实验设计基本要求

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1、北京四中化学实验方案设计的基本要求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：L实验名称；2•实验日的；3•实验原理；4•实验用品（仪器、笏品及规格）；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。一个实验日的的达到，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。一、科学性1.实验原

2、理的科学性。例如检验S02中是否含有co2,如果把气体直接通入澄清的石灰水检验，由于S02也会使石灰水变浑浊，因此无法判断气体中是否含冇C02。正确的实验方案的图示如图：so2KMnO4偌液A红落液澄靑的石茨水以上实验中，如果在品红溶液不褪色的情况下，澄清的石灰水变浑浊，可以判断气体屮含有co2,否则没有CO2o2.操作程序和方法的科学性。请看下列除杂方法:（1）用点燃法除去CO2中混有的少量co；(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

3、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。方案(1)正确的方法是：方案(2)正确的实验方法是用饱和NazCOs溶液洗涤后进行分液操作。二、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、CO等气体还原金属氧化物时，需要加热金属氧化物，在操

4、作中，不能先加热，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，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。1.防污染——冇毒尾气要通过吸收、收集、点燃等措施处理，防止中毒和污染环境。2.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。三.可行性实验设计要符合实际,

5、药品、仪器等应是中学实验室能达到的0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？有同学设计用加入氏的方法让乙烯转化为乙烷，但反应催化剂._原理：CH2=CH2+H2aCH3CH3,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浓硫酸或漠水洗气的方法。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。四.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

6、。例如，欲鉴别0.5mol-L'1的KC1、(NH4)2SO4>H2SO4>氨水的四瓶无色溶液。尽管有多种实验方案，但用pH试纸鉴别无疑是最简单的。［例题解析］例1•设计实验验证加碘食盐中含有碘(写出相对完整的实验方案)。分析：加碘食盐中含有的碘是以KIO3的形式存在的，要验证加碘食盐屮含有碘,必须使用还原剂（通常是KI）把KI03还原为【2,然后利用12的CC14溶液呈紫红色或者【2的淀粉溶液呈蓝色来确定【2的存在。因为KI中本身含有碘元素，为了说明生成的12不是由KI自身单独生成的，因此在实验时必

7、须做对比实验。解：具体实验方案设计如下：实验名称验证加碘食盐中含有碘实验目的了解验证加碘食盐中含冇碘的方法实验原理加碘食盐中含有KIO3（不再含其他氧化剂），在酸性条件下，1。3「能将T氧化成I2（IO3+5r4-6H+=3l2+3H2O）,R遇淀粉变蓝色，【2的CCI4溶液呈紫红色。实验用品烧杯、试管、玻璃棒、药匙、胶头滴管、加碘盐、H2SO4（3mol-L-^NaOH溶液、CCb、淀粉溶液、蒸懾水。实验步骤①在烧杯屮加入5g加碘盐，加入适量的蒸饰水使加碘盐完全溶解。②a・在试管中加入少量加碘盐溶液

8、，滴入几滴稀硫酸，然后再滴入几滴淀粉溶液。观察现象。b.在试管中加入少量KI溶液，滴入几滴稀硫酸，然后再加入几滴淀粉溶液。观察现象。c.将上述两支试管里的液体混合，观察现象。③a・在试管中加入少量加碘盐溶液，滴入几滴稀硫酸，然后再加入1mLCCb，振荡，静置。观察现象。b.在试管中加入少量KI溶液，滴入几滴稀硫酸，然后再加入1mLCC14,振荡，静置。观察现象。c.将上述两支试管里的液体混合，充分振荡，静置。观察现象。d・在c的试管中加入NaOH溶液，充