論高一化學“粗鹽提純”實驗的不足

許晨戀

摘要：對上海市二期課改修訂版高一化學學生實驗“粗鹽提純” 在實驗目的、實驗內容上的不足提出了修改。

關鍵詞：可溶性雜質；沉淀法；過量試劑

文章編號：1005－6629(2009)05－0017－03中圖分類號：G633.8文獻標識碼：C

在二期課改《化學》教材中，“粗鹽提純”這一實驗設置在了九年級第一學期和高中一年級第一學期，充分突顯了該實驗在化學教學中的重要性。

然而反觀兩個年級“粗鹽提純”實驗報告，有著區分度不高，內容類似的弊病。除了在《化學練習部分高中一年級第一學期（試用本）》【實驗二 粗鹽提純】中增加了“用少量蒸餾水洗滌晶體”的這樣簡單的一步，兩個實驗無論從實驗的目的性（掌握從固體混合物中去除不溶性雜質即粗鹽中的細沙）或是實驗的基本操作（溶解過濾蒸發）上都近乎相同。從本質上來說，高中進行該實驗只是機械地重復了初中的內容，而未做任何提高。這樣的設計不符合學習的特點。學習是進階型的，在知識的階梯上同學們拾級而上，層層深入，直到邁向知識的最高殿堂。而教師起到的作用就是授之以“漁”，常教常新，如此才能強化學生的感知態度，促進學生自我思考發展。

《化學高中一年級第一學期（試用本）》第23頁圖2.1《天工開物》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的草木灰。第24頁提供了表2.1“海水在濃縮過程中析出鹽的種類和質量”，已經明確指出：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：MgCl₂、MgSO₄、CaSO₄。在第30頁【思考與復習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的內容，足以說明對于粗鹽中一些可溶性雜質的去除，是這一節學習的重中之重，是對九年級粗鹽提純的深化和補充。問題的探索已經讓學生的心動起來，現在是時候“勵其行、促其思、放其手”了。只有通過對粗鹽中可溶性雜質（如硫酸鈉、氯化鎂、氯化鈣等）去除的“實踐”，才能完成他們對化學體系中除去純凈物中的雜質這一整體的“探究”。

考慮到高中教學的系統性、嚴密性和豐富性，首先，我將實驗名稱更改為【粗鹽提純2】；同時在【實驗目的】的表述上添加并著重于“掌握溶液中可溶性雜質的去除方法”，較原實驗目的性有了本質的改變與提升。

在實驗進行的具體過程中，應體現出豐富性。原實驗報告中采用了“水洗法去雜”，由于步驟實在過于簡單，導致了與九年級實驗報告有如“雙胞胎”的嚴重問題，無法讓同學們真正深切體會到粗鹽提純的另一個重要點——可溶性雜質的去除。這樣的漏洞，不免使高一的同學對于化學學習的豐富性產生懷疑，成為以后在化學學習上產生倦怠的隱患。為此，我在實驗報告中添加了【實驗原理】這一塊內容，其好處在于（1）點明了實驗中采用的去除可溶性雜質的方法為“沉淀法”，讓同學有據可尋；（2）增加了實驗過程流程圖，使整個實驗步驟豁然開朗。（具體見實驗報告）

當然，實驗中的嚴密操作是啟發同學思考的關鍵。首先，在加水溶解時，對所加水量的控制，牽涉到“讓固體完全溶解”與“蒸發中所需的時間”這兩個條件，為了使同學們思考全面，將此問題作為了【思考與討論】第一題出現。其次，硫酸鈉、氯化鈣、氯化鎂三種雜質去除，必然存在先后順序，對于孰先孰后的討論，能提高同學們思維的嚴密性。最后，在以沉淀法去雜過程中，為保證可溶性雜質全都轉化為沉淀，就必需添加過量的除雜劑，在將堿性溶液還原到氯化鈉溶液時，則只能添加適量的鹽酸。實驗中的“3個過量” “1個適量”引出了對于“量”這個概念的嚴格取用。（具體見實驗報告）

綜上所述，我設計了如下實驗

實驗報告粗鹽提純2

【實驗目的】

1. 初步掌握溶液中可溶性雜質的去除方法

2. 學會從粗鹽提純氯化鈉的基本原理和方法

3. 熟練掌握溶解、過濾、蒸發和結晶等基本操作

【實驗原理】

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

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

設計從粗食鹽提純氯化鈉的實驗方案，填寫下列實驗框圖1所示流程。

【實驗用品】

100 mL燒杯（2只）、 250 mL燒杯、玻璃棒、鐵架臺（帶鐵圈）、石棉網、天平、100 mL量筒、酒精燈、漏斗、濾紙、蒸發皿、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

【實驗內容】

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鐵圈上隔著石棉網加熱、攪拌，加速食鹽的溶解

3.去除硫酸鈉: 繼續加熱溶液近沸騰, 加入 1 mol/L 氯化鋇溶液^2-3 mL。觀察到__________，反應的化學方程式_________________________。繼續加熱上述懸濁液4分鐘。待沉淀沉降，在上層清液中加1-2滴氯化鋇溶液，仔細觀察，溶液不出現渾濁，表示硫酸鈉______________________。如出現渾濁，繼續加入1 mL 1 mol/L氯化鋇溶液，重復上述操作，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，直到不再產生沉淀為止。書寫化學方程式______________，____________________。取上層清液，檢查雜質是否除盡。

6.過濾: 制作過濾器，裝配好過濾裝置，過濾燒杯中液體，除去不溶性雜質。

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: 將濾液轉移入蒸發皿中，加熱攪拌，至有較多食鹽析出時停止加熱，利用余熱使溶液蒸干。

9.稱量: 用天平稱量精鹽。

【實驗記錄和計算】

粗鹽的質量是_____________g。

精鹽的質量是_____________g。

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

【思考和討論】

1.為什么10 g粗鹽要量取35 mL左右水來溶解？食鹽常溫下的溶解度約36 g/100 g水，試通過計算回答。

2. 在去除雜質的過程中，給溶液加熱有什么好處？

3. 粗鹽提純過程中，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及泥沙，可將粗鹽溶于水，然后進行五項操作：①過濾②加過量氫氧化鈉溶液③加適量鹽酸④加過量碳酸鈉溶液⑤加過量氯化鋇溶液。正確的操作順序為（）

(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. 當粗鹽中的可溶性雜質都是微量的時候，可以用什么方法簡單去除雜質？

6. 分析自己實驗操作中有哪些不足之處，如何改進?

修改后實驗的優點在于：

（1）以【實驗原理】作為基礎導向，其中增設的填空引發同學思考，促使他們未行先想，利于培養他們用審視的態度去證實知識形成過程的膽略。

（2）較原實驗強調了可溶性雜質去除的具體步驟與先后順序，完整了同學除去雜質的系統思維法。

（3）通過對“3個過量”“1個適量”的操作與討論培養量化的嚴密性。

（4）增加了溶液中可溶性雜質是否徹底去除的判斷，豐富了實驗內容，增強了趣味性。

（5）以硫酸鈉雜質是否除盡為標準，由同學自行推導出判斷其他雜質是否除盡的方法，提高了同學歸納小結的能力。

（6）實驗內容關于除去雜質內容的填空，提高了同學分析問題的能力；思考與討論中第5題以“水洗法”除雜涵蓋了原實驗的主要內容，提高了同學解決問題的能力。

（7）實驗中的部分填空，鞏固了方程式的書寫；實驗現象也較原實驗更直觀生動。

（8）辨析了各種儀器的不同加熱方法，強化了實驗的操作能力。

（9）剔除了原【思考與討論】中的某些與九年級教材相同的提問，避免重復。增設了選擇題豐富題型，降低了難度，同時概括了添加沉淀劑先后順序對提純結果有無影響，培養學生嚴密地思考問題及解決問題的能力。

（10）整個實驗緊扣教材內容，強調了理論結合實際的主旨。