普及安全生產(chǎn)知識，強化全民安全意識基于核心素養(yǎng)下關(guān)于“粗鹽提純”化工流程的探究與改進

摘要：伴隨新課改核心素養(yǎng)的提出，教師不斷尋求在課堂教學(xué)中實現(xiàn)讓學(xué)生積極主動學(xué)習(xí)的方法，彰顯學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位，并在這一過程中逐漸發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，使學(xué)生既能熟練應(yīng)用并掌握教材知識，又能真正提升綜合素養(yǎng)。闡明了基于核心素養(yǎng)下化學(xué)教學(xué)“粗鹽提純”化工流程的探究與改進相關(guān)問題及對策建議。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；粗鹽提純；化工流程；探究改進

1問題的提出

1.1高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)

發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)，全面展現(xiàn)學(xué)生通過化學(xué)課程學(xué)習(xí)形成的必備能力和品格，主要包括宏觀辨識與微觀探析、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識、科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任等5個維度。其中實驗探究與創(chuàng)新意識是化學(xué)核心素養(yǎng)的實踐基礎(chǔ)，科學(xué)精神與社會責(zé)任是化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的價值立場［1］。

1.2物質(zhì)提純

物質(zhì)提純是通過適當(dāng)?shù)姆椒ò鸦旌衔镏械纳倭侩s質(zhì)除去，以得到純凈物質(zhì)，提純的對象分主體物質(zhì)和雜質(zhì)。

在核心素養(yǎng)教學(xué)背景下，高中化學(xué)的教學(xué)方式與過去大不相同，許多高中化學(xué)教師開始努力搭建高效、快捷的新課堂教學(xué)模式。本文筆者就探究與改進“粗鹽提純”化工流程進行實踐，積極培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)思維、化學(xué)意識、化學(xué)觀念以及科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度。

2“粗鹽提純”綜述

2.1實驗?zāi)康?/p>

熟悉漏斗的使用和過濾操作；熟悉蒸發(fā)皿的使用和蒸發(fā)、結(jié)晶操作；利用離子反應(yīng)原理，除去粗鹽中的可溶性雜質(zhì)，進行粗鹽的提純，讓學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任等化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

2.2粗鹽提純化工流程圖

2.3實驗原理

海鹽、井鹽等在經(jīng)過一系列的處理后，便可得到含有一定可溶性雜質(zhì)的粗鹽，這些可溶性雜質(zhì)在溶液中主要有SO2-4、Mg2+、Ca2+等離子。因此，去除這些雜質(zhì)離子，才能得到純凈的NaCl固體。利用離子反應(yīng)，將雜質(zhì)離子生成沉淀、氣體或水，通過過濾除去沉淀，通過加熱蒸發(fā)除去氣體或水，最終得到純凈的NaCl固體（見表1）。表1加入不同試劑后除去的雜質(zhì)及化學(xué)方程式

加入試劑雜質(zhì)化學(xué)方程式NaOH溶液MgCl2MgCl2+2NaOHMg（OH）2↓+2NaClBaCl2溶液Na2SO4Na2SO4+BaCl2BaSO4↓+2NaClNa2CO3溶液CaCl2、

BaCl2CaCl2+Na2CO3CaCO3↓+2NaCl

BaCl2+Na2CO3BaCO3↓+2NaCl鹽酸HCINaOH、

Na2CO3HCl+NaOHNaCl+H2O

2HCl+Na2CO32NaCl+CO2↑+H2O

2.4實驗步驟

步驟1：取4 g粗鹽，用適量蒸餾水溶解；步驟2：加入BaCl2溶液至稍過量，利用Ba2+除去SO2-4；步驟3：加入NaOH溶液至稍過量，利用OH-除去Mg2+；步驟4：加入Na2CO3溶液至稍過量，利用CO2-3除去Ca2+、Ba2+；步驟5：過濾，除去以上離子反應(yīng)生成的沉淀；步驟6：加入HCl溶液至pH接近但略小于7，利用H+除去CO2-3和OH-；步驟7：加熱蒸發(fā)，除去水和過量HCI，得到純凈NaCl固體；步驟8：干燥并冷卻后，稱重，計算產(chǎn)率［2］。

3“粗鹽提純”化工流程的疑難問題探究

3.1學(xué)習(xí)“粗鹽提純”時學(xué)生遇見諸多問題

（1） 問題1：弄清除雜的原則問題？一般加入的新試劑只能與雜質(zhì)反應(yīng)，不能與原材料發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)后不能帶入新的雜質(zhì)，發(fā)生反應(yīng)后應(yīng)當(dāng)恢復(fù)原料物的狀態(tài)，操作方法一般要求簡單方便，可操作性高。如果引進新的雜質(zhì)必定要在后續(xù)實驗操作中去除，這些對于高中階段的學(xué)生在進行實驗操作過程中都是難點問題。

（2） 問題2：使用何種試劑去除雜質(zhì)？學(xué)生首先需要知道什么物質(zhì)能夠經(jīng)過過濾后去除雜質(zhì)物質(zhì)，例如硫酸鹽等，那么這些可溶解性雜質(zhì)應(yīng)當(dāng)怎樣清除，該用哪些試劑，這些都必須要求學(xué)生熟知，對于高中階段學(xué)生來講也是難點問題。

（3） 問題3：新雜質(zhì)物質(zhì)如何清除？在高中階段學(xué)生的思維中，除去雜質(zhì)應(yīng)當(dāng)加入適當(dāng)?shù)脑噭┚涂梢宰龅剑@些僅僅只是理論上的操作，沒有考慮實踐過程中可能會突發(fā)的其他情況。為了將雜質(zhì)完全清除掉必須加入超量的試劑，但這樣又產(chǎn)生了一些新問題，比如新雜質(zhì)又會出現(xiàn)。那么這些雜質(zhì)怎么處理？這又是拋給學(xué)生的一大難題。

（4） 問題4：除去雜質(zhì)的正確順序？這一問題應(yīng)該是困擾許多學(xué)生的一大難點，因為要考慮的因素很多，需要學(xué)生具有較強的化學(xué)基礎(chǔ)支撐，化學(xué)學(xué)科思維要嚴(yán)謹(jǐn)才能少出錯、不出錯。多種不同的試劑要怎么加才能是正確順序呢？學(xué)生可能茫然不知，教師須指引學(xué)生先行設(shè)計方案，然后再分小組探討，最終得出討論結(jié)果［3］。

3.2部分教師吝嗇多媒體信息技術(shù)

教師在使用多媒體為學(xué)生講課時，改進與創(chuàng)新的“粗鹽提純”流程實驗環(huán)節(jié)，如果只是想著將內(nèi)容以3維動畫的形式傳授給學(xué)生，甚至幻想能利用信息技術(shù)手段讓課堂內(nèi)容達到“全員熟知”的地步，那是不可能的事情。這樣只會給學(xué)生帶來不必要的煩惱，讓學(xué)生找不到學(xué)習(xí)重點及難點，最終打亂學(xué)生的學(xué)習(xí)思維，無法達到應(yīng)有的教學(xué)成效。

4“粗鹽提純”工業(yè)流程改進的優(yōu)點

4.1“粗鹽提純”改進后的過濾裝置

（1） 儀器藥品：鐵架臺、燒杯、漏斗、廣口瓶、新型表面皿、粗鹽、水等。

（2） 改進說明：① 新型表面皿是在原來表面皿的基礎(chǔ)上改進的，在原來表面皿周圍開啟5～7個小孔，大大提高了過濾效率，降低了操作要求。② 放置時，新型表面皿的邊緣必須低于濾紙邊緣。

（3） 實驗操作：① 將粗鹽溶解在少量水中。② 使用新的裝置進行過濾實驗。

（4） 改進優(yōu)點：① 濾紙不易被沖破，液體不易飛濺。② 降低了過濾的操作要求，無需玻璃棒引流，操作更加簡便。③ 提高了過濾效率。

4.2“粗鹽提純”改進后的蒸發(fā)裝置

（1） 儀器藥品：鐵架臺、鐵圈、玻璃棒、防風(fēng)帶孔玻璃罩、蒸發(fā)皿、酒精燈。

（2） 實驗操作：① 將濾液倒入蒸發(fā)皿中，點燃酒精燈，并套上防風(fēng)帶孔玻璃罩，加熱蒸發(fā)皿，并用玻璃棒攪拌。② 當(dāng)有大量晶體析出時，停止加熱，利用余熱完成剩余液體蒸發(fā)。

（3） 改進優(yōu)點：① 玻璃罩上打有小孔，方便空氣流動，不影響酒精燈的燃燒效果。② 大幅度提高了加熱效率，減少了熱量散失，減少了資源浪費。③ 改進后的酒精燈加熱時不易受外在因素影響［4］。

4.3“粗鹽提純”化工流程改進的深遠(yuǎn)意義

高中化學(xué)“粗鹽提純”化工流程的改進，以多層次、多樣性、多角度和靈活合理的方法將基礎(chǔ)性的化學(xué)知識與實操充分展現(xiàn)出來，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，幫助學(xué)生調(diào)動研究好奇心，有利于因材施教，架構(gòu)學(xué)生的科學(xué)化學(xué)觀。從知識結(jié)構(gòu)的組織層面來看，“粗鹽提純”化工流程將基礎(chǔ)性的化學(xué)知識采用循序漸進式的方法展示，讓其既能充分掌握“粗鹽提純”化工流程知識，指引學(xué)生擁有正確良好的學(xué)習(xí)方式，豐富學(xué)生的化學(xué)情感、學(xué)習(xí)心態(tài)和化學(xué)觀念。

5“粗鹽提純”化工流程改進的對策

5.1理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)動力

在過去較為傳統(tǒng)的高中化學(xué)“粗鹽提純”實驗教學(xué)課堂上，教師經(jīng)常會采用對學(xué)生“灌輸知識”的教學(xué)模式，學(xué)生不能成為學(xué)習(xí)主體，逐漸造成他們學(xué)習(xí)效率得不到提升，學(xué)習(xí)成績每況愈下。針對上述問題，高中化學(xué)教師應(yīng)當(dāng)創(chuàng)新教學(xué)方法，將理論知識與實際問題聯(lián)系起來，將“粗鹽提純”化工流程的探究與改進運用于實驗教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生興趣愛好，逐漸養(yǎng)成良好的化學(xué)學(xué)科思維。

5.2利用問題導(dǎo)向功能，開啟學(xué)生化學(xué)思維

教師可以在課前、課中精心設(shè)計探究性問題，利用問題導(dǎo)向功能，有效激發(fā)學(xué)生的化學(xué)思維。

（1） 在粗鹽提純實驗中，在溶解、過濾、蒸發(fā)各步驟均使用了玻璃棒，其作用分別是什么？提示：①攪拌，加快粗鹽的溶解速度；②引流，防止液體濺出；③攪拌，防止液體暴沸。

（2） 除去粗鹽中的可溶性雜質(zhì)時，對3種除雜試劑（BaCl2、Na2CO3、NaOH）的加入量有什么要求？其加入順序如何？提示：為了使雜質(zhì)盡可能除去，加入的除雜試劑必須過量。加入順序一般為NaOH—BaCl2—Na2CO3或BaCl2—NaOH—Na2CO3或BaCl2—Na2CO3—NaOH。

（3） 在加入BaCl2除去SO2-4時，如何操作證明SO2-4已除盡？提示：靜置，取上層清液于試管中，向其中加入BaCl2溶液，若無沉淀則證明SO2-4已除盡。

（4） 除去粗鹽中的可溶性雜質(zhì)時，加入稀鹽酸的目的是什么？應(yīng)何時加入稀鹽酸？提示：除去粗鹽中的可溶性雜質(zhì)時，使用了過量的碳酸鈉和氫氧化鈉，加入稀鹽酸是為了除去過量的碳酸鈉和氫氧化鈉；因為Mg（OH）2、CaCO3、BaCO3均可與稀鹽酸反應(yīng)，所以應(yīng)在過濾除去沉淀之后加入稀鹽酸［5］。

5.3大膽探究改進實驗，提升學(xué)生核心素養(yǎng)

基于核心素養(yǎng)導(dǎo)向下積極倡導(dǎo)探究性改進實驗教學(xué)。高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生掌握化學(xué)實驗與基本方法和技能，通過充分運用化學(xué)實驗儀器、改進實驗裝置等手段培養(yǎng)和提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。本文筆者就“粗鹽提純”化工流程加以改進，讓學(xué)生體驗改進的過濾和蒸發(fā)裝置。改進的實驗裝置優(yōu)點較多，效果明顯，不僅美觀大方，操作簡便，而且提高了效率，從而激發(fā)了學(xué)生探究化學(xué)實驗的濃厚興趣和創(chuàng)新靈感，提高了學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)。

參考文獻：

［1］中華人民共和國教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）［M］.北京：人民教育出版社，2020.

［2］徐立堂，張賢金，鄭婷婷.基于模型認(rèn)知的初中化學(xué)項目式學(xué)習(xí)——以“從粗鹽到餐桌上食用鹽”的教學(xué)為例［J］.化學(xué)教與學(xué)，2022（12）：2223.

［3］劉建華，曹小華，占昌朝，等.粗鹽的提純實驗線上線下混合式教學(xué)探索［J］.化工時刊，2022（4）：3334.

［4］曹葵，李燕，楊曉玲.去除粗鹽可溶性雜質(zhì)必須第一步去除硫酸根離子——從鹽效應(yīng)角度分析實驗步驟［J］.化學(xué)教育（中英文），2021（7）：3940.

［5］肖中榮，周萍.粗鹽提純實驗的新改進［J］.中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2021（5）：5556.

作者簡介：李文平，男，云南綏江人，副校長，本科，研究方向：化學(xué)教育。