論高一化學(xué)“粗鹽提純”實(shí)驗(yàn)的不足

許晨戀

摘要：對(duì)上海市二期課改修訂版高一化學(xué)學(xué)生實(shí)驗(yàn)“粗鹽提純” 在實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容上的不足提出了修改。

關(guān)鍵詞：可溶性雜質(zhì)；沉淀法；過(guò)量試劑

文章編號(hào)：1005－6629(2009)05－0017－03中圖分類號(hào)：G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C

在二期課改《化學(xué)》教材中，“粗鹽提純”這一實(shí)驗(yàn)設(shè)置在了九年級(jí)第一學(xué)期和高中一年級(jí)第一學(xué)期，充分突顯了該實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中的重要性。

然而反觀兩個(gè)年級(jí)“粗鹽提純”實(shí)驗(yàn)報(bào)告，有著區(qū)分度不高，內(nèi)容類似的弊病。除了在《化學(xué)練習(xí)部分高中一年級(jí)第一學(xué)期（試用本）》【實(shí)驗(yàn)二 粗鹽提純】中增加了“用少量蒸餾水洗滌晶體”的這樣簡(jiǎn)單的一步，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)無(wú)論從實(shí)驗(yàn)的目的性（掌握從固體混合物中去除不溶性雜質(zhì)即粗鹽中的細(xì)沙）或是實(shí)驗(yàn)的基本操作（溶解過(guò)濾蒸發(fā)）上都近乎相同。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，高中進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)只是機(jī)械地重復(fù)了初中的內(nèi)容，而未做任何提高。這樣的設(shè)計(jì)不符合學(xué)習(xí)的特點(diǎn)。學(xué)習(xí)是進(jìn)階型的，在知識(shí)的階梯上同學(xué)們拾級(jí)而上，層層深入，直到邁向知識(shí)的最高殿堂。而教師起到的作用就是授之以“漁”，常教常新，如此才能強(qiáng)化學(xué)生的感知態(tài)度，促進(jìn)學(xué)生自我思考發(fā)展。

《化學(xué)高中一年級(jí)第一學(xué)期（試用本）》第23頁(yè)圖2.1《天工開(kāi)物》中制海鹽圖中，古人采取“先日撒灰，日中掃鹽”的方法，其中的“灰”即指能除去某些可溶性雜質(zhì)的草木灰。第24頁(yè)提供了表2.1“海水在濃縮過(guò)程中析出鹽的種類和質(zhì)量”，已經(jīng)明確指出：在由海水濃縮得到的粗鹽中往往存在這樣的幾種微量雜質(zhì)：MgCl₂、MgSO₄、CaSO₄。在第30頁(yè)【思考與復(fù)習(xí)2.1】中第2題又提出了“在粗鹽提純中，通常在溶液中依次加入BaCl₂、NaOH和Na₂CO₃，以除去SO₄^2-(Na₂SO₄)、Mg²⁺（MgCl₂）和Ca₂+(CaCl₂)”。以上三處在課本中出現(xiàn)的內(nèi)容，足以說(shuō)明對(duì)于粗鹽中一些可溶性雜質(zhì)的去除，是這一節(jié)學(xué)習(xí)的重中之重，是對(duì)九年級(jí)粗鹽提純的深化和補(bǔ)充。問(wèn)題的探索已經(jīng)讓學(xué)生的心動(dòng)起來(lái)，現(xiàn)在是時(shí)候“勵(lì)其行、促其思、放其手”了。只有通過(guò)對(duì)粗鹽中可溶性雜質(zhì)（如硫酸鈉、氯化鎂、氯化鈣等）去除的“實(shí)踐”，才能完成他們對(duì)化學(xué)體系中除去純凈物中的雜質(zhì)這一整體的“探究”。

考慮到高中教學(xué)的系統(tǒng)性、嚴(yán)密性和豐富性，首先，我將實(shí)驗(yàn)名稱更改為【粗鹽提純2】；同時(shí)在【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹康谋硎錾咸砑硬⒅赜凇罢莆杖芤褐锌扇苄噪s質(zhì)的去除方法”，較原實(shí)驗(yàn)?zāi)康男杂辛吮举|(zhì)的改變與提升。

在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的具體過(guò)程中，應(yīng)體現(xiàn)出豐富性。原實(shí)驗(yàn)報(bào)告中采用了“水洗法去雜”，由于步驟實(shí)在過(guò)于簡(jiǎn)單，導(dǎo)致了與九年級(jí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告有如“雙胞胎”的嚴(yán)重問(wèn)題，無(wú)法讓同學(xué)們真正深切體會(huì)到粗鹽提純的另一個(gè)重要點(diǎn)——可溶性雜質(zhì)的去除。這樣的漏洞，不免使高一的同學(xué)對(duì)于化學(xué)學(xué)習(xí)的豐富性產(chǎn)生懷疑，成為以后在化學(xué)學(xué)習(xí)上產(chǎn)生倦怠的隱患。為此，我在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中添加了【實(shí)驗(yàn)原理】這一塊內(nèi)容，其好處在于（1）點(diǎn)明了實(shí)驗(yàn)中采用的去除可溶性雜質(zhì)的方法為“沉淀法”，讓同學(xué)有據(jù)可尋；（2）增加了實(shí)驗(yàn)過(guò)程流程圖，使整個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟豁然開(kāi)朗。（具體見(jiàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告）

當(dāng)然，實(shí)驗(yàn)中的嚴(yán)密操作是啟發(fā)同學(xué)思考的關(guān)鍵。首先，在加水溶解時(shí)，對(duì)所加水量的控制，牽涉到“讓固體完全溶解”與“蒸發(fā)中所需的時(shí)間”這兩個(gè)條件，為了使同學(xué)們思考全面，將此問(wèn)題作為了【思考與討論】第一題出現(xiàn)。其次，硫酸鈉、氯化鈣、氯化鎂三種雜質(zhì)去除，必然存在先后順序，對(duì)于孰先孰后的討論，能提高同學(xué)們思維的嚴(yán)密性。最后，在以沉淀法去雜過(guò)程中，為保證可溶性雜質(zhì)全都轉(zhuǎn)化為沉淀，就必需添加過(guò)量的除雜劑，在將堿性溶液還原到氯化鈉溶液時(shí)，則只能添加適量的鹽酸。實(shí)驗(yàn)中的“3個(gè)過(guò)量” “1個(gè)適量”引出了對(duì)于“量”這個(gè)概念的嚴(yán)格取用。（具體見(jiàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告）

綜上所述，我設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)報(bào)告粗鹽提純2

【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

1. 初步掌握溶液中可溶性雜質(zhì)的去除方法

2. 學(xué)會(huì)從粗鹽提純氯化鈉的基本原理和方法

3. 熟練掌握溶解、過(guò)濾、蒸發(fā)和結(jié)晶等基本操作

【實(shí)驗(yàn)原理】

化學(xué)試劑和醫(yī)院用的氯化鈉都是以粗食鹽為原料提純的。粗食鹽中，含有不溶性雜質(zhì)和Ca₂+、Mg²⁺、SO₄^2-等可溶性雜質(zhì)。從粗食鹽提純氯化鈉，要選擇合適的試劑，使氯化鎂、氯化鈣、硫酸鈉轉(zhuǎn)變成沉淀而除去，此法稱“沉淀法”。

為了使雜質(zhì)充分沉淀而除去，所加試劑（又稱沉淀劑）必須是過(guò)量的。加入過(guò)量的試劑必然會(huì)引入新的雜質(zhì)，因此要設(shè)計(jì)幾種試劑加入的先后順序，最后必須除盡各種雜質(zhì)（包括加入的過(guò)量試劑），得到純凈的氯化鈉。

設(shè)計(jì)從粗食鹽提純氯化鈉的實(shí)驗(yàn)方案，填寫下列實(shí)驗(yàn)框圖1所示流程。

【實(shí)驗(yàn)用品】

100 mL燒杯（2只）、 250 mL燒杯、玻璃棒、鐵架臺(tái)（帶鐵圈）、石棉網(wǎng)、天平、100 mL量筒、酒精燈、漏斗、濾紙、蒸發(fā)皿、火柴、剪刀

粗食鹽（含少量硫酸鈉、氯化鈣、氯化鎂）、2 mol/L鹽酸、1 mol/L氯化鋇溶液、1 mol/L氫氧化鈉溶液、飽和碳酸鈉溶液、pH試紙、蒸餾水

【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】

1.稱量：用天平稱取10 g粗鹽,用量筒量取蒸餾水35 mL， 放入100 mL燒杯中

2.溶解：將該燒杯放在鐵架臺(tái)鐵圈上隔著石棉網(wǎng)加熱、攪拌，加速食鹽的溶解

3.去除硫酸鈉: 繼續(xù)加熱溶液近沸騰, 加入 1 mol/L 氯化鋇溶液^2-3 mL。觀察到__________，反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________________。繼續(xù)加熱上述懸濁液4分鐘。待沉淀沉降，在上層清液中加1-2滴氯化鋇溶液，仔細(xì)觀察，溶液不出現(xiàn)渾濁，表示硫酸鈉______________________。如出現(xiàn)渾濁，繼續(xù)加入1 mL 1 mol/L氯化鋇溶液，重復(fù)上述操作，直到硫酸鈉除盡為止。

4.除去氯化鎂: 加熱燒杯中液體近沸騰，邊攪拌邊滴加1 mol/L氫氧化鈉溶液，直到不再產(chǎn)生沉淀為止。待沉淀全部沉降，取上層清液，檢查氯化鎂是否去除盡。

5.除去_____、_____: 在上述液體中滴加飽和碳酸鈉溶液，直到不再產(chǎn)生沉淀為止。書寫化學(xué)方程式______________，____________________。取上層清液，檢查雜質(zhì)是否除盡。

6.過(guò)濾: 制作過(guò)濾器，裝配好過(guò)濾裝置，過(guò)濾燒杯中液體，除去不溶性雜質(zhì)。

7. 除去碳酸鈉:待冷卻后在上述濾液中滴加2 mol/L 鹽酸，直到溶液pH值為7。

8.蒸發(fā): 將濾液轉(zhuǎn)移入蒸發(fā)皿中，加熱攪拌，至有較多食鹽析出時(shí)停止加熱，利用余熱使溶液蒸干。

9.稱量: 用天平稱量精鹽。

【實(shí)驗(yàn)記錄和計(jì)算】

粗鹽的質(zhì)量是_____________g。

精鹽的質(zhì)量是_____________g。

粗鹽提純精鹽的收得率：（精鹽的質(zhì)量÷粗鹽的質(zhì)量）×100%=_____________。

【思考和討論】

1.為什么10 g粗鹽要量取35 mL左右水來(lái)溶解？食鹽常溫下的溶解度約36 g/100 g水，試通過(guò)計(jì)算回答。

2. 在去除雜質(zhì)的過(guò)程中，給溶液加熱有什么好處？

3. 粗鹽提純過(guò)程中，幾次用到玻璃棒，每次的作用各是什么？

4. 為了除去粗鹽中的可溶性雜質(zhì)及泥沙，可將粗鹽溶于水，然后進(jìn)行五項(xiàng)操作：①過(guò)濾②加過(guò)量氫氧化鈉溶液③加適量鹽酸④加過(guò)量碳酸鈉溶液⑤加過(guò)量氯化鋇溶液。正確的操作順序?yàn)椋ǎ?/p>

(A)⑤、②、④、①、③ (B)④、①、②、⑤、③

(C)②、⑤、④、①、③ (D)①、④、②、⑤、③

5. 當(dāng)粗鹽中的可溶性雜質(zhì)都是微量的時(shí)候，可以用什么方法簡(jiǎn)單去除雜質(zhì)？

6. 分析自己實(shí)驗(yàn)操作中有哪些不足之處，如何改進(jìn)?

修改后實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)在于：

（1）以【實(shí)驗(yàn)原理】作為基礎(chǔ)導(dǎo)向，其中增設(shè)的填空引發(fā)同學(xué)思考，促使他們未行先想，利于培養(yǎng)他們用審視的態(tài)度去證實(shí)知識(shí)形成過(guò)程的膽略。

（2）較原實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)了可溶性雜質(zhì)去除的具體步驟與先后順序，完整了同學(xué)除去雜質(zhì)的系統(tǒng)思維法。

（3）通過(guò)對(duì)“3個(gè)過(guò)量”“1個(gè)適量”的操作與討論培養(yǎng)量化的嚴(yán)密性。

（4）增加了溶液中可溶性雜質(zhì)是否徹底去除的判斷，豐富了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增強(qiáng)了趣味性。

（5）以硫酸鈉雜質(zhì)是否除盡為標(biāo)準(zhǔn)，由同學(xué)自行推導(dǎo)出判斷其他雜質(zhì)是否除盡的方法，提高了同學(xué)歸納小結(jié)的能力。

（6）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容關(guān)于除去雜質(zhì)內(nèi)容的填空，提高了同學(xué)分析問(wèn)題的能力；思考與討論中第5題以“水洗法”除雜涵蓋了原實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容，提高了同學(xué)解決問(wèn)題的能力。

（7）實(shí)驗(yàn)中的部分填空，鞏固了方程式的書寫；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也較原實(shí)驗(yàn)更直觀生動(dòng)。

（8）辨析了各種儀器的不同加熱方法，強(qiáng)化了實(shí)驗(yàn)的操作能力。

（9）剔除了原【思考與討論】中的某些與九年級(jí)教材相同的提問(wèn)，避免重復(fù)。增設(shè)了選擇題豐富題型，降低了難度，同時(shí)概括了添加沉淀劑先后順序?qū)μ峒兘Y(jié)果有無(wú)影響，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)密地思考問(wèn)題及解決問(wèn)題的能力。

（10）整個(gè)實(shí)驗(yàn)緊扣教材內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)了理論結(jié)合實(shí)際的主旨。