制备实验方案的设计

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制备实验方案的设计

学习目标

 

1．掌握制备实验方案的设计程序，方案书写的格式、内容。

2．培养能根据物质制备原理制定实验操作步骤、选择实验仪器装置的能力，巩固物质制备的实验操作。

3．能够对实验方案进行科学的评价。

学习过程

 

一、自学探究

1．  读课本P78第二段，回答下列问题

（１）在实验室中用AlCl₃溶液和NaOH溶液反应制备Al(OH)₃， 若在NaOH溶液中滴加AlCl₃溶液与在AlCl₃溶液中滴加NaOH溶液，现象有何不同，请填写下表。

滴加试剂顺序

现    象

离子反应方程式

NaOH溶液滴加AlCl₃

 

 

 

 

AlCl₃溶液滴加NaOH

 

 

 

 

（２）为使AlCl₃完全转化Al(OH)₃，最好选用什么试剂代替NaOH，你由此例中，当设计物质制备方案时，应注意些什么问题？

 

 

 

 

 

 

 

2．[示例1课本７８面]以铝屑为原料制备Al(OH)₃的实验方案设计。

（1）下面是课本中制备Al(OH)₃的三个方案，请写出每个方案中的化学方程式或离子方程式，在括号内填写所加试剂   

 

方案一：             (    )                 （   ）                              

Al(OH)₃

Al₂(SO₄)₃溶液

铝     屑

          

                

 

 

反应式①                                               

 

②                                               

 

方案二：

       

铝屑

Al(OH)₃

NaAlO₂溶液

（      ）                  （     ）

                                                       

①                          ②过滤、洗涤

 

反应式①                                                             

 

②                                                             

方案三

铝   屑

铝   屑

                         （    ）

Al(OH)₃

                                ①                                                             ③

                                                                                                                              

铝   屑

Al₂(SO₄)₃

（    ）                                               过滤、洗涤

NaAlO₂溶液

                        

                    ②

 

反应式                                                            

                                                                     

                                                                     

 

问题讨论：

（1）为使铝屑中的铝全部转化成Al(ＯＨ)₃。方案三中① ②的铝用量相同吗?如果不同，两者的比例应是多少？

 

 

（2）方案评价：三个方案中请填写每生成1mol Al(ＯＨ)₃所消耗的原料H₂SO₄和NaOH的物质的量列表如下：

 

 

方案

消耗H₂SO₄的物质的量

消耗NaOH的物质的量

方案一

 

 

方案二

 

 

方案三

 

 

从原料消耗和实验操作的简易性方面考虑，应选择的方案是                  

2．阅读课本P80页以Al为原料制备Al(OH)₃的实验方案（有条件的学校，按实验方案要求做实验，并将实验现象及数据填写在课本相应的地方）回答下列问题：

（1）物质制备的实验方案包括的项目一般有                                           

                                                                   

 

（2）步骤1中用NaOH溶液洗涤铝屑的原因是                             

     ________________________________________________________

将铝屑分成等质量四份，其原因是                                            

                                                                   。

（3）步骤5中如何检证Al(OH)₃已洗涤干净，请写出操作步骤。

 

 

 

 

 

二、总结与评价

 

【总结】

1．物质制备方案的设计，首先要弄清物质制备的原理，从原理为切入点设计方案,方案一般已包括实验名称、目的、原理、用品、步骤、现象记录及结果处理。

2．针对一个实验，可以设计出多种方案，要会得对每个方案进行科学的评价，评价可从以下几个方面进行：①理论上要科学。②操作上要简单可行。③原料用量要节约。④要环保，符合绿色化学原则。

【评价】

１．用以下三种途径制取等质量的硝酸铜（1）铜跟浓硝酸反应（2）铜跟稀硝酸反应（3）铜跟氧气反应生成氧化铜，氧化铜再跟硝酸反应。以下叙述正确的是（   ）。

Ａ．三种途径所消耗铜的物质的量相等

Ｂ．三种途径所消耗硝酸的物质的量相等

Ｃ．三种途径所消耗铜的物质的量：途径（3）>途径（1）>途径（2）

Ｄ．所消耗的硝酸的物质的量是：途径（1）>途径（2）>途径（3）

２．长期存放的亚硫酸钠可能会被部份氧化，可通过实验来测量某无水亚硫酸钠的纯度，某同学设计有如下几步操作。

①称量a克样品，置于烧杯中

②加入足量蒸馏水，使样品溶解。

③加入稀盐酸、使溶液显强酸性，再加过量的BaCl₂溶液。

④过虑，用蒸馏水洗涤沉淀。

⑤加热干燥沉淀物。

⑥将沉淀冷却至室温后，称量。

⑦重复⑤﹑⑥操作直到合格，最后得到bg固体。

（1）本实验是否能用Ba(NO₃)₂代替BaCl₂？          其理由是                  

_______________________________________________________________________。

（2）步骤③中加盐酸使溶液呈强酸性的目是：                                。

（3）步骤⑦中的合格标准是：                                                 

                                                                。

（4）实验测得样品中无水亚硫酸钠的质量分数是                           。