一周强化

一、一周知识概述

（一）、所讲内容及目的

　　1、了解化学实验方案设计的基本内容；

　　2、了解化学实验方案设计的基本要求。

（二）、与前后周知识的衔接

　　本节教材在物质制备、物质检验方案的基础上阐述了进行化学实验方案设计时应遵循科学性、安全性、可行性和简约性等基本要求。总结了设计一个相对完整的化学实验方案应包括的主要内容，指出了实验设计的思路以及对同一个化学实验可以设计出多种实验方案，以及对多种实验方案进行选择，以及选择的原则。

二、重点知识归纳及理解

1、一个相对完整的化学实验方案设计应包括如下内容：

　　（1）实验名称；

　　（2）实验目的；

　　（3）实验原理；

　　（4）实验用品（仪器、药品及规格）；

　　（5）实验现象记录及结果处理；

　　（6）问题和讨论。

2、化学实验设计的类型

　　（1）探索性实验设计

【例1】设计实验探索H2SO4和Zn反应制备H2时H2SO4的适宜浓度。

解答：取4份粗Zn（按质量比Zn粒与CuSO4以50：1的比例混和）分别跟H2SO4的质量分数为60%、40%、20%和10%的 H2SO4溶液反应，从单位时间内收集到H2的体积来选择H2SO4的适宜浓度。

　　探索性实验在设计时一定要遵循如下原则：效果鲜明、操作简便、时间短、安全。

　　（2）验证性实验

【例2】使用镁粉、盐酸、醋酸设计一个实验，证明在同温同压下，当上述两种酸物质的量浓度相等时，与Mg粉反应生成H2的体积也相同，但两者的化学反应速率不同。通过这个实验能说明什么？

解答：如图所示，将仪器装置固定后，观察反应情况。刚开始时盐酸与镁粉反应快，醋酸与镁粉反应慢，过一段时间以后，盐酸几乎完全反应，气泡很少，而醋酸与镁粉的反应速率较盐酸的快。最后至两个量筒中都不再逸出气体时，在同温同压下，收集到的氢气体积几乎完全相同。因此从两种酸的物质的量相同、置换出的氢气体积相同，但反应过程中的反应速率不同，可在一定意义上说明醋酸溶液中存在着电离平衡，随着反应的进行，醋酸的电离平衡不断向右移动。直到完全反应。

注意：本实验所用烧瓶、导管长短、量筒的内体积都应该一样，酸的浓度应相同，还要注意镁粉表面不能氧化。

　　验证性实验设计的目的是验证化学理论和化学假说的正确性，因此在设计这类实验时除必须符合例1所述要求外，还必须具有说服力强的特点。

3、最佳实验方案的选择

　　这类实验的目的是综合运用所学化学知识与技能解决一些化学实验习题或综合性实验问题，因此在实验设计时要注意灵活性和综合性，尽可能设计多种方案，并加以比较，从而进行优选。

【例3】设计实验：鉴别Ba(NO3)2、KCl、AlCl3、CH3COOH四种溶液。

解答：可设计出如下四种实验方案，然后对比再选择出最优实验方案。

　　（1）先用酸碱指示剂将醋酸、氯化铝（因水解使溶液呈现酸性）确定下来，然后再用碱液、硫酸确定其他两种溶液；

　　（2）用硝酸银溶液先确定出哪种是硝酸钡溶液，再用试剂分别确定其余的三种溶液；

　　（3）使用碳酸钠溶液，只要一步操作就能把四种溶液区别出来。

　　其中第三种方案是综合了碳酸钠分别与四种物质反应，有的无现象，有的有沉淀生成，有的有气泡生成，有的既有气泡又有沉淀生成。这种方案从反应的实验现象来看是明显的，且操作步骤也较简单，因此应为最佳选择。

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