制備實驗方案的設計（精選2篇）
制備實驗方案的設計 篇1
學習目標
1.掌握程序，方案書寫的格式、內容。
2.培養能根據物質制備原理制定實驗操作步驟、選擇實驗儀器裝置的能力，鞏固物質制備的實驗操作。
3.能夠對實驗方案進行科學的評價。
學習過程
一、自學探究
1. 讀課本P78第二段，回答下列問題
（1）在實驗室中用AlCl3溶液和NaOH溶液反應制備Al(OH)3， 若在NaOH溶液中滴加AlCl3溶液與在AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，現象有何不同，請填寫下表。
滴加試劑順序
現 象
離子反應方程式
NaOH溶液滴加AlCl3
AlCl3溶液滴加NaOH
（2）為使AlCl3完全轉化Al(OH)3，最好選用什么試劑代替NaOH，你由此例中，當設計物質制備方案時，應注意些什么問題？
2.[示例1課本78面]以鋁屑為原料制備Al(OH)3的實驗方案設計。
（1）下面是課本中制備Al(OH)3的三個方案，請寫出每個方案中的化學方程式或離子方程式，在括號內填寫所加試劑
方案一： ( ) （ ）
Al(OH)3
Al2(SO4)3溶液
鋁 屑
反應式①
②
方案二：
鋁屑
Al(OH)3
NaAlO2溶液
（ ） （ ）
① ②過濾、洗滌
反應式①
②
方案三
鋁 屑
鋁 屑
（ ）
Al(OH)3
① ③
鋁 屑
Al2(SO4)3
（ ） 過濾、洗滌
NaAlO2溶液
②
反應式
問題討論：
（1）為使鋁屑中的鋁全部轉化成Al(OH)3。方案三中① ②的鋁用量相同嗎?如果不同，兩者的比例應是多少？
（2）方案評價：三個方案中請填寫每生成1mol Al(OH)3所消耗的原料H2SO4和NaOH的物質的量列表如下：
方案
消耗H2SO4的物質的量
消耗NaOH的物質的量
方案一
方案二
方案三
從原料消耗和實驗操作的簡易性方面考慮，應選擇的方案是
2.閱讀課本P80頁以Al為原料制備Al(OH)3的實驗方案（有條件的學校，按實驗方案要求做實驗，并將實驗現象及數據填寫在課本相應的地方）回答下列問題：
（1）物質制備的實驗方案包括的項目一般有
（2）步驟1中用NaOH溶液洗滌鋁屑的原因是
________________________________________________________
將鋁屑分成等質量四份，其原因是
。
（3）步驟5中如何檢證Al(OH)3已洗滌干凈，請寫出操作步驟。
二、總結與評價
【總結】
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：①理論上要科學。②操作上要簡單可行。③原料用量要節約。④要環保，符合綠色化學原則。
【評價】
1.用以下三種途徑制取等質量的硝酸銅（1）銅跟濃硝酸反應（2）銅跟稀硝酸反應（3）銅跟氧氣反應生成氧化銅，氧化銅再跟硝酸反應。以下敘述正確的是（ ）。
A.三種途徑所消耗銅的物質的量相等
B.三種途徑所消耗硝酸的物質的量相等
C.三種途徑所消耗銅的物質的量：途徑（3）>途徑（1）>途徑（2）
D.所消耗的硝酸的物質的量是：途徑（1）>途徑（2）>途徑（3）
2.長期存放的亞硫酸鈉可能會被部份氧化，可通過實驗來測量某無水亞硫酸鈉的純度，某同學設計有如下幾步操作。
①稱量a克樣品，置于燒杯中
②加入足量蒸餾水，使樣品溶解。
③加入稀鹽酸、使溶液顯強酸性，再加過量的BaCl2溶液。
④過慮，用蒸餾水洗滌沉淀。
⑤加熱干燥沉淀物。
⑥將沉淀冷卻至室溫后，稱量。
⑦重復⑤﹑⑥操作直到合格，最后得到bg固體。
（1）本實驗是否能用Ba(NO3)2代替BaCl2？ 其理由是
_______________________________________________________________________。
（2）步驟③中加鹽酸使溶液呈強酸性的目是： 。
（3）步驟⑦中的合格標準是：
。
（4）實驗測得樣品中無水亞硫酸鈉的質量分數是 。
制備實驗方案的設計 篇2
第六單元 化學實驗方案的設計
第一節 制備實驗方案的設計
●教學目標
1.學習和了解制備實驗方案的設計方法和基本要求。
2.運用鋁以及氫氧化鋁的有關化學性質及相互轉化關系，以及強堿弱酸鹽和強酸弱堿鹽水解反應過程中的相互促進，評價選擇以鋁為原料制備氫氧化鋁的最佳途徑。
3.通過對以苯甲酸為原料，設計制備苯甲酸甲酯的實驗方案設計過程，進一步融會貫通酯化反應和水解反應的基本原理以及相互關系。
4.通過對最佳實驗方案的優選過程，調動學生積極參與教學過程的主體積極性，培養學生濃厚的學習興趣和正確的學習方法。
5.提高學生對知識的綜合運用能力，發展學生的整體思維水平，培養學生敢于創新的學習態度和科學的思維方法。
●教學重點
最佳制備實驗途徑的正確選擇。
實驗方案設計的基本格式和內容。
●教學難點
鋁的性質和氫氧化鋁的兩性，不同鹽類水解過程的相互促進。
酯化反應和水解反應的相互關系以及綜合應用。
●教學方法
回憶復習，比較選擇。
設計操作，評價總結。
●課時安排
二課時
第一課時：以鋁為原料制備氫氧化鋁的實驗方案的設計以及實驗操作。
第二課時，實驗方案設計的一般方法和基本內容，以苯甲酸為原料制備苯甲酸甲酯的方案設計。
●教學過程
第一課時
●教具準備
教具：投影儀、大屏幕、膠片等。
儀器：(學生實驗操作所用)燒杯、試管、量筒、玻璃棒、漏斗、托盤天平、鐵架臺、干燥器、石棉網、濾紙、酒精燈、膠頭滴管、ph試紙等。
藥品：(學生實驗操作所用)鋁屑、稀硫酸、蒸餾水、濃、稀naoh溶液、稀氨水、稀鹽酸、cucl2固體等。
［導入］化學是一門以實驗為基礎的學科，化學實驗方案的設計貫穿每一個化學實驗之始終。化學實驗方案的設計對于化學實驗具有至關重要的作用，有時甚至直接影響到一個實驗的成功與否。
［投影］教材插圖，居里夫婦正在做化學實驗以及球碳原子簇——c60等。
［說明］投影之同時，簡介章序言之有關內容，說明實驗方案設計的重要性。
［講述］因此，每一個化學實驗在實驗操作之前，均要根據該實驗的目的和要求，綜合運用相關知識和已有實驗基本技能，對實驗過程進行總體的設計與規劃，此即為化學實驗方案的設計。
［板書］第六單元 化學實驗方案的設計
［過渡］化學實驗種類繁多，不同的化學實驗其實驗方案的設計當有不同，制備實驗方案設計為最基本的化學實驗，本節課我們將以鋁為原料，來對氫氧化鋁的制備方案進行設計。
［板書］第一節 制備實驗方案的設計
一、以鋁為原料制備al(oh)3實驗方法的選擇
［講述］對于鋁及其重要化合物的性質，我們之前已有過系統的學習和了解。
［想一想］鋁有哪幾種主要的化合物？
［答］鋁之重要化合物主要有：al2o3、al(oh)3及鋁鹽。
［師］請大家分組討論并總結出鋁及其化合物的重要性質。
［學生討論］教師巡視。
［提問］部分同學回答，其他同學質疑、補充后師生共同總結。
［投影］鋁及重要化合物的主要性質：
1.鋁的主要化學性質：
①可和某些非金屬反應。如：
4al＋3o2 2al2o3;2al＋3cl2 2alcl3
②可和某些稀酸溶液反應。如：
2al＋6h＋===2al3＋＋3h2↑
③可和某些強堿溶液反應。如：
2al＋2naoh＋2h2o===2naalo2＋3h2↑
④可和某些氧化物反應。如：
2al＋fe2o3 2fe＋al2o3
2.al2o3的主要化學性質：
①可和某些強酸溶液反應。如：
al2o3＋6h＋===2al3＋＋3h2o
②可和某些堿溶液反應。如：
al2o3＋2oh－===2alo ＋h2o
3.al(oh)3之主要化學性質。如：
①可和某些酸溶液反應。如：
al(oh)3＋3h＋===al3＋＋3h2o
②可和某些強堿溶液反應。如：
al(oh)3＋oh－===alo ＋2h2o
［問題］根據上述信息歸納，鋁鹽主要有哪幾種，其水溶液各有什么特點？
［學生討論］之后提問總結。
［總結］鋁鹽的存在方式主要有兩種：一為鋁鹽，如alcl3等。鋁鹽一般為強酸弱堿鹽，其水溶液會因al3＋水解而略顯酸性；另一稱為偏鋁酸鹽，如naalo2等。偏鋁酸鹽一般為強堿弱酸鹽，其水溶液會因alo 水解而略顯堿性。
［學生練習］部分學生板演：請寫出以上alcl3和naalo2兩種鹽水溶液中發生水解反應的離子反應方程式。
［想一想］如果我們將上述兩種鹽溶液，即alcl3和naalo2的水溶液混合會有怎樣的現象與結果？
［學生討論］教師巡視。可據情況做適當的提示。
［提問］部分同學回答，其他同學可質疑補充。
［總結］alcl3即鋁鹽水溶液因al3＋水解而會使其略顯酸性：
al3＋＋3h2o al(oh)3＋3h＋
naalo2即偏鋁酸鹽水溶液因alo 水解而會使其溶液略顯堿性：
alo ＋2h2o al(oh)3＋oh－
當將其二者混合以后，會因為二者水解后溶液所呈現酸、堿性(弱)不同，相互中和，從而使上述兩個水解平衡不斷向著水解方向移動，直到水解完全，有白色膠狀的al(oh)3難溶物產生。
［投影］
鋁鹽溶液：al3＋＋3h2o al(oh)3＋3h＋
偏鋁酸鹽溶液：alo ＋2h2o al(oh)3＋oh－
將鋁鹽和偏鋁酸鹽溶液相互混合：al3＋＋3alo ＋6h2o===4al(oh)3↓
［講述］對于任何化學物質，結構決定性質，性質反映結構。同時，其性質也決定著其在自然界的存在方式和實驗室制取方法。下面，請同學們運用上述信息，思考實驗室以純凈的鋁屑為原料，可通過哪些途徑制得產物al(oh)3。
［板書］
一、以鋁為原料制備氫氧化鋁
1.可能制取途徑的推測：
［學生討論］教師巡回參與，以為后面的講評收集信息，作好準備工作。
［提問］下面，請以各小組為單位選派一名代表敘述你們所選擇的制備方法。
［學生回答］略。(對于學生選擇的各種方法，如明顯不合理或有錯誤之處的，教師可做適當的點評后予以舍棄，其他制備方法可予以保留)
［過渡］經過討論，我們得出了許多的制備方法，這些方法，我們可將其總結為以下這么幾個類型。
［實物投影］(邊書寫邊投影)
［講評］同學們對制備方法的選擇都各有自己的想法，很好。說明同學們對鋁及其化合物的性質都非常熟悉，并且能夠綜合應用。但是，通往目的地的道路可能會有千萬條，但肯定會有優劣之分。
［議一議］上述所有的這些實驗方法，各有什么所長和所短，哪一些或哪一個制備方法更加合理。
［板書］2.可能實驗方案的選擇。
［學生討論］教師巡視，收集信息。
［提問］請同學們回答自己的選擇，并能夠對舍棄的方案加以簡單的點評。
［學生回答后，教師總結］通過討論、分析，同學們大都選擇了可能制備方法中的4、5、6，而排除了1、2、3。
［問］為何對1、2、3的方法進行了排除？
［答］方法1中，氧氣的制取過程比較麻煩，實驗步驟較多；方法2中，氯氣的制取過程同樣較為麻煩，步驟多，且氯氣還有毒性，操作中可能會有危險發生及污染環境；方法3中反應可能會不完全，過程難于控制。
［講評］很好。通過上述分析和篩選，同學們比較傾向于方案4、5、6的制備方法，哪么，對于這幾個方法我們有沒有可能優中選優。對此，光有理論上的分析不夠，下面，請同學們根據你所選擇的方法進行實驗驗證，并最終得出實驗結論。
［板書］3.可能實驗方案的實驗驗證。
［學生實驗］根據同學們自己的選擇，將學生分為三個實驗小組，分別進行實驗。
［說明］1.為節省時間，學生實驗所用的儀器藥品需課前準備妥當。
2.每個小組所用反應試劑如鋁屑質量要相等，所用酸、堿濃度亦要相同。
3.提示學生在實驗操作過程中對所用酸、堿強、弱的選擇。也可對強、弱做對照實驗。
4.要求學生記錄實驗過程中所選各試劑的用量及實驗現象。
5.實驗結束后要求學生對實驗結果進行分析，并將結果換算成：制取1 mol al(oh)3時各試劑的用量。
［提問］同學們的實驗均已結束，下面，請各實驗小組選代表敘述自己的實驗過程、實驗現象以及實驗結論。
［學生回答后師生共同總結］
對于方法4，在得到al3＋將其沉淀al(oh)3時，有兩種辦法可以采用：加入強堿naoh溶液，其優點是沉淀速率較快，缺點是對naoh溶液的加入量難以控制，所以排除此法，而選用弱堿稀氨水。
對于方法5：在得到alo 要使其在酸化條件下沉淀得到al(oh)3。同樣存在兩個途徑：一是加入強酸如稀鹽酸，但缺點也是加入的量難于控制；另一為通入新制備的二氧化碳，但二氧化碳的制備會使整個實驗操作過程過于繁瑣。
對于方法6：不存在酸、堿強、弱之選擇與用量問題，整個實驗操作過程簡單而且容易操作與控制。
［講述］通過上述分析，我們用實驗過程的步驟繁瑣與否及是否易于操作，對三個方法進行了選擇，得出方法6較為合理，這個選擇過程即為實驗方案設計的基本要求。
［問］以上三種方法中，對于酸堿的用量情況又如何？
［學生回答后投影］
［投影］
［板書］4.最佳實驗方案
［講評］通過實驗步驟的多少與實驗過程的控制，我們在上邊選擇了方法6，通過上表中生成等物質的量的al(oh)3時，所耗酸、堿的物質的量，方法6之用量最少，這也是實驗方案設計的一條基本原理，所以，我們最終選擇方法6為本實驗的最佳制備方案。
［課時小結］本節課，我們通過對al及其重要化合物性質的回憶與復習，并對可能的制備方法進行了分析推測，最后又通過實驗驗證以及對各方法之驗證結果，進行了分析比較，從而最終選定了最佳制備al(oh)3的實驗方案。
［課后作業］
1.回憶運用方法6對al(oh)3的操作制備過程，并將具體的操作過程即實驗步驟按序用文字表述。
2.根據上述實驗步驟，試對實驗過程中所用儀器和藥品進行選擇。
3.完成制備方案中所涉及的有關化學反應方程式。
板書設計
第六單元 化學實驗方案的設計
第一節 制備實驗方案之設計
一、以鋁為原料制備al(oh)3實驗方法的選擇
1.可能制取途徑的推測。
2.可能實驗方案的選擇。
3.可能實驗方案的實驗驗證。
4.最佳實驗方案。
●教學說明
1.化學實驗方案學生在之前的許多分組實驗中有過多次接觸，但對實驗方案的新手設計還是第一次，所以，本課時的教學宜慢忌快，以留給學生較多的進入時間。
2.實驗方案的設計，重在實驗原理即實驗途徑的選擇，學生對此可能會有多種選擇。無論對何種方案，教師均應予以點評比較，以使學生了解設計過程的基本要求。
3.最佳實驗方案的選擇是本課時的關鍵，要明確告訴學生選擇和舍棄的原因。