制备实验方案的设计

课件41张PPT。第六单元 化学实验方案的设计
第一节 制备实验方案的设计示例：2、下列反应适用于实验室制备氧气的是（ ）A、锌和稀硝酸反应 B、电解水
C、金属钠和水反应 D、锌和稀H2SO41、实验室按下列制备H2的方法中，最好的是（ ）DAC4、关于实验室制取乙烯的实验，下列说法正确的是（ ）A、反应物是乙醇和 3mol/L H2SO4的混合液
B、温度计插入反应液面下,以便控制温度在1400C
C、反应容器（烧瓶）中应加少许碎瓷片
D、反应完毕后先灭火，再从水中取出导管3、下列制备Cu(NO3)2的方法中最好的是（ ）CC一般原则：1、原理正确 条件合适
2、药品易得 价格经济
3 、产物纯净 产率要高
4 、装置简单 步骤应少
5 、操作方便 安全可控 根据你所学铝和铝的化合物的有关知识,设计出以铝屑为原料制备Al(OH)3的可能途径.提示: ①铝的化学性质:与活泼非金属、金属氧化物、酸、碱、盐等反应。
②铝的化合物（Al2O3、AlCl3）的化学性质。1、可能制取途径的推测：从转化关系入手1、Al Al3+ Al(OH)3H+OH-OH-OH-H+H+碱酸2、Al AlO2- Al(OH)3 3、 Al Al3+

Al AlO2-Al(OH)32、可能实验方案选择： 方案一1.先用 稀硫酸与铝屑反应。2.再用NaOH溶液与所得溶液反应。 方案二1.先将铝屑与浓NaOH溶液反应。2.在向所得溶液中加入适量的稀硫酸。 方案三1.将铝屑分为两份,分别与稀硫酸、浓NaOH溶液反应。2.然后，将得到的两种铝盐溶液混合。3、可能实验方案的实验验证 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： 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 1.530.513/83/4以铝屑为原料制备Al(OH)3实验方案的设计OH-H+　　Al Al3+
Al AlO2-Al(OH)3最佳途径：反应流程:思考：按上述方案，为使铝屑中的铝全部转化成Al(OH)3，两份铝屑的用量相同吗？如果不同，两者的比例应是多少？为什么？ 对于制备实验方案的设计，关键是对制备原理的选择，此选择是以原料和产物的性质为基础，操作过程的简捷与可操作性为前提，以原料的利用率和产物的产率为终极目标。即：先列出可能的制备方法和途径，从方法是否可行、装置和操作是否简单、经济和安全等方面进行分析、比较，从中选择最佳的实验方法，在制订具体的实验方案时，还应注意对实验条件进行严格、有效地控制。 小结制备实验方案制定的一般思路：AlAl(OH)3二、实验方案设计的完成1、实验原理的设计2Al+3H2SO4===Al2（SO4）3+3H2↑
2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑
Al2（SO4）3+6NaAlO2+12H2O===8Al（OH）3 ↓+3Na2SO42、实验步骤的设计1）用托盘天平称取一定量的纯净的铝屑，并将其分做四等份。
2）往烧杯1中加入一份铝屑，再加入适量稀硫酸，使铝屑反应完全。
3）往烧杯2中加入三份铝屑，再加入适量浓NaOH溶液，使铝屑反应完全。
4）将烧杯1和烧杯2溶液混合，一会儿后将此混合液过滤。
5）将步骤4）中的滤渣转移到另一烧杯中，用蒸馏水洗涤2-3次，再过滤，再洗涤，将洗涤液用PH试纸检测至中性为止.
6）将步骤5）中的滤渣干燥后称量。即为所得Al（OH）3 固体。3、问题与讨论设计1）如果所用铝屑为工业废铝屑，实验中该如何处理？
2）与酸和碱反应的铝屑我们将其质量准确为1：3，原因是什么？
3）步骤5）中将所得的滤渣怎样洗涤？为什么反复洗涤呈中性为止？否则，会对实验结果有怎样的影响？4、实验用品的选择5、实验方案的完成：
①实验名称 ②实验目的 ③ 实验原理
④实验用品 ⑤实验步骤 　　⑥实验现象与记录
⑦实验结果的处理
3、化学实验方案设计的主要内容：（1）实验名称
（2）实验目的
（3）实验原理
（4）实验用品（仪器、药品及规格）
（5）实验步骤（包括实验仪器装配和操作）
（6）实验现象记录及结果处理
（7）问题和讨论实验方案的评价对实验方案的评价应遵循以下原则：
①能否达到目的
②所用原料是否常见易得、廉价；
③原料的利用率高低；
④过程是否简捷优化；
⑤有无对环境污染⑥实验的误差大小有无创意等
能达到上述六点要求的实验方案应该说不失为最优实验方案。1、某工厂排放污水中含有Mg2+、Al3+、Hg 2+ 、Fe 3+ 、Cu 2+等离子，设计从污水中回收金属铜的方案：练习以金属铝作阳极电解NaCl溶液 以金属铝作负极、石墨作正极、电解液为NaCl组成原电池2、下列方法能否用来制取Al(OH)3，说明理由。3、 实验室制备Al2S3，下列方案可行的是 （ ）
A 将AlCl3溶液与Na2S溶液混合。
B 将H2S气体通入Al2（SO4）3溶液中。
C 将Al（NO3）3固体与K2S固体混合。
D 将金属铝与硫磺混合加热。D4、实验室制取氨气下列方法可行的是（ ）
A、N2和H2在一定条件下化合生成氨气
B、硫酸铵溶液和氢氧化钠溶液混合反应
C、氯化铵晶体受热分解
D、氯化铵晶体与熟石灰混和共热
E、浓氨水逐滴加到新制生石灰中
F、浓氨水受热分解
5、某学生要做检验碳酸钠粉末中含有少量的氢氧化
钠和氯化钠的实验。他的实验设计了7个步骤，
其中5个步骤所用试剂及实验操作均已写明，实验
步骤如下：
a?.取少量样品放入试管甲中
b.?再向溶液里滴加几滴硝酸银溶液?
c.过滤，取少量滤液盛在试管乙里?
d.向试管里加入适量蒸馏水，振荡
e.滴入几滴酚酞试剂??
f.
g.
试将上面尚缺的两个步骤所用的试剂（自选）及实验操作补写完整，然后按实验操作的顺序排列。（注意排除CO32-对OH-和Cl-的干扰） 滴加硝酸钡（或硝酸钙）溶液至沉淀不增加 滴加稀硝酸至酚酞褪至无色 a d f c e g b 尽可能利用特征反应，
注意检验顺序、排除干扰。8、Cu+在酸性溶液中不稳定，可发生自身氧化还原反应生成Cu2+和Cu。现有浓、稀H2SO4，浓、稀HNO3，FeCl3溶液及PH试纸，而没有其它试剂。简述如何用最简便的实验方法来检验CuO经氢气还原所得到的红色产物中是否含有碱性氧化物Cu2O。讨论：
以苯甲酸为原料,设计制取苯甲酸甲酯的实验方案.有机物的制备有机物A的性质有机物B的制法乙醇的消去反应乙烯的实验室制法有机物的转化关系：乙酸乙酯的制备装置图: 9．已知实验室制取乙炔时常混有Ｈ2Ｓ，ＰＨ3杂质气体。下图是两学生设计的实验装置，用来测定ＣａＣ2试样的纯度，右边的反应装置相同而左边的气体发生装置则不同，分别如Ⅰ和Ⅱ所示。
试回答：??（1）乙炔气体发生反应的方程式为__________。??（2）Ａ瓶中液体的作用是__________；发生反应的离子方程式分别为：__________，__________。??（3）装置Ⅰ的主要缺点是__________。??（4）装置Ⅱ的主要缺点是__________；若选用此装置未完成实验，则应采取的措施是__________。??10欲制无水氯化铝并保存备用。现有仪器如下图所示，并
有食盐晶体、水、固体烧碱、铝粉、二氧化锰、浓硫酸
等六种试剂。设计的制取过程是：
制氯气 → 加净化和干燥氯气 → 制氯化铝（易潮解，易升华）
请回答下列问题：
从上面仪器中选取必须的几种，连接成一个制无水氯化铝的连续装置，按前后顺序填写图的编号（不一定填满），并写出各仪器里放入的试剂的化学式。
参考答案本设计的缺点是
未能收集升华的氯化铝，可能造成导管堵塞，
直接通入氢氧化钠溶液会造成氯化铝潮解 ?
［2003年高考理综第33题］
用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。
方法一：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
（1）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入 。
（2）除去蒸馏水中溶解的O2常采用 的方法。
（3）生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入 FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是 ________________________________________________。 稀H2SO4 、铁屑 煮沸 避免生成的 Fe(OH)2沉淀接触O2 方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等
　　　试剂制备。
（1）在试管Ⅰ里加入的试剂是 　　　　　　 。
（2）在试管Ⅱ里加入的试剂是 　　　　　　 。
（3）为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是　　　。
（4）这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是______________________________。 稀H2SO4 、 铁屑 NaOH溶液 拓展方法三：应用右图所示的电解实验可以制得白色的纯净的
Fe(OH)2沉淀。两电极材料分别为石墨和铁。
（1）a电极材料应为 　　 ，电极反应式为 　　　　 。
（2）电解液C可以（填编号）是 。
A．纯水 B．NaCl溶液 　 C．NaOH溶液 　 D．CuCl2溶液
（3）d为苯，其作用是　　　　　 ，在加入苯之前对C
　　应作何简单处理 。
（4）若C中用Na2SO4溶液，电解一段时间看到白色Fe(OH)2沉淀后，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，混合物中另一现象是 。FeFe－2e－＝Fe2＋B、C隔绝空气煮沸白色沉淀变成红褐色［例题2］
某学生用如右图装置制取少量溴苯，请回答下列问题：
（1）写出实验室制取溴苯的化学方程式

_________________________________。
（2）上述反应发生后，在锥形瓶中加入硝酸银溶
液观察到的现象是_____________________，
这 一现象能否说明溴和苯发生了取代反应（填
“能”或“不能”）____ ，理由是___________
______________________________。


出现浅黄色沉淀能［2002年高考理综第29题］
Ⅱ．制取氨气并完成喷泉实验（图中夹持装置均已略去）。
?（1）写出实验室制取氨气的化学方程式
　　　　　　　　　　　 。
（2）收集氨气应使用 　　 法，要得到干燥的氨气可选用 做干燥剂。
（3）用图1装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥氨气引发水上喷的操作是 。
该实验的原理是 。
（4）如果只提供如图2的装置，请说明引发喷泉的方法。向下排空气碱石灰先挤出胶头滴管中的水，后打开止水夹氨水极易溶于水，使烧瓶内气体压强迅速减小打开夹子，用手（或热毛巾等）将烧瓶捂热，氨受热膨胀，赶出玻璃导管中的空气，氨气与水接触，即发生喷泉。［拓展］ 如右图所示，某学生在烧瓶中充满O2，并在反匙燃烧匙中加入一种白色固体物质，欲做O2的喷泉实验。请问他在反匙燃烧匙中加入了什么物质？他是如何完成喷泉实验的？