2019-2020年高中化學《物質的制備》教案3 新人教版選修6.doc

2019-2020年高中化學物質的制備教案3 新人教版選修6 考試目標 1掌握見氣體的實驗室制法（包括所用試劑、儀器、反應原理和收集方法）。2設計、評價或改進實驗方案。3了解控制實驗條件的方法。4分析或處理實驗數(shù)據(jù)，得出合理結論。5繪制和識別典型的實驗儀器裝置圖。6以上各部分知識與技能的綜合應用。要點精析一、氣體的制備1氣體發(fā)生裝置的類型（1）設計原則：根據(jù)反應原理、反應物狀態(tài)和反應所需條件等因素來選擇反應裝置。（2）裝置基本類型：裝置類型固體反應物（加熱）固液反應物（不加熱）固液反應物（加熱） 裝置示意圖 典型氣體O2、NH3、CH4H2、CO2、H2S H2、CO2、H2S、SO2、NO、NO2、C2H2、O2、NH3、Cl2、HCl、COCH2=CH22幾種氣體制備的反應原理(1)O2 2KClO3 2KCl+3O2 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2 2H2O22H2O+O2(2)NH3 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O NH3H2ONH3+H2O(3)CH4 CH3COONa+NaOHNa2CO3+CH4(4)H2 Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2(5)CO2 CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O(6)SO2 Na2SO4+H2SO4(濃)=Na2SO4+SO2+H2O(7)NO2 Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O(8)NO 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O(9)C2H2 CaC2+2H2OCa(OH)2+CHCH(10)Cl2 MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2+2H2O(11)C2H4 C2H5OHCH2=CH2+H2O(12)H2 S FeS+H+=H2S+Fe2+3收集裝置（1）設計原則：根據(jù)氧化的溶解性或密度裝置類型排水（液）集氣法向上排空氣集氣法向下排空氣集氣法裝 置示意圖適用范圍不溶于水（液）的氣體密度大于空氣的氣體密度小于空氣的氣體典型氣體H2、O2、NO、CO、CH4、CH2CH2、CHCHCl2、HCl、CO2、SO2、H2SH2、NH3、CH4注：以上三種方法所得氣體均不純凈：排氣法所得氣體中含有空氣、排水法所得氣體中含有水蒸氣，故要得到純凈的氣體可以用球膽或塑料袋或注射器收集。（2）裝置基本類型：4凈化與干燥裝置（1）設計原則：根據(jù)凈化藥品的狀態(tài)及條件（2）裝置基本類型：裝置類型液體除雜劑（不加熱）（也可以裝固體吸收劑）固體除雜劑（不加熱）固體除雜劑（加熱）裝 置示意圖（3）氣體的凈化劑的選擇選擇氣體吸收劑應根據(jù)氣體的性質和雜質的性質而確定，所選用的吸收劑只能吸收氣體中的雜質，而不能與被提純的氣體反應。一般情況下：易溶于水的氣體雜質可用水來吸收；酸性雜質可用堿性物質吸收；堿性雜質可用酸性物質吸收；水分可用干燥劑來吸收；能與雜質反應生成沉淀（或可溶物）的物質也可作為吸收劑。（4）氣體干燥劑的類型及選擇常用的氣體干燥劑按酸堿性可分為三類：酸性干燥劑，如濃硫酸、五氧化二磷、硅膠。酸性干燥劑能夠干燥顯酸性或中性的氣體，如CO2、SO2、NO2、HCI、H2、Cl2 、O2、CH4等氣體。堿性干燥劑，如生石灰、堿石灰、固體NaOH。堿性干燥劑可以用來干燥顯堿性或中性的氣體，如NH3、H2、O2、CH4等氣體。中性干燥劑，如無水氯化鈣等，可以干燥中性、酸性、堿性氣體，如O2、H2、CH4等。在選用干燥劑時，顯堿性的氣體不能選用酸性干燥劑，顯酸性的氣體不能選用堿性干燥劑。有還原性的氣體不能選用有氧化性的干燥劑。能與氣體反應的物質不能選作干燥劑，如不能用CaCI2來干燥NH3（因生成 CaCl28NH3），不能用濃 H2SO4干燥 NH3、H2S、HBr、HI等。(5)氣體凈化與干燥注意事項一般情況下，若采用溶液作除雜試劑，則是先除雜后干燥；若采用加熱除去雜質，則是先干燥后加熱。對于有毒、有害的氣體尾氣必須用適當?shù)娜芤杭右晕眨ɑ螯c燃），使它們變?yōu)闊o毒、無害、無污染的物質。如尾氣Cl2、SO2、Br2（蒸氣）等可用NaOH溶液吸收；尾氣H2S可用CuSO4或NaOH溶液吸收；尾氣CO可用點燃法，將它轉化為CO2氣體。對于易爆的氣體應點燃尾氣,不能排放在實驗室中。5氣體實驗裝置的設計（1）裝置順序：制氣裝置凈化裝置反應或收集裝置除尾氣裝置（2）安裝順序：由下向上，由左向右（3）操作順序：裝配儀器檢驗氣密性加入藥品二、實驗方案的設計1性質實驗方案設計(1)在進行性質實驗方案的設計時，要充分了解物質的結構，性質，用途與制法之間的相互聯(lián)系。(2)性質實驗的設計一般包括反應原理，實驗儀器與操作、反應現(xiàn)象和實驗結論幾個方面。(3)化學性質實驗方案的設計,首先要求抓住物質本質特征進行整理和思考,然后進行分析、比較、綜合和概括。需要在元素周期律等化學理論知識的指導下，將元素及其化合物的知識進行整理，使之系統(tǒng)化、網絡化、在提取知識時能夠準確、全面，并能注重知識間的內在聯(lián)系。2制備實驗方案設計(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(xiàn)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：理論上要科學。操作上要簡單可行。原料用量要節(jié)約。要環(huán)保，符合綠色化學原則。例題3下圖表示某種鹽的制備步驟：稀硫酸金屬屑A 80過濾，除雜質濾液結晶水合鹽B 300氮氣保護無水鹽C已知：水合鹽B含有45.3%的水；無水鹽C焙燒分解，放出兩種無色刺激性氣體E和F，并生成紅棕色固體D。請寫出物質的化學式或名稱：A ，B ，C ，D ，E ，F(xiàn) 。 分析紅棕色固體是一個特征信息，可聯(lián)想到氧化鐵等顯紅棕色的物質。逆向推測無水鹽可能含鐵的硫酸鹽。再根據(jù)反應條件可推斷出C是硫酸亞鐵，根據(jù)B中含水的質量分數(shù)可得出B是FeSO47H2O。答案AFe；BFeSO47H2O；CFeSO4；DFe2O3；ESO2；FSO3（ESO3，F(xiàn)SO2）。3檢驗實驗方案設計(1)熟練掌握各類物質的物理性質（顔色，氣味，熔、沸點，水溶性），化學性質及相互反應的現(xiàn)象，尤其是一些選擇性反應與特征反應。(2)物質鑒定的關鍵在于通過分析，推理設計出合理的鑒定過程。(3)鑒定的基本原則：被鑒定的物質是固體，則一般需要用蒸餾水溶解；待鑒定物質在實驗時應取少量；要檢驗多種成份，應進行平行實驗，防止一只試管進行到底，造成前后干擾；由現(xiàn)象定結論，由特定條件下的特定現(xiàn)象，證明其含有特定的微粒。例5僅用一種試劑鑒別如下物質：苯、CCl4、NaI溶液、NaCl溶液、Na2SO3溶液，下列試劑中不能選用的是（ ）A溴水 BFeCl3溶液 C酸性KMnO4 DAgNO3溶液答案D。分析講解苯、CCl4都是一種非極性溶劑，但前者的密度比水小，后者的密度比水大。溴水滴入苯中振蕩后，水中的Br2轉移到到苯層中，苯層浮在上層。溴水滴入到CCl4中振蕩后，水的Br2轉移到CCl4層中，CCl4層沉在下層。溴水滴入NaI溶液中，會置換出I2，溶液顏色變深。溴水滴入亞硫酸鈉溶液中時，Br2跟亞硫酸鈉反應，顏色褪去。溴水滴入氯化鈉溶液中，不發(fā)生化學反應，溴水稀釋。所以溴水能將五種溶液檢別開來。FeCl3溶液滴入苯、CCl4中，可根據(jù)分層現(xiàn)象區(qū)分。FeCl3溶液滴入NaCl溶液中，不會產生明顯現(xiàn)象。FeCl3溶液NaI溶液中會生成I2。FeCl3溶液滴入Na2SO3溶液中會發(fā)生如下反應：2Fe3+SO32-+H2O=2Fe2+SO42-+2H+，能產生褪色、氣泡等多種現(xiàn)象。所以氯化鐵溶液能用于檢別五種溶液。酸性KMnO4滴入苯和CCl4中，也可根據(jù)分層現(xiàn)象區(qū)分。酸性KMnO4滴入氯化鈉溶液中無明顯現(xiàn)象。酸性KMnO4滴入碘化鈉溶液中會生成I2，滴入亞硫酸鈉溶液中會生成硫酸鈉，都會產生明顯的實驗現(xiàn)象差異。所以酸性KMnO4能用于檢別五種溶液。注意點從思維角度看，解答指定試劑檢驗題主要用到的是定向思維，只要分析給定試劑跟待檢物質能發(fā)生什么反應，反應中有什么現(xiàn)象，各種待檢物質跟試劑反應時的現(xiàn)象是否有明顯差異等等。有些反應的原理雖然相近，但實驗現(xiàn)象有明顯差異，也可以用于檢別。有些反應的原理有很大不同，但不能產生明顯差異的實驗現(xiàn)象，也不能用于檢別。例6某學生根據(jù)高中課本中硝酸鉀受熱分解的實驗操作來判斷硝酸鉛的分解產物之一是氧氣；將試管中的硝酸鉛加熱到熔融，把帶有火星的細木條伸進試管口，檢驗放出的氣體，當發(fā)現(xiàn)木條復燃時該學生即斷言，硝酸鉛受熱分解有氧氣放出。請你對上述實驗及結論的合理性作出評價。如有必要，可提出改進的實驗方案。4綜合實驗方案設計 （1）化學實驗方案設計的基本要求科學性，實驗原理，準確，實驗流程合理。安全性，保護人身、保護環(huán)境、保護儀器。可行性，條件允許，效果明顯，操作正確。簡約性，做到步驟少，時間短、效果好等基本要求。 （2）化學實驗方案設計的基本思路 明確目的原理 首先必須認真審題，明確實驗的目的要求，弄清題目有哪些新的信息，綜合已學過的知識，通過類比、遷移、分析，從而明確實驗原理。 選擇儀器藥品 根據(jù)實驗的目的和原理，以及反應物和生成物的性質、反應條件，如反應物和生成物的狀態(tài)，能否腐蝕儀器和橡皮、反應是否加熱及溫度是否控制在一定的范圍等，從而選擇合理的化學儀器和藥品。 設計裝置步驟 根據(jù)上述實驗目的和原理，以及所選用的儀器和藥品，設計出合理的實驗裝置和實驗操作步驟。學生應具備識別和繪制典型的實驗儀器裝置圖的能力，實驗步驟應完整而又簡明。 記錄現(xiàn)象數(shù)據(jù) 根據(jù)觀察，全面而準確地記錄實驗過程中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。 分析得出結論 根據(jù)實驗觀察的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù)，通過分析、計算、圖表、推理等處理，得出正確的結論。 以上只是解答綜合實驗設計題的一般思考方法。在解答過程中，應根據(jù)實驗設計題的具體情況和要求，作出正確的回答。 (3)化學實驗方案設計的注意事項 凈化、吸收氣體及熄滅酒精燈時要防液體倒吸；進行某些易燃易爆實驗時要防爆炸 (如H2還原CuO應先通H2，氣體點燃先驗純等)；防氧化(如H2還原CuO后要“先滅燈再停氫”，白磷切割宜在水中等)；防吸水(如實驗、取用、制取易吸水、潮解、水解宜采取必要措施，以保證達到實驗目的)；冷凝回流(有些反應中，為減少易揮發(fā)液體反應物的損耗和充分利用原料，需在反應裝置上加裝冷凝回流裝置 (如長玻璃管、豎裝的干燥管及冷凝管等)；易揮發(fā)液體產物(導出時可為蒸氣)的及時冷卻；儀器拆卸的科學性與安全性(也從防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考慮)；其他(如實驗操作順序、試劑加人順序、實驗方法使用順序等)。