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1、第六单元 化学实验方案的设计6.1 制备实验方案的设计教学目标1.学习和了解制备实验方案的设计方法和根本要求。2.运用铝以及氢氧化铝的有关化学性质及相互转化关系，以及强碱弱酸盐和强酸弱碱盐水解反响过程中的相互促进，评价选择以铝为原料制备氢氧化铝的最正确途径。3.通过对以苯甲酸为原料，设计制备苯甲酸甲酯的实验方案设计过程，进一步融会贯穿酯化反响和水解反响的根本原理以及相互关系。4.通过对最正确实验方案的优选过程，调动学生积极参与教学过程的主体积极性，培养学生浓厚的学习兴趣和正确的学习方法。5.提高学生对知识的综合运用能力，开展学生的整体思维水平，培养学生敢于创新的学习态度和科学的思维方法。教学重
2、点最正确制备实验途径的正确选择。实验方案设计的根本格式和内容。教学难点铝的性质和氢氧化铝的两性，不同盐类水解过程的相互促进。酯化反响和水解反响的相互关系以及综合应用。教学方法回忆复习，比较选择。设计操作，评价总结。课时安排二课时第一课时：以铝为原料制备氢氧化铝的实验方案的设计以及实验操作。第二课时，实验方案设计的一般方法和根本内容，以苯甲酸为原料制备苯甲酸甲酯的方案设计。教学过程第一课时教具准备教具：投影仪、大屏幕、胶片等。仪器：(学生实验操作所用)烧杯、试管、量筒、玻璃棒、漏斗、托盘天平、铁架台、枯燥器、石棉网、滤纸、酒精灯、胶头滴管、pH试纸等。药品：(学生实验操作所用)铝屑、稀硫酸、蒸馏
3、水、浓、稀NaOH溶液、稀氨水、稀盐酸、CuCl2固体等。导入化学是一门以实验为根底的学科，化学实验方案的设计贯穿每一个化学实验之始终。化学实验方案的设计对于化学实验具有至关重要的作用，有时甚至直接影响到一个实验的成功与否。投影教材插图，居里夫妇正在做化学实验以及球碳原子簇C60等。说明投影之同时，简介章序言之有关内容，说明实验方案设计的重要性。讲述因此，每一个化学实验在实验操作之前，均要根据该实验的目的和要求，综合运用相关知识和已有实验根本技能，对实验过程进行总体的设计与规划，此即为化学实验方案的设计。板书第六单元 化学实验方案的设计过渡化学实验种类繁多，不同的化学实验其实验方案的设计当有不
4、同，制备实验方案设计为最根本的化学实验，本节课我们将以铝为原料，来对氢氧化铝的制备方案进行设计。板书第一节 制备实验方案的设计一、以铝为原料制备Al(OH)3实验方法的选择讲述对于铝及其重要化合物的性质，我们之前已有过系统的学习和了解。想一想铝有哪几种主要的化合物答铝之重要化合物主要有：Al2O3、Al(OH)3及铝盐。师请大家分组讨论并总结出铝及其化合物的重要性质。学生讨论教师巡视。提问局部同学答复，其他同学质疑、补充后师生共同总结。投影铝及重要化合物的主要性质：1.铝的主要化学性质：可和某些非金属反响。如：4Al3O22Al2O3;2Al3Cl22AlCl3可和某些稀酸溶液反响。如：2Al
5、6H=2Al33H2可和某些强碱溶液反响。如：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2可和某些氧化物反响。如：2AlFe2O32FeAl2O32.Al2O3的主要化学性质：可和某些强酸溶液反响。如：Al2O36H=2Al33H2O可和某些碱溶液反响。如：Al2O32OH=2AlOH2O3.Al(OH)3之主要化学性质。如：可和某些酸溶液反响。如：Al(OH)33H=Al33H2O可和某些强碱溶液反响。如：Al(OH)3OH=AlO2H2O问题根据上述信息归纳，铝盐主要有哪几种，其水溶液各有什么特点学生讨论之后提问总结。总结铝盐的存在方式主要有两种：一为铝盐，如AlCl3等。铝盐一般为强酸
6、弱碱盐，其水溶液会因Al3水解而略显酸性；另一称为偏铝酸盐，如NaAlO2等。偏铝酸盐一般为强碱弱酸盐，其水溶液会因AlO水解而略显碱性。学生练习局部学生板演：请写出以上AlCl3和NaAlO2两种盐水溶液中发生水解反响的离子反响方程式。想一想如果我们将上述两种盐溶液，即AlCl3和NaAlO2的水溶液混合会有怎样的现象与结果学生讨论教师巡视。可据情况做适当的提示。提问局部同学答复，其他同学可质疑补充。总结AlCl3即铝盐水溶液因Al3水解而会使其略显酸性：Al33H2OAl(OH)33HNaAlO2即偏铝酸盐水溶液因AlO水解而会使其溶液略显碱性：AlO2H2OAl(OH)3OH当将其二者混
7、合以后，会因为二者水解后溶液所呈现酸、碱性(弱)不同，相互中和，从而使上述两个水解平衡不断向着水解方向移动，直到水解完全，有白色胶状的Al(OH)3难溶物产生。投影铝盐溶液：Al33H2OAl(OH)33H偏铝酸盐溶液：AlO2H2OAl(OH)3OH将铝盐和偏铝酸盐溶液相互混合：Al33AlO6H2O=4Al(OH)3讲述对于任何化学物质，结构决定性质，性质反映结构。同时，其性质也决定着其在自然界的存在方式和实验室制取方法。下面，请同学们运用上述信息，思考实验室以纯洁的铝屑为原料，可通过哪些途径制得产物Al(OH)3。板书一、以铝为原料制备氢氧化铝1.可能制取途径的推测：学生讨论教师巡回参与
8、，以为后面的讲评收集信息，作好准备工作。提问下面，请以各小组为单位选派一名代表表达你们所选择的制备方法。学生答复略。(对于学生选择的各种方法，如明显不合理或有错误之处的，教师可做适当的点评后予以舍弃，其他制备方法可予以保存)过渡经过讨论，我们得出了许多的制备方法，这些方法，我们可将其总结为以下这么几个类型。实物投影(边书写边投影)讲评同学们对制备方法的选择都各有自己的想法，很好。说明同学们对铝及其化合物的性质都非常熟悉，并且能够综合应用。但是，通往目的地的道路可能会有千万条，但肯定会有优劣之分。议一议上述所有的这些实验方法，各有什么所长和所短，哪一些或哪一个制备方法更加合理。板书2.可能实验方
9、案的选择。学生讨论教师巡视，收集信息。提问请同学们答复自己的选择，并能够对舍弃的方案加以简单的点评。学生答复后，教师总结通过讨论、分析，同学们大都选择了可能制备方法中的4、5、6，而排除了1、2、3。问为何对1、2、3的方法进行了排除答方法1中，氧气的制取过程比较麻烦，实验步骤较多；方法2中，氯气的制取过程同样较为麻烦，步骤多，且氯气还有毒性，操作中可能会有危险发生及污染环境；方法3中反响可能会不完全，过程难于控制。讲评很好。通过上述分析和筛选，同学们比较倾向于方案4、5、6的制备方法，哪么，对于这几个方法我们有没有可能优中选优。对此，光有理论上的分析不够，下面，请同学们根据你所选择的方法进行
10、实验验证，并最终得出实验结论。板书3.可能实验方案的实验验证。学生实验根据同学们自己的选择，将学生分为三个实验小组，分别进行实验。说明1.为节省时间，学生实验所用的仪器药品需课前准备妥当。2.每个小组所用反响试剂如铝屑质量要相等，所用酸、碱浓度亦要相同。3.提示学生在实验操作过程中对所用酸、碱强、弱的选择。也可对强、弱做对照实验。4.要求学生记录实验过程中所选各试剂的用量及实验现象。5.实验结束后要求学生对实验结果进行分析，并将结果换算成：制取1 mol Al(OH)3时各试剂的用量。提问同学们的实验均已结束，下面，请各实验小组选代表表达自己的实验过程、实验现象以及实验结论。学生答复后师生共同
11、总结对于方法4，在得到Al3将其沉淀Al(OH)3时，有两种方法可以采用：参加强碱NaOH溶液，其优点是沉淀速率较快，缺点是对NaOH溶液的参加量难以控制，所以排除此法，而选用弱碱稀氨水。对于方法5：在得到AlO要使其在酸化条件下沉淀得到Al(OH)3。同样存在两个途径：一是参加强酸如稀盐酸，但缺点也是参加的量难于控制；另一为通入新制备的二氧化碳，但二氧化碳的制备会使整个实验操作过程过于繁琐。对于方法6：不存在酸、碱强、弱之选择与用量问题，整个实验操作过程简单而且容易操作与控制。讲述通过上述分析，我们用实验过程的步骤繁琐与否及是否易于操作，对三个方法进行了选择，得出方法6较为合理，这个选择过程
12、即为实验方案设计的根本要求。问以上三种方法中，对于酸碱的用量情况又如何学生答复后投影投影板书4.最正确实验方案讲评通过实验步骤的多少与实验过程的控制，我们在上边选择了方法6，通过上表中生成等物质的量的Al(OH)3时，所耗酸、碱的物质的量，方法6之用量最少，这也是实验方案设计的一条根本原理，所以，我们最终选择方法6为本实验的最正确制备方案。课时小结本节课，我们通过对Al及其重要化合物性质的回忆与复习，并对可能的制备方法进行了分析推测，最后又通过实验验证以及对各方法之验证结果，进行了分析比较，从而最终选定了最正确制备Al(OH)3的实验方案。课后作业1.回忆运用方法6对Al(OH)3的操作制备过
13、程，并将具体的操作过程即实验步骤按序用文字表述。2.根据上述实验步骤，试对实验过程中所用仪器和药品进行选择。3.完成制备方案中所涉及的有关化学反响方程式。板书设计 第六单元 化学实验方案的设计第一节 制备实验方案之设计一、以铝为原料制备Al(OH)3实验方法的选择1.可能制取途径的推测。2.可能实验方案的选择。3.可能实验方案的实验验证。4.最正确实验方案。教学说明1.化学实验方案学生在之前的许多分组实验中有过屡次接触，但对实验方案的新手设计还是第一次，所以，本课时的教学宜慢忌快，以留给学生较多的进入时间。2.实验方案的设计，重在实验原理即实验途径的选择，学生对此可能会有多种选择。无论对何种方案，教师均应予以点评比较，以使学生了解设计过程的根本要求。3.最正确实验方案的选择是本课时的关键，要明确告诉学生选择和舍弃的原因。
