《化学实验方案的设计与评价》

明备考方向 1．利用限定的仪器装置、药品，根据题目 要求进行实验方案的设计。 2．给出部分实验环节，根据题目要求设计 完整的实验。 1．利用限定的仪器装置、药品，根据题目 要求进行实验方案的设计。 2．给出部分实验环节，根据题目要求设计 完整的实验。 3．对给出的实验方案做出科学的评估，选 择出最佳方案。

自我诊断 某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数。设计了如下实验方案： 方案Ⅰ.铜铝混合物 测定生成气体的体积 方案Ⅰ.铜铝混合物 测定生成气体的体积 方案Ⅱ:铜铝混合物 测定剩余固体的质量 下列有关判断中不正确的是（　　） A. 溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液 B. 若溶液B选用浓硝酸,则测得铜的质量分数偏小 C. 溶液A和B均可选用稀硝酸 D. 实验室中方案Ⅱ更便于实施

自我诊断 C 某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数。设计了如下实验方案： 方案Ⅰ.铜铝混合物 测定生成气体的体积 方案Ⅰ.铜铝混合物 测定生成气体的体积 方案Ⅱ:铜铝混合物 测定剩余固体的质量 下列有关判断中不正确的是（　　） A. 溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液 B. 若溶液B选用浓硝酸,则测得铜的质量分数偏小 C. 溶液A和B均可选用稀硝酸 D. 实验室中方案Ⅱ更便于实施 C

一、化学实验方案的设计 1．基本要求

一、化学实验方案的设计 1．基本要求 实验原理 有毒药品

例：1-3.(2011·山东高考)某同学设计实验验证H2SO3酸性强于H2CO3：将SO2和CO2气体分别通入水中至饱和，立即用酸度计测两溶液的pH，若前者的pH小于后者，则H2SO3酸性强于H2CO3。该实验设计不正确，错误在于_________。 设计合理实验验证H2SO3酸性强于H2CO3 (简要说明实验步骤、现象和结论)。仪器自选. 供选择的试剂：CO2、SO2、Na2CO3、NaHCO3、Na2SO3、NaHSO3、蒸馏水、饱和石灰水、酸性KMnO4溶液、品红溶液、pH试纸。

2．注意事项 (1) 药品和仪器是部分给出还是有多余： 若药品和仪器只部分给出，则应作必要 的补充，若有多余，则应进行筛选和淘汰。 (2) 条件有无特殊要求： 如采用最简单或最合理的实验步骤，这 些要求对考虑反应原理、选择药品和装置、 确定操作步骤都作了限定，应高度重视。

(3) 实验过程中的隐蔽性操作： 如某些必要的干燥、除杂、冷凝等，这些都是实验中必 不可少的，往往被忽略。 (4) 药品的描述： 有些题目要求指出药品的名称，如有些药品的准确描述为：硫酸铜粉末、澄清石灰水、酸性高锰酸钾溶液、浓硫酸、饱和NaHCO3溶液、NaOH溶液等。此外也应注意某些仪器的规格。 (5) 会画简单的实验装置图： 考纲要求能够绘制和识别典型的实验仪器装置图，可用“示意装置图”表示。

(6) 其他注意事项： ① 冷凝回流的问题。 ② 冷却问题。 ③ 防止倒吸问题。 ④ 具有特殊作用的实验改进装置。如为使分液漏斗中的液体能顺利流出，用橡皮管连接成连通装置；为防止气体从长颈漏斗中逸出，可在发生装置中的漏斗末端套一支小试管等。

1.(2010·北京朝阳区模拟)下列装置不能 完成的实验是 A B C D 装置 实验 结合秒表测量锌与硫酸的反应速率 验证温度对化学平衡的影响 验证化学能转化为电能 铁的析氢腐蚀实验

D 1.(2010·北京朝阳区模拟)下列装置不能 完成的实验是 A B C D 装置 实验 结合秒表测量锌与硫酸的反应速率 验证温度对化学平衡的影响 验证化学能转化为电能 铁的析氢腐蚀实验

二、化学实验方案的评价 基本原则 一个实验方案的优劣主要从__________ 是否科学合理，____________是否简单可 行, 另外还要从__________和________两个角 度去评价。

二、化学实验方案的评价 基本原则 实验原理 一个实验方案的优劣主要从__________ 是否科学合理，____________是否简单可 行, 另外还要从__________和________两个角 度去评价。 操作与装置 绿色化学 安全性

1．从可行性方面对实验方案做出评价 评价时，从以下4个方面分析： (1) 实验原理是否正确、可行； (2) 实验操作是否安全、合理； (3) 实验步骤是否简单、方便； (4) 实验效果是否明显等。

2．从“绿色化学”视角对实验方案做出评价 “绿色化学”要求设计安全的、对环境友好 的合成线路，降低化学工业生产过程中对人类健康和环境的危害，减少废弃物的产生和排放。据此，对化学实验过程或方案从以下4个方面进行综合评价： (1)反应原料是否易得、安全、无毒； (2)反应速率是否较快； (3)原料利用率以及生成物质的产率是否较高； (4)实验过程中是否造成环境污染。

3．从“安全性”方面对实验方案做出评价 化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下： (1) 净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸； (2) 进行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如 H2还原CuO应先通H2, 气体点燃先验纯等)； (3) 防氧化(如H2还原CuO后要“先灭灯再 停氢”, 白磷切割宜在水中等)；

(4) 防吸水(如实验取用、制取易吸水、潮解、水解 的物质时宜采取必要措施，以保证达到实验目的)； (5) 冷凝回流(有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料, 需在反应装置上加装冷凝 回流装置, 如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等)； (6) 易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却； (7) 仪器拆卸的科学性与安全性(也从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑)； (8) 其他，如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验 方法使用顺序等。

3、化学兴趣小组设计以下实验方案，测定某已 部分变质的小苏打样品中Na2CO3的质量分数。 [方案一] 称取一定质量样品，置于坩埚中加热至 恒重后，冷却，称量剩余固体质量，计算。 (1) 坩埚中发生反应的化学方程式为：____________。 (2) 实验中，需加热至恒重的目的是______________。 (3) 实验中确定加热至恒重的方法是：____________。 (4) 若加热过程中坩埚内有晶体迸溅出来，则测得的结 果是______(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。

[方案二]　称取一定质量样品，置于小烧杯中，加适量水溶解；向小烧杯中加入足量Ba(OH)2溶液，过滤，洗涤、干燥沉淀，称量固体质量，计算。(已知：Ba2＋＋OH－＋HCO===BaCO3↓＋H2O) (1) 过滤操作中，除了烧杯、漏斗外，还要用到的玻 璃仪器为____________。 (2) 实验中判断沉淀是否完全的方法是__________。 (3) 实验中洗涤沉淀的操作是________________。 (4) 实验中判断沉淀是否洗涤干净的方法是 _______________________________________。

[方案三] 按如下图所示装置进行实验： (1) B装置内所盛试剂是________； [方案三] 按如下图所示装置进行实验： (1) B装置内所盛试剂是________； D装置的作用是________________________。 分液漏斗中_______(填“能”或“不能”)用盐酸 代替稀硫酸进行实验。

(2) 实验前称取17.90 g样品，实验后测得C装 置增重8.80 g，则样品中Na2CO3的质量分数为 __________。 (3) 根据此实验测得的数据，测定结果有误 差，因为实验装置还存在一个明显缺陷，该 缺陷是：_______________。

(3) 向漏斗里加入蒸馏水，使水面没过深沉物，等水流完后，重复操作数次 (4) 取少量洗涤沉淀后的滤液于试管中，滴加一滴Na2SO4溶液，观察是否有白色沉淀生成 [方案三]　(1) 浓H2SO4　防止空气中的水蒸气、二氧化碳进入C装置　不能 (2) 29.6% (3) 缺少一套将A、B装置的CO2气体全部驱赶到C装置中的装置(或其他合理答案)

背核心要点 1．明确实验方案设计的4项基本要求： (1)科学性，(2)安全性，(3)可行性，(4)简约性。 2．牢记仪器连接4个顺序： (1)“自下而上，从左到右”的顺序； (2)气体净化装置先洗气后干燥； (3)洗气时，进气管长，出气管短； (4)干燥管，大口进气，小口出气。

背核心要点 3．理解综合性实验题解答的4个步骤： (1)明确实验目的、原理。 (2)根据实验原理选择仪器、药品。 (3)组装仪器并理解各仪器的作用及使用方法。 (4)结合题意，综合分析解答。