2018版高中化學(xué)第二單元物質(zhì)的獲取課題二物質(zhì)的制備(第1課時)學(xué)案新人教版選修6

1、課題二物質(zhì)的制備(第 1 課時)課帀呈目際KE CHEMG MU Bl AO VJhf HANG1以用廢鐵屑制備硫酸亞鐵銨為例，初步體驗無機物制備的過程。2.掌握水浴加熱、過濾、蒸發(fā)、洗滌等基本操作。3體驗利用溶解度的差異制備物質(zhì)的過程。星礎(chǔ)知識-IE CHU ZH1 SHI SH一、制備物質(zhì)的基本流程目標(biāo)產(chǎn)品T選擇原料T確定反應(yīng)原理T設(shè)計反應(yīng)路徑T設(shè)計反應(yīng)裝置T控制反應(yīng)條件T分離提純產(chǎn)品1.原料的選擇制備物質(zhì)的原料既可以選用 _什么樣的原料，所選擇的原料中必須含有 能轉(zhuǎn)化為某個“子結(jié)構(gòu)”)。(1)制CQ的原料為_(2)制乙酰水楊酸的原料為_2.反應(yīng)路徑的設(shè)計原料確定后，應(yīng)根據(jù) _ 、_等設(shè)計

2、反應(yīng)路徑。女口：用Cu濃硝酸、稀硝酸為原料制備CU(NQ)2，可有多種實驗方案：方案1:Cu+HNQ濃）=+。萬案2：Cu+HN（3（?。?+方3:Cu+Q;CuQ+HNQ=+選擇方案3的理由是卜。3.實驗條件的選擇1丄實驗條件不同時，所制備物質(zhì)的狀態(tài)、性質(zhì)也可能不同。(1)向AICI3溶液中逐滴加入NaQH溶液的化學(xué)方程式為_ 。(2)向NaQH溶液中逐滴加入AICI3溶液的化學(xué)方程式為_O二、硫酸亞鐵銨的制備1.硫酸亞鐵銨的性質(zhì)硫酸亞鐵銨(NH4)2SQFeSO46f0為_ 色晶體，商品名稱為 _,是一種_鹽，一般亞鐵鹽在空氣中易被 _ ,形成復(fù)鹽后就比較穩(wěn)定。與其他復(fù)鹽一樣，硫酸亞鐵銨在

3、水中的溶解度比組成它的每一種鹽FeSQ4或(NH)2SQ4的溶解度都_ 。利用這一性質(zhì)可以制取硫酸亞鐵銨晶體：將含有FeSQ和(NHZSQ的溶液_ , _后結(jié)晶可得至U硫酸亞鐵銨晶體。2.硫酸亞鐵銨的制備將鐵屑與稀硫酸反應(yīng)可制得 _溶液，然后加入等物質(zhì)的量的 _ ,加熱濃縮至表面出現(xiàn)結(jié)晶薄膜為止。放置冷卻，則析出_晶體。有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式不論選擇(或可,也可以選擇_，但是,或新化合物中的某個“子結(jié)構(gòu)”等物質(zhì)。如下：3o【實驗步驟】該制備實驗的操作過程主要分為三個步驟，即鐵屑的_ 、_的制備和_晶體的制備。(1)稱取3 g鐵屑，放入錐形瓶中，向其中加入15mL 10% NaCQ溶液，小火加熱1

4、0 min以除去鐵屑表面的 _ ，將剩余的堿液倒掉，用蒸餾水把Fe沖洗干凈(即傾析法)，干燥后稱其質(zhì)量，記為m(Fe)。即：浸泡(煮沸)T傾析法分離T洗滌T晾干(烘干)。(2)將稱量好的鐵屑放入潔凈的錐形瓶中， 向其中加入15 mL 3 molL-1H2SQ,放在水浴中加熱至 _(有氫氣生成，用明火加熱注意安全)。趁熱過濾，并用少量熱水洗滌錐形瓶及濾紙，將濾液和洗滌液一起轉(zhuǎn)移至蒸發(fā)皿中。將濾紙上的固體干燥后稱重，記為m(Fe)，反應(yīng)掉的鐵的質(zhì)量n(Fe) =_，進而可計算得生成FeSQ的物質(zhì)的量。(3)根據(jù)FeSQ的物質(zhì)的量，計算等物質(zhì)的量的(NH4)2SO的質(zhì)量，稱取(NHSO并將其加入制得

5、的硫酸亞鐵溶液中，緩緩加熱，濃縮至表面出現(xiàn) _ 為止。放置冷卻，得到硫酸亞鐵銨的晶體。 過濾，并用少量_ 洗去晶體表面附著的 _，觀察硫酸亞鐵銨的顏色和狀態(tài)。(4)稱量、保存答案：一、1.自然界中原有的物質(zhì)一些廢棄物目標(biāo)產(chǎn)品中的組分(1)含CQ2或HCO的物質(zhì)，木炭、有機物設(shè)備條件4 CU(NQ)22NQf2CuQ 2 CU(NQ)2H2Q不產(chǎn)生對環(huán)境造成污染的物質(zhì)，且制得相同質(zhì)量的硝酸銅，硝FeSQ+(NHk)2SQ+6H2Q=(NH2SQFeSO6H2OJ凈化硫酸亞鐵硫酸亞鐵銨(1)油污不再有氣體生成為止m(Fe)m(Fe)結(jié)晶薄膜無水乙醇水分一、 物質(zhì)制備方案的選擇原則1條件合適，操作方

6、便；設(shè)計合理，步驟簡單；原料易得，價格低廉；產(chǎn)物純凈, 產(chǎn)量較高；易于2HzQ 3 8 3CU(NQ)22NQT 4HZQ酸的利用率高3.(1)AICI3+3NaQH=AI(QH)J +3NaCI(2)AICI3+4NaQH=NaAI3NaCI+2HzQ二、1.淺綠莫爾鹽復(fù)氧氣氧化小2.FeSQ (NH4)2SQ硫酸亞鐵銨Fe+H2SQ=FeS硏H2fAI(QH)3+NaQH=NaAI22H2Q3NaAIC2+AICI3+6H2Q=4AI(QH)4+3NaCI蒸發(fā)、濃縮冷卻2.原料性質(zhì)重命難扁-4分離，污染物少。二、 硫酸亞鐵銨的制備實驗注意事項51.鐵屑的選擇：(1)為縮短反應(yīng)時間，應(yīng)設(shè)法增

7、大鐵的表面積，最好選用刨花車間加工的生鐵碎鐵屑(絲)，或選用細彈簧彎曲狀廢鐵；廢舊鐵絲紗窗也可，但凈化處理、烘干后要剪成小段。(2)避免使用銹蝕程度過大的鐵屑，因其表面Fe2Q過多，會導(dǎo)致Fe3+留在溶液中而影響產(chǎn)品的質(zhì)量。(3)市售的清潔用鋼絲球不適合作為原料，因為鋼絲球中金屬鉻、鎳含量較高，最終會 導(dǎo)致鉻、鎳化合物進入產(chǎn)品而顯墨綠色。2.鐵屑先要除去油污，因為廢鐵屑表面有油污， 如果不除去不利于鐵屑與硫酸的反應(yīng)。根據(jù)鹽類水解知識可知，升高溫度，促進NazCQ的水解，溶液堿性增強，去油污能力增強，所以除污用熱碳酸鈉溶液。鐵屑與碳酸鈉溶液加熱除油后用傾析法倒掉溶液，先用自來水再用蒸餾水將鐵屑洗

8、滌干凈，可以用pH試紙檢驗洗滌液的pH來確定鐵屑是否洗凈，然后干燥 稱量。3.與鐵屑反應(yīng)硫酸的濃度不宜太大或太小。濃度小，反應(yīng)慢；濃度太大，易產(chǎn)生Fe3+、SQ,使溶液出現(xiàn)黃色。為加快反應(yīng)速率需加熱，但最好控溫在60C以下。4反應(yīng)中鐵要稍過量。鐵與稀硫酸反應(yīng)臨近結(jié)束時，可剩下一點鐵屑，這是因為有Fe存在可以還原氧化生成的Fe3*,保證Fe2+穩(wěn)定、純凈地存在，減少產(chǎn)物中的Fe3+雜質(zhì)。硫 酸亞鐵的制備要振蕩，及時使鐵屑回落進入酸液反應(yīng)。注意分次補充少量水，可防止FeSQ析出，也可控制硫酸濃度不過大。5.硫酸亞鐵的制備反應(yīng)基本結(jié)束后， 為防止水解，加1 mL H2SQ溶液；為防止因冷卻使FeSQ

9、晶體析出而造成損失，采用趁熱過濾，因為FeSQ在低溫時溶解度較小，如果不趁熱過濾就會有FeSQ7H.Q析出。過濾完后用少量的熱水洗滌23次，但所用熱水不可過多，否則后面濃縮結(jié)晶溶液時所用時間較長。6.注意計算(NH4)2SQ的用量，基本保持(NH4)2SQ和FeSQ的物質(zhì)的量之比是1:1，溶 解之前按溶解度計算蒸餾水的用量并煮沸。7蒸發(fā)濃縮初期要攪拌，發(fā)現(xiàn)結(jié)晶薄膜出現(xiàn)后停止攪拌，冷卻后可結(jié)晶得到顆粒較大 或塊狀的晶體，便于分離、產(chǎn)率高、質(zhì)量好。&最后得到的(NH4)2SQFeSC46fQ晶體，用無水乙醇洗滌23次，洗去晶體表面 附著的水分。洗滌莫爾鹽用無水乙醇，不能用水。莫爾鹽不溶于乙

10、醇，但易溶于水，用無水 乙醇可以除去水，易于干燥。曲型例題-知識點1物質(zhì)制備原理的設(shè)計【例題1】 在實驗室進行物質(zhì)制備實驗，下列從原料及試劑分別制取相應(yīng)的最終產(chǎn)物 的設(shè)計中，理論上正確、操作上可行、經(jīng)濟上合理的是()。A.。在空氣中點燃CQ溶液NaaCQAaNQ溶液結(jié)晶B. Cu匚溶液CU(NQ)2溶液去CU(NQ)2XH2C晶體C. Fe燃FeQHFe2(SQ4)3溶液D. CaQCa(QH)2溶液Nat液NaQH溶液6解析：A項中，讓碳在空氣中燃燒生成產(chǎn)物CQ可行性差，經(jīng)濟上也不合理，步驟COt7CO多余，且要生成NS2CQ,NaOH需過量，因此CQ的量不好控制；B項中，雖然原理上可行，

11、但硝酸銀的價格太高， 經(jīng)濟上不合理；C項中Fe在氧氣中燃燒生成FaQ,原理上不正確；D項符合要求。答案：D點撥：本題是對物質(zhì)制備優(yōu)化路徑選擇的考查。物質(zhì)的制備過程要考慮反應(yīng)的科學(xué)性(能進行)、可行性(可控)、經(jīng)濟性(轉(zhuǎn)化率高，速度快)、安全(無污染等)。知識點2硫酸亞鐵銨的制備【例題2】 根據(jù)硫酸亞鐵銨的制備實驗，回答下列問題:(2)制得的晶體過濾后用無水乙醇洗滌而不用蒸餾水，根據(jù)是(3)_濃縮時能否蒸發(fā)至干，為什么？ _制取FeSO時，加入的Fe為什么要過量？ _。n(Fe)=m(Fe)m2(Fe)。進而可計算生成、FeSQ的物 m2陀5633mmX132=-。(2)洗滌莫爾鹽用無水乙醇，不

12、能用水。莫爾鹽不溶于乙14醇，但易溶于水，用無水乙醇可以除去水，易于干燥。(3)濃縮結(jié)晶莫爾鹽時要用小火加熱，加熱濃縮初期可輕微攪拌，但注意觀察晶膜，若有晶膜出現(xiàn)，則停止加熱，防止莫爾鹽失水。更不能蒸發(fā)至干，蒸干時溶液中的雜質(zhì)離子會被帶入晶體中，晶體可能會受熱分解或被氧化。(4)剩下一點鐵屑，可以還原氧化生成的Fe3*,保證Fe2+穩(wěn)定、 純凈地存在，減少產(chǎn)物中的Fe3+雜質(zhì)。“宀33mFemFe答案：(1)旦-丄(2)減少晶體在洗滌時的溶解(3)不能。因為蒸干時溶液中的雜質(zhì)離子會被帶入晶體中；蒸干時晶體會受熱分解 或被氧化防止Fe2+被氧化成Fe3+點撥：實驗要使硫酸亞鐵和硫酸銨之間的物質(zhì)的

13、量相等，關(guān)鍵之一是鐵屑的稱量要準確，因此兩次稱量鐵屑的質(zhì)量時要充分干燥，保證m(Fe)和m(Fe)準確；另外在過濾FeSQ溶液時要趁熱過濾，否則FeSQ在過濾時會析出，使得到的硫酸亞鐵減少。而硫酸銨的質(zhì)量是根 據(jù)m(Fe)m(Fe)計算得出的，如果FeSQ損失會使(NH2SQ的物質(zhì)的量偏大。,4腿峑練勻mSLT1 TANG LIAN XI GONG GUU1.按下列實驗方法制備氣體，合理而又實用的是()。C.亞硫酸鈉與濃硫酸反應(yīng)制備SQD.大理石與濃硫酸反應(yīng)制備CQ2.實驗室配制和保存硫酸亞鐵溶液， 應(yīng)采取的正確措施為()。1把蒸餾水煮沸，以趕走水中溶解的C22溶解時加入少量稀硝酸3加入少量還

14、原鐵粉，并充分振蕩加入(NH4)2SQ的質(zhì)量為用含m(Fe)、m(Fe)的代數(shù)式表示解析：(1)根據(jù)反應(yīng)掉的鐵的質(zhì)量m Fe質(zhì)的量。確定(NH02SQ質(zhì)量的方法：FeFeSO(NHSO, r(NH4)2SQ= 弋尸A.鋅粒與稀硝酸反應(yīng)制備H2B.將飽和氨水滴加到新制的生石灰上制NH84加入少量稀硫酸，并裝入棕色試劑瓶中A.B.C.D.3.某氯堿廠利用廢鐵皮制取凈水劑FeCb溶液，最合理的生產(chǎn)途徑是()。9A. Cl2廢鐵、咼溫FeCl3水 FeCb溶液B.Cl2H2,點燃Hci 水鹽酸廢鐵FeCl2溶液氯氣FeCb溶液C.Cl2H2，光照、HCI_水鹽酸廢鐵 FeCl2溶液氯氣FeCl3溶液4

15、某同學(xué)從CuSO溶液開始制CU(NQ)2晶體，設(shè)計了如下線路：CuSO溶液Fe Cu硝酸 Cu(NQ)2溶液深縮Cu(NO)26H2O,說明該方案的錯A誤之處及其原因_。試設(shè)計一個合理的方案：_ 。答案：1.BC解析：鋅粒與硝酸反應(yīng)不生成H2,只能生成氮的氧化物；由于CaO能與水反應(yīng)放出大量的熱且使溶液中溶劑減少，故可得到NH;大理石與濃硫酸反應(yīng)生成微溶的CaSO, CaSO覆蓋在大理石上，而使反應(yīng)停止。2.D解析：FeSO的配制和保存主要是抑制Fe2+的水解和防止Fe2+被氧化。3.B解析：A項中的高溫條件需要消耗大量能量，生成的FeCb固體可能混有Fe,加水后Fe與部分FeCb反應(yīng)會生成F

16、eCL,A錯誤；C項中 f 與Cb光照易發(fā)生爆炸，C錯誤；D項中除Hz與Cl2光照會發(fā)生爆炸外，鐵高溫燃燒會生成FesQ,D項錯誤。4.答案： 用Fe置換Cu易在Cu中混入Fe,從而使Cu(NQ)2溶液中混入Fe3十；用HNO和Cu反應(yīng)，易產(chǎn)生污染空氣的氮氧化物；濃縮時，Cu2+會因水解而得不到純凈的Cu(NO)26H2OCuSO溶液NaO溶液Cu(OH)2溶液硝酸Cu(NO)2溶液過濾Cu(NQ)26fO(其他合理答案也可)結(jié)晶解析：實驗設(shè)計及評價的要求是： 原理正確，方法簡單，操作方便，現(xiàn)象明顯， 產(chǎn)率高，誤差小，安全等。本題涉及的知識有：化學(xué)反應(yīng)關(guān)系、環(huán)境污染、Cu2+水解與晶體的獲得等。題中用CuSO與Fe反應(yīng)制金屬Cu,由于Fe與Cu均屬固體，故反應(yīng)后Cu中易混有鐵雜質(zhì)而使制出的Cu(NO)2溶液中混有Fe3+，故不妥，且Cu與HNO反應(yīng)時會產(chǎn)生2亠2亠污染空氣的氮氧化物；制得的Cu(NO)2溶液在濃縮過程中會因Cu的水解：Cu+2H2O-LCu(OH)2+2H+而得不到純凈的Cu(NO)26H2O。由于Cu