解析化学“粗盐提纯”实验培养高层次人才

王小军

摘 要：化学是一门以实验为基础的自然科学，以实验为基础是化学学科的重要特点。实验教学能为高中学生的学习提供必要的感性材料。高中化学实验教学通常也是由授课教师组织讲解实验的内容，在化学课堂上由授课教师演示实验过程，属于验证式的教学模式。实验过程往往依附课本的实验步骤进行，没有服从理论知识与实验的逻辑思维，忽视了实验技能与原理的系统性。在高中化学教材中，总是把实验的基本操作技能与常见的实验方法安排在教材实验部分的开始，目的是让学生学习了基本操作和方法后，便于后续做其他的实验。

关键词：高中化学；化学教学；化学实验；实验解析

物质的提纯：把混合物中所含有的杂质除去，以得到纯净的物质，如除去一氧化碳中的二氧化碳。物质提纯的原则：不增——不增加新的杂质，不减——不减少被提纯的物质，易分离——被提纯物质与杂质易分离，易复原——被提纯物质要容易复原。

一、实验目的

①掌握溶解、过滤、蒸发等实验操作基本技能。②理解过滤法分离混合物的原理。③体会过滤在生活、生产等社会实际中的具体应用。

二、实验仪器和药品

药品和试剂：粗盐水、氯化钡溶液、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液和稀盐酸等。

实验器材：托盘天平（含砝码）、量筒、烧杯、玻璃棒、药匙、漏斗、滤纸、铁架台（带铁圈）、蒸发皿、酒精灯、坩埚钳、胶头滴管、滤纸、火柴、纸片。

三、实验原理

食盐的主要成分是NaCl，粗盐是指NaCl中含杂质，可溶性杂质多为氯化镁、氯化钙和可溶性硫酸盐等，不溶性的有泥沙等。粗盐提纯的主要操作可分为两部分：一是过滤，目的是使不溶性固体杂质与NaCl分离；二是结晶，目的是使NaCl与溶解度为陡峭形的可溶性杂质分离。

四、实验操作步骤

（1）溶解。①用托盘天平称取4.0克粗盐（精确到0.1克），用量筒量取12毫升水倒入烧杯里，再用药匙取一匙粗盐加入水中。观察发生的现象：粗盐溶解，但溶解速率较慢。②用玻璃棒搅拌（玻璃棒的搅拌可加快粗盐的溶解），并观察发生的现象：粗盐溶解速率加快。③再加入粗盐，边加边用玻璃棒搅拌，直到粗盐不再溶解时为止，观察现象：溶液逐渐变浑浊。

（2）过滤——除去泥沙。①组装过滤器：选取漏斗和滤纸，将选好的滤纸对这两次，用水润湿使其紧贴漏斗内壁并使滤纸上沿低于漏斗口。②过滤：将盛有待过滤的烧杯紧靠玻璃棒，玻璃棒末端轻靠在三层滤纸的边缘处，漏斗的末端紧靠烧杯的内壁。注意：过滤操作的“一贴二低三靠”：1）“一贴”是指用水润湿的滤纸要紧贴在漏斗壁上。2）“二低”一是指滤纸的边缘要低于漏斗的边缘，二是漏斗中的液面要低于滤纸的边缘。3）“三靠”一是指倾倒液体的烧杯要紧靠玻璃棒的一端，玻璃棒要靠在三层滤纸处，漏斗的末端要紧靠烧杯的内壁。

（3）除去可溶性的杂质。①加入过量BaCl2溶液（除去硫酸根离子）BaCl2+Na2SO4==BaSO4↓+2NaCl。②加入过量NaOH溶液（除去镁离子）MgCl2+2NaOH==Mg（OH）2↓+2NaCl。③加入过量Na2CO3溶液（除去钙离子及BaCl2中的钡离子）Na2CO3+CaCl2==CaCO3↓+2NaCl，Na2CO3+BaCl2==BaCO3↓+2NaCl。

④过滤：除去BaSO4，Mg（OH）2、CaCO3、BaCO3。⑤向滤液中加入适量HCl（除去过量NaOH，Na2CO3，可选择用pH试纸控制加入的量，或是直接蒸发）

（4）蒸发。将得到的澄清滤液倒入蒸发皿中，把蒸发皿放在铁架台的铁圈上，用酒精灯加热同时用玻璃棒不断地搅拌滤液，待到蒸发皿中出现较多量固体时，停止加热，利用蒸发皿的余热使滤液蒸干。用玻璃棒把固体转移到纸上，称量后，回收到教师指定的容器，比较提纯前后食盐的状态并计算精盐的产率。（误差分析：明显偏低：A.溶解时将粗盐一次全部倒入水中，立即过滤；B.蒸发时，有一些液体、固体溅出。偏高：提纯后的精盐尚未完全干燥就称其质量。）

五、实验结论

溶解：粗盐固体为灰色，加入水中所得液体呈浑浊状。

过滤：滤液是无色透明液体，滤纸上的残留物呈黑色。

蒸发：随着加热，蒸发皿中液体的量减少；当蒸发到一定程度时，蒸发皿底部有固体析出，蒸发得到的固体为白色。

典型案例1：用足量的含不溶性固体杂质的粗盐，经提纯后配制一定质量分数的氯化钠溶液，实验操作有：①称量，②过滤，③蒸发结晶，④计算，⑤溶解，⑥干燥。其先后顺序正确的是⑤、②、③、⑥、④、①、⑤。

典型案例2：为了除去粗盐中的钙离子、镁离子、硫酸根离子和泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作：①过滤，②加过量的氢氧化钠溶液，③加适量盐酸，④加过量碳酸钠溶液，⑤加过量的氯化钡溶液。正确的操作顺序是⑤、②、④、①、③。

综上所述，整个高中化学教材中，演示实验占有相当大的比例，教材中几乎每一节每一个知识点中都配有演示实验。有些演示实验的直观性较模糊，教师的示范作用不太突出，尤其对于贫困地区班额较大的班级，演示时离学生距离较远，实验效果就更为不好。演示实验的结果就是学生只看不做，对学生的动手能力、实验操作技能、操作能力都无法提高。

总之，高中化学教学应是让化学贴近生活、生产，贴近社会及知识应用方面的教学，更注重培养有创新意识和发展思维的人，强化学生的素质教育。而实验教学以激发学生兴趣为核心的教学方法，重在参与、重在感悟、重在实践，使学生身临其境，把认知活动和情感教育结合起来，必将促使学生学习方式的更新，也将更有利于促进学生对新知识的感知，更符合素质教育的特点，更能体现新时代的教学理念，更能达成较高层次人才培养的教学目的。

（甘肃省通渭县第三中学）