性质实验方案的设计

性质实验方案的设计学习目标1．通过乙二酸化学性质实验方案的设计的学习，掌握有关性质实验方案的设计的一般关键，学会性制质实验设计的方法。2．巩固常见物质检验的化学原理，掌握有关物质检验的基本操作。学习过程一、学习探究活动1．阅读课本内容，思考在实行性质实验方案设计时，应要注意些什么问题？2．探究：写出乙酸和乙二酸的结构式，比较两者结构，推测乙二酸有什么的性质乙酸乙二酸分子式结构式化学性质3．读课本第三段，理解乙二酸的性质跟你所推测的乙二酸性质有何异同？并思考，要验证乙二酸的性质，应如何设计实验步骤，并填写下表（有条件学校的同学，将方案预先提交老师审阅修正，到实验室实施方案，无条件学校的同学，观察老师演示实验方案）。性质步骤或装置图观察到的现象原理或化学反应方程式1．乙二酸的酸性2．乙二酸的受热分解3．乙二酸的还原性4．酯化反应5、乙二酸使蓝墨水退色二、总结与评价【总结】1．在进行性质实验方案的设计时，要充分了解物质的结构，性质，用途与制法之间的相互联系。2．性质实验的设计一般包括反应原理，实验仪器与操作、反应现象和实验结论几个方面。3．化学性质实验方案的设计,首先要求抓住物质本质特征进行整理和思考,然后进行分析、比较、综合和概括。需要在元素周期律等化学理论知识的指导下，将元素及其化合物的知识进行整理，使之系统化、网络化、在提取知识时能够准确、全面，并能注重知识间的内在联系。【例题讲解】[例1]设计一个简单的化学实验，证明明矾溶于水时，发生了水解反应，其水解反应是吸热反应，生成了胶体溶液，并说明该反应是一个可逆反应的理由。（可供选用的仪器和试剂有：明矾溶液、甲基橙、石蕊、酚酞试液、pH试纸、氢氧化钠溶液、酒精灯、电泳仪、聚光束仪等）[分析讲解]题中要求证明三点：①明矾水解是吸热反应；②水解后生成了胶体溶液；③水解反应是一个可逆反应。可以根据丁达尔现象来区分胶体和溶液。可逆反应的特征是反应可以达到平衡状态，改变某个条件能使化学平衡发生移动。所以，可以设计一个实验改变反应的某一个条件，测定某种物质的浓度变化，对于该反应最好是测定溶液的pH值。实验步骤可设计成如下三步：第一步：用pH试纸测定明矾溶液的pH7，说明明矾溶液显酸性。第二步：加热明矾溶液，再测pH，pH变小，说明加热时水解程度增大，从而证明水解反应是一个吸热反应，进而也就证明了水解反应是一个可逆反应。第三步：用聚光束仪试验，可产生丁达尔现象，说明明矾水解后生成胶体溶液。[例2]某中学学生将过氧化钠与水的反应作为研究性学习的课题。经过查资料、提出假设、进行实验设计，并通过实验得到验证结论。下面是他们的实验方案及实验现象。序号实验程序实验现象1将水滴入盛有过氧化钠固体的试管中，配成溶液，用带火星的木条检验生成的气体反应激烈。有大量气体产生，木条复燃2将实验1所得溶液分成两份。一份加入紫色石蕊试液溶液变蓝且长时间不褪色一份加入无色酚酞试液溶液显红色，半分钟后褪色3若把实验1所得溶液分成两份。一份加热至沸1-2min，再滴入酚酞试液溶液显红色，但仍很快褪色另一份加热至沸1-2min，再滴入石蕊试液溶液显蓝色，且很快褪色4在变为蓝色的石蕊试液中滴加H2O2溶液加热至沸蓝色褪去5若把实验1所得溶液中加入少许MnO2静置到无气体产生时，分成两份。一份加入无色酚酞加热至沸；另一份加入紫色石蕊试液至沸加酚酞的溶液变红且不再褪色。加石蕊的溶液变蓝且不再褪色。6错误!未找到引用源。称取3.9g过氧化钠固体，当逐滴加入约50mL水时测得氧气体积为170mL左右（已考虑50mL水和导管管中水两者所占容积的体积因素）错误!未找到引用源。等不再产生气体约10min以后，加入用小纸片包好的MnO2，迅速塞紧双孔塞，轻轻摇动反应器，纸包自动散开，与MnO2溶液开始接触又产生大量氧气，至反应完全以后，又测得产生了395mL氧气（两次测定均在同温、同压下）请仔细阅读有关内容后回答：（1）写出过氧化钠与水反应的化学方程式：根据实验分析，过氧化钠与水反应除了课本所介绍的上述反应外还存在另一反应，其化学方程式为。（2）写出实验5中“加入少许MnO2产生气体”时发生反应的化学方程式，其中MnO2的作用是。（3）从以上实验结果分析，石蕊分子与酚酞分子相比较，它们的稳定性（填“相等”或“前者大”或“后者大”）。[分析讲解]根据题表信息可得出：（1）2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑Na2O2+2H2O==H2O2+2NaOH（2）2H2O2二氧化锰H2O+O2↑；催化剂。（3）后者大。（4）H2O2；强氧化剂。【评价】1．验证Fe2+和Fe3+的相互转化。2．下面是验证红砖中含有Fe2O3成分的实验步骤和原理的部分内容，填写其中的空白：（1）把约20g红砖碎块在中研成粉末放入小烧杯中，加入20mL3mol/L盐酸，发生反应的方程式是。（2）从小烧杯中取2mL溶液于试管中，滴入2滴~3滴，溶液呈色，证明溶液中含有，该反应的化学方程式是。（3）若从小烧杯中取2mL溶液于试管中，滴入15mL3mol/LNaOH，可能发生的反应的化学方程是，若加入上述NaOH溶液，充分反应后，未观察到有红褐色Fe(OH)3沉淀生成，其原因可能是。答案1．实验仪器：试管、胶头滴管、小刀、一面涂有石蜡层的铜板。实验操作步骤：步骤操作现象结论（1）在FeCl2（aq）中滴加Cl2（aq）FeCl2（aq）浅绿色Cl2（aq）能把Fe2+氧化为Fe3+振荡，观察溶液变成棕黄色滴入3滴KSCN血红色FeCl2（aq）中滴入KSCN（aq），Cl2（aq）中滴入KSCN（aq）无明显现象将两者混合血红色（2）FeCl2（aq）加入稀NaOH（aq）观察白色沉淀立即变成灰绿色最后变为红褐色在碱性条件下O2可把Fe2+氧化为Fe3+（3）3mLFeCl3加入约10g铁粉、振荡、静置；观察溶液由棕黄色变为浅绿色Fe3+可被Fe还原生成Fe2+再滴入KSCN溶液观察A无明显变化（4）在涂有石蜡的铜板上用小刀刻字（刻去石蜡，露出铜板），把刻过字的铜板浸在FeCl3饱和溶液静置一段时间，用清水洗净残液，再用热水除去石蜡观察铜板留下明显的凹型字Cu被Fe3+溶解2．（1）研钵Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O或Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O（2）0.1mol/LKSCN；立即显通红色；FeCl3+3KSCN=Fe(SCN)3+3KCl（3）加入的NaOH被HCl中和，未生成Fe(OH)3红砖中Fe3+的含量很低，生成的Fe(OH)3浓度未能达到饱和。