一周强化

一、一周知识概述

（一）、所讲内容及目的

1、了解制备实验方案的设计方法和要求；

2、运用铝和Al(OH)3的有关性质及盐类水解的知识评价Al(OH)3的制备实验方案并选择最佳方案；

3、掌握评价制备实验方案的原则和方法；

4、初步学会运用酯化反应和水解反应的原理。设计以苯甲酸为主要原料合成苯甲酸甲酯及其皂化反应的实验方案。

（二）、与前后周的衔接关系

　　本单元内容是在学生系统地学习了元素及其化合物的知识，化学三大理论的基础上对学生进行创新思维能力培养的一种全新尝试。目的是通过化学实验方案的设计使学生综合运用中学化学知识解决实际问题的能力，同时在解决实际问题的过程中，深入理解化学基本理论、基本实验技能及其基础知识从而达到提高创造思维的能力。本节知识是新教材全新特点的标志之一。

二、重点知识归纳及讲解

（一）、制备实验方案设计的原则

　1、无机物制备实验方案应遵循下列原则：

（1）原料廉价易得，用料最省即原料利用率高；

（2）所选用的实验装置或用品不复杂；

（3）实验操作简便安全，对环境不造成污染或污染较小。

　2、有机物制备实验方案应遵循下列原则：

（1）原料廉价易得用料最省；

（2）副反应、副产品少，反应时间短，产品易分离提纯；

（3）反应实验步骤少，实验操作方便安全。

（二）、氢氧化铝制备方案设计

【例】以铝屑、稀H2SO4、NaOH溶液、氨水为主要原料设计制备Al(OH)3的实验方案并评价该方案，然后选择最佳方案。

●设计方案一

1、原料：铝屑、稀H2SO4

2、制备化学反应方程式：

2Al＋3H2SO4(稀)＝Al2(SO4)3＋3H2↑

Al2(SO4)3＋6NaOH＝2Al(OH)3↓＋3Na2SO4

3、实验方案评价：

　　由于目标产物Al(OH)3具有两性，因此用NaOH溶液沉淀Al3＋，反应终点不易控制，因为Al(OH)3会溶于过量NaOH溶液而影响Al(OH)3的生成量。因Al(OH)3不溶于NH3·H2O，所以可用氨水代替NaOH溶液沉淀Al3＋。当在Al3＋液中滴入氨水至不再有沉淀析出时，可视为达到终点，即全部Al3＋转化为Al(OH)3。符合用料最省的原则。反应离子方程式为：

　　Al3＋＋3NH3·H2O＝Al(OH)3↓＋3NH4＋。

4、用料分析：每制备1mol Al(OH)3消耗3mol H＋和3mol OH－。

●设计方案二

1、原料：铝屑、浓NaOH溶液、稀H2SO4

2、制备化学反应方程式：

2Al＋2NaOH＋2H2O＝2NaAlO2＋3H2↑

2NaAlO2＋2H2O＋H2SO4＝Na2SO4＋2Al(OH)3↓

3、实验方案评价：

　　在用酸中和NaAlO2溶液中过量的碱并促使NaAlO2水解的同时，也存在着酸的用量问题，因Al(OH)3溶于过量的酸，而导至反应的终点难控制。

●设计方案三

1、原料：铝屑、稀H2SO4、浓NaOH溶液。

2、制备化学反应方程式：

　　

3、实验方案评价：

　　从反应中消耗的酸、碱的用量分析，每生成1mol Al(OH)3平均消耗3/4mol H＋和 3/4mol OH－。

　　经过综合比较判断、可以确定应采用设计方案三来制备Al(OH)3。其反应流程：

　　

（三）、以苯甲酸为主要原料，设计制取苯甲酸甲酯的实验方案

1、原料：苯甲酸、甲醇、浓H2SO4

2、反应化学方程式

　　

3、具体操作过程如下：

根据上述合成流程图回答下列问题：

（1）反应中加入的甲醇是过量的，其目的是什么？

（2）在园底烧瓶上为什么要安装冷疑管？

（3）反应完成后在冷却后的反应器（园底烧瓶）中加入25mL水的作用是什么？在锥形瓶中加入1g Na2CO3有何作用？

（4）必须查得苯甲酸甲酯的那一项物理常数，才能用蒸馏的方法从有机层中分离提纯苯甲酸甲酯？

A、密度1.0937g·cm－3　　　　　　　B、沸点199℃

C、熔点123℃　　　　　　 　　　　　D、折射率1.5205（15℃）

解析：

（1）、因为酯化反应是可逆反应，根据平衡移动的原理，增大反应物CH3OH的用量，使平衡向酯化反应的方向移动，有利于提高苯甲酸的转化率，有利于酯的生成。

（2）、加热过程中因有机物如CH3OH沸点较低易气化，苯甲酸易升华，为提高原料的利用率，故利用回流装置，即避免反应物的损失又保护环境不受污染。

（3）、便于分离出苯甲酸甲酯。在锥形瓶中加入1g Na2CO3的目的是检验目标产物中是否含有酸性物质（如催化剂硫酸，反应物苯甲酸等），若产生气体，说明含酸性杂质，反之，则不含酸性杂质。多余的Na2CO3固体，可用过滤的方法除去。漏斗中的棉花起过滤Na2CO3固体的作用。

（4）、B

三、典型例题

例1：1，2－二溴乙烷可作汽油抗爆剂的添加剂，常温下它是无色液体，密度 ，沸点131.4℃，熔点9.79℃，不溶于水，易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂。在实验室中可以用下图所示装置制备1，2－二溴乙烷。其中分液斗和烧瓶a中装有乙醇和浓硫酸的混合液，试管d中装有液溴（表面覆盖少量水）。

填写下列空白：

（1）写出本题中制备1，2－二溴乙烷的两个化学方程式__________。

（2）安全瓶b可以防止倒吸，并可以检查实验进行时试管d是否发生堵塞。请写出发生堵塞时瓶b中的现象。______________________________

（3）容器c中NaOH溶液作用是__________。

（4）某学生在做此实验时，使用一定量的液溴，当溴全部褪色时，所消耗乙醇和浓 混合液的量，比正常情况下超过许多。如果装置的气密性没有问题，试分析其可能的原因 ___________________________________________________。

选题角度：本题主要考查巧审题，细看图，快速解决综合实验题的能力

解析：

　　此题最大的难度是“安全瓶的作用”，但细分析当试管d堵塞时，实际上左边的气流相当于通入了洗瓶，即可把b瓶中的液体排入到直形管中。

　　答案：

（1）

　

（2）b中水面会下降，玻璃管中的水面上升甚至溢出。

（3）除去乙烯中带出的酸性气体（ ）。

（4）①乙烯发生（或通过液溴）速度过快。

②实验过程中，乙醇和浓 的混合液没有迅速升温至170℃。

点评：

　　以气体制取为主线的实验综合题是高考每年必考的热点，集填空、选择、简答、计算等题型于一体，图文结合，思考容量大，有较强的综合性。解题方法思路是：巧审题，明确实验的目的和原理；细看图，分析各项装置的作用；想过程，理清操作的先后顺序。 　　

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