制备实验方案的设计[重点难点]1、了解制备实验方案的设计方法和要求。2、运用已学知识分析并评价氢氧化铝制备的最佳途径。3、设计实验：硫酸亚铁的制备[知识讲解]1、制备新物质需先设计方案的原因制备新物质是科学研究和工农业生产的发展的需要，它是在一定的实验条件和过程中进行的。我们还知道反应物相同，反应条件不同时产物也不一样。如苯和氯气在光照下发生加成反应，但在FeCl3作催化剂时却发生取代反应生成氯苯。再如，用同浓度、同体积的AlCl3溶液和NaOH溶液制备Al(OH)3时，如果将NaOH溶液滴到AlCl3溶液中或将AlCl3溶液滴加到NaOH溶液中实验现象和结果完全不同。这种例子还有很多，因此，在设计物质制备的实验方案时，要使实验过程达到和保持某种状态、发生某种特定变化，并得到理想的结果，就必须注意对实验条件进行设计。2、作用和要求根据化学实验的目的要求，依据正确的化学原理，结合题给的信息和提供的药品和仪器，运用相关的化学知识和技能，对实验的仪器、装置和方法所进行的统一规划，选择最佳方案，达到制取某种物质的目的。进行上述实验设计的作用：①直接关系到实验效率的高低，甚至实验的成败；②科学、合理、周密、巧妙的实验设计，往往能导致化学科学的重大发现。制备实验方案设计的要求：①原理正确、步骤简单；②条件适宜、操作方便；③原料丰富、价格低廉；④节省试剂、安全防污；⑤产品纯净、易于提纯。3、制备实验设计思路及一般方法列出可能的几种制备方法和途径，从上面的5项要求进行分析和比较，从中选取最佳的实验方法。在制订具体的实验方案时，还应注意对实验条件进行严格、有效的控制。其顺序是：4、用铝屑制备Al(OH)3的几种方案及评价根据中学化学所学内容，制备Al(OH)3我们可以：⑴用铝先和酸反应生成Al3+盐，再用Al3+盐和NaOH溶液或氨水反应制出Al(OH)3；⑵用铝屑先和强碱溶液如NaOH溶液反应生成AlO2－盐，再用稀硫酸中和过量的碱液，并促使AlO2－与酸溶液反应或水解，得到Al(OH)3；⑶先用铝屑分别和稀硫酸、浓氢氧化钠溶液作用生成铝盐溶液、偏铝酸盐溶液，然后将这两溶液相混合，得到氢氧化铝。下面从原料消耗、生成氢氧化铝是否便于控制等方面加以讨论：(1)方案一：铝屑和稀硫酸反应生成Al3+的盐溶液，再用NaOH溶液（或）氨水使Al(OH)3沉淀析出。发生反应为：2Al+3H2SO4（稀）===Al2(SO4)3+3H2↑，2Al+6H+===2Al3++3H2↑，Al2(SO4)3+6HaOH===2Al(OH)3↓+3Na2SO4，Al3++3OH-===Al(OH)3↓。用氨水时：Al2(SO4)3+6NH3·H2O===2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4，Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4+。从方程式可看出，用NaOH溶液沉淀Al3+，若NaOH溶液不足，则Al3+沉淀不完全；NaOH溶液过量，则生成的Al(OH)3又将有一部分转化为NaAlO2溶液，即Al(OH)3+NaOH===NaAlO2+2H2O，终点不易控制，因为Al(OH)3溶于过量的NaOH溶液，影响Al(OH)3的生成量。用氨水沉淀Al3+，随着氨水的滴加，Al(OH)3沉淀量逐渐增大，当Al3+完全转化为Al(OH)3沉淀时，再滴入氨水，Al(OH)3不溶解（氢氧化铝不跟弱碱反应），反应易于控制。从消耗原料物质的量方面分析：若制取1molAl(OH)3需要3molH+和3molOH-或3molNH3·H2O。(2)方案二：铝屑先跟浓NaOH溶液反应，再用稀硫酸中和过量的碱液，促使AlO2－与酸反应得到Al(OH)3。发生反应为：2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑，2Al+2OH－+2H2O===2AlO2－+3H2↑，2NaAlO2+H2SO4+2H2O===2Al(OH)3↓+Na2SO4，AlO2-+H++H2O===Al(OH)3↓。若硫酸过量，则生成的Al(OH)3会溶解。若制取1molAl(OH)3，需消耗H+、OH－各1mol。(3)方案三：用铝屑分别与稀硫酸和浓NaOH溶液反应，将得到的铝盐溶液和偏铝酸盐溶液混合过滤，再将得到的沉淀洗涤，可得Al(OH)3。发生反应为：2Al+3H2SO4（稀）===Al2(SO4)3+3H2↑，2Al+6H+===2Al3++3H2↑，2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑，2Al+2OH-+2H2O===2AlO2-+3H2↑，Al2(SO4)3+6NaAlO2+12H2O===Al(OH)3↓+3Na2SO4，Al3++3AlO2+6H2O===4Al(OH)3↓。按此方案，若制备1molAl(OH)3，需消耗molH+和molOH-。我们来比较这三种方案，同样是制备1molAl(OH)3，使用的药品都是三种：铝屑、稀硫酸、氢氧化钠溶液，第一种方案消耗酸、碱的...
