化学实验方案设计

化学实验方案设计在化学实验教学中，指导学生学会化学实验方案的设计与评价，是培养学生综合能力的重要的教学方法。

以下是小编为大家整理的化学实验方案设计谱，欢迎有兴趣的朋友前来查阅。

化学实验方案设计1 ⑴了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法；⑵了解化学实验常用仪器的主要用途和使用方法；⑶掌握化学实验的基本操作。

能识别化学品安全使用标识，了解实验室一般事故的预防和处理方法；⑷掌握常见气体的实验室制法；⑸了解常见离子的检验方法，能对常见的物质进行检验、分离和提纯；⑹能根据要求配制一定溶质质量分数、物质的量浓度的溶液。

了解测定溶液pH的方法。

⑺能根据实验试题要求，做到：①设计、评价或改进实验方案；②了解控制实验条件的方法；③分析或处理实验数据，得出合理结论；④识别典型的实验仪器装置图⑻以上各部分知识与技能的综合运用。

㈠、化学实验设计的基本要求⑴科学性：所谓科学性是指实验原理、实验操作程序和方法必须正确。

例如，在操作程序的设计上，应取少量固体先溶解，然后再取少量配成的溶液并再加入试剂，而不能将样品全部溶解或在溶解后的全部溶液中加入试剂。

⑵安全性：实验设计时应尽量避免使用有毒药品和进行具有一定危险性的实验操作。

⑶可行性：实验设计应切实可行，所选用的化学药品、仪器、设备和方法等在中学现有的实验条件下能够得到满足。

⑷简约性：实验设计应尽可能简单易行，应采用简单的实验装置，用较少的实验步骤和实验药品，并能在较短的时间内完成实验。

⑸经济性：在能达到实验目的的前提下尽量选用常见、容易得到的、低价格的仪器和药品。

㈡、化学实验方案设计的基本思路⑴明确目的原理：首先必须认真审题，明确实验的目的要求，弄清题目有哪些新的信息，综合已学过的知识，通过类比、迁移、分析，从而明确实验原理。

⑵选择仪器药品：根据实验的目的和原理以及反应物和生成物的性质、反应条件，如反应物和生成物的状态、能否腐蚀仪器和橡皮、反应是否加热及温度是否控制在一定范围等，从而选择合理的化学仪器和药品。

⑶设计装置步骤：根据上述实验目的和原理，以及所选用的实验仪器和药品，设计出合理的实验装置和实验操作步骤，学生应具备识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力，实验步骤应完整而又简明。

⑷记录现象数据：认真观察实验现象，全面准确地记录实验过程中的现象和数据。

⑸分析得出结论：根据实验中观察到的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理，得出正确的结论。

化学实验方案设计试题主要的类型有：实验设计，实验方案的优劣评价，仪器和试剂的选择及仪器的组装，物质的制备及性质验证，实验现象描述与数据结果处理等，综合性强、立意高、隐蔽性强。

㈢、实验方案设计的解题方法1、中学化学常用见气体制备的三种基本装置：⑴固一固加热制气装置：制O2、NH3等。

⑵固一液常温制气装置：制H2、CO2、H2S等。

⑶固一液加热制气装置：制Cl2、SO2等。

根据反应物的状态以及反应条件是否需要加热来选择制气装置，把气体制备的化学反应与气体制备的装置相联系，有利于提高实验设计能力。

2、药品选择的知识⑴检验水蒸气的有无用无水硫酸铜粉末，除去气体中的水蒸气常用浓硫酸，有时也用碱石灰或氯化钙。

⑵检验二氧化碳气体用澄清的石灰水，除去二氧化碳气体常用氢氧化钠溶液，除去二氧化碳中的氯化氢常用饱和碳酸氢钠溶液。

⑶检验氯化氢气体用硝酸银溶液，除氯化氢气体可用硝酸银溶液，也可用碱溶液或水。

⑷检验氢气和一氧化碳的混合物，因为它们的性质非常相似，需要灼热的氧化铜把它们转化为水和二氧化碳，通过生成物加以验证。

3、思考问题的顺序⑴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。

⑵思考有关物质的制备、净化、吸收和存放等有关问题。

例如：制取在空气中易水解的物质及易受潮的物质时，往往在装置末端再接一个干燥装置，以防止空气中的水蒸气进入。

⑶思考实验的种类及如何合理地组装仪器，并将实验与课本实验比较、联想。

例如涉及气体的制取和处理，对这类实验的操作程序及装置的连接顺序大体可概括为：发生→除杂质→干燥→主体实验→尾气处理。

4、仪器连接的顺序⑴所用仪器是否恰当，所给仪器是全用还是选用。

⑵仪器是否齐全。

例如，制有毒气体及涉及有毒气体的实验是否有尾气吸收装置。

⑶安装顺序是否合理。

例如：是否遵循“自下而上，从左到右”；气体净化装置中应先经过水溶液洗气，后干燥。

⑷仪器连接顺序是否正确。

例如：洗气时“进气管长，出气管短”；干燥管除杂质时“大进小出”等。

5、实验操作的顺序⑴连接仪器。

按“气体发生→除杂质→干燥→主体实验→尾气处理”顺序连接好实验仪器。

⑵检查气密性。

在整套仪器连接完毕后，应先检查装置的气密性，然后装入药品。

检查气密性的方法要依装置而定。

⑶装药品进行实验操作。

⑷在通过水溶液之前，需先检验有无水蒸气，因为气体通过水溶液时必然带出水蒸气，此时已经无法判断水蒸气的准确来源。

⑸验证气体时，应先排除相应杂质的干扰，当水蒸气和其他气体杂质都需要除掉时，应先除其他杂质后干燥。

设计实验方案一般包括以下内容：⑴提出假设，求证假设。

①假设：对观察到的现象提出的一种可检测的解释。

提出假设——寻找证据符合事实——假设成立；不符合事实——假设不成立。

②预期：即在检测一个假设之前，先提出实验的预期结果。

如果预期没有实现，则说明假设不成立；如果预期得到实验，则假设成立。

③实验：根据提出的假设确定实验的目的，具体设计和实施实验的方法步骤。

⑵观察记录和收集数据：在设计一个实验时一定要事先考虑好如何观察和记录实验现象、如何收集数据。

如：采用多长的时间间隔观察或记录一次，采用哪些指标作为变化的标志等。

⑶设立对照：空白对照：对照组不作任何处理。

条件对照：给对照组所作的处理与实验组相同，但不是所要研究的处理。

相互对照：不单设对照组，而是几个实验组相互对照。

前后对照：观察记录实验材料在实验前后的变化情况。

⑷考虑实验的可操作性、经济成本、危害等。

⑸分析、推论。

对实验观察记录下来的现象、数据进行整理、分析，就可以得到实验结果。

根据实验事实进行推理，得出结论。

㈣、化学实验方案设计注意事项：1、药品和装置是部分给出或刚好还是有多余。

若药品和装置只部分给出，则应需要作必要的补充，若有多余，则应进行筛选和淘汰。

2、题设条件有无特殊要求。

如采用最简单或最合理的实验步骤，这些要求对我们考虑反应原理、选择药品和装置及确定操作步骤都做了限定，必须高度重视。

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，但容易被忽略。

4、药品的规格。

有些题目要求指出药品的名称，这类问题最难答准确，如一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、浓硫酸等。

5、设计实验时还要考虑因素：⑴净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸；⑵进行某些易燃易爆实验时要防爆炸；⑶防氧化；⑷防吸水。

㈤、化学实验方案设计常见题型分析化学实验方案设计题型主要分为两大类型：1、识别与分析评价实验方案。

即对实验法加以评价，或解释某步操作的目的，或推测实验现象等。

解这类题目的思路是：紧扣题意，明确试题考查的意图，要对题目所给的信息认真进行分析、理解，并将其与已有的知识相结合，形成相应的新知识网络，然后用于对实验方案的分析、验证。

2、设计化学实验方案。

所谓设计实验，是用多种装置和仪器按某种目的进行串联组合完成某项实验，其类型较多，考查形式多样。

解答这类题目，要求学生对所学过的物质的性质、制备和净化，常用仪器和装置的作用及使用时应注意的问题等知识融会贯通，要善于吸收新信息并且能加以灵活运用，故这类题目难度较大，是高考的重点题型。

解这类题的思路是：抓住实验目的，明确实验原理，理解各仪器与装置的作用，联想化学原理与物质的有关性质。

㈥、中学化学实验设计常用典例1、气体物质的实验室制备根据中学化学和高考要求，应掌握常见气体的实验室制法：⑴原料的选择：以实验室常用药品为原料，方便、经济、安全，尽量做到有适宜的反应速率，且所得气体惟一。

⑵装置的选择：由反应物的状态、反应条件和所制备气体的性质、量的多少决定。

装置从左到右组装顺序为：发生装置→净化装置→干燥装置→收集装置→尾气吸收装置。

⑶仪器的装配：在装配仪器时，应从下而上，从左到右，先塞好后固定；加入试剂时，先固后液；实验开始时，先检验仪器的气密性，后点燃酒精灯；在连接导管后，应长进短出；量气装置的异管应短进长出；干燥管应大口进，小口出。

⑷气体的除杂：先除杂，后除水，加热除氧放末尾。

常用的除杂试剂有：硫酸铜溶液、碳酸氢钠溶液、加热氧化铜粉末、浓NaOH溶液、加热铜网、浓H2SO4或无水氯化钙。

⑸尾气的处理：燃烧法；碱液吸收法；水溶解法。

化学实验方案设计2 1、制备实验方案设计的基本步骤实验方案的选择首先根据原料和产品之间的转化关系，设计各种不同的实验方案，然后根据原料的用量、原料的价格、反应的条件、设备的要求、操作的可行性、对环境的污染等因素进行多方面、多角度的综合分析，选择较为合理的实验方案。

实验方案的设计根据选定的实验方案，确定实验名称、目的、原理、用品、步骤，必要的实验现象的记录或对实验结果的处理等，来完成制备实验的设计。

2、某些有机物制备实验方案设计的注意事项由于大多数有机反应，副反应较多，且为可逆反应，因此设计有机物制备实验方案时，尽可能选择步骤少、副产物少的反应的有机反应。

若两种有机物参加的可逆反应，应考虑多加一些价廉的有机物，以提高另一种有机物的转化率和产率，另外有机物的制备实验，控制反应条件尤为重要。

如实验室欲制备苯甲酸甲酯，在设计实验方案时，可这样考虑：用甲醇与苯甲酸进行酯化反应，以浓H2SO4作催化剂。

因为酯化反应是可逆的。

根据化学平衡移动原理，增大反应物如甲醇的浓度，可以使平衡向有利苯甲酸甲酯生成的方向移动。

在设计性质实验方案时，要充分了解物质的结构、性质、用途与制法之间的相互关系，要根据物质的结构特点来设计实验方案，探究或验证物质所具有的一些性质。

推测物质的性质基本思路是：根据物质的结构，推出该物质所属类别，推测其基本的化学性质；然后进一步分析该物质的特殊性，推测其独有的化学性质。

【典型例题分析】例1、实验室现有：未知浓度的烧碱溶液100mL；能随时提供CO2的发生装置；50mL量筒；200mL烧杯。

请仅利用上述药品和仪器制备纯碱溶液。

解析：CO2气体和NaOH溶液反应可生成Na2CO3或NaHCO3要制备纯碱溶液。

CO2的量不易控制。

可根据NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O的反应原理，将100mLNaOH溶液分成两等份，一份中通入过量的CO2后再和另一份混合即可。

答：用500mL量筒50mL的NaOH溶液；将量筒里的NaOH 溶液倒入200mL烧杯中，通入过量CO2；将剩余的NaOH溶液倒入烧杯中混合。