化学实验基本方法——蒸馏和萃取

教学过程
组织过程：
[引入]上节课我们学习了过滤和蒸发这两种混合物分离与提纯的方法。今天，我们继续来学习两种混合物分离与提纯的方法——蒸馏和萃取。下面，我们来看一个资料，地球上的水资源非常丰富，但可供我们人类使用的淡水资源却不足1%，对于地球上这么大面的水资源，我们可以用什么方法将她转化为可供我们使用的淡水资源呢？？？
[投影展示]展示蒸馏的日常例子
设问过程：
一、检验Cl－
[提问1]在检验Cl－离子时，为什么须用酸进行酸化？
[提问2]：稀硝酸能否改为硫酸、稀盐酸？
二、实验1-4用CCl4分离碘水中的碘
[提问3]：振荡后，为什么要进行放气操作？
[提问4]：如果要从碘的四氯化碳溶液中分离出碘单质，要采取哪种方法？（已知碘、四氯化碳的沸点分别为184℃、76℃）
三、分离混合物的方法的考察
[提问5]：碘易溶于酒精，可以选用酒精萃取碘水中的碘吗？
[提问6]：试管中盛有已分层的有机溶剂和水的混合液，但不知道哪一层液体是“油层”。试设计一种简便的判断方法。
对问题结果可能的估计：
提问1：学生能够根据上节课对SO42－离子的检验的酸化原因类比进行分析。如根据课本P110部分酸、碱、盐的溶解性找出Ag2SO4、Ag2CO3均是白色沉淀。但是不知道AgCl与Ag2SO4、Ag2CO3的不同点。因此，教师应给出三种沉淀的不同点。
板书设计
一、蒸馏
适用范围：液态混合物的分离（沸点差一般＞30℃）
二、Cl－离子的检验
试剂：①稀硝酸、②AgNO3(aq)
AgCl不溶于稀硝酸
三、萃取和分液
1、萃取原理：利用物质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把物质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来的方法
分液：把互不相溶的液体分开的操作
[讲解]分液就是把互不相溶的液体分开的操作。例如，如果要分离CCl4和H2O这个混合物，就可以用分液。
[讲解]下面，我们就来详细地学习实验1-4用CCl4分离碘水中的碘。
实验过程：
1、检验分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液
检漏步骤：关闭分液漏斗的活塞，往分液漏斗中加入适量的水，检查活塞处是否漏液；如果没有，则盖上玻璃塞，倒立分液漏斗，再检查是否漏液。如果两次均没有漏液，则说明分液漏斗没有漏液。
3.倒转，用力振荡，并不时旋开活塞放气，最后关闭活塞，把分液漏斗放正。
分析：给同学们演示放气操作。并提问：为什么要进行放气操作？防止分液漏斗的内部压强过大而引起危险。
4.把分液漏斗放在铁架台的铁圈中，静置，分层。
分析：上层：水层，无色（因含有少量碘呈黄色）
下层：碘的四氯化碳溶液，紫红色（紫色）
这是因为碘单质在四氯化碳中的溶解度要远大于在水中的溶解度，因此，碘单质从水中跑到了四氯化碳中而显紫红色[颜色的深浅跟四氯化碳中碘单质的含量多少有关]。而上层溶液带浅黄色是因为含有少量的碘单质，所以，如果要使得碘水溶液中的碘单质完全转移到四氯化碳中，就要进行多次萃取。
第册第一章（单元）第一节，共3课时
课题实验课：蒸馏和萃取
知识目标
1、知道液体混合物分离和提纯的常用方法—蒸馏和萃取；
2、掌握蒸馏和萃取的原理以及适用范围；
3、Cl-的检验
技能目标
1、掌握蒸馏和萃取的实验装置并熟悉其操作技能；
2、能根据常见物质的性质设计分离和提纯物质的方案
重点
难点
蒸馏和萃取的掌握和应用、Cl-的检验。
2、混合物分离体系
一种溶质：碘
两种溶剂：水、四氯化碳
四、萃取剂
1、选用原则（3个）
2、常见的萃取剂
作业布置
《问鼎学堂》P13<随堂练习>
教学反思
1、由于此实验为教师演示实验，因此需要把每个操作以及对应的现象进行讲解。此实验的难点在于讲解混合体系的分层现象以及颜色的变化，故需要在萃取过程中，振荡操作前，让学生观察混合体系的现象（溶液分层，上层溶液为碘水[淡黄色]；下层溶液为四氯化碳[无色]：说明ρCCl4>ρ水）；振荡、静置后，溶液分层，此时上层：接近无色，下层：紫色（由于碘在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度，故碘单质从水中跑到四氯化碳中，而碘在四氯化碳中呈紫色）
提问4：根据沸点差，学生会很容易得到答案：蒸馏法
提问5：学生能根据分析过程中所给出的萃取剂的选取原则进行分析。
提问6：由于学生不易明白两种互不相容的无色透明溶液的分层现象，因此，教师需要补充水和四氯化碳混合的分层实验。让学生更容易明白题目的实验操作。
教学方法
讲授法、实验法、对比法
情感态度与价值观
通过实验，学生培养出对化学学习的兴趣、严谨的科学态度以及实事求是的品质；
2、分离多种液体时需要使用蒸馏烧瓶和温度计，且温度计水银球在蒸馏烧瓶支管口处；（点评：常考题目：指出该实验装置中的错误地方）
3、蒸馏时须加入少量碎瓷片或沸石，防止暴沸；
4、操作时，先通冷却水再加热；结束时，先熄灭酒精灯再停止通冷却水。冷却水从下口进、上口出（点评：目的是为了让从蒸馏（圆底）烧瓶出来的蒸汽能得到充分的冷凝）
提问2：学生能容易理解不能用稀盐酸代替稀硝酸的原因（因为这会引入待检验的Cl－离子）；也能容易理解不能用硫酸代替稀硝酸的原因（因为AgNO3(aq)会与硫酸反应生成Ag2SO4）
提问3：学生对此问题较为陌生，因为需要结合物理知识进行讲解。如，振荡后，会产生气体，此时分液漏斗内压强增大，因此，为了防止分液漏斗的内部压强过大而引起危险，故需要放气。
[分析]检验Cl－离子与检验SO42－离子类似，所加试剂的顺序也是可以调换的。那现在我们来分析一下不同的试剂滴加顺序，所得到的不同实验现象。
[分析]顺序一：稀硝酸→AgNO3(aq)
假设溶液中存在SO42－、CO32－，滴入稀硝酸后，有气泡生成（CO32－与酸反应生成CO2），SO42－转化为HSO4－，这个只需我们了解就行了；此时，再滴入AgNO3(aq)，产生白色沉淀AgCl。如果没有Cl－，则不产生白色沉淀。
[学生]不能，因为酒精能与水互溶，违背了第一个原则。
[教师]接下来，我们来介绍一些常用的4
[讲解]苯的写法，区别“笨”
[学生思考]试管中盛有已分层的有机溶剂和水的混合液，但不知道哪一层液体是“油层”。试设计一种简便的判断方法。
[展示]展示均是无色透明的蒸馏水和四氯化碳在同一支试管中的分层现象。往盛有已分层的有机溶液和水的混合液的试管中，加入较多量的水，若上层溶液体积增大，则说明上层溶液为水层；反之，上层溶液为油层。
[演示实验]Cl－的检验
[讲解]试剂：稀硝酸、AgNO3(aq)
现象：产生白色沉淀（AgCl不溶于稀硝酸）
[投影展示]
[提问]在检验Cl－离子时，为什么须用酸进行酸化？
[讲解分析]防止CO32－、SO42－离子的干扰。课本P110部分酸、碱、盐的溶解性表。Ag2SO4、Ag2CO3均是白色沉淀，但是与AgCl不同的是Ag2SO4、Ag2CO3溶于稀硝酸。因此，为了确保在检验过程中产生的白色沉淀为AgCl，所以要用酸除去可能存在的CO32－、SO42－离子。这里我们再思考一下，稀硝酸能不能改为硫酸呢？（不能，因为AgNO3(aq)会与硫酸反应生成Ag2SO4）那能不能改为稀盐酸呢？（不能，因为这会引入待检验的Cl－离子）。这是需要我们特别注意的问题。
[过渡]在这里，四氯化碳作为一种萃取剂，用于萃取碘水溶液中的碘。下面，我们来学习萃取的选取原则：（《问鼎学堂》P11<要点二>）
1、与原溶液中的溶剂互不相溶
2、与原溶液中的溶质不发生反应
3、溶质在萃取剂中的溶解度远大于它在原溶剂中的溶解度。
[分析]结合用四氯化碳萃取碘水中的碘来进行讲解分析。
[提问]碘易溶于酒精，可以选用酒精萃取碘水中的碘吗？
所以，两种试剂顺序均可以用于检验Cl－离子，只是对应的实验现象不同。
[过渡]下面，我们来学习萃取这种混合物分离与提纯的方法。
[师]同样地，从课本P8找出萃取的原理。
[生]利用物质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把物质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来，这种方法叫萃取。
[分析]从萃取的原理分析中，我们可以知道，在萃取的过程中，它所涉及的有一种溶质、两种溶剂。我们以用CCl4萃取碘水中的碘这个实验为例来说明，它所涉及的溶质为碘水溶液中的碘，两种溶剂为碘水中的水、还有CCl4。由于碘在CCl4中的溶解度要远大于在水中的溶解度，并且CCl4与水这两种溶剂是互不相溶的。所以，我们就可以用CCl4萃取碘水中的碘。
5.将漏斗上口的玻璃塞打开，旋开活塞，用烧怀接收下口出的溶液。
分析：展示分液得到的溶液：碘的四氯化碳溶液。
[提问]如果要从碘的四氯化碳溶液中分离出碘单质，要采取哪种方法？
已知碘、四氯化碳的沸点分别为184℃、76℃（由于沸点差大于30℃），所以可以用蒸馏法分离四氯化碳和碘。
6.从分液漏斗上口倒出上层溶液
2.把10mL碘水和4mL CCl4加入分液漏斗中，并盖好玻璃塞。
分析：倒入分液漏斗前，要求同学们观察碘水和CCl4的颜色（碘水为淡黄色，CCl4为无色）。先倒入碘水（淡黄色），再倒入CCl4，溶液分层，上层为淡黄色，下层为无色。这说明CCl4的密度是大于水的密度。同学们把这个现象记住，等下再观察实验现象有什么样的变化。
顺序二：AgNO3(aq)→稀硝酸
假设溶液中存在SO42－、CO32－，滴入AgNO3(aq)后，产生白色沉淀（Ag2SO4、Ag2CO3）；滴入稀硝酸后，白色沉淀部分溶解（Ag2SO4转换为AgHSO4(溶于水)、Ag2CO3溶于稀硝酸）。如果没有SO42－、CO32－，白色沉淀不溶解；如果没有Cl－，白色沉淀全部溶解。
[生]铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、冷凝管、牛角管、锥形瓶。
[提醒]区分圆底烧瓶和蒸馏烧瓶、冷凝管也叫冷凝器、锥形瓶用于盛装液体时叫锥形瓶、用于间接加热时叫平底烧瓶。