浅谈苯甲酸的分离提纯在高中化学教学中的应用

庄露

一、研究背景简介

1.对教学要求的解读

高中化学教学中选用人教版《有机化学基础》的教材，以有机物苯甲酸为例让学生掌握重结晶这一分离提纯的实验方法。在实施教学中以发展学科核心素养，基于科学和基于对学生的理解为指导思想。以培养人，培养科学精神为目标设计教学活动。通过领会核心素养的内涵，立足育人，培养学生在真实情境中解决或解答实际问题的能力。

科学特点要求关注规律的普遍性与特殊性，但是不要将规律固化，不要将规律形成思维定势，要具体问题具体分析。根据物质自身性质，根据客观环境选择合适的方法与手段。在此过程中让学生体会到物质的变化是有条件的，变化条件是可以控制的。

2.实践过程中的反思

为了让学生理解重结晶这一分离提纯的方法，教材中以苯甲酸中混有泥沙为例进行讲解。而真实的生产过程中，苯甲酸混有的杂质并非泥沙，而是混有氯化钾等杂质。且教材中对重结晶的方法这样定义：选择适当溶剂，杂质在此溶剂中的溶解度或大或小，被提纯的物质溶解度随温度变化较大，这样使固体混合物分离的方法叫重结晶。若仅以苯甲酸中混有泥沙为例讲解重结晶的实验方法，学生容易忽视“选择适当溶剂”这一项要求，学生会习惯性认为溶剂就是水。此外，学生对杂质在该溶剂中溶解度或大或小理解不清，因为泥沙在水中难溶，属于杂质在该溶剂中溶解度或小的情况。基于上述考虑，笔者认为不妨在完成教材中给出的苯甲酸中混有泥沙的实验外，再增加两个实验，分别为苯甲酸中混有氯化钠、苯甲酸中混有氯化钾。

二、实验教学应用

1.苯甲酸中混有泥沙

由于苯甲酸溶解度受温度影响较大且随温度升高而升高，泥沙在水中难溶且溶解度随温度变化不大，所以先加热溶解混合物，然后趁热过滤，使杂质泥沙留在滤纸上，将获得的滤液进行冷却，待有大量晶体析出后，过滤、洗涤、烘干即可获得较为纯净的苯甲酸。

在此分析过程中，引入溶解度曲线图2-1，学生通过分析数据变化规律，根据物质性质选择合适的分离提纯方法。学生初步了解重结晶这一分离提纯的方法。

2.苯甲酸中混有氯化钠

氯化钠易溶于水但溶解度随温度变化不大，所以加热溶解混合物，此时苯甲酸和氯化钠均溶解在水中。然后冷却溶液，当有大量固体析出时过滤，此时滤纸上获得苯甲酸，而氯化钠残留在滤液中。将获得的苯甲酸再洗涤、烘干即可获得较为纯净的产品。

向学生提供溶解度曲线如图2-2所示，学生设计实验并进行验证。此过程帮助学生理解杂质在该溶剂中的溶解度或大或小，其具体的操作步骤略有差异。操作方法是根据客观情况，根据需要而决定的，并不是永远不变的。

3.苯甲酸中混有氯化钾

氯化钾易溶于水且溶解度随温度升高而略有变化，如图2-3所示。作为杂质，氯化钾在水中的溶解度远远大于苯甲酸，且在水中的溶解度随温度变化趋势也远远大于苯甲酸在水中的变化趋势，此时加热溶解再冷却结晶分离效果不好。

因此，需要引导学生思考能否将氯化钾变得像泥沙那样难溶？从物质分类的角度可以联想到苯甲酸属于有机物，更易溶于有机溶剂。由此启发学生可以通过更换溶剂，挑选一种让苯甲酸易容而氯化钾难溶的溶剂，再利用重结晶的方法进行分离提纯。

通过查阅文献资料，结合工业生产实际，选择用乙醇作为溶剂。分别寻找苯甲酸和氯化钾在不同温度下的乙醇溶剂中的溶解度，绘制出曲线变化图，供学生参考。如图2-4所示。

學生根据提供的信息，进行分析判断。将混合物溶解在乙醇中，加热，此时苯甲酸全溶，而氯化钾几乎不溶沉在底部。趁热将混合液过滤，向获得的澄清滤液中加入一定量冷水，有大量固体析出，此固体即为苯甲酸。实验效果如图2-5和2-6所示。

三、反思与总结

完成上述三个实验，学生对重结晶的实验方法有较为全面的认识。通过改变温度或通过更换溶剂，进而改变物质的溶解性，以此来实现对混合物的分离提纯。对于不同混合物，我们根据物质性质选择合适的分离方法。物质变化是有条件的，变化条件是可以控制的，要在情境中具体问题具体分析。

在实验过程中，受客观条件的限制，还有很多可以改进的地方。比如在进行苯甲酸中混有氯化钾的实验中，趁热过滤时可以将盛放滤液的烧杯置于水浴锅中，防止冷凝结晶。