高中化学知识点：化学实验方案的设计与评价

高中化学知识点：化学实验方案的设计与评价

化学实验方案的设计

1．化学实验方案设计的五项基本原则

2．化学实验设计的基本内容

3．化学实验方案设计的基本思路

根据实验目的和原理及所选用的药品和仪器，设计合理的装置，并且从几种方案中分析选择出最佳方案。

4．化学实验方案的设计步骤

(1)明确目的，弄清原理：

(2)选择实验用品：

(3)实施实验操作——注意严谨性、逻辑性、规范性、安全性。

(4)记录实验现象、数据——全面而准确。

(5)分析、归纳得出结论。

5．实验设计示例

设计实验证明氯酸钾中含有氯元素。

(1)实验原理(用化学或离子方程式表示)：

2KClO 3=====MnO 2△

2KCl ＋3O 2↑，Ag ＋＋Cl －===AgCl ↓。

(2)实验试剂：氯酸钾固体、MnO2、AgNO3溶液、稀硝酸。

(3)操作步骤：

①将氯酸钾和MnO2混合共热。

②冷却至室温，加水充分溶解后，过滤。

③取少量滤液于一洁净试管中，加入几滴硝酸酸化的AgNO3溶液，观察到有白色沉淀生成，证明氯酸钾中含有氯元素。

实验方案的评价

1．化学实验评价的内容

(1)评价实验原理——是否明确、合理

(2)评价实验方案——是否安全、可行

(3)评价药品、仪器——是否方便、易得

(4)评价实验现象和结论——是否明显、清晰

2．实验评价题的常见考查角度

(1)从绿色化学的思想(操作简单、药品价廉、安全无污染、现象明显)评价不同实验方案的优劣。

(2)如果实验中提供试剂的价格，要注意成本的核算。

1．如何通过实验证明H2O2既有氧化性又有还原性？

【答案】H2O2能使酸性KMnO4溶液褪色，证明H2O2具有还原性；H2O2能使KI溶液(含淀粉)变蓝，证明H2O2具有氧化性。

2．设计实验方案证明H2SO3的酸性强于H2CO3。

【答案】三种参考方案如下：

方案一：配制相同物质的量浓度的NaHSO3和NaHCO3溶液，用酸度计(或pH试纸)测两溶液的pH，前者的pH小于后者，证明H2SO3酸性强于H2CO3；

方案二：将SO2气体依次通过NaHCO3(或Na2CO3)溶液、酸性KMnO4溶液、品红溶液、澄清石灰水，品红溶液不褪色，且澄清石灰水变浑浊，证明H2SO3酸性强于H2CO3；

方案三：将CO2气体依次通过NaHSO3(或Na2SO3)溶液、品红溶液，品红溶液不褪色，证明H2SO3酸性强于H2CO3。

3．某无色混合气体中可能含有乙烯、二氧化碳、二氧化硫和氧气，为确定其中一定含有二氧化碳、二氧化硫，甲、乙、丙3位同学分别设计了下述实验方案，并都认为：如果观察到的现象与自己设计的方案一样，就可确认无色气体中一定含有二氧化碳和二氧化硫。

(1)方案甲：

混合气体→酸性KMnO4

溶液褪色

→澄清石灰水变浑浊

(2)方案乙：

混合气体→溴水褪色→澄清石灰水变浑浊(3)方案丙：

混合气体→足量品红溶液

颜色变浅

→澄清石灰水变浑浊

试用简要语言评价上述各实验方案是否严密？并说明原因。

①方案甲：

_____________________________________________________________________ ___；

②方案乙：

_____________________________________________________________________ ___；

③方案丙：

_____________________________________________________________________ ___。

【答案】①不严密；有乙烯的干扰

②不严密；有乙烯的干扰

③严密；上述气体中只有SO2能使品红溶液褪色，通过足量品红溶液后，除去二氧化硫，剩余气体能使澄清石灰水变浑浊，则一定有CO2存在