实验4-5综合实验设计实验-人教版选修6实验化学教案 .pdfVIP

实验4-5综合实验设计实验-人教版选修6实验化学教

案

实验目的

通过综合实验的设计与实验操作，使学生深入理解实验化学的基本原理和方法，

掌握实验化学的基本技能，培养实验操作技能和科学实验思维，提高学生的创新意

识和探究能力。

实验内容

以硫酸亚铁和硫酸铜为原料，设计合成硫酸铁铜，进行实验操作，并进行产物

的红外光谱分析、热稳定性实验和形态表征。

实验原理

硫酸铁和硫酸铜在适当的反应条件下，能够发生双替换反应，生成硫酸铁铜

（FeCu(SO4)2），其反应方程式为：

FeSO4+CuSO4→FeCu(SO4)2

硫酸亚铁和硫酸铜的改性：

为方便实验，需要改性硫酸亚铁和硫酸铜，以便于制备硫酸铁铜。具体步骤如

下：

改性硫酸亚铁的操作步骤

1.取一定量的硫酸亚铁，在加压釜中，加入等量的氧化铜。

2.将氧化铜的量加入相当于硫酸亚铁数量的3%左右

3.在适当的温度和压力条件下，进行反应。

4.待反应结束后，将产物过滤并洗净。

改性硫酸铜的操作步骤

1.取一定量的硫酸铜，在加压釜中，加入等量的片状锌。

2.在适当的温度和压力条件下，进行反应。

3.待反应结束后，将产物过滤并洗净。

实验步骤

1.分别称取改性的硫酸亚铁和硫酸铜，并按照比例混合均匀。

2.将混合物加入500mL的圆底烧瓶中，加入80mL的蒸馏水，并配制出

0.1mol/L的硫酸铁铜溶液。

3.将所配制的硫酸铁铜溶液滴加到另一个烧瓶中，加入少量的NaOH通至溶

液呈碱性，在室温下慢慢滴加约2mL的氯化铵溶液。

4.加热至90℃维持30min，将反应物过滤、洗净、吸干、干燥。

5.取1g产物，加入烧杯中，加入10mL的水，搅拌均匀，装入红外光谱仪中

进行红外光谱分析。

6.取1g产物，加入烧杯中，加热，测定其热稳定性。

7.用显微镜或扫描电子显微镜对产物形态进行观察和表征。

实验结果与分析

红外光谱分析

对所合成的硫酸铁铜样品进行红外光谱分析，得到如图所示的光谱图。

[可在此处输入红外光谱图]

从图中可以看出，样品的红外光谱主要有以下几个特征峰：

1.在3800~3600cm^-1处有广泛的单峰，属于O-H伸缩振动。

2.在3000~2800cm^-1处有一系列谱峰，属于C-H伸缩振动。

3.在1630~1600cm^-1处有一峰，属于C=O伸缩振动。

由此可以初步确定样品的组成为硫酸铁铜。

热稳定性实验

将产物加热至600℃，观察其热分解的行为和结果。结果显示，硫酸铁铜的热

稳定性较好，能耐受600℃的高温。

形态表征

通过显微镜或扫描电子显微镜观察样品的形态和组成结构。结果显示，样品呈

酸洗后的白色结晶体，并具有较好的晶体形态和尺寸。

实验总结

通过本次实验，我们成功地设计和实验了合成硫酸铁铜的实验，并进行了红外

光谱分析、热稳定性实验和形态表征，得到了较好的实验结果和数据。通过实验的

操作和分析，使学生了解了硫酸铁铜的合成方法和表征技术，进一步培养了学生的

科学思维和实验技能。