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1、化学实验方案设计的类型,制备实验方案的设计 性质实验方案的设计 物质检验实验方案的设计 ,第一节 制备实验方案的设计,在设计物质制备的实验方案时，要使实验过程达到和保持某种状态、发生某种特定变化，并得到理想结果，就必须注意对实验条件进行严格、有效的控制。,【示例一】 以铝屑为原料制备Al(OH)3的实验方案设计,设计实验方案的一般思路：,可能途径 (科学合理),优化选择 （综合评价）,拟定步骤 （周密严谨）,具体方案 （全面细致）,方案一,1.先用 稀硫酸与铝屑反应： 2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2 2.再用NaOH溶液(或氨水)与所得溶液反应: Al2(SO4)3 +6Na
2、OH=2Al(OH)3+3Na2SO4 Al2(SO4)3+6NH3H2O=2Al(OH)3+3(NH4)2SO4,方案二,1.先将铝屑与浓NaOH溶液反应： 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 2.在向所得溶液中加入适量的稀硫酸： 2NaAlO2+H2SO4+2H2O=Na2SO4+2Al(OH)3,方案三,1.将铝屑分为两份,分别与稀硫酸、浓NaOH溶液反应： 2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 2.然后，将得到的两种铝盐溶液混合： Al2(SO4)3+6NaAlO2+12H2O=8Al(OH)3+3Na
3、2SO4,三种方案制1molAl(OH)3时消耗的H+、OH-的物质的量多少的比较,应选用方案三来制备Al(OH)3，反应流程可设计如下：,思考：按上述方案，铝的质量应如何分配才能充分利用原料，制得最多的Al(OH)3？,具体的实验方案设计包括：,实验名称 实验目的 实验原理 实验用品 实验步骤 实验现象记录及结果处理,有机物的转化关系：,讨论：以乙烯为原料，制备乙二酸乙二酯,讨论：设计制取苯甲酸甲酯的实验方案,巩固练习：,1.实验室制备Cu(NO3)2的最佳途为( ) A. Cu Cu(NO3)2 B. Cu Cu(NO3)2 C. Cu Cu(OH)2 Cu(NO3)2 D.Cu CuO
4、Cu(NO3)2,D,2.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。,D,设计实验室制备硫酸亚铁的方案,制备硫酸亚铁的实验步骤如下：,在烧杯中到入40ml稀硫酸，加入足量废铁屑，以使稀硫酸浸没所有铁屑为度。小心加热（保持温度在50-80之间，不要沸腾），直到只有极少量气泡发生，同时溶液呈浅绿色为止（这时烧杯底部仍应留有少量铁屑）。 用少量热水通过过滤器，以提高它的温度（防止溶液在漏斗里析出晶体），然后将溶液趁热过滤。将滤液转入试
5、管中，用橡皮塞塞住管口（防止空气进入），静置、冷却、结晶，观察滤液冷却生长出浅绿色硫酸亚铁晶体的现象。 待结晶完毕后，取出晶体，用少量水洗涤23次，再用滤纸将晶体擦干。 把制得的晶体放在小广口瓶中，密闭保存。,例1:下图所示装置可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化.实验时必须使用铁屑和6mol/L的硫酸,其他试剂任选.填写下列空白:,(1)B中盛有一定量的NaOH溶液,A中应预先加入的试剂是_, A中反应的离子方程式是: _ (2)实验开始时应先将活塞E_(填:“打开”，“关闭” 或“无关系”)，C中收集到气体的主要成分是_ (3)简述生成Fe(OH)2的操作过程 _ (4
6、)拔去装置B中的橡皮塞,使空气进入,写出有关反应的方程式_,练:由于Fe(OH)2极易被氧化，所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。应用图所示电解实验可制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。两电极的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可以是(填编号)_ A.纯水 B.NaCl溶液 C.NaOH溶液 D.CuCl2溶液 (3)d为苯，其作用为_，在加入苯之前对c应作何简单处理?_,(4)为了在较短时间内看到白色沉淀(填编号)，可采取的措施是_ A.改用稀硫酸作电解液 B.适当增大电源的电压 C.适当减少两电极间的距离 D.适
7、当降低电解液的温度 (5)若c为Na2SO4溶液，当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，混合物中另一明显现象为_,例2：实验室临时需要用NaOH溶液和CO2来制取纯Na2CO3溶液，已知CO2气体在通入NaOH溶液时极易因其过量而生成NaHCO3，且无明显现象。 实验时可供选择的试剂有：未知浓度的NaOH溶液 37%的盐酸 40%的硫酸 14%的盐酸 大理石 K2CO3固体 Cu2(OH) 2CO3粉末 实验室现有如下仪器：铁架台、启普发生器、量筒、烧杯、乳胶管、玻璃导管、分液漏斗。 下表所列为有关物质在常温下的溶解度（g /100水） Na2CO3
8、 15.9g 、NaOH 40g、 NaHCO3 8.4g,(1)本实验应选用的仪器,除启普发生器外、乳胶管、玻璃导管外，还应有_ (2)为保证制得的Na2CO3溶液尽量纯,应选用的试剂除外，还应需要：_,理由是：_ (3)简要叙述实验步骤，直到制得纯Na2CO3溶液(仪器安装不必叙述) 量取两份相同体积的NaOH溶液 _ _ (4)根据给出的溶解度数据，若保证在配制过程中不析出晶体，所用NaOH溶液中含NaOH的质量分数的最大值是多少？写出计算步骤和必要的文字说明,练：实验室可将CO2气体通入NaOH溶液临时制取Na2CO3溶液，但CO2气体通入NaOH溶液常因CO2过量而生成NaHCO3，
9、在反应中因无明显现象而无法判断。 现有8g固体NaOH，请设计一个简单实验，制取纯净且Na2CO3含量最多的溶液，实验中所需CO2气体由启普发生器产生。 (1)写出制取过程中的化学方程式 _ (2)简要叙述实验步骤(不要求回答使用的仪器,但要求回答试剂的用量),(3)反应中所需CO2的体积要大于_L(标准状况)。 (4)已知三种物质在常温下的溶解度分别为： Na2CO3 15.9g 、NaOH 40g、 NaHCO3 8.4g，根据给出的溶解度数据，若保证在配制过程中不析出晶体，则将NaOH制成溶液时至少加水_g。,习题参考方案：,将多股细铜丝缠绕在一根长约40cm的粗铜丝一端，形成螺旋状。在试管中加入4ml乙醇，将铜丝加热到变黑并且下端呈红热状时，迅速伸入到盛有乙醇的试管中，看到附有黑色氧化铜的热铜丝在沸腾的乙醇中又变成光亮的铜后取出。重复23次，充分振荡试液。将上述溶液3ml倒入盛有3ml新配制的银氨溶液的试管中，水浴加热，即可观察到有银镜析出。,若通入过量的CO2，则： NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3 +NaHCO3 离子方程式： AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3 +HCO3-,