论高一化学“粗盐提纯”实验的不足

许晨恋

摘要：对上海市二期课改修订版高一化学学生实验“粗盐提纯” 在实验目的、实验内容上的不足提出了修改。

关键词：可溶性杂质；沉淀法；过量试剂

文章编号：1005－6629(2009)05－0017－03中图分类号：G633.8文献标识码：C

在二期课改《化学》教材中，“粗盐提纯”这一实验设置在了九年级第一学期和高中一年级第一学期，充分突显了该实验在化学教学中的重要性。

然而反观两个年级“粗盐提纯”实验报告，有着区分度不高，内容类似的弊病。除了在《化学练习部分高中一年级第一学期（试用本）》【实验二 粗盐提纯】中增加了“用少量蒸馏水洗涤晶体”的这样简单的一步，两个实验无论从实验的目的性（掌握从固体混合物中去除不溶性杂质即粗盐中的细沙）或是实验的基本操作（溶解过滤蒸发）上都近乎相同。从本质上来说，高中进行该实验只是机械地重复了初中的内容，而未做任何提高。这样的设计不符合学习的特点。学习是进阶型的，在知识的阶梯上同学们拾级而上，层层深入，直到迈向知识的最高殿堂。而教师起到的作用就是授之以“渔”，常教常新，如此才能强化学生的感知态度，促进学生自我思考发展。

《化学高中一年级第一学期（试用本）》第23页图2.1《天工开物》中制海盐图中，古人采取“先日撒灰，日中扫盐”的方法，其中的“灰”即指能除去某些可溶性杂质的草木灰。第24页提供了表2.1“海水在浓缩过程中析出盐的种类和质量”，已经明确指出：在由海水浓缩得到的粗盐中往往存在这样的几种微量杂质：MgCl₂、MgSO₄、CaSO₄。在第30页【思考与复习2.1】中第2题又提出了“在粗盐提纯中，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)”。以上三处在课本中出现的内容，足以说明对于粗盐中一些可溶性杂质的去除，是这一节学习的重中之重，是对九年级粗盐提纯的深化和补充。问题的探索已经让学生的心动起来，现在是时候“励其行、促其思、放其手”了。只有通过对粗盐中可溶性杂质（如硫酸钠、氯化镁、氯化钙等）去除的“实践”，才能完成他们对化学体系中除去纯净物中的杂质这一整体的“探究”。

考虑到高中教学的系统性、严密性和丰富性，首先，我将实验名称更改为【粗盐提纯2】；同时在【实验目的】的表述上添加并着重于“掌握溶液中可溶性杂质的去除方法”，较原实验目的性有了本质的改变与提升。

在实验进行的具体过程中，应体现出丰富性。原实验报告中采用了“水洗法去杂”，由于步骤实在过于简单，导致了与九年级实验报告有如“双胞胎”的严重问题，无法让同学们真正深切体会到粗盐提纯的另一个重要点——可溶性杂质的去除。这样的漏洞，不免使高一的同学对于化学学习的丰富性产生怀疑，成为以后在化学学习上产生倦怠的隐患。为此，我在实验报告中添加了【实验原理】这一块内容，其好处在于（1）点明了实验中采用的去除可溶性杂质的方法为“沉淀法”，让同学有据可寻；（2）增加了实验过程流程图，使整个实验步骤豁然开朗。（具体见实验报告）

当然，实验中的严密操作是启发同学思考的关键。首先，在加水溶解时，对所加水量的控制，牵涉到“让固体完全溶解”与“蒸发中所需的时间”这两个条件，为了使同学们思考全面，将此问题作为了【思考与讨论】第一题出现。其次，硫酸钠、氯化钙、氯化镁三种杂质去除，必然存在先后顺序，对于孰先孰后的讨论，能提高同学们思维的严密性。最后，在以沉淀法去杂过程中，为保证可溶性杂质全都转化为沉淀，就必需添加过量的除杂剂，在将碱性溶液还原到氯化钠溶液时，则只能添加适量的盐酸。实验中的“3个过量” “1个适量”引出了对于“量”这个概念的严格取用。（具体见实验报告）

综上所述，我设计了如下实验

实验报告粗盐提纯2

【实验目的】

1. 初步掌握溶液中可溶性杂质的去除方法

2. 学会从粗盐提纯氯化钠的基本原理和方法

3. 熟练掌握溶解、过滤、蒸发和结晶等基本操作

【实验原理】

化学试剂和医院用的氯化钠都是以粗食盐为原料提纯的。粗食盐中，含有不溶性杂质和Ca₂+、Mg²⁺、SO₄^2-等可溶性杂质。从粗食盐提纯氯化钠，要选择合适的试剂，使氯化镁、氯化钙、硫酸钠转变成沉淀而除去，此法称“沉淀法”。

为了使杂质充分沉淀而除去，所加试剂（又称沉淀剂）必须是过量的。加入过量的试剂必然会引入新的杂质，因此要设计几种试剂加入的先后顺序，最后必须除尽各种杂质（包括加入的过量试剂），得到纯净的氯化钠。

设计从粗食盐提纯氯化钠的实验方案，填写下列实验框图1所示流程。

【实验用品】

100 mL烧杯（2只）、 250 mL烧杯、玻璃棒、铁架台（带铁圈）、石棉网、天平、100 mL量筒、酒精灯、漏斗、滤纸、蒸发皿、火柴、剪刀

粗食盐（含少量硫酸钠、氯化钙、氯化镁）、2 mol/L盐酸、1 mol/L氯化钡溶液、1 mol/L氢氧化钠溶液、饱和碳酸钠溶液、pH试纸、蒸馏水

【实验内容】

1.称量：用天平称取10 g粗盐,用量筒量取蒸馏水35 mL， 放入100 mL烧杯中

2.溶解：将该烧杯放在铁架台铁圈上隔着石棉网加热、搅拌，加速食盐的溶解

3.去除硫酸钠: 继续加热溶液近沸腾, 加入 1 mol/L 氯化钡溶液^2-3 mL。观察到__________，反应的化学方程式_________________________。继续加热上述悬浊液4分钟。待沉淀沉降，在上层清液中加1-2滴氯化钡溶液，仔细观察，溶液不出现浑浊，表示硫酸钠______________________。如出现浑浊，继续加入1 mL 1 mol/L氯化钡溶液，重复上述操作，直到硫酸钠除尽为止。

4.除去氯化镁: 加热烧杯中液体近沸腾，边搅拌边滴加1 mol/L氢氧化钠溶液，直到不再产生沉淀为止。待沉淀全部沉降，取上层清液，检查氯化镁是否去除尽。

5.除去_____、_____: 在上述液体中滴加饱和碳酸钠溶液，直到不再产生沉淀为止。书写化学方程式______________，____________________。取上层清液，检查杂质是否除尽。

6.过滤: 制作过滤器，装配好过滤装置，过滤烧杯中液体，除去不溶性杂质。

7. 除去碳酸钠:待冷却后在上述滤液中滴加2 mol/L 盐酸，直到溶液pH值为7。

8.蒸发: 将滤液转移入蒸发皿中，加热搅拌，至有较多食盐析出时停止加热，利用余热使溶液蒸干。

9.称量: 用天平称量精盐。

【实验记录和计算】

粗盐的质量是_____________g。

精盐的质量是_____________g。

粗盐提纯精盐的收得率：（精盐的质量÷粗盐的质量）×100%=_____________。

【思考和讨论】

1.为什么10 g粗盐要量取35 mL左右水来溶解？食盐常温下的溶解度约36 g/100 g水，试通过计算回答。

2. 在去除杂质的过程中，给溶液加热有什么好处？

3. 粗盐提纯过程中，几次用到玻璃棒，每次的作用各是什么？

4. 为了除去粗盐中的可溶性杂质及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行五项操作：①过滤②加过量氢氧化钠溶液③加适量盐酸④加过量碳酸钠溶液⑤加过量氯化钡溶液。正确的操作顺序为（）

(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. 当粗盐中的可溶性杂质都是微量的时候，可以用什么方法简单去除杂质？

6. 分析自己实验操作中有哪些不足之处，如何改进?

修改后实验的优点在于：

（1）以【实验原理】作为基础导向，其中增设的填空引发同学思考，促使他们未行先想，利于培养他们用审视的态度去证实知识形成过程的胆略。

（2）较原实验强调了可溶性杂质去除的具体步骤与先后顺序，完整了同学除去杂质的系统思维法。

（3）通过对“3个过量”“1个适量”的操作与讨论培养量化的严密性。

（4）增加了溶液中可溶性杂质是否彻底去除的判断，丰富了实验内容，增强了趣味性。

（5）以硫酸钠杂质是否除尽为标准，由同学自行推导出判断其他杂质是否除尽的方法，提高了同学归纳小结的能力。

（6）实验内容关于除去杂质内容的填空，提高了同学分析问题的能力；思考与讨论中第5题以“水洗法”除杂涵盖了原实验的主要内容，提高了同学解决问题的能力。

（7）实验中的部分填空，巩固了方程式的书写；实验现象也较原实验更直观生动。

（8）辨析了各种仪器的不同加热方法，强化了实验的操作能力。

（9）剔除了原【思考与讨论】中的某些与九年级教材相同的提问，避免重复。增设了选择题丰富题型，降低了难度，同时概括了添加沉淀剂先后顺序对提纯结果有无影响，培养学生严密地思考问题及解决问题的能力。

（10）整个实验紧扣教材内容，强调了理论结合实际的主旨。