制備實驗方案的設計

制備實驗方案的設計

學習目標

 

1．掌握制備實驗方案的設計程序，方案書寫的格式、內容。

2．培養能根據物質制備原理制定實驗操作步驟、選擇實驗儀器裝置的能力，鞏固物質制備的實驗操作。

3．能夠對實驗方案進行科學的評價。

學習過程

 

一、自學探究

1．  讀課本P78第二段，回答下列問題

（１）在實驗室中用AlCl₃溶液和NaOH溶液反應制備Al(OH)₃， 若在NaOH溶液中滴加AlCl₃溶液與在AlCl₃溶液中滴加NaOH溶液，現象有何不同，請填寫下表。

滴加試劑順序

現    象

離子反應方程式

NaOH溶液滴加AlCl₃

 

 

 

 

AlCl₃溶液滴加NaOH

 

 

 

 

（２）為使AlCl₃完全轉化Al(OH)₃，最好選用什么試劑代替NaOH，你由此例中，當設計物質制備方案時，應注意些什么問題？

 

 

 

 

 

 

 

2．[示例1課本７８面]以鋁屑為原料制備Al(OH)₃的實驗方案設計。

（1）下面是課本中制備Al(OH)₃的三個方案，請寫出每個方案中的化學方程式或離子方程式，在括號內填寫所加試劑   

 

方案一：             (    )                 （   ）                              

Al(OH)₃

Al₂(SO₄)₃溶液

鋁     屑

          

                

 

 

反應式①                                               

 

②                                               

 

方案二：

       

鋁屑

Al(OH)₃

NaAlO₂溶液

（      ）                  （     ）

                                                       

①                          ②過濾、洗滌

 

反應式①                                                             

 

②                                                             

方案三

鋁   屑

鋁   屑

                         （    ）

Al(OH)₃

                                ①                                                             ③

                                                                                                                              

鋁   屑

Al₂(SO₄)₃

（    ）                                               過濾、洗滌

NaAlO₂溶液

                        

                    ②

 

反應式                                                            

                                                                     

                                                                     

 

問題討論：

（1）為使鋁屑中的鋁全部轉化成Al(ＯＨ)₃。方案三中① ②的鋁用量相同嗎?如果不同，兩者的比例應是多少？

 

 

（2）方案評價：三個方案中請填寫每生成1mol Al(ＯＨ)₃所消耗的原料H₂SO₄和NaOH的物質的量列表如下：

 

 

方案

消耗H₂SO₄的物質的量

消耗NaOH的物質的量

方案一

 

 

方案二

 

 

方案三

 

 

從原料消耗和實驗操作的簡易性方面考慮，應選擇的方案是                  

2．閱讀課本P80頁以Al為原料制備Al(OH)₃的實驗方案（有條件的學校，按實驗方案要求做實驗，并將實驗現象及數據填寫在課本相應的地方）回答下列問題：

（1）物質制備的實驗方案包括的項目一般有                                           

                                                                   

 

（2）步驟1中用NaOH溶液洗滌鋁屑的原因是                             

     ________________________________________________________

將鋁屑分成等質量四份，其原因是                                            

                                                                   。

（3）步驟5中如何檢證Al(OH)₃已洗滌干凈，請寫出操作步驟。

 

 

 

 

 

二、總結與評價

 

【總結】

1．物質制備方案的設計，首先要弄清物質制備的原理，從原理為切入點設計方案,方案一般已包括實驗名稱、目的、原理、用品、步驟、現象記錄及結果處理。

2．針對一個實驗，可以設計出多種方案，要會得對每個方案進行科學的評價，評價可從以下幾個方面進行：①理論上要科學。②操作上要簡單可行。③原料用量要節約。④要環保，符合綠色化學原則。

【評價】

１．用以下三種途徑制取等質量的硝酸銅（1）銅跟濃硝酸反應（2）銅跟稀硝酸反應（3）銅跟氧氣反應生成氧化銅，氧化銅再跟硝酸反應。以下敘述正確的是（   ）。

Ａ．三種途徑所消耗銅的物質的量相等

Ｂ．三種途徑所消耗硝酸的物質的量相等

Ｃ．三種途徑所消耗銅的物質的量：途徑（3）>途徑（1）>途徑（2）

Ｄ．所消耗的硝酸的物質的量是：途徑（1）>途徑（2）>途徑（3）

２．長期存放的亞硫酸鈉可能會被部份氧化，可通過實驗來測量某無水亞硫酸鈉的純度，某同學設計有如下幾步操作。

①稱量a克樣品，置于燒杯中

②加入足量蒸餾水，使樣品溶解。

③加入稀鹽酸、使溶液顯強酸性，再加過量的BaCl₂溶液。

④過慮，用蒸餾水洗滌沉淀。

⑤加熱干燥沉淀物。

⑥將沉淀冷卻至室溫后，稱量。

⑦重復⑤﹑⑥操作直到合格，最后得到bg固體。

（1）本實驗是否能用Ba(NO₃)₂代替BaCl₂？          其理由是                  

_______________________________________________________________________。

（2）步驟③中加鹽酸使溶液呈強酸性的目是：                                。

（3）步驟⑦中的合格標準是：                                                 

                                                                。

（4）實驗測得樣品中無水亞硫酸鈉的質量分數是                           。

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