人教版選修6《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》模塊課題實(shí)驗(yàn)深度研究(2).ppt

硫酸亞鐵銨的制備 主講 浙江省鎮(zhèn)海中學(xué)顧松挺tel 0574 86294015e mail gst854 浙江省普通高中新課程骨干教師培訓(xùn)高中化學(xué)之實(shí)驗(yàn)化學(xué) 選修 實(shí)驗(yàn)化學(xué) 與 化學(xué)實(shí)驗(yàn) 的認(rèn)識(shí) 化學(xué)是一門學(xué)科 一門課程 自成體系 注重理論 注重理論的形成和實(shí)際應(yīng)用 實(shí)驗(yàn)是一種方法 手段 一種技能 模擬實(shí)際生產(chǎn) 生活和自然界的變化 服務(wù)于學(xué)習(xí)和研究 注重事實(shí) 過(guò)程 有利于人在學(xué)習(xí) 研究過(guò)程中進(jìn)行真實(shí)感受和體驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)本身不是最終結(jié)果和目的 但學(xué)習(xí)和研究化學(xué)離不開化學(xué)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)科的特色和基礎(chǔ) 由于制備實(shí)驗(yàn)綜合性強(qiáng) 重在應(yīng)用 涉及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容廣泛 因此 除了制備實(shí)驗(yàn)的直接目標(biāo)和要求 認(rèn)識(shí)反應(yīng)條件控制在化學(xué)研究中的意義和作用 了解常見物質(zhì)的制備和合成方法 能根據(jù)具體情況設(shè)計(jì)解決物質(zhì)制備的實(shí)驗(yàn)方案等 之外 更廣泛的要求和意義在于訓(xùn)練基本操作 體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和感受 提高科學(xué)素養(yǎng) 本課題相關(guān)要求 普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn) 實(shí)驗(yàn) p29 30 主題1化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ) 內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn) 1 認(rèn)識(shí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)在學(xué)習(xí)和研究化學(xué)中的作用 2 具有安全意識(shí) 能順利地完成實(shí)驗(yàn) 3 樹立綠色化學(xué)思想 形成環(huán)境保護(hù)的意識(shí) 4 知道物質(zhì)分離和提純的常用方法 能根據(jù)常見物質(zhì)的性質(zhì)設(shè)計(jì)分離和提純物質(zhì)的方案 并初步掌握其技能 6 初步掌握天平 等儀器的使用方法 7 認(rèn)識(shí)反應(yīng)條件控制在化學(xué)研究中的意義和作用 初步掌握控制反應(yīng)條件的一些方法 8 了解常見物質(zhì)的制備和合成方法 活動(dòng)與探究建議 實(shí)驗(yàn)探究 制備硫酸亞鐵的條件 普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn) 實(shí)驗(yàn) p29 30 主題2化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究 內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn) 1 能發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)和生產(chǎn) 生活中有意義的化學(xué)問(wèn)題 并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究 2 能根據(jù)具體情況設(shè)計(jì)解決化學(xué)問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)方案 并予以評(píng)價(jià)和優(yōu)化 3 能通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)收集有關(guān)數(shù)據(jù) 并科學(xué)地加以處理 4 活動(dòng)與探究建議 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 硫酸亞鐵銨的制備及純度測(cè)定 本課題的地位和意義1 制備實(shí)驗(yàn)綜合性 應(yīng)用性強(qiáng) 貼近實(shí)際生產(chǎn) 突出了前面所學(xué)有關(guān)化學(xué)實(shí)驗(yàn)各方面知識(shí) 技能的應(yīng)用提高 放在教材最后專題學(xué)習(xí) 意義重大 2 硫酸亞鐵銨性質(zhì)較為穩(wěn)定 應(yīng)用范圍較廣 是一種重要的化工原料 3 兩個(gè)實(shí)驗(yàn)原理簡(jiǎn)單 取材方便 可行性較強(qiáng) 實(shí)驗(yàn)成功率較高等特點(diǎn) 包括了大部分中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作 如 稱量 溶解 攪拌 加熱 水浴加熱 過(guò)濾 抽濾 蒸發(fā) 結(jié)晶等 可以作為學(xué)生實(shí)驗(yàn) 訓(xùn)練一系列化學(xué)基本操作 增強(qiáng)學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?4 純鐵和稀硫酸為原料來(lái)制取硫酸亞鐵已失去經(jīng)濟(jì)意義 選擇以廢鐵屑為原料制備硫酸亞鐵銨作為課題學(xué)習(xí) 研究 具有代表性和實(shí)際意義 屬于變廢為寶 再生利用資源的環(huán)保型實(shí)驗(yàn) 符合綠色化學(xué)理念 5 本課題實(shí)驗(yàn)具有多方面功能 既能使學(xué)生對(duì)制備硫酸亞鐵的條件進(jìn)行探究和應(yīng)用 又能使學(xué)生了解復(fù)鹽硫酸亞鐵銨的制備原理和方法 真實(shí)體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)全過(guò)程 形成實(shí)驗(yàn)安全 環(huán)保 綜合利用 變廢為寶 等科學(xué)意識(shí)和思想 有利于落實(shí) 課標(biāo) 中多個(gè)要求 有利于壓縮課時(shí)和教材內(nèi)容 本課題的教學(xué)定位 僅供參考 1 通過(guò) 硫酸亞鐵銨的制備 實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí) 實(shí)驗(yàn)化學(xué) 認(rèn)識(shí)化學(xué)科學(xué) 2 硫酸亞鐵銨的制備 實(shí)驗(yàn)具體過(guò)程是素材 是載體 通過(guò)制備實(shí)驗(yàn) 了解物質(zhì)制備及其實(shí)驗(yàn)研究的基本過(guò)程 進(jìn)一步了解分離和提純化合物 控制反應(yīng)條件的最常用和最簡(jiǎn)單的一些方法 以及它們?cè)诨瘜W(xué)研究和實(shí)際生產(chǎn)中的重要性 學(xué)習(xí)并嘗試有關(guān)制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì) 3 訓(xùn)練物質(zhì)的稱量 溶解 加熱 蒸發(fā) 結(jié)晶 吸濾 水浴加熱 傾析法分離或洗滌等多種操作技能 4 加強(qiáng)過(guò)程體驗(yàn) 方法熏陶 鍛煉實(shí)踐能力 促進(jìn)學(xué)生非智力因素優(yōu)化發(fā)展 提高科學(xué)素養(yǎng) 培養(yǎng)實(shí)事求是 嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)態(tài)度 批判精神 參與意識(shí) 創(chuàng)新意識(shí)等 5 探究制備硫酸亞鐵的條件 了解復(fù)鹽硫酸亞鐵銨的制備原理和方法 硫酸亞鐵銨的制備實(shí)驗(yàn)基本原理 硫酸亞鐵銨 商品名 摩爾鹽 1 在水中的溶解度比f(wàn)eso4或 nh4 2so4都小 2 將含有feso4和 nh4 2so4的混合溶液蒸發(fā)濃縮 冷卻后可得硫酸亞鐵銨晶體 fe h2so4 feso4 h2 feso4 nh4 2so4 6h2o nh4 2so4 feso4 6h2o 硫酸亞鐵銨的制備實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn) 浸泡 傾析法分離 洗滌 晾干 煮沸 烘干 加熱 振蕩 補(bǔ)充水 加h2so4 趁熱過(guò)濾 水浴 抽濾 洗滌瓶 渣 轉(zhuǎn)移至蒸發(fā)皿 熱水 加硫酸銨飽和溶液 蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶 抽濾 出現(xiàn)晶膜 酒精洗滌晶體 用濾紙吸干 稱量 計(jì)算 硫酸亞鐵銨的制備實(shí)驗(yàn)主要現(xiàn)象 硫酸亞鐵銨的制備實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 1 鐵屑的選擇 1 為縮短反應(yīng)時(shí)間 應(yīng)設(shè)法增大鐵的表面積 最好選用刨花車間加工的生鐵碎鐵屑 絲 或選用細(xì)彈簧彎曲狀廢鐵 廢舊鐵絲紗窗也可 但凈化處理 烘干后要剪成小段 2 避免使用銹蝕程度過(guò)大的鐵屑 因其表面fe2o3過(guò)多無(wú)法被鐵完全還原 會(huì)導(dǎo)致fe3 留在溶液中而影響產(chǎn)品的質(zhì)量 3 市售的清潔用鋼絲球不適合作為原料 因?yàn)殇摻z球中金屬鉻 鎳含量較高 最終會(huì)導(dǎo)致鉻 鎳化合物進(jìn)入產(chǎn)品而顯墨綠色 4 鐵屑顆粒不宜太細(xì) 與酸反應(yīng)時(shí)容易被反應(yīng)產(chǎn)生的泡沫沖上浮在液面或粘在錐形瓶壁而脫離溶液 小段細(xì)鐵絲也有類似情況 2 硫酸的濃度不宜太大或太小 濃度小 反應(yīng)慢 濃度太大 易產(chǎn)生fe3 so2 使溶液出現(xiàn)黃色 或形成塊狀黑色物 3 fe稍過(guò)量時(shí) 產(chǎn)品質(zhì)量較好 4 反應(yīng)基本結(jié)束后 為防止水解 加lmlh2so4溶液 為防止因冷卻使feso4晶體析出而造成損失 采用趁熱過(guò)濾 5 酸溶過(guò)程中有必要進(jìn)行尾氣處理 6 酸溶時(shí)要振蕩 及時(shí)使鐵屑回落進(jìn)入酸液反應(yīng) 7 注意分次補(bǔ)充少量水 可防止feso4析出 也可控制硫酸濃度不過(guò)大 8 實(shí)驗(yàn)耗時(shí)太長(zhǎng) 而且后階段反應(yīng)越來(lái)越慢 實(shí)驗(yàn)時(shí)可稍微多加鐵屑 溶解大部分鐵屑即可 不必將所有鐵屑溶解完 9 注意計(jì)算 nh4 2so4的用量 略小于鐵屑的物質(zhì)的量 基本保持濾液 nh4 2so4和feso4的物質(zhì)的量1 1 溶解之前按溶解度計(jì)算蒸餾水的用量并煮沸 在室溫20 下 nh4 2so4的溶解度為75 4g 9 5g nh4 2so4配成飽和溶液應(yīng)需蒸餾水約12 5ml 溶解時(shí)可適當(dāng)將燒杯在石棉網(wǎng)上用酒精燈加熱 邊攪拌 10 蒸發(fā)濃縮初期要攪拌 發(fā)現(xiàn)晶膜出現(xiàn)后停止攪拌 冷卻后可結(jié)晶得到顆粒較大或塊狀的晶體 便于分離產(chǎn)率高 質(zhì)量好 11 為防止因時(shí)間過(guò)長(zhǎng) 導(dǎo)致feso4被空氣氧化 建議前后兩次均采用抽濾 濾紙要壓實(shí) 縮短時(shí)間較好 12 最后 得到的 nh4 2so4 feso4 6h2o晶體 用無(wú)水酒精洗滌2