示范教案
第一章 从实验学化学
本章设计
教材内容概述
《化学》必修1是高中化学课程必修部分的第一个模块,承担着与义务教育阶段化学教育的衔接,起着为高中学生学习化学打好基础和全面提高学生科学素养的桥梁作用。
“化学实验基础”是必修课内容的核心。化学是一门以实验为基础的科学,要让学生学好化学,首先要了解化学学科的这一特征,并引导学生通过实验去学习化学。实验是了解无机物性质的最好方法,也是认识元素周期律的最佳途径;通过实验可以感受化学反应与能量的关系,认识并研究能量的利用问题;通过实验还能切实了解材料、环境、绿色化学等问题。“化学实验作为专题内容,把它安排在第一章,突出了化学实验的基础性,既起到与初中化学实验以及化学知识的衔接,又为高中化学新知识的学习穿针引线,通过实验把学生引入化学世界,由此决定了本章教学内容的基础性和重要性。《从实验学化学》由两节组成,分别为《化学实验基本方法》和化学计量在实验中的应用》。
第一节《化学实验基本方法》在强调化学实验安全性的基础上,通过“粗盐的提纯”实验,复习过滤和蒸发等操作。对于蒸馏,则是在初中简易操作的基础上,引入使用冷凝管这一较正规的操作。在复习拓宽的基础上又介绍了两种新的分离和提纯方法——萃取和分液,认识分液漏斗,了解萃取和分液的实验操作,理解萃取原理。本节还结合实际操作引入常见物质检验的知识。这样由已知到未知,由简单到复杂,逐步深入。
第二节《化学计量在实验中的应用从实验室做实验时取用药品是用仪器称取的引入物质的量的概念。在定量计算中物质的量是联系物质微观粒子数目与宏观的可称量的物质质量关系的一个重要物理量。学生在这一部分能够应用物质的量对物质的质量、微粒数目之间进行初步的相互运算。接着帮助学生了解影响物质体积的因素,理解气体摩尔体积的概念,掌握物质的量、标准状况下气体摩尔体积、气体体积之间的相互运算。最后又向学生介绍了物质的量浓度的概念。在化学基本概念的基础上,通过实验介绍一定物质的量浓度溶液的配制方法。溶液的配制方法作为化学实验基本方法和技能的延续,也作为对知识的应用。物质的量的有关知识,作为化学实验中的计量来呈现,从而突出实验主题。
在这两节中,研究物质的实验方法则是对科学态度和方法的一种培养和引导,物质的量是研究和学习化学的必要工具。本章以化学实验方法和技能为主要内容和线索,结合基本概念等化学基础知识,将实验方法、实验技能与化学基础知识紧密结合。教材编写从学生的经验出发,选择学生熟悉的实验来引出混合物的分离和提纯,既可起到复习的作用,又可降低实验的难度,逐步深入。随后,教材又引出了若干高中化学的核心概念,如物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度等等,并延续实验操作的学习——配制一定物质的量浓度的溶液,让学生了解化学研究的基本方法,体验化学是一门以实验为基础的学科。本章的学习通过对基本概念的理解和基础实验技能的培养,为高中后阶段的化学学习和其他课程的学习以及学生科学素质的提高,打下了必要的基础。
课标要求与教学建议
内容标准
学习要求
教学建议
1.创设自主活动和积极探究的情景,激发探究欲望,体验科学探究过程
1.体验科学探究的过程,学习运用以实验为基础的实验验证研究方法
2.通过有关化学实验,初步学会运用以实验为基础的实验验证研究方法
注意初高中内容的衔接和化学思维习惯的初步养成,并在后续学习中逐步完善
3.初步学会常见物质的检验方法
4.初步学会使用过滤、蒸发等方法对混合物进行分离和提纯
5.初步学会蒸馏、萃取等分离和提纯的方法
2.初步学会物质的检验、分离、提纯和溶液配制等实验技能
6.学会一定物质的量浓度溶液的配制的实验操作
以了解实验操作步骤和训练实验操作技能为主
3.树立安全意识,能识别化学品安全
7.能识别化学品安全使用标识;了解基本的安全措施和意外事故的紧急处理方法
可以以实事报道为例,宣传实验安全知识,


使用标识,初步形成良好的实验工作习惯
8.树立安全意识,初步形成良好的实验工作习惯
提高学生的警惕性
9.在独立或与同学合作完成实验过程中,感受获得成功的愉悦,学会合作与分享
4.能够独立或与同学合作完成实验,记录实验现象和数据,完成实验报告,并能主动进行交流
10.能根据实验目的记录实验现象和数据,完成实验报告,并能主动进行交流
选择简单易行的实验操作,让学生自己动手探究,感受成功的喜悦,并增强学习自信心
11.认识物质的量是描述微观粒子集合体的一个物理量,摩尔是物质的量的基本单位。了解阿伏加德罗常数的含义。阿伏加德罗定律的推论、混合气体的平均相对分子质量不作要求
12.了解摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度的含义
5.认识摩尔是物质的量的基本单位,能用于进行简单的化学计算,体会定量研究的方法对研究和学习化学的重要作用
13.了解物质的质量、摩尔质量、物质的微粒数、物质的量、气体摩尔体积、物质的量浓度等物理量之间的关系,能用它们进行简单的化学计算
注意各个物理量的单位,并用简单练习题熟悉它们之间的关系

教学方法提示
在教学过程中要注意把握知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面教学目标的协调和统一,力求达到最佳的整体效果。这是本章教学中必须处理好的问题。在知识的深广度把握上,教师一定要注意与初中知识的衔接,同时又要符合学生的认知发展顺序。以化学实验方法和技能为主要内容和线索,结合基本概念等化学基础知识,将实验方法、实验技能与化学基础知识紧密结合在一起。
在本章的教学过程中,教师应创设有利于学生自主学习、主动探究的学习情景,充分利用教材内外的各种素材,运用多种教学手段,结合已有的知识和生活经验,让学生在学习活动中领悟物质的量、气体摩尔体积、物质的量浓度等概念,体验探究活动的过程和乐趣。教学的重点是让学生学会通过实验去学习化学,了解化学研究的一般方法,培养学生对化学科学的情感。
第一节 化学实验基本方法
本节从实验室安全注意事项入手,主要提醒学生从实验室规则、安全措施和正确的操作方法等方面重视实验安全问题。并通过让学生讨论一些实际问题而加深对实验安全的认识。
初中化学已经介绍了药品的取用、物质的加热、仪器的洗涤、天平的使用等基本操作,也介绍了过滤、蒸发等分离方法。本节选择“粗盐的提纯”实验,其目的是:(1)学生已经做过粗盐的提纯实验,因此从学生的经验出发,既可起到复习的作用,又可降低实验的难度,逐步深入;(2)粗盐的提纯实验中包含着较多的分离操作,而且过滤是所有分离方法中最常用的,有必要让学生掌握;(3)粗盐经溶解、过滤后所得的滤液并不只是NaCl的溶液,仍然含有少量可溶性杂质,需要进一步检验并除去。这样就可以利用实验进一步介绍离子检验的方法。蒸馏的操作在初中只介绍了简易的方法,在此进一步介绍实验室较正规的操作方法,比初中有所提高。而且本节最后介绍了萃取、分液这两种新的方法,让学生对分离和提纯的方法有更进一步的认识,同时使实验技能进一步提高。


课时分配
化学实验安全 1课时
过滤和蒸发 1课时
萃取和分液 1课时
第一课时 化学实验安全
三维目标
1.知识与技能
(1)能识别一些化学药品安全标识。
(2)懂得发生实验事故时的一些简单处理方法。
(3)能正确使用一些基本仪器并进行一些简单的实验操作。
2.过程与方法
通过创设情境,导入实验安全标识、化学品安全使用标识,进而掌握实验的基本准备常识,并形成良好的实验习惯。
3.情感态度与价值观
树立安全意识,能识别化学品安全使用标识,初步形成良好的实验工作习惯。
教学重点
树立实验安全意识,能识别一些化学品安全标识。
教学难点
常见安全事故的处理方法,养成良好的实验习惯。
课前准备
多媒体电教平台。
导入新课
空气主要成分的发现:1774年法国科学家拉瓦锡发现汞燃烧生成HgO时,在容器中所吸走的空气的质量等于HgOHg的质量差,并指出这部分空气就是氧气,剩余的空气不能“助燃”,动物在其中会窒息,他把这种气体叫做氮气(原文的意思是不能支持生命)。这个故事说明了什么?
说明了实验是研究化学的最主要方法,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。所以,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。大家高中阶段学习化学的第一章就是“从实验学化学”。
[投影]画面展示:一位学生用KMnO4制取O2的情景。实验结束后,他先撤去酒精灯,结果水倒吸至热的试管,引起试管炸裂。
请同学们来分析一下,为什么会出现这样的结果呢?
[分析]未将导管从水槽中取出就撤去酒精灯,引起水倒吸至热的试管,导致热的试管遇冷水炸裂。
无论是在化学实验室还是在家中进行实验或探究活动,都必须注意安全,这是实验顺利进行和避免受到意外伤害的保障。
推进新课

[分析]在化学实验中,必须要注意安全。俗话说“没有规矩,不成方圆”。这就要求大家在做实验时首先要遵守实验室规则。
1.遵守实验室规则
[过渡]现在我先来介绍一下我们学校实验室安全规则的部分内容。
[投影展示]
××中学实验室安全规则
(1)进入实验室,不准私自大声说话、吵闹。
(2)在老师讲解过程中,请不要私自动实验台上的仪器、药品。
(3)在实验过程中按规范操作,认真观察现象,思考本质。务必要清楚你的每一步操作的目的。
(4)没做过的实验要向老师请教或查清资料后再做,不要贸然实验。步骤多的实验,操作顺序要记熟,不可看一步做一步。
(5)实验室要有一定的安全设施。
(6)熟悉实验室事故的急救方法和处理措施。
(7)不要将火柴梗、滤纸等倒入水槽。实验完毕应清洗好仪器和整理桌面。得到老师允许方可离开实验室。
[过渡]熟悉并遵守实验室安全规则还不能完全确保实验的顺利进行,还必须要求学生掌握规范的化学实验操作,并正确操作。
[讨论]我们在初中曾经学习过一些基本的化学实验操作,如固体和液体药品的取用、物质的加热以及一些基本仪器的使用等,在这些基本操作中要注意哪些安全问题呢?
[投影展示]
1.取用药品的安全注意事项
(1)固体药品的取用
取用固体药品一般用药匙。往试管里装入固体粉末时,为避免药品沾在管口和管壁上,先使试管倾斜,把盛有药品的药匙(或用小纸条折叠成的纸槽)小心地送入试管底部,然后使试管直立起来,让药品全部落到底部。有些块状的药品可用镊子夹取。
(2)液体药品的取用
取用很少量液体时可用胶头滴管吸取。取用较多量液体时可以直接倾注。取用细口瓶里的药品时,先拿下瓶塞,倒放在桌上,然后拿起瓶子(标签应对着手心),瓶口要紧挨着试管口,使液体缓缓地倒入试管。注意防止残留在瓶口的药品流下来,腐蚀标签。一般往大口容器或容量瓶、漏斗里倾注液体时,应用玻璃棒引流。
(3)不能用手接触药品,不要把鼻孔凑到容器口去闻药品(特别是气体)的气味,不得尝任何药品的味道。
(4)按用量取药,若无用量说明,一般应按最少量取用:液体1~2 mL,固体只需盖满试管底部。
(5)实验剩余的药品既不能放回原瓶,也不要随意丢弃,更不要拿出实验室,要放入指定的容器内。
2.用酒精灯加热的注意事项
(1)能直接在酒精灯火焰上加热的仪器有试管、硬质玻璃管、蒸发皿、坩埚等。
试管加热时应使用铁架台上的铁夹或试管夹。
硬质玻璃管可用于给固体物质加热。
蒸发皿主要用于溶液的浓缩或蒸干。
坩埚主要用于固体物质的高温灼烧。通常把坩埚放在三脚架的泥三角上直接加热。
(2)必须隔石棉网才能加热的仪器有:烧杯、烧瓶(平底烧瓶、圆底烧瓶、蒸馏烧瓶)、锥形瓶等。
烧杯主要用于固体物质的溶解,盛放滤液等。
②烧瓶(平底烧瓶、圆底烧瓶、蒸馏烧瓶)用于有液体参加,要加热且生成物有气体并要导出收集的反应。
锥形瓶用于中和滴定和作为加热反应容器。
(3)试管使用注意事项
可直接加热,用试管夹夹在距试管口1/3处。

放在试管内的液体,不加热时不超过试管容积的1/2,加热时不超过1/3。
加热后试管不能骤冷,防止炸裂。
加热时试管口不应对着任何人;给固体加热时,试管要横放,管口略向下倾斜。若给液体或固液混合物加热则试管口应向上倾斜。
(4)关于酒精灯的注意事项
在使用前,要先检查酒精灯里有无酒精。向酒精灯内添加酒精时,不能超过酒精灯容积的2/3。
在使用时,要注意几点:绝对禁止向燃着的酒精灯里添加酒精,以免失火;绝对禁止用燃着的一只酒精灯去点燃另一只酒精灯。
用完酒精灯,不可用嘴吹灭,必须用灯帽盖灭,并盖两次。
不慎洒出的酒精若在桌上燃烧起来,不要惊慌,应立即用湿抹布或沙子扑盖。
[讨论]制取并收集氧气、制取氢气并用氢气还原氧化铜、浓硫酸的稀释三个实验从实验安全的角度要注意哪些问题?
[分析]1.制取并收集氧气的实验中,需注意的是:(1)取用化学试剂时不能用手直接去取,固体试剂用镊子、药匙或纸槽取用。(2)加热固体时试管口要略向下倾斜。(3)用排水法收集氧气结束之后应该先撤出导管然后熄灭酒精灯。(4)不能用鼻子直接闻气体的气味,酒精灯内酒精的量要适当,不能给燃烧着的酒精灯添加酒精。(5)实验之前要进行气密性检查。
2.制取氢气并用氢气还原氧化铜的实验中,需注意的是:(1)液体试剂用量筒、滴管取用或直接倾倒。(2)加热时试管口要略向下倾斜。(3)酒精灯内酒精的量要适当,不能给燃烧着的酒精灯添加酒精。(4)氢气还原氧化铜的实验中需要氢气,氢气与空气混合后点燃会发生爆炸,所以在加热之前应先通氢气,待验得氢气纯净后再加热。实验结束之后如果先停止通氢气的话就会使炽热的铜被空气氧化成氧化铜。因此,实验结束之后应先停止加热待试管(玻璃管)冷却后再停止通氢气。
3.浓硫酸的稀释实验中,需注意的是:要使浓硫酸慢慢沿器壁流入水中,并且要用玻璃棒不断地搅拌。
2.掌握正确的操作方法
[分析]在做实验时遵守实验室规则,掌握正确的操作方法,这些能确保实验安全、顺利地进行。但是,万一在实验中出现意外事故,比如被烫伤、被浓硫酸灼伤等等,这些情况应该如何来处理呢?
[讨论]在实验中如果出现下列情况,我们如何去处理这些事情呢?
情景1:一位学生用一燃着的酒精灯去引燃另一酒精灯,结果有酒精洒在桌上并燃烧起来。
情景2:一位学生在稀释浓硫酸时,将水一下子倒入浓硫酸中,结果浓硫酸迸溅到皮肤上。
情景3:一位学生在搅拌NaOH溶液时,不小心将NaOH迸溅到眼中。
[分析]情景1:学生因为用燃着的酒精灯去引燃另一酒精灯时酒精灯倾斜,所以使酒精洒落出来。酒精着火后不能用水来冲,因为酒精和水互溶,只会使火蔓延,所以应该用湿抹布扑盖来灭火。
情景2:浓硫酸具有强腐蚀性,因此应该立即用大量的水冲洗,然后在伤处涂上稀的NaHCO3溶液。
情景3:氢氧化钠具有强碱性,有腐蚀性。若有少量的氢氧化钠溅进眼中,应该立即用大量的水来冲洗。
[总结]由以上的分析可知,我们应该知道一些有关安全措施的常识。这样,当我们遇到一些突发事件的话,就不会手忙脚乱了。安全措施主要有以下几点:
(1)被火烫伤时应该先冷敷。
(2)浓硫酸沾在皮肤上时要用大量的水冲洗,再涂上稀的NaHCO3溶液。
(3)浓碱沾在皮肤上,宜先用大量水冲洗,再涂上硼酸溶液。
(4)酒精及其他易燃有机物小面积失火,应迅速用湿抹布扑盖。
(5)因电失火应先切断电源,再实施救火。
3.了解安全措施

[练习]遇到下列情况,采用的措施正确的是(  )
A.浓硫酸不慎沾在皮肤上,立即用大量水冲洗
B.酒精灯不慎打翻起火,立即用水浇灭
C.烧菜时油锅着火,立即盖上锅盖
D.发现家中天然气泄漏,立即打开抽油烟机
分析:浓硫酸不慎沾在皮肤上,应立即用大量的水冲洗,最后涂上3%~5%的碳酸氢钠溶液。酒精灯不慎打翻起火,应用湿抹布盖灭,用水不但不会熄灭,还会使火蔓延。天然气泄漏,如果立即打开抽油烟机,易产生电火花,而引起爆炸。因此应该首先关好阀门,然后打开门窗通风。所以答案应该选择AC。
[分析]通过前面的学习我们知道,要确保实验的安全我们必须熟知物质的性质,认识一些危险品的标志。像我们前面讨论的氢气和浓硫酸就属于危险品,在运输和出售时都有醒目的标志。
[讨论]投影下列标志,请同学们来解释标志的意义。

[举例] 酒精、汽油是易燃品;
硫酸是易腐蚀品;
白磷属于自燃物品;
重金属盐属于剧毒品;
……
课堂小结
除了熟知哪些物质属于危险化学品之外,为了确保实验安全,我们还要掌握正确的操作方法和遵守实验室规章制度。随着我们化学知识的丰富,接触的化学实验越来越多,以后接触的化学实验中还会出现一些我们需要注意的实验安全问题。
化学实验基本方法
一、化学实验安全
1.遵守实验室规则
2.掌握正确的操作方法
3.了解安全措施
1.进行化学实验必须注意安全,下列说法不正确的是(  )
A.不慎将酸溅到眼中,应立即用水冲洗,边洗边眨眼睛
B.酒精着火时,可用湿抹布将其扑灭
C.实验室中进行可燃性气体燃烧性质实验时,必须先验纯后点燃
D.配制稀硫酸时,可先在量筒中加一定体积的水,再一边搅拌一边慢慢加入浓硫酸
2.下列做法正确的是(  )

A.用手接触药品
B.用嘴吹灭酒精灯
C.实验后,剩余的药品不能放回原瓶,也不能随便丢弃
D.将带有溶液的滴管平放在实验台上
3.使用酒精灯时,错误的操作是(  )
A.用火柴点燃酒精灯
B.用燃着的酒精灯去点燃另一盏酒精灯
C.用酒精灯外焰给物质加热
D.熄灭酒精灯的火焰时,用灯帽盖灭
4.下列做法正确的是(  )
A.稀释浓硫酸时,把水注入浓硫酸中
B.做完实验把剩余的残物倒入垃圾箱
C.在药品室做燃烧的实验
D.在做气体实验之前要检验装置的气密性
[答案]1.D 2.C 3.B 4.D
学习化学的一个重要途径是科学探究。实验是科学探究的重要手段,做好化学实验,并保证实验的顺利进行和实验者的安全。要掌握基本的实验方法和操作技能,利用它们来探究化学的奥秘。有关化学实验安全内容,在初步了解遵守实验室规则和安全措施后,重点是掌握正确的操作方法,如:初中所学重点实验中所用到的仪器和药品的使用、加热方法、气体收集方法等。教师应熟悉这部分内容,做好初高中化学学习的衔接。
1.实验安全注意事项
(1)做有毒气体的实验时,应在通风橱中进行,并注意对尾气进行适当处理(吸收或点燃等)。进行易燃易爆气体的实验时应注意验纯,尾气应燃烧掉或做适当处理。
(2)取用浓酸和浓碱时要戴防护手套和眼镜。
(3)加热液体的试管口不能正对着自己或别人。
(4)不可用鼻子直接闻气体。
(5)稀释浓硫酸时一定要将浓硫酸缓缓注入水中并不时搅拌以散发热量而不是将水注入H2SO4中。(你知道为什么这样做吗?)
(6)加热过程的实验仪器(如坩埚)在高温下不能直接放在实验台上,应垫上石棉网。移动时应使用坩埚钳,不能用手直接触摸。
(7)若用加热的方法制取气体,用排水法收集完气体时,应先将导气管从水中拿出,再熄灭酒精灯,以免发生倒吸。
(8)一些特殊实验,还需加装安全瓶。
(9)实验室中的废水、废液应妥善处理。
2.化学实验过程中意外事故的处理
(1)玻璃割伤或其他“机械类”创伤,应先除去伤口中的玻璃等,再用双氧水擦洗消毒,然后敷药包扎。
(2)烫伤宜找医生处理。
(3)浓酸洒在实验台上,先用Na2CO3(或NaHCO3)溶液中和,后用水冲擦干净。浓酸沾在皮肤上,可立即用大量水冲洗,再涂上稀的NaHCO3溶液。浓酸溅在眼中应先用稀NaHCO3 溶液淋洗,然后再请医生处理。(你知道这样做的道理吗?)
(4)浓碱洒在实验台上,先用稀醋酸中和,然后用水冲擦干净。浓碱沾在皮肤上,宜先用大量水冲洗,再涂上硼酸溶液。浓碱溅到眼中,用水洗净后再用硼酸溶液淋洗。
(5)液溴滴到手上,要立即擦去,再用酒精或苯擦洗。
(6)苯酚灼伤,先用乙醇洗涤,再用水冲洗。
(7)酒精及其他易燃有机物小面积失火,应迅速用湿抹布扑盖。
(8)钠、磷等失火宜用沙土扑盖。
(9)因电失火应先切断电源,再实施救火

3.化学实验“四防”
(1)防止爆炸
各种可燃性气体与空气混合都有一定的爆炸极限。点燃气体前,一定要先检验气体的纯度,特别是氢气,在点燃氢气或加热与氢气反应的物质前,都必须检验其纯度。
(2)防止倒吸引起爆裂
加热制备气体并将气体通入溶液中的实验,要防止因反应容器内压强锐减而造成液体倒吸入热的反应容器内。玻璃的膨胀系数比较小,冷热不均会造成玻璃容器爆裂,甚至溅伤实验人员。为此,要注意以下几点:①加热尽可能均匀;②在反应容器后加一个安全瓶;用倒扣漏斗等方法吸收易溶于水的气体;实验结束前先从溶液中撤出导管再停止加热。
(3)防止有害气体污染空气
有毒气体,如Cl2、HCl、H2S、SO2、NO2等酸性气体,用强碱溶液吸收(通常用浓NaOH溶液);CO点燃除掉;NO先通入足量空气混合后再通入碱溶液中;H2和其他可燃性气体,如气态烃虽无毒性,但弥散在空气中有着火或爆炸的危险,应当点燃除掉;NH3用浓硫酸吸收;制备有毒气体的实验应在通风橱内进行。
(4)防止暴沸
加热有机物时,由于它们的沸点一般比较低,一旦温度过高,液体局部过热,会出现暴沸现象,反应溶液甚至冲开橡皮塞溅伤实验者,所以,在反应容器中要放一些碎瓷片。
4.常见废液的处理方法
废液
处理方法
注意事项
酸或碱
中和法
分别收集,混合无危险时将废酸、废碱混
氧化剂、还原剂
氧化还原法
分别收集,查明废液化学性质,将一种废液分次少量加入到另一种废液中
含重金属离子的废液
氢氧化物沉淀法,硫化物共沉淀法
用过滤或倾析法将沉淀分离,滤液不含重金属离子后再排放
Ba2+
沉淀法
加入Na2SO4溶液,过滤,除去沉淀即可排放
有机物
焚烧法,有机溶剂萃取回收利用
生成水、CO2等不污染环境,用溶剂萃取,分液后回收利用

5.相关链接
(1)http://www.huaxue123.com/Article/Class5/Class31/200312/629.html化学实验安全须注意八项
(2)http://www.htgz.com.cn/xstd/ShowArticle.asp?ArticleID=290化学实验安