100613设计以铝屑为原料制备氢氧化铝的实验方案

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设计以铝屑为原料制备氢氧化铝的实验方案〖引入设问〗以Al屑为原料制备Al(OH)3有哪些方案(或途径)?〖交流讨论〗引导学生联系Al和Al(OH)3相关知识,分组交流讨论,并适当点拨。〖互动归纳〗引导学生归纳制备的方法,师生交流互动,分析制备的途径,形成制备的三个方案。〖示例投影〗设计以铝屑为原料制备氢氧化铝的实验方案。方案一:用稀硫酸跟Al屑反应,使Al转化为含Al3+的溶液,再用NaOH溶液(或氨水)使Al(OH)3沉淀析出,再将得到的沉淀洗涤,即可得到Al(OH)3。化学方程式:2Al+3H2SO4(稀)=Al2(SO4)3+3H2↑Al2(SO4)3+6NaOH=2Al(OH)3↓+3Na2SO4[或Al2(SO4)3+6NH3•H2O=2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4]方案二:用Al屑跟NaOH浓溶液反应,再用稀硫酸中和过量的碱液,并促使[Al(OH)4]-水解,得到Al(OH)3沉淀,再将得到的沉淀洗涤,即可得到Al(OH)3。化学方程式:2Al+2NaOH+2H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑2Na[Al(OH)4]+H2SO4=2Al(OH)3↓+Na2SO4+2H2O2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O方案三:用Al屑分别跟稀硫酸和NaOH浓溶液反应,然后将得到的含Al3+的溶液和含[Al(OH)4]-的溶液混合,过滤,再将得到的沉淀洗涤,即可得到Al(OH)3。化学方程式:2Al+3H2SO4(稀)=Al2(SO4)3+3H2↑2Al+2NaOH+2H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑Al2(SO4)3+6Na[Al(OH)4]=8Al(OH)3↓+3Na2SO4〖课堂训练〗学生书写上述反应的离子方程式。〖交流讨论〗引导学生联系Al(OH)3的性质,师生交流讨论,共同对上述三个方案进行评价,总结的方案可行性。得出:方案一用NaOH难于控制终点,从可行性考虑应采用氨水;方案二存在酸过量的可能,但可通过调节pH的方法解决;方案三也存在酸、碱过量的问题,但可在最后通过调节pH的方法解决。〖表格投影〗铝屑为原料制备氢氧化铝实验方案的原料用量比较方案生成1mol消耗H+或OH-的物质的量(mol)消耗H+消耗OH-方案一:2Al+6H+=2Al3++3H2↑Al3++3OH-=Al(OH)3↓Al~Al3+~Al(OH)333方案二:2Al+2OH-+2H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑[Al(OH)4]-+H+=Al(OH)3↓+H2OAl~[Al(OH)4]-~Al(OH)311方案三:2Al+6H+=2Al3++3H2↑2Al+2OH-+2H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑Al3++3[Al(OH)4]-=4Al(OH)3↓0.750.75实验方案的设计的原则:科学性原则、节约性原则、安全性原则和环保性原则。实验方案设计的一般思路:可能途径→优化选择→拟定步骤→具体方案(科学合理)(综合评价)(周密严谨)(全面细致)制备氢氧化铝的实验方案的具体内容:1.实验名称2.实验目的3.实验原理4.实验用品5.实验步骤6.实验现象记录及结果处理7.问题和讨论☆实验名称:以铝为原料制备Al(OH)3☆实验目的:①分析评价制备Al(OH)3的最佳条件;②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和NaAlO2溶液,将铝盐溶液和偏铝酸盐溶液混合过滤,再将得到的沉淀洗涤,即可得到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、pH试纸、滤纸、剪刀、火柴、铝屑、稀硫酸、稀NaOH溶液、浓NaOH溶液、蒸馏水。☆实验步骤:①在烧杯1中加入50mL稀NaOH溶液,再加入足量铝屑,给溶液稍加热1~2分钟后取出,用蒸馏水把铝屑洗涤干净,称量铝屑的质量,设为m1,将铝屑分为四份,备用。②在烧杯2中放入1份铝,再加入适量稀硫酸,使铝屑完全溶解。③在烧杯3中放入3份铝,再加入适量浓NaOH溶液,使铝屑完全溶解。④将烧杯2和烧杯3中的溶液混合,将沉淀过滤。⑤将所得沉淀转移到烧杯中,用热蒸馏水洗涤3次,再过滤、洗涤,至溶液的pH值为7~8。⑥过滤,干燥,得到Al(OH)3固体。⑦用托盘天平称量所得Al(OH)3固体的质量为m2,计算出产率。☆实验现象记录及结果处理①实验现象(略)②实验结果处理铝屑的质量(m1)氢氧化铝的质量(m2)氢氧化铝的理论产量(m3)产率计算公式本实验Al(OH)3的产率☆问题和讨论

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