1、人教版高中化学选修人教版高中化学选修6 配套精品完整课件配套精品完整课件 2020年年9月月18日星期五日星期五 虎山中学虎山中学 高二化学备课组高二化学备课组 第一单元第一单元 从实验走进化学从实验走进化学 课题一课题一 实验化学起步实验化学起步 一一 实验化学的目标、内容与学习方法实验化学的目标、内容与学习方法 1、实验化学的目标、实验化学的目标 2、实验化学的内容、实验化学的内容 3、实验化学的学习方法、实验化学的学习方法 三个环节三个环节 (1)预习)预习 (2)实验)实验 (3)完成实验报告)完成实验报告 二二 保证实验安全保证实验安全 1、可能造成的伤害、可能造成的伤害 2、科学实
2、验工作者必须遵循的基本原则、科学实验工作者必须遵循的基本原则 3、安全警示图标、安全警示图标 三三 实验成功的关键实验成功的关键 控制好实验条件控制好实验条件控制一些条件不变,控制一些条件不变, 研究某一因素对反应影响的实验方法已经成研究某一因素对反应影响的实验方法已经成 为最常用的一种科学方法。为最常用的一种科学方法。 实验方案设计与记录实验方案设计与记录 科学探究科学探究 设法控制实验条件,制备较纯净的设法控制实验条件,制备较纯净的Fe(OH)2白色沉淀。白色沉淀。 问题与讨论问题与讨论 四、实验四、实验1-1 蓝瓶子实验蓝瓶子实验 (1)比较探究溶液酸碱性对亚甲基蓝与葡萄糖反)比较探究溶
3、液酸碱性对亚甲基蓝与葡萄糖反 应的影响。应的影响。 (2)本实验主要探究了浓度、温度以及溶液的碱)本实验主要探究了浓度、温度以及溶液的碱 性对葡萄糖还原亚甲基蓝反应的影响。还可以设计性对葡萄糖还原亚甲基蓝反应的影响。还可以设计 在酸性条件下,以及碱性的强弱,温度的高低等不在酸性条件下,以及碱性的强弱,温度的高低等不 同条件对该反应的影响。同条件对该反应的影响。 1、弄清亚甲基蓝的变色机理,现通过“蓝瓶子”实验来证明。即同等条件、弄清亚甲基蓝的变色机理,现通过“蓝瓶子”实验来证明。即同等条件 下在不同的糖溶液中加入亚甲基蓝试剂,“振荡下在不同的糖溶液中加入亚甲基蓝试剂,“振荡静置”,得出下表结论
4、。静置”,得出下表结论。 配制的各种糖 的“蓝瓶子” “振荡静置” 过程中是否有 “蓝色无色” 转变 “蓝色无色” 转变过程所需时 间(s) 1 可溶性淀粉 2 蔗糖 3 果糖 4 葡萄糖 5 麦芽糖 无 无 有 有 有 105 6050 11070 查找资料得知,亚甲基蓝的变色机理如图所示:查找资料得知,亚甲基蓝的变色机理如图所示: 思考与练习思考与练习 蓝瓶子实验蓝瓶子实验 请回答下列问题:请回答下列问题: (1)“蓝瓶子”实验得出的结论)“蓝瓶子”实验得出的结论 _。 (2) 以葡萄糖为例说明亚甲基蓝的变色原理是:以葡萄糖为例说明亚甲基蓝的变色原理是: _。 (3) 做“蓝瓶子”实验时,
5、为什么容器不能密闭?做“蓝瓶子”实验时,为什么容器不能密闭? _。 (4) 通过“蓝瓶子”实验和亚甲基蓝变色原理的分析,通过“蓝瓶子”实验和亚甲基蓝变色原理的分析, 你认为亚甲基蓝试剂在物质鉴别中有何新的用途?你认为亚甲基蓝试剂在物质鉴别中有何新的用途? _ 。 容器内才能进入空气,提供氧化剂氧气。容器内才能进入空气,提供氧化剂氧气。 检验和鉴别氧化性和还原性物质的存在检验和鉴别氧化性和还原性物质的存在 使用不同的糖,亚甲基蓝的振荡周期不同。使用不同的糖,亚甲基蓝的振荡周期不同。 2、蓝瓶子实验操作步骤如下:、蓝瓶子实验操作步骤如下: 如图示在如图示在250mL锥形瓶中,依次加入锥形瓶中,依次
6、加入2 g NaOH、 100 mL H2O和和3 g葡萄糖,搅拌溶解后,再加入葡萄糖,搅拌溶解后,再加入35 滴滴0.2%的亚甲基蓝溶液,振荡混合液呈现蓝色;的亚甲基蓝溶液,振荡混合液呈现蓝色; 塞紧橡皮塞(活塞塞紧橡皮塞(活塞a、b关闭),将溶液静置,溶关闭),将溶液静置,溶 液变为无色;液变为无色; 再打开瓶塞,振荡,再打开瓶塞,振荡, 溶液又变为蓝色;溶液又变为蓝色; 再塞紧橡皮塞,再塞紧橡皮塞, 将溶液静置,溶液将溶液静置,溶液 又变为无色。又变为无色。 以上、可重以上、可重 复多次。复多次。 试回答下列问题:试回答下列问题: 某学生将起初配得的蓝色溶液分装在某学生将起初配得的蓝色溶
7、液分装在A、B两支试管两支试管 中(如上图,中(如上图,A试管充满溶液,试管充满溶液,B中有少量溶液),塞中有少量溶液),塞 上橡皮塞静置片刻,两溶液均显无色。若再同时振荡上橡皮塞静置片刻,两溶液均显无色。若再同时振荡A、 B试管,能显蓝色的是试管,能显蓝色的是_(填“(填“A”或“或“B”)。)。 B 若塞紧锥形瓶塞并打开活塞若塞紧锥形瓶塞并打开活塞a、b,通入足量氢气后,通入足量氢气后, 再关闭活塞再关闭活塞a、b并振荡,溶液能否由无色变为蓝色并振荡,溶液能否由无色变为蓝色 _(填“能”或“不能”);若塞紧锥形瓶塞并(填“能”或“不能”);若塞紧锥形瓶塞并 打开打开a、b通入足量氧气,溶液
8、能否由无色变为蓝色通入足量氧气,溶液能否由无色变为蓝色 _ _(填“能”或“不(填“能”或“不 能”)。能”)。 上述转化过程中,葡萄糖的作用是上述转化过程中,葡萄糖的作用是_,亚甲,亚甲 基蓝的作用基蓝的作用_; 上述实验中葡萄糖也可用鲜橙汁(其中含丰富维生素上述实验中葡萄糖也可用鲜橙汁(其中含丰富维生素 C)代替,这是因为维生素)代替,这是因为维生素C具有具有_; 该实验中、操作能否无限次重复进行该实验中、操作能否无限次重复进行_ (填“能”或“不能”),理由是(填“能”或“不能”),理由是 _ _ 不能不能 表面的溶液表面的溶液 能,且所需时间较长。能,且所需时间较长。 还原剂还原剂 氧
9、化剂氧化剂 较强的还原性较强的还原性 不能不能 因为葡萄糖在重复多次后可能被完全消耗,这时再因为葡萄糖在重复多次后可能被完全消耗,这时再 重复已不会发生颜色变化。重复已不会发生颜色变化。 一、绿色化学一、绿色化学 一种新的化学理念一种新的化学理念 1.1.绿色化学的诞生绿色化学的诞生 从从19601960起,化学农药的污染问题被提出来,起,化学农药的污染问题被提出来, 人们开始注意到人口的急剧增加,工业的高度发人们开始注意到人口的急剧增加,工业的高度发 达,资源的极度消耗,污染的日益严重,使人类达,资源的极度消耗,污染的日益严重,使人类 不得不面对严重的环境危机。当今世界各国生产不得不面对严重
10、的环境危机。当今世界各国生产 使用着约十万种化学品。仅美国化学工业每年就使用着约十万种化学品。仅美国化学工业每年就 要排放约三十亿吨化学废弃物,其中进入大气的要排放约三十亿吨化学废弃物,其中进入大气的 约约60%60%,土壤,土壤10%10%,表面水系,表面水系10%10%和地下和地下20% .20% . 这些问题不但影响一个国家的经济发展,这些问题不但影响一个国家的经济发展, 而且对环境造成的危害将对全人类自身的而且对环境造成的危害将对全人类自身的 健康甚至是生存都造成了严重的威胁。解健康甚至是生存都造成了严重的威胁。解 决问题的办法初期主要以治理为主,但这决问题的办法初期主要以治理为主,但
11、这 些办法效果有限,费用昂贵。在积累了些办法效果有限,费用昂贵。在积累了3030 年治理污染的经验后,人们提出了污染预年治理污染的经验后,人们提出了污染预 防这一新的概念,最后美国环保局提出了防这一新的概念,最后美国环保局提出了 “绿色化学”这一“新化学婴儿”。“绿色化学”这一“新化学婴儿”。 2.2.什么是绿色化学什么是绿色化学? ? 绿色化学又称环境友好化学或清洁化学,是绿色化学又称环境友好化学或清洁化学,是 从源头上防止污染产生或化学过程对环境的负面从源头上防止污染产生或化学过程对环境的负面 影响降低到最低程度的化学。理想的绿色技术应影响降低到最低程度的化学。理想的绿色技术应 采用具有一
12、定转化率的高选择性化学反应来生产采用具有一定转化率的高选择性化学反应来生产 目的产品,不生成或很少生成副产品或废物,实目的产品,不生成或很少生成副产品或废物,实 现或接近废物的现或接近废物的 零排放零排放 过程。化学工艺过程中过程。化学工艺过程中 使用无毒无害原料、溶剂和催化剂。使用无毒无害原料、溶剂和催化剂。 3.3.绿色化学的最大特点绿色化学的最大特点 绿色化学的最大特点在于它是在始端就采用绿色化学的最大特点在于它是在始端就采用 实现污染预防的科学手段,因而过程和终端均为实现污染预防的科学手段,因而过程和终端均为 零排放或零污染。显然,绿色化学技术不是去对零排放或零污染。显然,绿色化学技术
13、不是去对 终端或生产过程的污染进行控制或处理。所以绿终端或生产过程的污染进行控制或处理。所以绿 色化学技术根本区别于色化学技术根本区别于 三废处理三废处理 ,后者是终端,后者是终端 污染控制而不是始端污染的预防污染控制而不是始端污染的预防。 绿色化学是研究和寻找能充分利用的无毒害绿色化学是研究和寻找能充分利用的无毒害 原材料,最大程度地节约能源,在各环节都实现原材料,最大程度地节约能源,在各环节都实现 净化和无污染的反应途径。它的主要特点主要体净化和无污染的反应途径。它的主要特点主要体 现在以下五个方面:现在以下五个方面: (1) (1) 原料绿色化。以无毒、无害,可再生资源为原料绿色化。以无
14、毒、无害,可再生资源为 原料。原料。 (2) (2) 化学反应绿色化。选择“原子经济性反应”。化学反应绿色化。选择“原子经济性反应”。 (3) (3) 催化剂绿色化。使用无毒、无害,可回收的催化剂绿色化。使用无毒、无害,可回收的 催化剂。催化剂。 (4) (4) 溶剂绿色化。使用无毒、无害,可回收的溶溶剂绿色化。使用无毒、无害,可回收的溶 剂。剂。 (5) (5) 产品绿色化。产品可再生、可回收。产品绿色化。产品可再生、可回收。 二、化学实验的绿色化二、化学实验的绿色化 1、中学化学实验的绿色化设计是以绿色意识为指导中学化学实验的绿色化设计是以绿色意识为指导 思想,力图把传统的思想,力图把传统
15、的“粗放型粗放型”实验,改革成为实验,改革成为“集约型集约型” 的绿色化学实验方法。我们可以从以下几个方面探索中学的绿色化学实验方法。我们可以从以下几个方面探索中学 化学实验:化学实验: 第一,选择对环境影响尽可能小的反应物,寻找实验第一,选择对环境影响尽可能小的反应物,寻找实验 中有毒药品的替代品。中有毒药品的替代品。 第二,研究最佳实验条件,控制试剂用量,努力实现第二,研究最佳实验条件,控制试剂用量,努力实现 实验的微型化,并注意节约能源,合理设计实验装置。实验的微型化,并注意节约能源,合理设计实验装置。 第三,改进和设计实验符合绿色化要求的尾气吸收第三,改进和设计实验符合绿色化要求的尾气
16、吸收 装置,对实验产物进行无害化处理,鼓励学生进行绿色化装置,对实验产物进行无害化处理,鼓励学生进行绿色化 实验探索,增强学生的绿色意识。实验探索,增强学生的绿色意识。 2、化学实验绿色化的途径、化学实验绿色化的途径 阅读资料阅读资料 使用化学品的使用化学品的“5R5R”原则原则 (1 1)拒用危害品)拒用危害品(rejectreject) (2 2)减量使用)减量使用(reducereduce) (3 3)再生)再生(regenerrateregenerrate) (4 4)循环使用)循环使用(recyclerecycle) (5 5)再生使用)再生使用(reusereuse) 3 3、化学
17、实验绿色化的基本思路、化学实验绿色化的基本思路 (1)(1)绿色绿色: :开发绿色实验开发绿色实验 (2)(2)回收回收: :妥善处理尾气、废物妥善处理尾气、废物 (3)(3)简约简约: :使实验小型化、微型化使实验小型化、微型化 (4)(4)模拟模拟: :计算机模拟化学实验或视频计算机模拟化学实验或视频 1、下列符合化学实验下列符合化学实验“绿色化绿色化”的有的有( ) 在萃取操作的演示实验中在萃取操作的演示实验中,将将CClCCl4 4萃取溴水改为萃取溴水改为CClCCl4 4萃萃 取碘水取碘水 在铜和浓硝酸反应的实验中在铜和浓硝酸反应的实验中,将铜片改为可调节高度的将铜片改为可调节高度的
18、 铜丝铜丝 将实验室的废酸液和废碱液中和后再排放将实验室的废酸液和废碱液中和后再排放 A A、 B B、 C C、 D D、 D 思考与练习思考与练习 2、 (广东高考题理科基础)(广东高考题理科基础) 3、 (广东高考题理科基础)(广东高考题理科基础) 课题一课题一 物质的分离和提纯物质的分离和提纯 2020年年9月月18日星期五日星期五 第二单元第二单元 物质的获取物质的获取 一、分离与提纯的区别一、分离与提纯的区别 1、分离:、分离:将混合物中各组成物质分开,得到比较纯净的将混合物中各组成物质分开,得到比较纯净的 物质,并且要求恢复到原来状态(或指定的状态)称为物质,并且要求恢复到原来状
19、态(或指定的状态)称为 物质的分离。物质的分离。 2、提纯:、提纯:将混合物中的主要成分(或某种指定物质)净将混合物中的主要成分(或某种指定物质)净 化,而把其他杂质除去,称为物质的提纯。化,而把其他杂质除去,称为物质的提纯。 二、物质分离与提纯的主要方法二、物质分离与提纯的主要方法 1、常见的物理分离提纯法有、常见的物理分离提纯法有 (1)过滤)过滤 (2)蒸发)蒸发 (3)蒸馏(分馏)蒸馏(分馏) (4)结晶(重结晶)结晶(重结晶) (5)升华)升华 (6)洗气)洗气 (7)萃取和分液)萃取和分液 (8)渗析)渗析 (9)盐析)盐析 (10)层析)层析 (11)膜分离等)膜分离等 思考与交
20、流思考与交流 层析法(色层法或色谱法)层析法(色层法或色谱法) a、原理、原理 b、分类、分类 纸上层析纸上层析 柱层析柱层析 薄层层析薄层层析 C、纸上层析、纸上层析是指不同的微粒在同一固定相中在是指不同的微粒在同一固定相中在 某同一流动相里的流动速度不同而达到分离的方法。某同一流动相里的流动速度不同而达到分离的方法。 在条形滤纸的一端滴上待析混合物溶液试样在条形滤纸的一端滴上待析混合物溶液试样 (或在圆形滤纸中心附近滴试样),晾干后,将滴(或在圆形滤纸中心附近滴试样),晾干后,将滴 试液的一端浸入展开剂中约试液的一端浸入展开剂中约1cm(圆形滤纸则在圆(圆形滤纸则在圆 心处穿一小孔,插上用
21、滤纸做的纸芯,再将纸芯浸心处穿一小孔,插上用滤纸做的纸芯,再将纸芯浸 入展开剂中),展开剂即由滤纸上的毛细管作用,入展开剂中),展开剂即由滤纸上的毛细管作用, 带动试样中的各组分以不同的速度上升展开(圆形带动试样中的各组分以不同的速度上升展开(圆形 滤纸则左环形展开),从而使试样中的各组分得到滤纸则左环形展开),从而使试样中的各组分得到 分离。当分离无色混合物时,还要用显色剂显色。分离。当分离无色混合物时,还要用显色剂显色。 d、纸上层的析具体操作、纸上层的析具体操作 d、纸上层析的要求、纸上层析的要求 渗析法:渗析法: a b 利用半透膜有选择地让某些物质通过而分离的方法。利用半透膜有选择地
22、让某些物质通过而分离的方法。 分离胶体和溶液分离胶体和溶液 盐析法:盐析法:根据混合物中某物质在加入某些根据混合物中某物质在加入某些 盐后溶解度降低而分离的方法。盐后溶解度降低而分离的方法。例如例如 a、蛋白质的分离与提纯、蛋白质的分离与提纯 b、皂化反应后的高级脂肪酸钠与甘油的分离、皂化反应后的高级脂肪酸钠与甘油的分离 二、化学分离提纯法二、化学分离提纯法 使用化学分离提纯法时,在选择化学试剂使用化学分离提纯法时,在选择化学试剂 时应遵守哪些原则时应遵守哪些原则 (1)引入试剂只跟杂质反应。)引入试剂只跟杂质反应。 (2)后续试剂应除去过量的前一试剂。)后续试剂应除去过量的前一试剂。 (3)
23、不引入新杂质。)不引入新杂质。 (4)杂质与试剂生成的物质易与被提纯的物质分离)杂质与试剂生成的物质易与被提纯的物质分离 (状态类型不同)。(状态类型不同)。 (5)操作简便,试剂价廉,现象明显)操作简便,试剂价廉,现象明显 。 (6)尽可能将杂质转化为所需物质除去。)尽可能将杂质转化为所需物质除去。 (7)多种杂质时应考虑加入试剂顺序。)多种杂质时应考虑加入试剂顺序。 物质的提纯和分离远远不是这么简单。在工业生物质的提纯和分离远远不是这么简单。在工业生 产过程中,生成的产品往往混有多种杂质,这就需要我产过程中,生成的产品往往混有多种杂质,这就需要我 们将上述这些方法综合运用才能解决问题。们将
24、上述这些方法综合运用才能解决问题。 三、综合法三、综合法 2020年年9月月18日星期五日星期五 虎山中学虎山中学 高二化学备课组高二化学备课组 第二单元第二单元 物质的获取物质的获取 实验实验2 2- -3 3 从海带中提取碘从海带中提取碘 碘是一种重要的工业原料,主要存在于海水碘是一种重要的工业原料,主要存在于海水 和海洋植物中,由于碘在海水中含量太低和海洋植物中,由于碘在海水中含量太低, ,目前目前 还不能直接从海水中提取碘。海洋植物还不能直接从海水中提取碘。海洋植物, ,如海带、如海带、 马尾藻等能把海水中的碘富集到是海水中的马尾藻等能把海水中的碘富集到是海水中的1010万万 倍以上。
25、所以我们所应用的碘通常来自于海带等倍以上。所以我们所应用的碘通常来自于海带等 海洋植物,那么如何从海带中提碘呢?海洋植物,那么如何从海带中提碘呢? 海带中的碘与有机基团(海带中的碘与有机基团(R)R)结合成碘化物结合成碘化物 (RIRI)。游离态的碘可用萃取的方法分离出来,)。游离态的碘可用萃取的方法分离出来, 化合态的碘难以直接分离,可用氧化剂氧化成化合态的碘难以直接分离,可用氧化剂氧化成 单质碘,然后萃取分离。单质碘,然后萃取分离。 实验实验2 2- -3 3 从海带中提取碘从海带中提取碘 一、实验仪器一、实验仪器 刷子、剪刀、坩埚、坩埚钳、铁架台、三角架、泥三刷子、剪刀、坩埚、坩埚钳、铁
26、架台、三角架、泥三 角、火柴、酒精灯、烧杯、玻璃棒、试管、量筒、胶头滴角、火柴、酒精灯、烧杯、玻璃棒、试管、量筒、胶头滴 管、漏斗、滤纸。管、漏斗、滤纸。 二、实验药品二、实验药品 干海带、酒精、过氧化氢溶液(干海带、酒精、过氧化氢溶液(3%3%)、稀硫酸溶液)、稀硫酸溶液 (3mol/L3mol/L)、淀粉溶液()、淀粉溶液(1%1%)、)、CClCCl4 4。 三、实验流程、实验过程、步骤三、实验流程、实验过程、步骤: : 2I- + 2H+ + H2O2 = I2 + 2H2O 2I- + Cl2 = I2 + 2Cl- 反应的离子方程式反应的离子方程式? ? 5 I- + IO3- +
27、 6H+ = 3 I2 + 3H2O CCl4 实验步骤简述 现象 解释或结论 1 2 3 4 5 6 7 四、实验记录(参考)四、实验记录(参考) (1)碘在酒精中的溶解度大于在水中的)碘在酒精中的溶解度大于在水中的 溶解度,萃取碘不可使用酒精,因为酒精和溶解度,萃取碘不可使用酒精,因为酒精和 水可任意混溶,达不到萃取的目的。水可任意混溶,达不到萃取的目的。 (2)萃取实验中,要使碘尽可能全部地)萃取实验中,要使碘尽可能全部地 转移到转移到CCl4中,应加入适量的萃取剂,同时中,应加入适量的萃取剂,同时 采取多次萃取的方法。采取多次萃取的方法。 五、问题与讨论五、问题与讨论 (3)如果用其他
28、氧化剂(如浓硫酸,氯水,)如果用其他氧化剂(如浓硫酸,氯水, 溴水等),要做后处理,如溶液的酸碱度即溴水等),要做后处理,如溶液的酸碱度即 pH的调节,中和酸性到基本中性。当选用浓的调节,中和酸性到基本中性。当选用浓 硫酸氧化硫酸氧化I-离子时,先取浸出碘的少量滤液放离子时,先取浸出碘的少量滤液放 入试管中,加入浓硫酸,再加入淀粉溶液,入试管中,加入浓硫酸,再加入淀粉溶液, 如观察到变蓝,可以判断碘离子氧化为碘。如观察到变蓝,可以判断碘离子氧化为碘。 (4)要将萃取后碘的)要将萃取后碘的CCl4溶液分离,可以溶液分离,可以 采取减压蒸馏的方法,将采取减压蒸馏的方法,将CCl 4萃取剂分离出萃取
29、剂分离出 去。去。 四、实验现象和结论四、实验现象和结论 试管 加入试剂 实验现象 实验结论 1号 稀硫酸、 H2O2、淀粉 液 溶液由褐色变 成蓝色 发生反应:2I-+2H+H2O2=I2+2H2O由 淀粉溶液变蓝可知有碘单质生成,证 明海带中有碘元素 2 号 甲 新制的饱和 氯水、1%淀 粉液 溶液由褐色变 成蓝色 发生反应: 2I-+Cl2=I2+2Cl-生成碘单质,溶液使淀 粉变蓝,证明海带中存在碘离子 乙 新制的饱和 氯水、CCl4 溶液分成两层 上层几乎无色, 下层CCl4呈紫 红色 发生反应: 2I-+Cl2=I2+2Cl-利用萃取现象验证生成 碘单质,说明海带中存在碘离子 3
30、号 食用碘盐、 稀硫酸、1% 淀粉液 溶液立刻由褐 色变成蓝色 发生反应: 5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O由碘盐中存在 KIO3和反应原理可知海带中存在碘元 素主要以碘离子形式存在 2020年年9月月18日星期五日星期五 虎山中学虎山中学 高二化学备课组高二化学备课组 课题二课题二 物质的制备物质的制备 第二单元第二单元 物质的获取物质的获取 1能够通过化学反应产生二氧化碳气体的物质有哪些? 2制取CO2气体的实验中,以什么物质为反应物(原料)?为 什么? 3反应的装置是如何选择和安装的? 4如果要制备干燥的气体产物,应如何设计装置? CaCOCaCO3 3HCl HCl CaCO
31、CaCO3 3 NaNa2 2COCO3 3H H2 2SOSO4 4 NaHCONaHCO3 3 C CO O2 2 CxHyOzCxHyOzO O2 2 思考与交流思考与交流 CaCOCaCO3 3HClHCl 酸性:浓硫酸、P2O5、硅胶 一制备物质的一般的方法 确定原 料 反应原理 设计反应途径 选择合理的仪器和装置 分离提纯 控制 反应 条件 目标产品 1确定原料 Cl2 NaCl:含有“:含有“Cl” (1)原料中含有目标产物的组分或新化合物中的原料中含有目标产物的组分或新化合物中的 某个“子结构”某个“子结构” 。 例如例如 (2)原料也可以是一些废弃物原料也可以是一些废弃物 2
32、设计反应路径 例如用铜制取硝酸铜的最佳方案:用铜制取硝酸例如用铜制取硝酸铜的最佳方案:用铜制取硝酸 铜的最佳方案:铜的最佳方案: 铜铜 +浓硝酸浓硝酸 铜铜 +稀硝酸稀硝酸 铜铜 +氧氧氧化铜氧化铜 ; 氧化铜氧化铜 +硝酸硝酸硝酸铜硝酸铜 根据提高根据提高原子利用率原子利用率、减少环境污染减少环境污染、简化简化 操作操作的原则的原则 ,选择最佳反应路线。选择最佳反应路线。 3优化条件 试剂和用量都相同时,操作方法不同,现象和结果试剂和用量都相同时,操作方法不同,现象和结果 可能不同可能不同. 归纳 设计物质制备的实验方案时,应该设计物质制备的实验方案时,应该 遵循的优化原则是:遵循的优化原则
33、是: 原料廉价,原理绿色,原料廉价,原理绿色, 条件优化,仪器简单,条件优化,仪器简单, 分离方便,提纯快捷。分离方便,提纯快捷。 1 1、实验原理:、实验原理:反应方程式为反应方程式为 浓硫酸的浓硫酸的H H+ +可以用作酯化反应的催化剂。由于该可以用作酯化反应的催化剂。由于该 反应是可逆反应,为了提高乙酸乙酯的产量,必须尽反应是可逆反应,为了提高乙酸乙酯的产量,必须尽 量使化学反应向有利于生成乙酸乙酯的方向进行,所量使化学反应向有利于生成乙酸乙酯的方向进行,所 以浓硫酸除了做酯化反应的催化剂以外还具有吸水性以浓硫酸除了做酯化反应的催化剂以外还具有吸水性 ,可以吸收酯化反应中生成的水,使化学
34、平衡向生成,可以吸收酯化反应中生成的水,使化学平衡向生成 物方向进行,更有利于乙酸乙酯的生成。物方向进行,更有利于乙酸乙酯的生成。 实验实验2 2- -5 5 乙酸乙酯的制备及反应条件探究乙酸乙酯的制备及反应条件探究 2、实验记录表:、实验记录表: (1)不能,因为乙酸和乙醇的酯化反应是可逆反应,当反应达到)不能,因为乙酸和乙醇的酯化反应是可逆反应,当反应达到 平衡后,各组分的浓度保持不变,不改变影响化学平衡的条件,乙平衡后,各组分的浓度保持不变,不改变影响化学平衡的条件,乙 酸乙酯的含量不会增加。酸乙酯的含量不会增加。 (2)欲提高乙酸的转化率,可以采取的措施有:增加乙醇的用量,)欲提高乙酸
35、的转化率,可以采取的措施有:增加乙醇的用量, 使化学平衡向正反应方向移动,可以提高乙酸的利用率;增加浓使化学平衡向正反应方向移动,可以提高乙酸的利用率;增加浓 硫酸的用量,利用浓硫酸吸水使化学平衡向正反应方向移动;加硫酸的用量,利用浓硫酸吸水使化学平衡向正反应方向移动;加 热将生成的乙酸乙酯及时蒸出,通过减少生成物的浓度使化学平热将生成的乙酸乙酯及时蒸出,通过减少生成物的浓度使化学平 衡向正反应方向移动。衡向正反应方向移动。 中起了催化剂、吸水剂的作用,而稀硫酸、稀盐酸等无机酸仅起了催化剂的作用,没中起了催化剂、吸水剂的作用,而稀硫酸、稀盐酸等无机酸仅起了催化剂的作用,没 有促进化学平衡向酯化
36、反应方向移动的作用。由于酯化反应为可逆反应,而稀硫酸、稀有促进化学平衡向酯化反应方向移动的作用。由于酯化反应为可逆反应,而稀硫酸、稀 盐酸等无机酸催化酯化反应的效果较浓硫酸差,因此探索乙酸乙酯发生水解反应时,不盐酸等无机酸催化酯化反应的效果较浓硫酸差,因此探索乙酸乙酯发生水解反应时,不 利于酯化反应的稀无机酸催化剂有利于酯的水解。因此,乙酸乙酯的水解用稀无机酸的利于酯化反应的稀无机酸催化剂有利于酯的水解。因此,乙酸乙酯的水解用稀无机酸的 催化效果比用浓硫酸的效果好;同时由于乙酸乙酯水解生成了乙酸催化效果比用浓硫酸的效果好;同时由于乙酸乙酯水解生成了乙酸 : 如果用无机碱催化乙酸乙酯的水解,会使
37、碱与生成的酸反应,降低生成物乙酸的浓如果用无机碱催化乙酸乙酯的水解,会使碱与生成的酸反应,降低生成物乙酸的浓 度,从而使化学平衡更容易向水解的方向移动,所以,乙酸乙酯水解的适宜条件为无机度,从而使化学平衡更容易向水解的方向移动,所以,乙酸乙酯水解的适宜条件为无机 酸或无机碱催化,最佳条件是用无机碱催化乙酸乙酯水解。酸或无机碱催化,最佳条件是用无机碱催化乙酸乙酯水解。 (3)在酯化实验中,三种不同条件下酯化反应进行的快慢不同:没有酸催化时,几乎)在酯化实验中,三种不同条件下酯化反应进行的快慢不同:没有酸催化时,几乎 没有乙酸乙酯生成;浓硫酸催化时生成的乙酸乙酯的量最多,形成相同厚度的有机层没有乙
38、酸乙酯生成;浓硫酸催化时生成的乙酸乙酯的量最多,形成相同厚度的有机层 时间最短;稀硫酸或稀盐酸催化时,生成少量的乙酸乙酯,形成相同厚度的有机层时时间最短;稀硫酸或稀盐酸催化时,生成少量的乙酸乙酯,形成相同厚度的有机层时 间较长,说明浓硫酸在反应间较长,说明浓硫酸在反应 归纳与整理归纳与整理 2020年年9月月18日星期五日星期五 第二单元第二单元 物质的获取物质的获取 一、分离、提纯混合物的方法一、分离、提纯混合物的方法 制备一种物质,首先应根据目标产品的组成去制备一种物质,首先应根据目标产品的组成去 找寻原料,原料的来源要廉价,能变废为宝就更好;找寻原料,原料的来源要廉价,能变废为宝就更好;
39、 根据原料确定反应原理,要求考虑环保、节约等因根据原料确定反应原理,要求考虑环保、节约等因 素,找出最佳制备途径;控制好反应条件;然后分素,找出最佳制备途径;控制好反应条件;然后分 离和提纯产品。离和提纯产品。 以胆矾(以胆矾(CuSO4 5H2O)的制取为例。)的制取为例。 制取胆矾可以选择制取胆矾可以选择H2SO4与废铜屑、与废铜屑、 Cu2(OH)2CO3等为原料,很明显选择等为原料,很明显选择H2SO4与废铜与废铜 屑为原料更经济,且铜屑也容易找到。硫酸与铜制屑为原料更经济,且铜屑也容易找到。硫酸与铜制 取取CuSO4的方案有两个:的方案有两个: 二、物质的制备二、物质的制备 方案方案
40、1: 方案方案2: 对比上述两个不同制备方案,首先,方案对比上述两个不同制备方案,首先,方案1会产生对环境造成会产生对环境造成 污染的污染的SO2,这一点在实验中应尽量避免。其次,制取相同物质,这一点在实验中应尽量避免。其次,制取相同物质 的量的硫酸铜,两个方案所需硫酸的物质的量之比是的量的硫酸铜,两个方案所需硫酸的物质的量之比是21,方案,方案 2硫酸的利用率高。方案硫酸的利用率高。方案2选定后,我们还要注意考虑条件的控制选定后,我们还要注意考虑条件的控制 及产品的除杂。由于废铜屑中可能含有铁元素,除铁的方法是将及产品的除杂。由于废铜屑中可能含有铁元素,除铁的方法是将 粗硫酸铜溶液中的粗硫酸
41、铜溶液中的Fe2+转化为转化为Fe3+,再调节,再调节pH使使Fe3+沉淀除去。沉淀除去。 氧化氧化Fe2+为为Fe3+而不会引入杂质的氧化剂无疑是而不会引入杂质的氧化剂无疑是H2O2,溶液,溶液pH达达 到了到了3,Fe3+就会转化为就会转化为Fe(OH)3沉淀,而此时沉淀,而此时Cu2+并不沉淀。趁并不沉淀。趁 热过滤除去杂质,防止热过滤除去杂质,防止Cu2+损失,这样就可得到纯净的硫酸铜溶损失,这样就可得到纯净的硫酸铜溶 液。将硫酸铜溶液蒸发结晶,冷却后过滤,就得到了纯净的液。将硫酸铜溶液蒸发结晶,冷却后过滤,就得到了纯净的 CuSO4 5H2O。 。 第三单元第三单元 物质的检测物质的
42、检测 2020年年9月月18日星期五日星期五 课题一课题一 物质的检验物质的检验 物物 质质 的的 检检 测测 检测物质的组成元素和结构检测物质的组成元素和结构 (官能团)。(官能团)。 检测某组分(元素)的准确检测某组分(元素)的准确 含量。含量。 测定物质的内部结构。测定物质的内部结构。 定性检测定性检测 定量检测定量检测 结构测定结构测定 思考与交流思考与交流 2 2、冬季供暖锅炉房备有检测水质软化程度的仪器、冬季供暖锅炉房备有检测水质软化程度的仪器、 试剂,你认为这种检测的目的何在,该检测是属于试剂,你认为这种检测的目的何在,该检测是属于 定性检测还是定量检测。定性检测还是定量检测。
43、1 1、试从我们学习过的化学知识及生活常识中,举、试从我们学习过的化学知识及生活常识中,举 例说明物质的性质与物质的组成、结构、存在状例说明物质的性质与物质的组成、结构、存在状 态等有关。态等有关。 1 H2O2和和H2O,分子组成不同,性质不同;金属分子组成不同,性质不同;金属 和其合金,浓硫酸和稀硫酸,物质成分不同,性质和其合金,浓硫酸和稀硫酸,物质成分不同,性质 不同;金刚石和石墨,有机物的各种同分异构体,不同;金刚石和石墨,有机物的各种同分异构体, 其结构不同,性质不同;另外,物质的性质与其聚其结构不同,性质不同;另外,物质的性质与其聚 集状态也有关系,如溶液和胶体、悬浊液、乳浊液集状
44、态也有关系,如溶液和胶体、悬浊液、乳浊液 的性质不同。的性质不同。 2供暖锅炉用水经常检验水质软化的程度,是为供暖锅炉用水经常检验水质软化的程度,是为 了避免在锅炉中产生较多的水垢,浪费燃料;防止了避免在锅炉中产生较多的水垢,浪费燃料;防止 锅炉水垢沉积过多引起锅炉爆炸。需要经常定量检锅炉水垢沉积过多引起锅炉爆炸。需要经常定量检 测水中测水中Ca2+、 Mg2+的含量。的含量。 课题一课题一 物质的检验物质的检验 科学探究科学探究 1、市售胃舒平药片中的辅料为淀粉,试用实验、市售胃舒平药片中的辅料为淀粉,试用实验 证明。证明。 2、有四种白色粉末,已知它们分别是、有四种白色粉末,已知它们分别是
45、NaCl、 BaCl2、Na2CO3和无水和无水CuSO4。试设计实验鉴。试设计实验鉴 别它们。别它们。 实验方案设计与记录实验方案设计与记录 (1)(1)列表法列表法 样品样品1 样品样品2 样品样品3 样品样品4 加蒸馏水加蒸馏水 蓝色溶液蓝色溶液 无色溶液无色溶液 CuSO4 NaCl、BaCl2、Na2CO3 加稀盐酸加稀盐酸 有气体产生有气体产生 Na2CO3 无气体产生无气体产生 NaCl、 BaCl2 加稀硫酸加稀硫酸 无沉淀产生无沉淀产生 NaCl 生成白色沉淀生成白色沉淀 BaCl2 (2)(2)树状树状 图表法图表法 (一)检验方法(一)检验方法 1、化学方法:利用特征反应鉴定、化学方法:利用特征反应鉴定 2、仪器分析法:利用特殊的仪器,通过检、仪器分析法:利用特殊的仪器,通过检 测物质的某种物理性质或化学性质达到检测物质的某种物理性质或化学性质达到检 测的目的。测的目的。 色谱分析色谱分析 质谱质谱 红外光谱红外光谱 核磁共振波谱核磁共振波谱 (二)常见物质检验的一般程序与思路(二)常见物质检验的一般程序与思路 1、固态物质的检验、固态物质的检验 待检物质待检物质 观察固体颜色初步区分观察固体颜色初步区分 加水溶解看溶解性加水溶解看溶解性 根据特征反应检验根据特征反应检验 2、溶液的检验、溶液