1-1化学实验基本方法教案

第一节化学实验基本方法

教学目的

教学重点

过滤和蒸发的操作方法；萃取与蒸馏的原理；萃取与蒸馏的操作及注意事项。

教学难点

萃取与蒸馏的操作

教学过程

［引言］化学是一门以实验为基础的自然科学，科学规律是通过对自然现象的发现、探究和反复验证形成的。化学研究的主要方法是实验方法，所以学习化学离不开实验，掌握实验方法以及完成化学实验所必需的技能，是学好化学的关键。那么大家高中阶段学习化学的第一章就是“从实验学化学”。

一、化学实验安全

［讲］做实验前，要先读实验室规则，没有规则不成方圆，只有明确了实验室规则，我们才能更好地利用实验室。

有的同学一定认为化学实验很难并有一定的危险性，还有的同学认为做好实验很好玩。其实，化学实验是用来检验、探索物质的操作，是学术性的研究，不能依靠个人的一些喜好、情绪来做实验，实验有一定的安全要求，只要你能做到安全要求，就可以很轻松地完成实验，那么，实验的安全又有些什么内容呢？

［思考与交流］根据在初中所学的知识，想一想我们学过的化学基本实验操作有哪些？在进行化学实验时应注意哪些安全问题？

［学生讨论后总结］

1、遵守实验室规则（阅读了解）

⑴实验课前要认真预习，明确实验目的、原理、步骤、操作及注意事项。

⑵准时进实验室，进实验室后要安静、守纪，不大声喧哗。

⑶要节约水电和化学药品，爱护仪器设备，严禁乱动水电开关，不经老师允许不得擅自做自己想做的实验。

⑷实验前检查仪器，如有破损，及时报告和调换。实验后破损，及时报告和登记，酌情赔偿。

⑸实验前要认真听老师讲解实验目的和所用仪器、药品的性能，弄清实验步骤，实验时要严格按照操作规程操作，细心观察，认真分析，做好记录，写好实验报告。

⑹注意安全，严格按照操作要求进行实验，实验后的废液应倒在指定的容器内，妥善处理易燃、易爆、易腐蚀及有毒物质。

⑺实验完毕，洗净仪器，清洁水槽，擦好桌子，并将仪器药品按要求放整齐，然后切断水、电，关好门窗。经老师检查，才可离开实验室。

［过渡］遵守实验室规则是我们进行安全实验的前提，同时我们还得了解一些安全措施。

2、常见安全措施

（1）危险化学药品的存放：

①易吸水、易潮解、易被氧化的物质应密封存放。

②受热或见光易分解的物质应选用棕色瓶存放在冷暗处。

③易燃、易爆试剂应密封保存，放置在冷暗并远离电源和火源的地方。

④钠、钾等金属与H₂O、O₂反应，所以应存放在煤油中。

⑤特殊的化学药品要有特殊的存放措施.如有剧毒、有强腐蚀性的药品要密封、单独存放在冷暗处，并有严格的取用程序。

（2）记住常用危险化学用品的标志。

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［思考与交流］

1.你能举出你曾经历过或了解的发生安全问题的例子吗？

2.从这些例子中你能小结要注意哪些安全问题吗？

（3）意外事故的紧急处理：

（4）实验安全操作“六防”（了解）

①防爆炸: 易燃易爆物点燃或加热

反应前验纯或除尽装置中空气；

②防暴沸：

加热沸点低的液体混合物：加碎瓷片或沸石

浓硫酸与水等的混合：将浓硫酸沿器壁慢慢加入另一液体中，边加边搅拌边冷却。

③防失火

可燃性物质遇到明火：可燃性物质远离火源

④防中毒

制取有毒气体；误食重金属盐类等：通风橱中进行

⑤放倒吸

易溶于水的气体吸收；气体遇冷；加热制气体并排水收集

防止方法：倒扣的漏斗；导管口靠近液面；球形管；安全瓶；添加有机层；先撤导管后撤酒精灯。

⑥防污染

吸收法：有毒物质（酸洗气体，碱吸收；碱性气体，酸吸收；极易溶，水吸收）

点燃法：易燃气体

收集法：（气球）

（5）实验后的废液废渣的妥善处理

实验室的废液大多数是有害或有毒的，不能直接排到下水道，可先用废液缸收集储存，以后再集中处理。用剩的有毒物质不可乱扔。

［例］1、进行化学实验必须注意实验安全，下列说法正确的是（　　）

A．不慎将酸溅到眼中，应立即水洗，边洗边眨眼睛

B．不慎将浓碱溶液沾到皮肤上，要立即用大量水冲洗，然后涂上硼酸溶液

C．不慎将酒精洒到桌面上着火时，可用水将其扑灭

D．配制硫酸溶液时，可先在量筒中加入一定体积的水，再在搅拌下慢慢加入浓硫酸

2、下列实验操作中，主要不是从安全因素考虑的是（　　）

A．点燃氢气前一定要检验氢气的纯度

B．未使用完的白磷要随时收集起来，并与空气隔绝

C．酒精灯不用时，必须盖上灯帽

D．用氢气还原氧化铜时，要先通一会儿氢气，再加热氧化铜

［过渡］我们还要掌握一些基本的实验操作。

三、化学实验的基本操作

1、 仪器的洗涤

玻璃仪器洗净的标准：内壁上附着的水膜均匀，既不聚成水滴，也不成股流下。

水洗：溶于水的物质

酸洗：氧化物、碱、盐—盐酸洗—水洗

Ag、Cu—硝酸洗—水洗

碱洗：非金属单质(S)、油污(酯、酚)—NaOH洗—水洗

酒精洗：有机物、非金属单质(I₂)

2、 药品的取用

3、物质的加热

⑴用酒精灯加热的安全注意事项：

①酒精不能超过酒精灯容积的2/3，不得少于1/4，外焰加热。

②绝对禁止向燃着的酒精灯里添加酒精；绝对禁止用燃着的一只酒精灯去点燃另一只酒精灯，以免失火。

③不可用嘴吹灭酒精灯，必须用灯帽盖灭。

④不慎洒出的酒精在桌上燃烧起来，不要惊谎，应立即用湿抹布或沙子扑盖。

（2）受热容器外壁不能有水（防止破裂）。给试管内固体加热时，管口略向下倾斜；给试管内液态加热时，管口向上倾斜45°，管口不能对着人，液态不能超过1/3；先均匀预热，再集中加热。

（3）烧杯和锥形瓶不超过1/2，蒸发皿不超过容积的2/3。

（4）受热的仪器在高温下不能直接放桌上(垫石棉网)，移动受热的仪器不能用手直接触摸。

4、物质的溶解

⑴固体的溶解：烧杯中加水搅拌。有的需研碎或加热。

⑵气体的溶解：导入水中溶液底部。易溶解的要注意防止倒吸。

⑶浓硫酸的稀释：将浓H₂SO₄缓缓注入水(乙醇、硝酸、乙酸)中，并不断搅拌。

5、常用仪器简介

⑴计量仪器：量筒、托盘天平、温度计

⑵加热仪器：

直接加热：试管、坩埚、蒸发皿、燃烧匙

间接加热：烧瓶、烧杯、锥形瓶

不能加热：试剂瓶、集气瓶、计量仪器

⑶分离仪器：漏斗、分液漏斗、蒸馏烧瓶

例1、对于易燃易爆有毒的化学物质，往往会在其包装上贴上危险警告标签。下面所列物质，贴错了包装标签的是（B）

例2、下列实验操作中，完全正确的一组是 (　A　)

①用试管夹夹持试管时，试管夹从试管的底部向上套，夹在离试管口三分之一处

②给盛有液体超过试管容积1/3的试管加热

③把鼻孔靠近容器口去闻气体的气味

④将试管平放，用纸槽向试管里送入固体粉末后，然后使试管竖立起来

⑤取用放在细口瓶里的液体时，取下瓶塞倒立放在桌面上，倾倒液体时，标签向着地面

⑥将烧瓶放在桌面上，再将塞子用力塞上

⑦用坩埚钳夹持加热后的蒸发皿

⑧将滴管垂直伸进试管内滴加液体

⑨稀释浓硫酸时，把水迅速倒进盛有浓硫酸的量筒中

A．①④⑦ B．①④⑤⑦ C．①④⑤⑦⑧⑨ D．④⑤⑦⑧⑨

1.下列盛放试剂的方法正确的是 D

A.浓硝酸存放在带橡皮塞的棕色玻璃瓶中

B.汽油或煤油存放在带橡皮塞的棕色玻璃瓶中

C.碳酸钠溶液或氢氧化钙溶液存放在配有磨口玻璃塞的棕色玻璃瓶中

D.硝酸银溶液存放在配有磨口玻璃塞的棕色玻璃瓶中

2.下列实验操作正确的是 D

A.将氢氧化钠固体放在滤纸上称量

B.用10 mL量筒量取8.58 mL蒸馏水

C.用加热高锰酸钾分解制O₂时，试管口应略向上倾斜

D.配制一定浓度稀硫酸时，应将浓硫酸慢慢加入水中，边加入边搅拌

3.下列实验操作中，主要不是从安全因素考虑的是 A

A.酒精灯在不使用时，必须盖上灯帽

B.给试管里的固体加热时，试管口应略向下倾斜，外壁干燥后再预热

C.给试管里的液体加热时，试管口应略向上倾斜（约45°角），外壁干燥后再预热

D.用氢气还原氧化铜时，应先通一会儿氢气，再加热氧化铜

4.下列实验操作正确的是 C

A.把没用完的药品倒回原试剂瓶中保存

B.配制稀硫酸时，先在量筒内放好水，再缓缓地加入一定量的浓硫酸

C.用天平称量药品质量时，先加质量大的砝码，再加质量小的砝码

D.用排水取气法收集气体时，导管应插入试管底部

5.下列做法有错误且危险的是 C

A.用钢瓶储运干燥的液氧

B.碳酸钠饱和溶液保存在带玻璃塞的试剂瓶中

C.用质量分数为30％的过氧化氢溶液消除面部色斑

D.当不慎在皮肤上沾上少量浓硫酸时，应立即用大量水冲洗

6.化学实验中的安全意识是重要的科学素养。下列实验操作或事故处理中，不正确的是A

A.稀释浓硫酸时，应将水沿器壁慢慢注入浓硫酸中，并不断搅拌

B.将酒精灯熄灭后，再向其中补充酒精至适量

C.皮肤上不慎沾苯酚，应立即以酒精洗涤

D.钾钠着火时，应立即以沙子扑灭

7.20##年3月29 日，京沪高速淮安段，发生一起违章驾驶相撞，使槽罐车中32 t液氯快速泄漏，造成大批人员伤亡、大片农田被毁和重大经济损失的恶性案件。对于在事故发生时的下列各种应急处理，你认为正确的是 B

A.附近居民切忌惊慌，用毛巾护住口鼻，朝顺风方向逃逸或向避风的沟塘低洼处转移

B.要快速地将翻落的氯槽罐安全起吊移至水池，进行碱液稀释中和

C.液氯的流淌速度很慢，居民不必惊慌，可以放心地撤退到家中，关紧门窗

D.检修或现场抢救时，如果没有防毒面具，可以佩戴用浓的烧碱溶液浸泡过的湿口罩

8.下列说法正确的是 C

A.铅笔芯的主要成分是金属铅

B.CO气体有毒，在生有炉火的居室中多放几盆水，可吸收CO

C.含磷洗衣粉的大量使用会造成水体富营养化

D.绿色食品是指使用过化肥和农药生产出来的农副产品

二、填空题

9.下列有关化学实验操作中“先”与“后”的说法正确的是ABCD（填字母编号）。

A.高锰酸钾加热制备氧气，用排水法收集满氧气后，先移出导管，后撤酒精灯

B.给试管加热时，先给试管来回均匀加热，后固定局部加热

C.大量碱液流到桌子上，先用稀醋酸溶液中和，后用抹布抹去

D.点燃可燃性气体（如H₂、CO、CH₄等）时，先检验气体纯度，后点燃

E.在测定溶液的pH时，先用蒸馏水湿润，后用玻璃棒蘸取溶液点在试纸中部，再与标准比色卡比较

10.指出在使用下列仪器（已经洗涤干净）或用品时的第一步操作：

①石蕊试纸（检验气体）：___________________。先用蒸馏水润湿试纸

②容量瓶：__________________________。检查容量瓶是否漏水

③集气瓶（收集氯化氢）：___________________。检查集气瓶是否干燥

④托盘天平：__________________________。检查游码是否在零刻度

教学后记：

四、分离与提纯

［情景引入］1、沙里淘金的方法其原理是什么？铁屑和沙的混合物分离的最佳方法是什么？

2、如果有铁屑和铜的混合物,你能用哪些方法将铁屑分离除去?

［学与问］1、在分离和提纯物质时，要除掉杂质。化学上指的杂质都是有害或无价值的吗?请举例说明。

1、分离与提纯的比较

⑴物质的分离是把混合物中各物质经过物理(或化学)变化，将其彼此分开，各物质要恢复到原来的状态；

⑵物质的提纯是把混合物中的杂质除去，以得到纯物质的过程。杂质不必恢复为原来的物质。

［学与问］1、你知道哪些分离和提纯物质的方法？如何选用这些方法去分离提纯物质呢？

［情景与实验］粗盐的提纯

2、粗盐的提纯

⑴粗盐的成分：不溶性的泥沙、可溶性的CaCl₂、MgCl₂及硫酸盐等。

⑵操作步骤（写出具体操作方法及现象）（根据初中所学填表）

［复习与总结］

3、过滤除去液体中混有的固体物质的一种方法。

(1)主要仪器用品：带铁圈的铁架台、烧杯、漏斗、玻璃棒、滤纸（用品）

(2)操作注意：“一贴、二低、三靠”

［问题与探究］

(3)几个判断

怎样判断沉淀完全：取少量上层清液，继续加入沉淀剂，如果没有沉淀，则…

怎样洗涤沉淀：向漏斗中加入蒸馏水，使水没过沉淀物，等水流完后重复操作。

怎样检验沉淀是否洗净：取最后一次洗出液少许，加入检验试剂（检验较多的离子）

说明：如果一次过滤的滤液不澄清，应把滤液重复过滤，直至透明为止。

［复习与总结］

4、蒸发

(1)适用范围：将固体溶质从溶剂中分离出来分离。（蒸发结晶、蒸发浓缩）

(2)主要仪器和用品：带铁圈的铁架台、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒

［问题与探究］

(3)蒸发操作的注意事项：①蒸发过程中不断搅拌；②当有大量晶体析出时，停止加热，用余热蒸干，以防晶体过热而迸溅；液体的量不得超过蒸发皿容积的三分之二；热的蒸发皿不能直接放在实验台上，要垫上石棉网，以免烫坏实验台或遇实验台上的冷水引起蒸发皿炸裂。

［思考与探究］利用上述方法制得的食盐是不是就是纯净的NaCl？如果不是，可能含有什么杂质离子？用什么方法可以检验出它们呢？

5、离子的检验

Cl^-的检验：先加AgNO₃溶液产生白色沉淀，再加稀HNO₃沉淀不溶解。

SO₄^2-的检验：取。。。少许，先加稀HCl无明显现象，再加BaCl₂溶液产生白色沉淀，

［思考与探究］

⑴用什么方法可以进一步除去食盐中的可溶性杂质呢？（沉淀或气体放出）

［板书］6、粗盐可溶杂质除去

⑵这些杂质分别加什么试剂可以除去？试剂用量满足什么条件才能保证完全除去杂质？

⑴除杂试剂

除SO₄^2-：加稍过量的BaCl₂溶液

除Mg²⁺：加稍过量的NaOH溶液

除Ca²⁺：加稍过量的Na₂CO₃溶液

⑶你选的除杂试剂有没有引入其他离子？怎样除去？

⑵除杂顺序

［巩固与运用］1、为除去粗盐中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-和泥沙,可将粗盐溶于水,再进行下列操作：①过滤②加过量的NaOH溶液③加适量的盐酸④加过量的Na₂CO₃溶液⑤加过量的BaCl₂溶液。正确的排列顺序是

［反思与总结］

物质的分离是将两种或两种以上的物质的混合物彼此分开，从而得到几种纯净物的过程。物质的提纯是除去物质中混有的少量杂质而得到纯净物的过程。

7、提纯原则：不增(不引入新的杂质)；不减(不减少被提纯物质)；易分离(被提纯物与杂质易分离)；易复原(被提纯物质易复原)

例：除去CO₂中的CO；除去CO₂中的HCl；除去CuO中的Cu；Na₂CO₃固体中的NaHCO₃

［巩固与运用］

1.提纯含有少量硝酸钡杂质的硝酸钾溶液，可以使用的方法为D

A.加入过量碳酸钠溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸

B.加入过量硫酸钾溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸

C.加入过量硫酸钠溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸

D.加入过量碳酸钾溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸

2.某溶液含有较多的Na₂SO₄ 和少量的Fe₂(SO₄)₃ ，若用该溶液制取芒硝，可供选择的操作有：①加适量H₂SO₄ 溶液 ②加金属Na ③结晶 ④加过量NaOH ⑤加强热脱结晶水 ⑥过滤。正确的操作步骤是 B

A.②⑥③ B.④⑥①③ C.④⑥③② D.②⑥①③⑤

课外补充：

结晶（重结晶）

是溶质从溶液中析出晶体的过程，可以用来分离和提纯几种可溶性固体的混合物。结晶的原理是根据混合物中各成分在某种溶剂里的溶解度的不同，通过蒸发减少溶剂或降低温度使溶解度变小，从而使晶体析出。

通常采用的结晶方法(以分离NaCl和KNO₃的混和物为例)：

①蒸发结晶：蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出，叫蒸发结晶。（注：蒸发不一定结晶）

例如：当NaCl和KNO₃的混合物中NaCl多而KNO₃少时，即可采用此法，先分离出NaCl，再分离出KNO₃。

②降温结晶：先加热溶液，蒸发溶剂浓缩成饱和溶液，此时降低热饱和溶液的温度，溶解度随温度变化较大的溶质就会呈晶体析出，叫降温结晶。

例如：当NaCl和KNO₃的混合物中KNO₃多而NaCl少时，即可采用此法，先分离出KNO₃，再分离出NaCl。

教学后记：

五、蒸馏与萃取

［情景引入］1、如何洗掉刚溅到衣服上的油汤？如何洗去粘在手上的油漆？

2、纯净水就是蒸馏水吗？

［学与问］1、自来水中含有较多的杂质，如何除去其中含有的Cl^-？

2、如果不用加化学试剂的方法，如何除去其中的Cl^-？

1、蒸馏

⑴蒸馏的原理

利用混合物中各组分的沸点不同，除去液态混合物中的易挥发、难挥发、不挥发的杂质的方法。

⑵制取蒸馏水

根据分析讲解，完成书本填表

⑶仪器和装置（与制蒸馏水对比）

带铁圈的铁架台、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、牛角管（接收器）、锥形瓶

［复习与总结］

⑷蒸馏的注意事项

①烧瓶中液体量不得超过容积的2/3。

②温度计的水银球应位于蒸馏烧瓶支管口处。

③为防止暴沸，应在烧瓶中加入几块沸石或碎瓷片。

④冷凝管中冷却水从下口进，上口出。先通冷凝水，再开始加热。

⑤根据各组分沸点控制蒸馏温度不超过沸点最高物质的沸点。

⑥停止加热后，应继续通冷凝水，以冷凝冷凝管中的蒸气。

［问题与探究］1、酒精和水的混合物能否用蒸馏法分离？先蒸馏出来的是什么物质？

2、蒸馏在生产生活中有哪些应用？酒精的提纯、石油的分馏、海水的淡化

［思考与探究］1、如何把不小心混在一起的油和水分开？

2.碘单质（I₂）不易溶于水，但易溶于有机溶剂。如何把碘水中的碘单质提取出来呢？

2、萃取

⑴萃取原理：利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来的方法。（萃取后常需分液。）

［实验与探究］从碘水中提取单质碘

⑵所需仪器：带铁圈的铁架台、分液漏斗

⑶分液：把两种不相混溶的液体（且密度不同）分开的操作，使用的仪器是分液漏斗。

⑷萃取和分液操作的注意事项

①查漏：

②混合振荡：液体总量不能超过容积的2/3；倒转用力振荡；开活塞把气体放出。

③静置：把分液漏斗放在铁架台的铁圈上，静置。

④分液：保持漏斗内压强与大气压一致；下层溶液下口出，当下层液体恰好流尽时，迅速关上活塞，上层溶液上口出。

［探究与思考］做萃取剂需要满足哪些条件呢？

⑸选用萃取剂的：①萃取剂与原溶液中溶剂互不相容②溶质在萃取剂中的溶解度要大于在原溶剂中的溶解度③萃取剂与溶质不反应

常用萃取剂：密度大于水 CCl₄

密度小于水汽油、苯、植物油

［思考与运用］酒精能否用来萃取碘水中的碘？

［小结与反思］物质分离的几种方法：过滤、蒸发、蒸馏与萃取的对比

［巩固与运用］

1.要提取食盐中的单质碘，你设计的最佳方法是C

A.萃取 B.重结晶 C.加热升华 D.过滤

2.现有三组混合液：①乙酸乙酯和乙酸钠溶液 ②乙醇和丁醇 ③溴化钠和单质溴的水溶液，分离以上各混合液的正确方法依次是C

A.分液、萃取、蒸馏 B.萃取、蒸馏、分液

C.分液、蒸馏、萃取 D.蒸馏、萃取、分液

3.下列实验操作错误的是A

A.欲除去溴水中混有的少量碘，加入苯进行萃取

B.除去碳酸钠中的少量碳酸氢钠：加热固体

C.除去CO₂中的少量SO₂：通过盛有足量饱和NaHCO₃溶液的洗气瓶

D.提取溶解在水中的少量碘：加入CCl₄振荡、静置、分层后取出有机层再分离

4.下列是除去括号内杂质的有关操作，其中正确的是D

A.氯化钠（氯化镁）——加硝酸银，过滤

B.二氧化碳（氧气）——通过盛有石灰水的洗气瓶

C.二氧化碳（氯化氢）——让气体通过盛饱和Na₂CO₃溶液的洗气瓶

D.乙醇（乙酸）——加足量的NaOH溶液，蒸馏

教学后记：

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