高三化学实验方案的设计化学知识精讲.doc

用心爱心专心高三化学实验方案的设计化学【本讲主要内容】化学实验方案的设计【知识掌握】【知识点精析】一、制备实验方案设计的基本思路二、制备实验方案设计遵循的原则1、原理正确，步骤简单2、原料充足，价格低廉3、条件适合，操作方便4、产物纯净，减少污染三、制备实验方案设计实例完成制备实验方案的设计需要比较综合的能力，可以考查各个层次的多种能力，特别是创新能力，这种能力的培养，是一个循序渐进的过程。1、《铝屑为原料制备Al（OH）3实验方案》的设计从评价实验方案入手，理解实验方案的形成与完善过程。例如：（1）评价实验方案：从给出的三条途径中选择一个最佳途径。2Al+6H+＝2Al3++3H2↑Al3++3OH－＝Al（OH）32Al+2OH－+2H2O＝2AlO2－+3H2↑AlO2－+H++H2O＝Al（OH）3↓2Al+6H+＝2Al3++3H2↑2Al+2OH－+2H2O＝2AlO2－+3H2↑Al3++3AlO2－+6H2O＝4Al（OH）3↓生成1molAl（OH）3原料用量存在的问题Al（mol）H2SO4（mol）NaOH（mol）途径11mol1.5mol3mol用NaOH制Al（OH）3不易控制用量，Al（OH）3溶于NaOH可改用氨水途径21mol0.5mol1mol用H2SO4制Al（OH）3不易控制用量，Al（OH）3溶于H2SO4可改用弱酸途径31molmolmol无途径3从实验原理考虑，节省原料，不易出现难操作的问题，是最佳途径。（2）设计完整的实验方案从核心实验原理的确定，到形成完整的实验方案，还需要完成前期的原料处理和获得产品的方法设计，进行数据处理等步骤。实验目的：分析评价制备Al（OH）3的最佳方案；认识铝的化学性质和Al（OH）3的两性实验原理：铝屑分别与稀硫酸和浓NaOH溶液反应得到Al2（SO4）3溶液和NaAlO2溶液。将这两种溶液混合反应后生成Al(OH)3沉淀，过滤，洗涤，得到Al(OH)3。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、剪刀、火柴、滤纸、pH试纸、铝屑、稀硫酸、稀NaOH溶液、浓NaOH溶液、蒸馏水。实验步骤：①除去铝屑上的油污：用稀NaOH溶液与足量铝屑加热②硫酸铝溶液的制取：1份铝屑（设为2.7g）与适量稀硫酸完全反应③偏铝酸钠溶液的制取：3份铝屑（设为8.1g）与适量浓NaOH溶液完全反应④Al(OH)3的制取：将②③所得溶液混合，过滤，得Al(OH)3沉淀⑤Al(OH)3沉淀洗涤：热蒸馏水洗涤沉淀3次，过滤，至滤液pH在7－8之间⑥Al(OH)3沉淀的干燥与称量：设Al(OH)3获得30.8g⑦数据处理：铝屑质量：10.8gAl(OH)3质量：30.8gAl(OH)3理论产量：10.8g÷27g/mol×78g/mol＝31.2g产率＝×100%＝×100%＝98.7%2、《以苯甲酸为原料制取苯甲酸甲酯》的实验方案的设计可以从理解乙酸乙酯制备实验方案入手，通过类比的方法，形成该实验的实验方案设计。（1）参照乙酸乙酯制取的原理完成实验原理部分。以苯甲酸和甲醇为原料，以浓硫酸作脱水剂制备苯甲酸甲酯。（2）参照乙酸乙酯制取的实验步骤，设计本实验的实验步骤乙酸乙酯苯甲酸甲酯相关物质性质（沸点℃）乙酸118乙醇78乙酸乙酯77.15苯甲酸122.5甲醇64.7苯甲酸甲酯199－200实验原理以乙酸和乙醇为原料，浓硫酸作催化剂、脱水剂，发生酯化反应以苯甲酸和甲醇为原料，浓硫酸作催化剂、脱水剂，发生酯化反应实验装置及分离产品的方法乙酸乙酯沸点最低，将产物导出反应器，收集在试管中，试管中有饱和碳酸钠溶液，分液苯甲酸甲酯沸点最高，留在反应器中，加入饱和碳酸钠溶液，分液实验步骤：四、性质实验方案的设计1、完成性质实验方案设计的基础：（1）无机物质的性质：与原子结构有关（2）有机物质的性质：与分子结构有关而有机物的分子结构又与官能团的种类和基团之间的相互影响有关。2、性质实验方案设计的基本思路：分析结构对比回顾相关知识预测化学性质拟定实验方案实施实验结论分子结构同系物稳定性试剂实验现象原子结构元素周期表酸、碱性仪器相关记录氧化还原性步骤官能团反应常识了解3、具体示例：（1）乙二酸化学性质实验方案的设计；①分析结构：乙二酸分子结构HOOC－COOH，分子有两个羧基组成，碳元素的化合价+3价。②对比回顾相关知识：乙酸的化学性质：酸性、酯化反应甲酸的化学性质：酸性、酯化反应、可被银氨溶液（或新制的氢氧化铜）氧化③预测化学性质：乙二酸应有酸性，可发生酯化反应，推测具有还原性，有机物多不稳定，推测乙二酸的稳定性差④拟定实验方案：⑤完成实验：酸性：乙二酸>碳酸H2C2O4+CO32－＝C2O42－+CO2↑+H2O酯化反应：产生与饱和碳酸钠溶液分层的无色液体还原性：酸性高