專題複習化學實驗（三）
實驗設計與評價
一、實驗設計的基本要求
1.科學性，所謂科學性是指實驗原理，實驗操作程式和方法必須正確。例如，鑑別na2so3和nai，在試劑的選擇上就不宜選用hno3等具有氧化性的酸，在操作程式的設計上，應取少量固體先溶解，然後再取少量配成的溶液並再加入試劑，而不能將樣品全部溶解或在溶解後的全部溶液中加入試劑。
2.安全性：實驗設計時應盡量避免使用有毒藥品和進行具有一定危險性的實驗操作。
3.可行性：實驗設計應切實可行，所選用的化學藥品、儀器、裝置和方法等在中學現有的實驗條件下能夠得到滿足。
4.簡約性：實驗設計應盡可能簡單易行，應採用簡單的實驗裝置，用較少的實驗步驟和實驗藥品，並能在較短的時間內完成實驗。
二、化學實驗方案設計的基本思路
1.明確目的原理：首先必須認真審題，明確實驗的目的要求，弄清題目有哪些新的資訊，綜合已學過的知識，通過模擬、遷移、分析，從而明確實驗原理。
2.選擇儀器藥品：根據實驗的目的和原理以及反應物和生成物的性質、反應條件，如反應物和生成物的狀態、能否腐蝕儀器和橡皮、反應是否加熱及溫度是否控制在一定範圍等，從而選擇合理的化學儀器和藥品。
3.設計裝置步驟：根據上述實驗目的和原理，以及所選用的實驗儀器和藥品，設計出合理的實驗裝置和實驗操作步驟，學生應具備識別和繪製典型的實驗儀器裝置圖的能力，實驗步驟應完整而又簡明。
4.記錄現象資料：根據觀察、全面準確地記錄實驗過程中的現象和資料。
5.分析得出結論：根據實驗觀察的現象和記錄的資料，通過分析、計算、圖表、推理，得出正確的結論。
三、化學**性實驗方案的設計
其基本模式為： 實驗課題→實驗假設→實驗**方案→實驗結論
在設計時，首先要對題目中給出的資訊進行處理，弄清是對實驗的哪一方面進行**，然後深入分析實驗，依據題目中提出的實驗假設或自行提出的實驗假設，合理運用化學知識，巧妙設計實驗方案，通過實驗現象的客觀事實對實驗進行**性驗證。
1.化學實驗設計的要求
(1)、原理正確；(2)、方法簡單；(3)、操作方便；(4)、現象明顯；(5)、產率高；(6)、誤差小；(7)、安全防汙。
2.化學實驗設計程式
(1)、根據實驗的目的，闡明實驗原理，選擇合適的儀器和藥品；
(2)、根據實驗的特點，設計實驗裝置，畫出實驗裝置圖；
(3)、根據實驗的要求，設計可行的操作步驟和觀察重點，分析實驗中應注意的事項；
(4)、實驗結束後應寫出完整的實驗報告。
四、物質性質實驗方案的設計
1.完成性質實驗方案設計的基礎：
(1)、無機物質的性質：與原子結構和物質的分類有關；
(2)、有機物質的性質：與官能團的種類和基團之間的相互影響有關
2.性質實驗方案設計的一般思路：
分析結構對比回顧相關知識**性質擬訂方案
分子結構同系物穩定性
原子結構元素週期表酸、鹼性
氧化性、還原性
官能團反應
五、實驗方案的評價
對給出的實驗方案作出選擇、評價或找出最佳方案，包含的知識點很多，能考查學生的分析問題和解決問題的能力。
(1)、選擇：包括儀器的選擇、藥品的選擇、連線方式的選擇等。儀器的選擇包括發生裝置(幾種基本型別)、淨化裝置(除雜質的試劑和順序)、反應裝置、收集裝置、尾氣處理裝置等；藥品的選擇，包括種類、濃度、物質聚集狀態等；連線方式的選擇，包括儀器的先後順序、導管介面的連線等。
(2)、評價：對幾個實驗方案的正確與錯誤、嚴密與不嚴密、準確與不準確作出判斷。要考慮是否合理、有無干擾現象、經濟上是否合算和對環境有無汙染等。
(3)、最佳方案的選擇：所謂最佳，無非是裝置最簡單、藥品容易取得並**低廉、現象明顯、無干擾物質以及無汙染等。
注意：實驗評價問題是高考題經常考查的一類綜合性實驗試題，可以很好的考查學生分析問題和解決問題的能力。在比較幾個實驗方案及選擇合理裝置時，首先要明確實驗原理和實驗目的，體會各方案設計是否合理，確定不合理方案的原因。
認真對比各方案、各裝置的異同，重點分析其中的不同之處，體會在不同之處哪個方案、裝置更合理有效。經過對不同之處逐一分析，選擇各方案中的優點，重新組合可以得到最佳方案。
例1：（2023年全國）工業上生產的純鹼中往往含有少量的雜質（nacl），我們可以怎樣設計實驗來測定樣品中純鹼的質量分數呢？
目的分析:
思考：如何設計實驗收集資料從而得到m(na2co3)
原理分析:
思路1：從生成氣體的角度設計
原理：2h2so4+na2co3=na2so4+h2o+co2↑
思路2： 從生成沉澱角度設計
原理: ba2+ +co32-= baco3↓ 或ca2+ +co32-= caco3↓
思路3：從滴定反應角度設計
原理：2h++co32- = h2o+co2↑
確定方案:
方案一：將一定質量的試樣溶於足量稀硫酸，通過測定生成的co2質量來測定na2co3 的質量分數。
方案二：將一定質量的試樣溶於足量稀硫酸，通過測定生成的co2體積來測定na2co3 的質量分數。
方案三：將一定質量的試樣溶於水配成溶液，加入bacl2溶液，通過測定碳酸鹽沉澱的質量來測定na2co3 的質量分數。
方案四：將一定質量的試樣溶於水配成溶液，用已知濃度的酸進行滴定，通過消耗酸的量來測定na2co3的質量分數。
方案一：稱co2的質量
原理：2h2so4+na2co3=na2so4+h2o+co2↑
思考：①某同學設計了如下的實驗裝置，該同學的設計是否嚴謹？若不嚴謹可如何改進？
②、該實驗中兩次向裝置中鼓入空氣,兩次的作用分別是：
第一次第二次
③、讓空氣先通過氫氧化鈉溶液的目的
小結：實驗設計的基本思維模式:
明確目的、要求
分析實驗原理試劑 、 儀器、用品
↓確定實驗方案
↓優化設計方案如何減少實驗誤差
↓分析實驗資料得出結論
方案二：量co2的體積
原理：2h2so4+na2co3=na2so4+h2o+co2↑
某同學想用下面的裝置來測定工業純鹼中na2co3（含少量nacl）的純度①、裝置的連線順序是
②、由於設計上的缺陷或操作上的失誤都會對實驗結果造成誤差，其中能引起實驗結果偏大的可能原因是：
a、反應放熱，沒有恢復到室溫就開始讀數
b、稀硫酸佔據了***部分體積
c、部分水留在了導管中，沒有進入量筒
d、部分co2氣體溶在了水中
③、該同學通過積極思考在甲裝置的基礎上設計出了乙裝置，請你分析乙裝置有何優點？
a、滴定管的精確度比量筒高，測量的結果更準確；
b、用導管將分液漏斗上下連通，可以避免稀硫酸佔據燒瓶體積問題。
方案三：稱沉澱法
方案四：滴定法
課堂小結：
1、解題思路： 「乙個圍繞、五個學會」
2、解題技巧
3、解答實驗設計題的注意事項
（1）、題目條件有無特殊要求。如採用最簡單和最合理的實驗步驟。
（2）、藥品（或某些儀器）的規格。如有些藥品的準確描述為：硫酸銅粉末、澄清石灰水、酸性高錳酸鉀溶液、濃硫酸、飽和nahco3、naoh溶液。
（3）、藥品和裝置是部分或剛好給出還是有多餘 ；（4）、實驗過程中的隱蔽性操作，如某些必要的乾燥、除雜、冷凝等；
（5）、會畫簡單的實驗裝置圖；
（6）、設計實驗時還要考慮以下因素：
①、淨化、吸收氣體及熄滅酒精燈時要防液體倒吸；
②、進行某些易燃易爆實驗時要防**。
4、存在的主要問題
答題不夠準確、表述能力差、缺乏化學用語、脫離實際、思維缺乏嚴密性與邏輯性，對實驗題有恐懼感，失分率最高。
化學實驗設計與評價習題
1．草酸晶體（h2c2o4·2h2o）與濃硫酸共熱可製得co氣體，化學方程式為：
h2c2o4·2h2oco↑+co2↑+3h2o
草酸晶體（h2c2o4·2h2o）與濃硫酸共熱所得到的氣態產物進行實驗，以驗證co的還原性及其被氧化後的產物
（1）該學生所設計的實驗裝置如下圖，回答有關問題：
①上述實驗裝置中三個洗氣瓶分別盛有澄清石灰水、氫氧化鈉溶液、濃硫酸，則甲應盛其作用是乙應盛其作用是
②丙裝置中能說明co具有還原性的實驗現象是反應的化學方程式是
③丁裝置的作用是
（2）在實驗過程中，該學生發現應對上述實驗裝置進行一些改進，才能保證實驗的科學性和安全性。請回答下列問題：
1 確證通往玻璃管的co氣體中已除去co2，可在甲和乙之間連線填裝置序號）
②在裝置丙和丁之間連線b裝置，其作用是
專題複習化學實驗 三 化學實驗設計與評價練習 答案
化學實驗設計與評價習題 答案 1 共19分 1 naoh溶液 1分 吸收co2 2分 濃硫酸 1分 吸收h2o 2分 玻璃管中黑色固體變紅 2分 cuo co cu co2 3分 驗證co氧化產物是co2 2分 2 c 2分 防止丁中的液體倒吸 2分 2分 2 18分 1 2分排盡整個裝置中的空氣 ...
高三化學二輪複習專題《化學實驗設計評價》課時作業
專題十一化學實驗設計 評價作業紙 姓名 學號 班級 1 下列實驗設計能完成或實驗結論合理的是 a 證明一瓶紅棕色氣體是溴蒸氣還是二氧化氮，可用濕潤的碘化鉀 澱粉試紙檢驗，觀察試紙顏色的變化 b 某溶液中加入碳酸鈉溶液產生白色沉澱，再加鹽酸沉澱消失，說明該溶液中有ca2 c 測氯水的ph，可用玻璃棒蘸...
2019高考化學實驗專題8 實驗設計評價
1.下列實驗設計和結論相符的是 a.將碘水倒入分液漏斗，加適量乙醇，振盪後靜置，可將碘萃取到乙醇中 b.某氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，該氣體水溶液一定顯鹼性 c.某無色溶液中加ba no3 2溶液，再加入稀鹽酸，沉澱不溶解，則原溶液中一定有so42 d.在含fecl2雜質的fecl3溶液中通足量...