高三化学制备实验方案的设计知识精讲 人教版

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1、高三化学制备实验方案的设计知识精讲人教版一.本周教学内容制备实验方案的设计二.重点、难点1.了解制备实验方案的设计方法和要求。2.运用已学知识分析并评价氢氧化铝制备的最佳途径。3.设计实验：硫酸亚铁的制备。三.具体内容科学研究和工农业生产的发展，离不开新物质的制备。而物质的制备又是在一定的实验条件和过程中进行的。实验条件不同，所生成的物质的状态、性质也常会各不相同。例如，用同浓度、同体积的AlCl3溶液和NaOH溶液制备时，如果将NaOH溶液滴到AlCl3溶液中或是将AlCl3滴加到NaOH溶液中，实验结果和现象会完全不同。因此，在设计物质制备的实验方案时，要使实验过程达到和保持

2、某种状态、发生某种特定变化，并得到理想的结果，就必须注意对实验条件进行严格、有效的控制。下面以铝屑20000019_0093_0为原料制备的实验方案设计为例，来讨论采用什么实验方案和途径最佳。（一）用铝屑制备的几种方案及评价1.确定原理根据中学化学所学内容，制备我们可以：（1）用铝先和酸反应生成Al3+盐，再用Al3+盐和NaOH溶液或氨水反应制出。（2）也可用铝屑先和强碱溶液如NaOH溶液反应生成AlO2－盐，再用稀硫酸中和过量的碱液，并促使AlO2－与酸溶液反应或水解，得到。（3）我们还可以先用铝屑分别和稀硫酸、浓氢氧化钠溶液作用生成铝盐溶液、偏铝酸盐溶液，然后将这两溶液相混

3、合，得到氢氧化铝。下面从原料消耗、生成氢氧化铝是否便于控制等方面加以讨论：方案一：铝屑和稀硫酸反应生成Al3+的盐溶液，再用NaOH溶液（或）氨水使沉淀析出。发生反应为：，，用氨水时：从方程式可看出，用NaOH溶液沉淀Al3+，若NaOH溶液不足，则Al3+沉淀不完全；NaOH溶液过量，则生成的又将有一部分转化为NaAlO2溶液，即，终点不易控制，因为溶于过量的NaOH溶液，影响的生成量。用氨水沉淀Al3+，随着氨水的滴加，沉淀量逐渐增大，当Al3+完全转化为沉淀时，再滴入氨水，不溶解（氢氧化铝不跟弱碱反应），反应易于控制。从消耗原料物质的量方面分析：若制取1mol需要3molH

4、+和3molOH－或方案二：铝屑先跟浓NaOH溶液反应，再用稀硫酸中和过量的碱液，促使AlO2－与酸反应得到。发生反应为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，2Al+2OH－+2H2O=2AlO2－+3H2↑，若制取1mol，需消耗H+、OH－各1mol。方案三：用铝屑分别与稀硫酸和浓NaOH溶液反应，将得到的铝盐溶液和偏铝酸盐溶液混合过滤，再将得到的沉淀洗涤，可得。发生反应为：按此方案，若制备1mol，需消耗molH+和molOH－。我们来比较这三种方案，同样是制备1mol，使用的药品都是三种：铝屑、稀硫酸、氢氧化钠溶液，第一种方案消耗酸、碱的物质的量最多，

5、第三种方案最少；从操作要求可看出：方案一、二不如方案三简单。综上所述，制备宜用第三种方案，其流程应为：2.用铝屑制备的具体实验方案的设计实验名称：以铝为原料制备实验目的：①分析评价制备的最佳条件；②认识铝的化学性质和的两性。实验原理：铝屑分别与稀硫酸和浓NaOH溶液反应得到和NaAlO2溶液，将铝盐溶液和偏铝酸盐溶液混合过滤，再将得到的沉淀洗涤，即可得到。实验用品：烧杯、量筒、玻璃棒、漏斗、托盘天平、铁架台、石棉网、酒精灯、pH试纸、滤纸、剪刀、火柴、铝屑、稀硫酸、稀NaOH溶液、浓NaOH溶液、蒸馏水。实验步骤：①在烧杯1中加入50mL稀NaOH溶液，再加入足量铝屑，给溶液稍加

6、热1～2分钟后取出，用蒸馏水把铝屑洗涤干净，称量铝屑的质量，设为m1，将铝屑分为四份，备用。②在烧杯2中放入1份铝，再加入适量稀硫酸，使铝屑完全溶解。③在烧杯3中放入3份铝，再加入适量浓NaOH溶液，使铝屑完全溶解。④将烧杯2和烧杯3中的溶液混合，将沉淀过滤。⑤将所得沉淀转移到烧杯中，用热蒸馏水洗涤3次，再过滤、洗涤，至溶液的pH值为7～8。⑥过滤，干燥，得到固体。⑦用托盘天平称量所得固体的质量为m2，计算出产率。实验现象记录及结果处理：①实验现象（略）②实验结果处理铝屑的质量（m1）氢氧化铝的质量（m2）氢氧化铝的理论产量（m3）产率计算公式本实验的产率注意：1.实验步骤1中铝

7、屑先用稀NaOH溶液处理，是为了除去铝屑表面的薄薄的氧化铝膜。2.铝屑的质量要均分为相同的四份，使它们能按Al3++3AlO2－+6H2O=完全反应。3.Al3++3H2O+3H+，AlO2－+2H2O+OH－正是由于这两个水解反应相互促进，使得Al3+盐和AlO2－盐相混后产生沉淀。（二）实验设计利用酯化反应原理设计苯甲酸甲酯的合成方案（可参考下列数据）乙醇乙酸乙酸乙酯甲醇苯甲酸苯甲酸甲酯熔点－117.316.6－83.6－93.6122.4－12.3沸点78.5117.977