酸锰铵结晶水合物,D正确;故选D。
8.为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO、泥沙等杂质,进行下列五项操作:①过滤 ②加过量NaOH溶液 ③加适量HCl ④加过量Na2CO3溶液 ⑤加过量BaCl2溶液 ⑥溶解 ⑦蒸发,回答下列问题:
(1)以上五项操作的步骤为:⑥→①→②→_______→_______→_______→_______→⑦,_______。其中加入BaCl2溶液发生的离子反应方程式为:_______,加入过量Na2CO3溶液的目的是_______。
(2)关于上述过程,错误的是_______
A.溶解粗盐时,加水越多越好
B.NaOH溶液不可用KOH溶液替代
C.滤去沉淀以后,将滤液移至坩埚内加热蒸发
D.当蒸发到剩有少量液体时,停止加热,利用余热将液体蒸干
E.将制得的晶体转移到过滤器中用大量水进行洗涤
(3)NaCl的焰色反应为_______色,验证提纯后的NaCl固体中不含KCl的操作及现象是:_______。
【答案】(1) ⑥→①→②→⑤→④→①→③→⑦ Ba2++SOeq \\al(2-,4)=BaSO4↓ 除去Ca2+以及加入的过量Ba2+
(2)ACE (3) 黄 用洁净的铂丝蘸取样品后在酒精灯上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察不到紫色火焰,说明不含KCl
【解析】(1)粗盐样品含有 Ca2+、Mg2+、SOeq \\al(2-,4)、泥沙等杂质,加入过量氢氧化钠溶液的目的是除去Mg2+;加入过量的BaCl2,可以将硫酸根离子除去,但是会引入Ba2+杂质离子;加入过量的Na2CO3溶液的目的除去杂质Ca2+,和加入的过量Ba2+;过滤,将得到的沉淀全部滤出,得到的滤液是含有氯化钠、碳酸钠、氢氧化钠等的混合物,加入足量的盐酸,可以出去碳酸根离子、氢氧根离子等杂质离子,最后即可获得较为纯净的氯化钠,所以操作的步骤为:⑥→①→②→⑤→④→①→③→⑦。加入BaCl2溶液发生的离子反应方程式为:Ba2++SOeq \\al(2-,4)=BaSO4↓。加入过量Na2CO3溶液的目的是除去Ca2+以及加入的过量Ba2+。(2)A.溶解时,若加入太多水,则蒸发时就需要大量时间,A错误;B.NaOH溶液不可用KOH溶液替代,否则会引入新的杂质离子K+,B正确;C.滤去沉淀以后,将滤液移至蒸发皿加热浓缩,C错误;D.蒸发时,有少量液体剩余就应该停止加热,D正确; E.晶体应用少量水洗涤,否则会导致晶体溶于水损失,E错误;故选ACE。(3)NaCl的焰色反应为黄色。用焰色反应验证提纯后的NaCl固体中不含KCl,操作及现象是:用洁净的铂丝蘸取样品后在酒精灯上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察不到紫色火焰,说明不含KCl。
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
用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子
板书
设计
第一节 硫及其化合物
实验活动4 用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子
一、物质的分离和提纯
1、定义:分离是将混合物的各种物质彼此分开,最终获得几种纯净物的过程。
提纯是将混合物中的杂质除去而得到纯净物的过程,又叫物质的净化或除杂。
2、四原则:不增、不减、易分离、易复原。
3、四必须:除杂试剂必须过量、过量试剂必须除去、必须选最佳除杂途径、除去多种杂质时必须考虑加入试剂的顺序。
4、方法:沉淀法、气化法、溶解法等。
二、粗盐的提纯原理与方法
1、用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子
2、问题与讨论
教学
反思
本节课从海水与食盐视频引入,在了解粗盐的制备的基础上,复习物质的分离和提纯的概念及原则,回顾粗盐提纯实验中要用到的过滤和蒸发实验基本操作,先奠定粗盐提纯的理论基础,在分析粗盐中的杂质离子后,根据杂质离子的性质和物质分离和提纯的基本要求,设计实验验证方案,再通过小组实验实施实验方案,制得精盐。让学生在充分参与体验用化学沉淀法去除粗盐杂质离子的过程与方法的同时,进一步熟悉相关物质(离子)的性质,形成用化学沉淀法去除粗盐杂质离子的基本流程,理解除杂试剂选择和加入顺序及原因。最后通过问题探究,形成并完善粗盐提纯的思维模型,不仅进一步巩固了相关物质的性质,还提升了学生实验设计、实验操作、实验探究的能力,培养了科学探究与创新意识、证据推理与模型认知的化学核心素养。
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