過濾和結(jié)晶高中化學(xué)教案
教學(xué)目標(biāo)
知識目標(biāo)：
1．了解過濾是使不溶性固體和液體分離的一種常用方法，結(jié)晶是分離幾種可溶性固體混合物的一種方法，化學(xué)教案－過濾和結(jié)晶。
2．了解過濾的適用范圍和主要操作，了解利用結(jié)晶方法，在提純物質(zhì)時的簡單應(yīng)用。
能力目標(biāo)：
1．學(xué)習(xí)過濾操作和結(jié)晶操作；
2．溶解度曲線與結(jié)晶的關(guān)系討論。
情感目標(biāo)：
通過粗鹽提純和硝酸鉀晶體生成的實(shí)驗(yàn)操作滲透科學(xué)素質(zhì)和事實(shí)求事精神的培養(yǎng)。
教學(xué)建議
知識講解指導(dǎo)
1.注意區(qū)分過濾和結(jié)晶的概念及適用范圍，不要混淆
2.在講過濾的操作方法時，注意強(qiáng)調(diào)：
�。�1）主要儀器包括哪些
�。�2）操作注意事項(xiàng)
3.應(yīng)明確在操作的各步驟中玻璃棒的作用
4.對于學(xué)生素質(zhì)較好的學(xué)校，在完成教學(xué)大綱所要求的教學(xué)內(nèi)容以后，可結(jié)合上節(jié)所學(xué)有關(guān)溶解度的計(jì)算，適當(dāng)補(bǔ)充在溫度改變時，有關(guān)溶解度的計(jì)算。（另加一課時）
�。�1）高溫的飽和溶液降溫時，會有晶體析出。
例：71℃時的溶解度是140g，9℃時是20g，將71℃時的飽和溶液200g降溫至9℃時，問能析出多少g晶體？（100g）
（2）低溫的飽和溶液，升高溫度時，需加入一定量的固體溶質(zhì)，才可使溶液再次達(dá)到飽和。
例：將20℃時250g飽和溶液，加熱至8℃時，需加入多少g晶體才可使溶液再次達(dá)到飽和？（已知20℃時的溶解度11.1g，80℃時為21.4g）
關(guān)于過濾和結(jié)晶的教學(xué)建議
1．本節(jié)教材內(nèi)容較少，也比較簡單，目的是向?qū)W生介紹兩種分離混合物的一般方法，除應(yīng)用一些固體物質(zhì)溶解度的知識外，并不做深入的分析和更多的要求。重結(jié)晶屬選學(xué)內(nèi)容，可根據(jù)當(dāng)?shù)鼗どa(chǎn)情況作適當(dāng)處理。
在學(xué)法上，從如何得到粗鹽，又如何精制為精鹽這樣的問題引入課題，提出過濾和結(jié)晶是最常用的混合物分離方法。
接著教材分兩段，分別介紹過濾法分離固態(tài)物質(zhì)和結(jié)晶法分離可溶性固體的道理。
2．為了使學(xué)生了解結(jié)晶法，可以分離幾種可溶性固態(tài)物質(zhì)的混合物，教材安排了一個實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生直觀地觀察利用熱飽和溶液冷卻的方法，使硝酸鉀從它與氯化鈉的混合液中結(jié)晶出來，經(jīng)過濾達(dá)到使硝酸鉀晶體與氯化鈉母液分離的目的。從而進(jìn)一步從溫度變化對硝酸鉀和氯化鈉的溶解度影響的不同，講解應(yīng)用這種方法的道理，以加深學(xué)生的理解。
3．本節(jié)內(nèi)容不但要以前面學(xué)習(xí)的溶液、溶解度及影響溶解度的主要因素等相應(yīng)知識為基礎(chǔ)，還與過濾等實(shí)驗(yàn)基本操作的技能相聯(lián)系，如過濾法要跟物質(zhì)的溶解性及過濾實(shí)驗(yàn)操作相聯(lián)系，結(jié)晶法（或重結(jié)晶法）跟物質(zhì)的溶解度、溶解度曲線知識相聯(lián)系。
總結(jié)分離、提純物質(zhì)的兩種方法，可用下表表示：
方法
過濾
結(jié)晶
適用范圍
除去液體中固體雜質(zhì)，或使純凈結(jié)晶與母液分離。
分離幾種可溶性固體的混合物
依據(jù)原理
固體顆粒大，不能通過濾紙或過濾層，而濾液可以通過濾紙或過濾層。
利用固體物質(zhì)溶解性不同，以及溶解度受溫度變化影響的不同，使一種物質(zhì)先結(jié)晶而達(dá)到分離的目的。
主要操作
制過濾器、過濾
濃縮結(jié)晶，降溫結(jié)晶
課堂引入指導(dǎo)
在生產(chǎn)生活中，人們所接觸到的物質(zhì)很多都是混合物，為了適應(yīng)各種不同的需要，常常要把混合物里的幾種物質(zhì)分開，得到較純凈的物質(zhì)，這叫做混合物的分離，過濾和結(jié)晶是最常用的混合物分離的方法。
課堂結(jié)束指導(dǎo)
列表對比過濾法和結(jié)晶法
教學(xué)設(shè)計(jì)方案1
教學(xué)重點(diǎn)：用過濾和結(jié)晶分離混合物的一般原理。
教學(xué)難點(diǎn)：利用結(jié)晶方法，分離幾種可溶固體物質(zhì)的混合物的原理。
教學(xué)過程：
引言：在生產(chǎn)生活中，人們所接觸到的物質(zhì)很多都是混合物，為了適應(yīng)各種不同的需要，常常要把混合物里的幾種物質(zhì)分開，得到較純凈的物質(zhì)，這叫做混合物的分離，過濾和結(jié)晶是最常用的混合物分離的方法。
（板書） 第四節(jié) 過濾和結(jié)晶
一、過濾
1．定義：過濾是把溶于液體的固態(tài)物質(zhì)跟液體分離的一種方法。
2．原理：過濾時，液體穿過濾紙上的小孔，而固態(tài)物質(zhì)留在濾紙上，從而使固體和液體分離。
3．操作方法：
例如：粗鹽提純（請學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟）展示粗鹽，讓學(xué)生看到粗鹽上的沙子等不溶性固體物質(zhì)，以利于學(xué)生思考。
�。ㄑ菔緦�(shí)驗(yàn)）粗鹽提純
歸納出：
�。�1）步驟：
�、僭跓腥芙獯蛀}
�、谶^濾
�。�2）注意事項(xiàng)：
一貼：濾紙緊貼漏斗內(nèi)壁
二低：濾紙低于漏斗邊緣0.5cm
濾液低于濾紙邊緣
三靠：漏斗下端緊靠燒杯內(nèi)壁
玻璃棒靠在三層濾紙?zhí)?/p>
燒杯靠在玻棒上傾倒液體
（3）玻璃棒的作用
溶解——加速溶解
過濾——引流
讓學(xué)生總結(jié)過濾作為分離物質(zhì)的一種方法的適用范圍。
過濾是用于分離不容性固體和可溶性固體的一種方法。
設(shè)問過渡：如果要分離硝酸鉀和氯化鈉固體能用過濾的方法嗎？如果不能，想一想能用什么方法來分離它們？
二 結(jié)晶
1.定義：溶質(zhì)以一定幾何形狀的晶體從溶液中析出的過程叫做結(jié)晶。
2.原理：幾種可溶性固態(tài)物質(zhì)的混合物，根據(jù)它們在同一種溶劑里的溶解度不同，用結(jié)晶的方法加以分離。
�。ㄖv述）常用的結(jié)晶方法主要有兩種，對于溶解度受溫度影響不大的固態(tài)溶質(zhì)，一般用蒸發(fā)溶劑的方法得到晶體；對于溶解度受溫度影響較大的固態(tài)溶質(zhì)，一般可以用冷卻的熱飽和溶液的方法，使溶質(zhì)結(jié)晶析出，化學(xué)教案《化學(xué)教案－過濾和結(jié)晶》。
例如：硝酸鉀中混有少量氯化鈉，應(yīng)怎樣分離？
�。ㄑ菔緦�(shí)驗(yàn)）在燒杯中加入10g和NaCl混合物，注入15mL水，加熱使混合物完全溶解，然后冷卻，觀察的析出，再進(jìn)行過渡，晶體留在濾紙上，NaCl溶解在濾液中。
�。ㄖv述）我們已經(jīng)知道，的溶解度受溫度變化的影響較大（80℃時，的溶解度是169g，20℃時為31.6g），因此較高溫度下的飽和溶液降溫時，部分從溶液里結(jié)晶析出。而NaCl的溶解度受溫度變化的影響較�。�80℃時，NaCl的溶解度是38.4g，20℃時為36g），降溫時大部分NaCl仍溶解在溶液里。過濾時，晶體留在濾紙上，大部分NaCl仍留在濾液里（這種濾液叫做母液）。
小結(jié)：
作業(yè)：課本142頁習(xí)題1、2、3
教學(xué)設(shè)計(jì)方案2
[教學(xué)方法] 實(shí)驗(yàn)討論法。
[教學(xué)用具]
儀器：燒杯、漏斗、玻璃棒、試管、試管夾、鐵架臺、鐵環(huán)、濾紙、酒精燈、藥匙。
藥品：硝酸鉀、氯化鈉、明礬、膽礬。
其它：投影儀、火柴、粗鹽、溶解度曲線圖。
[教學(xué)過程]
【引言】我們?nèi)粘＝佑|的物質(zhì)很多是混合物，請同學(xué)們舉出幾個混合物。
從混合物中得到純凈物，需要把混合物分離。今天我們學(xué)習(xí)兩種混合物的分離方法。
【板書】第四節(jié) 過濾和結(jié)晶
一、過濾
【提問】怎樣除去粗鹽中混有的泥沙？引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)做過的粗鹽提純實(shí)驗(yàn)進(jìn)行討論。
【演示】粗鹽提純
實(shí)驗(yàn)由學(xué)生分步操作
講臺上擺放幾種儀器請選擇過濾實(shí)驗(yàn)所需儀器。
請一個學(xué)生到講臺前組裝過濾裝置
請一個學(xué)生到講臺前做過濾實(shí)驗(yàn)
引導(dǎo)學(xué)生觀察粗鹽提純的步驟。
引導(dǎo)學(xué)生觀察澄清濾液，比較過濾前的粗鹽溶液。指出：泥沙不溶于水，留在濾紙上，用過濾的方法除去粗鹽中的泥沙。
達(dá)到了提純的目的。
組織學(xué)生講評實(shí)驗(yàn)
引導(dǎo)學(xué)生討論小節(jié)
【提問】思考題：能否用其他方法從氯化鈉溶液中分離出氯化鈉來？
我們來學(xué)習(xí)另外一種分離混合物的方法
【講述】把氯化鈉溶液加熱蒸發(fā)，溶液達(dá)飽和后繼續(xù)蒸發(fā)就得到了氯化鈉。固體從溶液中析出的'過程叫結(jié)晶。
【板書】二、結(jié)晶
在結(jié)晶過程中形成的，具有規(guī)則幾何外形的固體叫晶體。
【展示】幾種晶體標(biāo)本：明礬、膽礬、食鹽晶體。
【設(shè)問】這些晶體是如何得到的呢？
引導(dǎo)學(xué)生回憶：固體物質(zhì)溶解度隨著溫度的升高，發(fā)生怎樣的變化？
【展示溶解度曲線圖】指導(dǎo)學(xué)生分別查出硝酸鉀和氯化鈉在20℃、60℃、100℃時的溶解度。根據(jù)兩種物質(zhì)溶解度隨溫度變化，歸納出變化規(guī)律。
【設(shè)問】對溶解度受溫度變化影響不大的固體物質(zhì)用什么方法得到晶體？
指導(dǎo)學(xué)生看書討論。
【設(shè)問】如果是幾個可溶性固體混合物例如硝酸鉀和氯化鈉的混合物怎樣分離呢？
【演示】（實(shí)驗(yàn)）
引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)。
【設(shè)問】1.是什么物質(zhì)結(jié)晶析出？
2．過濾時，留在濾紙上的是什么物質(zhì)？
3．濾液中溶質(zhì)是什么？
引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)硝酸鉀和氯化鈉溶解度曲線進(jìn)行討論。
【講述】對溶解度受溫度變化影響相當(dāng)大的固體物質(zhì)，一般用冷卻熱飽和溶液的方法得到固體。利用這一方法可以分離可溶性固體混合物。
引導(dǎo)學(xué)生歸納小結(jié)結(jié)晶的兩種方法。
指導(dǎo)學(xué)生小結(jié)：混合物的分離方法。
探究活動
制作硫酸銅單晶
目的：
通過制作硫酸銅晶體，檢驗(yàn)控制晶體的生長的因素，練習(xí)結(jié)晶和重結(jié)晶操作，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、一絲不茍的科學(xué)態(tài)度。
儀器和藥品：
燒杯100mL、1000mL，玻璃棒，電爐或其它加熱設(shè)備，小刀，硫酸銅（純度不低于化學(xué)純）固體
時間：每天30分鐘，持續(xù)7-35天
操作：
1．在100mL的燒杯中配置硫酸銅飽和溶液，用培養(yǎng)皿蓋住燒杯口，靜置一夜。
2．從結(jié)晶出來的晶體中選擇一塊晶形比較好的硫酸銅晶體，作為晶種。注意晶種的每一個面都必須光滑，整齊。
3．用一根長約10-15cm的頭發(fā)或細(xì)銅絲將晶種捆好，固定在玻璃棒上。
4．用1000mL燒杯配置3/4燒杯高于室溫不超過5℃的飽和硫酸銅溶液，注意硫酸銅溶液中不能有硫酸銅固體
5．將捆有晶種的玻璃棒橫放在燒杯口，晶種放入溶液中。注意晶種不能與燒杯接觸。燒杯口用白紙蓋住。靜置。觀察。
6．如果晶種上長出多個硫酸銅晶體或硫酸銅則應(yīng)將晶體取出用小刀切去小的晶體。然后將燒杯內(nèi)的硫酸銅重新配成高于室溫不超過5℃的飽和硫酸銅溶液，注意硫酸銅溶液中不能有硫酸銅固體。
7．重復(fù)5，6步驟直到得到滿意的晶體為止。
熱冰
簡介
配制一過飽和醋酸鈉溶液，當(dāng)加入醋酸鈉的晶體時，就會立即結(jié)晶，而此結(jié)晶會充滿整個錐形瓶，其樣子就像水結(jié)冰似的，而且用手摸時會有熱熱的感覺，故稱其為“熱冰”。
實(shí)驗(yàn)步驟：
1．取一250mL的錐形瓶，裝50mL的蒸餾水，加入醋酸鈉使其溶于水中，直到無法溶解為止。
2．在錐形瓶內(nèi)再多加一倍量的醋酸鈉，然后放到電爐上加熱使其完全溶解，形成過飽和溶液。
3．將溶解完的醋酸鈉溶液，用少許的蒸餾水清洗錐形瓶的內(nèi)壁之醋酸鈉，再放到室溫下，使其慢慢地冷卻，若無其它因素，應(yīng)可成過飽和的溶液，如圖1所示。
4．在做好的過飽和醋酸鈉溶液中，加入一些醋酸鈉晶體，會使溶液迅速的結(jié)晶，并會放出大量的熱量，如圖2所示。
注：步驟1~3可先在上課前先完成，這樣不會耽誤上課的時間。
圖1 過飽和醋酸鈉溶液
圖2 醋酸鈉晶體
溶液和器材：醋酸鈉、蒸餾水、電爐、250mL錐形瓶、滴管
原理和概念：
此反應(yīng)的反應(yīng)原理是：
過飽和溶液中含有醋酸根離子、鈉離子和水分子，當(dāng)我們加入醋酸鈉晶體時，便給予溶液一種趨勢，使其結(jié)晶。要使過飽和的醋酸鈉結(jié)晶有三個條件：動能、機(jī)率和方向。而我們加入醋酸鈉晶體，是提供其結(jié)晶時所須之機(jī)率和方向的條件。由反應(yīng)式可知，當(dāng)溶液中的粒子結(jié)晶時，即反應(yīng)向左進(jìn)行，會放出熱，這就是為什么錐形瓶摸起來會熱熱的原因。
注意事項(xiàng)：
1．制備醋酸鈉的飽和溶液的錐形瓶必須保持潔凈。
2．加熱的過程中，不可使溶液沸騰。
3．轉(zhuǎn)移已準(zhǔn)備好的過飽和溶液時，要小心，不要搖動過于激烈，否則可能會在移動的過程中產(chǎn)生結(jié)晶，而功敗垂成。
4．此醋酸鈉過飽和溶液可以重復(fù)使用，當(dāng)其結(jié)晶之后，再加熱后使其慢慢地冷卻，便可恢復(fù)成原來的過飽和溶液，因?yàn)榧訜峥墒狗磻?yīng)向右進(jìn)行，使晶體溶解在水中，呈離子的狀態(tài)。
5．市面上有一種稱為熱敷袋的東西，即是應(yīng)用此原理而制造出來的，在示范此實(shí)驗(yàn)時，可拿來給學(xué)生看或示范之。
問題和參考答案
試解釋為何飽和醋酸鈉溶液在結(jié)晶時，摸起來會熱熱的？
由下面的反應(yīng)式可知，當(dāng)其結(jié)晶時，反應(yīng)是向左進(jìn)行，因?yàn)闀懦鰺崃�，故摸起來會熱熱的�?/p>
化學(xué)教案－過濾和結(jié)晶
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