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一、设计思想
新课程的一个突出特点是重视化学实验在化学教学中的作用。实验是研究化学物质的重要方法之一,而物质的分离与提纯是物质研究的第一个环节,也是引发学生对化学实验感兴趣的重要一课。本节课以海水为研究对象,以解决4个问题为目标,在复习初中学过的过滤、蒸发等基本实验技能的基础上,着重引导学生认识蒸馏、分液、萃取,掌握物质分离与提纯的一般原则。
二、教学目标
1.知识与技能:初步学会过滤、结晶、蒸馏、分液、萃取等分离物质的实验技能,能独立完成一些简单的物质分离与提纯的实验操作。
2.过程与方法:初步了解根据物质的性质选择不同的方法对物质进行分离与提纯。
3.情感态度与价值观:(1)认识丰富的海水资源,增强环境保护意识;(2)通过学习感受到这些实验操作在生活、生产中的存在,认识化学的学科价值,培养学生热爱化学的情感和投身化学研究的志趣;(3)初步形成良好的实验工作习惯。
三、教学过程
1.新课引入
【情境引入】1.淘金、扬谷、筛筛子等图片;2.实验室的药品有优级纯(≥99.8%)、分析纯(≥99.7%)、化学纯(≥99.5%);3.单晶硅纯度简介。
设计意图:使学生认识到分离与提纯作为一种重要的实验方法,在日常生活和化工生产中具有十分重要的作用,不少重要的化学研究与化工生产都是以分离、提纯为主体的,从而强烈地激起学生学习的欲望。
2.研究讨论系列活动
【教师】我们本节课分离与提纯的研究对象是——海水。
研究讨论过程一:如何从海水中获得粗盐。
【学生】通过蒸发的方法
【教师投影】海水晒盐的图片、蒸发装置图片
蒸发——物质分离与提纯的方法之一
研究讨论过程二:如何进行粗盐的提纯。
【学生】通过过滤的方法
【教师投影】过滤装置图片
过滤——物质分离与提纯的方法之二
【学生小结】过滤适用于固体和液体混合物的分离
设计意图:蒸发和过滤操作是学生初中就应该掌握的实验技能,以上的设计旨在复习这两个操作,以提高学生的综合实验能力。
研究讨论过程三:如何从海水中获得淡水。
【教师投影】资料卡1:地球表面的70%被水覆盖。但其中的97.5%为海水,淡水仅占2.5%。近70%的淡水固定在南极和格陵兰的冰层中,其余多为土壤水分或深层地下水,不能被人类利用。地球上只有不到1%的淡水或约0.007%的水可为人类直接利用,主要分布在湖泊、河流、水库和浅层地下水源。淡水资源日益短缺,实施海水淡化是解决各国淡水资源短缺的主要有效途径。
资料卡2:
【教师设问】上述装置是利用的什么原理实现海水淡化的呢?
【学生】利用光能升高坑内潮湿土壤和空气的温度,蒸发海水产生水汽。水汽逐渐饱和,与塑料条接触后冷凝结成水珠,下滑至收集皿中得到淡水。
【教师】上述装置实际是一个日光蒸馏器。在家庭的厨房中,我们在锅盖上得到的水汽就是蒸馏水。在实验室中,我们也可以利用同样的原理进行蒸馏实验。
【教师投影】简易蒸馏装置:见图一
【教师设问】如何使气体的冷凝效果更好呢?
【教师展示】蒸馏烧瓶、冷凝管、接受器实物
【教师设问】若烧瓶中的是混合液体,如何知道蒸馏出的是什么物质呢?
【学生】借助温度计测量蒸气的温度,并结合物质的沸点,就可以推断出蒸馏出的是什么物质。
【教师设问】温度计的水银球在何位置?
【学生】在蒸馏烧瓶的支管口处。
【教师投影】蒸馏装置图二:
【师生讨论】冷凝水如何进出?还有其他注意事项吗?
【教师】利用“逆流原理”,冷凝水下进上出。为防止混合液暴沸,需向混合液中加入沸石或碎瓷片。
【教师投影】蒸馏——物质分离与提纯的方法之三蒸馏适用于分离沸点不同的液体混合物。
【学生猜一猜】生活中什么酒属于发酵酒,什么酒属于蒸馏酒?
设计意图:从海水淡化的实际意义出发引入日光蒸馏器,并联系厨房实际,让学生体会蒸馏在生活和生产中的存在,并进一步理解蒸馏的原理,从而为下面简易蒸馏装置和科学蒸馏装置的引入做了铺垫。该部分的设计旨在立足学生的观察和体验,从学科角度培养学生解决实际问题的能力。
研究讨论过程四:如何从海水中提取溴。
【教师投影】资料卡3:溴是海水中重要的非金属元素,地球上99%的溴元素以Br-的形式存在于海水中,所以人们也把溴称为“海洋元素”。
溴的单质在常温下为深红棕色的液体,极易挥发,可用于生产多种药剂,如熏蒸剂、杀虫剂、抗爆剂等。
【教师实验】用针筒向盛有少量液溴的密闭试管中分别加入水和CCl4。
【学生】液溴在水中的溶解度比在CCl4中小很多。
【学生实验】溴水与CCl4混合
【学生】混合液分层,上层为水层,下层为有机层(溴的CCl4溶液)。
【教师设问】如何分离两层液体?可以借助什么仪器?
【教师展示】分液漏斗实物
【教师演示】用分液漏斗分离溴水与CCl4混合液
【教师投影】分液——物质分离与提纯的方法之四
设计意图:让学生通过实验直观感受溴单质的溶解性和CCl4的部分物理性质,印象深刻。同时为下面要引入的萃取做好铺垫。
【教师设问】如何分离溴和CCl4?
【学生】通过蒸馏的方法。【教师设问】为什么不直接蒸馏溴水以得到溴单质?【学生】因为溴在水中的溶解度很小,要想得到较多的溴单质就要消耗较多的溴水和能源。
【教师】上述实验就是将溴水中的溴浓缩荟萃后进行提取,这样的操作称为萃取。
【教师投影】萃取(将精华浓缩荟萃后提取)——物质分离与提纯的方法之五
【学生实验】溴水与酒精混合
【学生小结】萃取剂的选择要求
【教师投影】食用油的生产工艺
设计意图:通过生活中的一些实例让学生再次感受到萃取在生活中的存在,明白化学就在生活中。
3.课堂小结
【师生共同小结】物质的分离与提纯要考虑物质的性质。不仅要用物理方法,还要用化学方法,有时要综合利用。
设计意图:“教,就是为了达到用不着教。”我们的教学不但要授学生“鱼”,更要授学生“渔”。
四、教学反思
1.本节课的主要教学活动采取了“问题探究”式教学方法,以海水为研究对象,不断创设问题情境,层层推进教学。“教学不仅仅是一种告诉、传授,还应当引导学生去经历、去体验、去感悟、去发现。”教学中,我没有提供现成的知识和结论,而是引导学生根据已有的知识和提供的资料,形成新旧知识的再构建,既让学生获得了知识、体验了成功,又培养了学生利用已有知识去探究未知问题的能力。
2.化学是一门充满魅力的学科,每一位化学教师都应在教学过程中渗透化学的学科价值,让学生明白学习化学的意义所在。在本节课的教学中,我力求让学生在问题探究中获得知识的同时,深刻体会到化学源于生活又服务于生活。
新课程的一个突出特点是重视化学实验在化学教学中的作用。实验是研究化学物质的重要方法之一,而物质的分离与提纯是物质研究的第一个环节,也是引发学生对化学实验感兴趣的重要一课。本节课以海水为研究对象,以解决4个问题为目标,在复习初中学过的过滤、蒸发等基本实验技能的基础上,着重引导学生认识蒸馏、分液、萃取,掌握物质分离与提纯的一般原则。
二、教学目标
1.知识与技能:初步学会过滤、结晶、蒸馏、分液、萃取等分离物质的实验技能,能独立完成一些简单的物质分离与提纯的实验操作。
2.过程与方法:初步了解根据物质的性质选择不同的方法对物质进行分离与提纯。
3.情感态度与价值观:(1)认识丰富的海水资源,增强环境保护意识;(2)通过学习感受到这些实验操作在生活、生产中的存在,认识化学的学科价值,培养学生热爱化学的情感和投身化学研究的志趣;(3)初步形成良好的实验工作习惯。
三、教学过程
1.新课引入
【情境引入】1.淘金、扬谷、筛筛子等图片;2.实验室的药品有优级纯(≥99.8%)、分析纯(≥99.7%)、化学纯(≥99.5%);3.单晶硅纯度简介。
设计意图:使学生认识到分离与提纯作为一种重要的实验方法,在日常生活和化工生产中具有十分重要的作用,不少重要的化学研究与化工生产都是以分离、提纯为主体的,从而强烈地激起学生学习的欲望。
2.研究讨论系列活动
【教师】我们本节课分离与提纯的研究对象是——海水。
研究讨论过程一:如何从海水中获得粗盐。
【学生】通过蒸发的方法
【教师投影】海水晒盐的图片、蒸发装置图片
蒸发——物质分离与提纯的方法之一
研究讨论过程二:如何进行粗盐的提纯。
【学生】通过过滤的方法
【教师投影】过滤装置图片
过滤——物质分离与提纯的方法之二
【学生小结】过滤适用于固体和液体混合物的分离
设计意图:蒸发和过滤操作是学生初中就应该掌握的实验技能,以上的设计旨在复习这两个操作,以提高学生的综合实验能力。
研究讨论过程三:如何从海水中获得淡水。
【教师投影】资料卡1:地球表面的70%被水覆盖。但其中的97.5%为海水,淡水仅占2.5%。近70%的淡水固定在南极和格陵兰的冰层中,其余多为土壤水分或深层地下水,不能被人类利用。地球上只有不到1%的淡水或约0.007%的水可为人类直接利用,主要分布在湖泊、河流、水库和浅层地下水源。淡水资源日益短缺,实施海水淡化是解决各国淡水资源短缺的主要有效途径。
资料卡2:
【教师设问】上述装置是利用的什么原理实现海水淡化的呢?
【学生】利用光能升高坑内潮湿土壤和空气的温度,蒸发海水产生水汽。水汽逐渐饱和,与塑料条接触后冷凝结成水珠,下滑至收集皿中得到淡水。
【教师】上述装置实际是一个日光蒸馏器。在家庭的厨房中,我们在锅盖上得到的水汽就是蒸馏水。在实验室中,我们也可以利用同样的原理进行蒸馏实验。
【教师投影】简易蒸馏装置:见图一
【教师设问】如何使气体的冷凝效果更好呢?
【教师展示】蒸馏烧瓶、冷凝管、接受器实物
【教师设问】若烧瓶中的是混合液体,如何知道蒸馏出的是什么物质呢?
【学生】借助温度计测量蒸气的温度,并结合物质的沸点,就可以推断出蒸馏出的是什么物质。
【教师设问】温度计的水银球在何位置?
【学生】在蒸馏烧瓶的支管口处。
【教师投影】蒸馏装置图二:
【师生讨论】冷凝水如何进出?还有其他注意事项吗?
【教师】利用“逆流原理”,冷凝水下进上出。为防止混合液暴沸,需向混合液中加入沸石或碎瓷片。
【教师投影】蒸馏——物质分离与提纯的方法之三蒸馏适用于分离沸点不同的液体混合物。
【学生猜一猜】生活中什么酒属于发酵酒,什么酒属于蒸馏酒?
设计意图:从海水淡化的实际意义出发引入日光蒸馏器,并联系厨房实际,让学生体会蒸馏在生活和生产中的存在,并进一步理解蒸馏的原理,从而为下面简易蒸馏装置和科学蒸馏装置的引入做了铺垫。该部分的设计旨在立足学生的观察和体验,从学科角度培养学生解决实际问题的能力。
研究讨论过程四:如何从海水中提取溴。
【教师投影】资料卡3:溴是海水中重要的非金属元素,地球上99%的溴元素以Br-的形式存在于海水中,所以人们也把溴称为“海洋元素”。
溴的单质在常温下为深红棕色的液体,极易挥发,可用于生产多种药剂,如熏蒸剂、杀虫剂、抗爆剂等。
【教师实验】用针筒向盛有少量液溴的密闭试管中分别加入水和CCl4。
【学生】液溴在水中的溶解度比在CCl4中小很多。
【学生实验】溴水与CCl4混合
【学生】混合液分层,上层为水层,下层为有机层(溴的CCl4溶液)。
【教师设问】如何分离两层液体?可以借助什么仪器?
【教师展示】分液漏斗实物
【教师演示】用分液漏斗分离溴水与CCl4混合液
【教师投影】分液——物质分离与提纯的方法之四
设计意图:让学生通过实验直观感受溴单质的溶解性和CCl4的部分物理性质,印象深刻。同时为下面要引入的萃取做好铺垫。
【教师设问】如何分离溴和CCl4?
【学生】通过蒸馏的方法。【教师设问】为什么不直接蒸馏溴水以得到溴单质?【学生】因为溴在水中的溶解度很小,要想得到较多的溴单质就要消耗较多的溴水和能源。
【教师】上述实验就是将溴水中的溴浓缩荟萃后进行提取,这样的操作称为萃取。
【教师投影】萃取(将精华浓缩荟萃后提取)——物质分离与提纯的方法之五
【学生实验】溴水与酒精混合
【学生小结】萃取剂的选择要求
【教师投影】食用油的生产工艺
设计意图:通过生活中的一些实例让学生再次感受到萃取在生活中的存在,明白化学就在生活中。
3.课堂小结
【师生共同小结】物质的分离与提纯要考虑物质的性质。不仅要用物理方法,还要用化学方法,有时要综合利用。
设计意图:“教,就是为了达到用不着教。”我们的教学不但要授学生“鱼”,更要授学生“渔”。
四、教学反思
1.本节课的主要教学活动采取了“问题探究”式教学方法,以海水为研究对象,不断创设问题情境,层层推进教学。“教学不仅仅是一种告诉、传授,还应当引导学生去经历、去体验、去感悟、去发现。”教学中,我没有提供现成的知识和结论,而是引导学生根据已有的知识和提供的资料,形成新旧知识的再构建,既让学生获得了知识、体验了成功,又培养了学生利用已有知识去探究未知问题的能力。
2.化学是一门充满魅力的学科,每一位化学教师都应在教学过程中渗透化学的学科价值,让学生明白学习化学的意义所在。在本节课的教学中,我力求让学生在问题探究中获得知识的同时,深刻体会到化学源于生活又服务于生活。