化学实验的方案设计基本要求.docx

化学实验的方案设计基本要求 化学实验方案设计的基本要求 ［知识讲解］ 一、化学实验设计的内容 化学实验过程由准备阶段、 实施阶段和结果处理阶段组成。 在实验的准备阶段， 设计一 个周密的实验方案是保证实验实施成功的关键。 实验方案的主要内容包括： 1. 实验名称； 2. 实验目的； 3. 实验原理； 4. 实验用品（仪器、药品及规格）； 5. 实验步骤（包括实验仪器装配和操作）； 6. 实验现象记录及结果处理； 7. 问题讨论。 二、化学实验设计的要求 一个实验目的的达到，往往有多个可以选择的方案，但我们总是选择最优的实验方案。 实验方案的选择要遵循以下原则： 1.科学性； 2. 安全性； 3.可行性； 4. 简约性。 ㈠ 科学性 1．实验原理的科学性。 例如检验 2 中是否含有 2， 如果把气体直接通入澄清的石灰水检验， 由于 2 也会使石灰 水变浑浊，因此无法判断气体中是否含有 2 。正确的实验方案的图示如图： 不褪色的情况下，澄清的石灰水变浑浊，可以判断气体中含有 2．操作程序和方法的科学性。 请看下列除杂方法： 以上实验中， 如果在品红溶液 2，否则没有 2。 （ 1）用点燃法除去 2 中混有的少量； （2）用加入乙醇、浓硫酸加热的方法除去乙酸乙酯中的少量乙酸。 如果单从化学原理方面去看， 以上两个实验方案是没有问题的， 因此许多同学在实验设 计上对于这种思路也是乐此不疲， 其实这些实验方案是根本无法实施的。 在方案⑴中， 在大 量 2 氛围下的少量是不可能被点燃的； 同时点燃必然还引入空气或 O2 等杂质； 在方案⑵中， 自然要引入乙醇和浓硫酸，同时由于反应可逆，此法也不可能除尽乙酸。 方案 （1） 正确的方法是： 方案 （2 ）正确的实验方法是用饱和 23 溶液洗涤后进行分液操作。 1 / 11 化学实验的方案设计基本要求 ㈡ 安全性 为了杜绝人身伤害和避免实验仪器的损坏，保障实验的顺利进行，安全工作必须做好。 实验安全主要包括下列几个方面： 1．防漏气 ——实验前检查装置的气密性。 2．防爆炸 ——检验气体的纯度，有可燃性气体的实验，应将装置系统中的空气排净后 再进行点燃和加热的操作。 例如用 H2 、等气体还原金属氧化物的操作中，不能先加热金属氧化物，后通气，应当 先通入气体，将装置内的空气排干净后，检查气体是否纯净（验纯），待气体纯净后，再点 燃酒精灯加热金属氧化物。 3．防倒吸 ——溶解度很大的气体吸收要加防倒吸装置，对有加热要求的综合实验，在 与液体接触的部位前部最好设置 “安全瓶 ”等装置以防止倒吸， 实验结束时要注意酒精灯熄灭 及导管的处理顺序。 4．防污染 ——有毒尾气要通过吸收、收集、点燃等措施处理，防止中毒和污染环境。 5．防伤害 ——使用和加工玻璃仪器要防划伤，加热、浓硫酸稀释等液体混合操作要防 飞溅和灼烫伤。 ㈢ 可行性 实验设计要符合实际，药品、仪器等应是中学实验室能达到的。当然，实验是否可行， 关键还是在于设计。 例如，乙烷气体中含有少量乙烯杂质，如何除去？有同学设计用加入 H2 的方法让乙烯 转化为乙烷，但反应 原理： 222 33， H2 的量难以控制，所采用的催化剂条件，在当前的中学化学 实验室是难以达到的。 因此我们通常采用的方法是比较简单的用溴水洗气、 浓硫酸干燥的方 法。大多气体中的杂质一般都是通过液体或固体吸收来除去的。 ㈣ 简约性 实验设计要做到简单易行。 力求用最简单的装置、 较少的实验步骤和试剂、 在尽可能短 的时间内完成实验。 例如，欲鉴别 0.5 1· 的、 (4)24 、 H24 、氨水四瓶无色溶液。尽管有多种实验方案，但 用试纸鉴别无疑是最简单的。 三、化学实验设计思想、规律和方法 (1) 思考问题的顺序： ①围绕主要问题思考。例如：选择适当的实验路线、方法；所用药品、仪器简单易得； 实验过程快速、安全；实验现象明显。 ②思考有关物质的制备、净化、 吸收和存放等有关