1、实验设计江苏 沙林祥http:/www.DearEDU.com所谓设计性实验试题就是要求同学们依照题中叙述的实验目的和提供的实验药品与仪器（有时自选） ，运用学过的化学概念、原理和规律，选取实验药品和仪器，确定实验方法，设计出完整的实验方案，以达到实验目的。同学们在解答设计性实验试题时，必须做到以下四点。一、明确实验设计的原则1、科学性原则：实验设计所依据的化学原理要正确，符合化学的基本规律。2、可行性原则：实验药品和仪器的选择、实验条件的控制等要达到实验要求，实验不能对仪器、人身、环境造成危害。3、精确性原则：对定量实验而言，实验要准确可靠，误差小（保证在允许的范围内） 。4、简便性原则：实
2、验应便于操作、观察、记录和处理数据。所用实验药品和仪器尽可能少，尽可能简单、便宜。5、创造性原则：为了达到某种特殊的实验目的，有时需要利用一些常用的仪器和药品，通过进行必要的改进和装配，以完成合乎实验要求的创意与设计。二、掌握实验设计的规律1、实验操作的顺序：装置选择与连接气密性检查装固体药品加液体药品开始实验（按程序）拆卸仪器其他处理。2、仪器接口的连接：对于吸收装置应“长”进“短”出（或“深”入“浅”出） ；量气装置应“短”进“长”出；洗气装置应“长”进“短”出；球形干燥管应“大”进“小”出。3、气体的制取和性质实验的顺序：发生装置除杂干燥主要实验尾气的处理等。考虑干燥与除杂的顺序时，若采
3、用溶液除杂，则先除杂后干燥；若采用加热除杂，则干燥在前。尾气处理：有毒气体常采用溶液（或固体）吸收或将之点燃，无毒气体可直接排空。4、加热操作先后顺序的选择：若气体的制取需加热，应先用酒精灯加热气体发生装置，等气体产生后，再给需要加热的固体物质加热，目的是：一则防止爆炸；二则保证产品纯度，防止反应物或生成物与空气中其他物质反应。5、其他：若实验、取用或制备的物质易潮解或吸水，则要采取必要的措施防止其吸水；有些反应，为了减少因挥发造成液态反应物的损耗和充分利用原料，需加装回流装置（如长玻璃管、竖直的干燥管及冷凝管等） ；易挥发液态产物（导出时可为蒸汽）要及时冷却；要从防止污染、氧化、倒吸、爆炸、
4、泄漏等角度考虑仪器拆卸的科学性与安全性。三、了解实验设计的步骤1、以提供的实验仪器、药品为线索，根据实验要求，围绕实验目的，采用类比、联想的思维方式，多方面构思有关实验的情景，提出多种可能的方案。2、依据科学性、可行性和创造性原则，对实验方案经过认真的比较和鉴别，确定实验原理、实验方法，明确实验要观察的现象和要测量的物理量。3、为减少实验误差，依据精确、简便的原则，选择好实验仪器，安排好实验步骤，提出实验操作的注意事项。4、准确测量，认真处理数据、评估结果，简要分析实验误差及其产生的原因。四、熟悉实验设计的思路与方法1、思考问题的顺序：（1）围绕主要问题思考；（2）思考有关物质的制备、净化、尾
5、气吸收等问题；（3）思考实验的种类以及如何合理地组装仪器，并将实验与课本上的实验比较联系。2、连接仪器的顺序。3、实验操作的顺序。例题 据报道“全国数以万计的高校、中学的化学实验室每天都排放着成分复杂的污染物。 ”为此某学校化学研究小组拟进行如下实验，以粗略测试刚做完实验的实验室（甲）空气中全部酸性气体的含量。步骤 （1）取样：因实验在另一间没有污染的实验室（乙）进行，请你设计取出适量化学实验室（甲）空气样品的方法：_。（2）按下图所示装置将取得的气体进行实验，问：图中装置 A 的作用是_；装置 C 的作用是_。若酸性气体中含有二氧化硫，请写出其在 A 装置中的反应的化学方程式：_。（3）计算
6、：若取样气体为 100mL，装置 C 中读数约 99.0mL，则实验室（甲）空气中总酸性气体含量约为_% ；计算式：总酸性气体含量 。%10取 样 总 体 积总 酸 性 气 体 体 积分析 （1）一般空气中含二氧化碳约 0.03%，此实验室废气中酸性气体的体积分数约为_%。（2）请提出你在进行化学实验时，减少实验室对人类生存环境污染的一种做法：_。分析环境保护是当前社会面临的重大问题。本题引导同学们了解环境热点，关注身边的环境问题，并设计检验方法，提出治理方案，是一道具备素质教育功能的综合性实验设计的好题。采集气体的方法是开放性的，可使用各种不同的方法如注射器抽取；用装满水的集气瓶，拿进实验室
7、后将水倒掉，再用布擦干；使用气囊鼓入实验室的空气等。既然被检测的气体是酸性的，当然应用碱性溶液来检测，容易得到且效果较好的当属溶液。B、C 连接是一种量气装置，若气样是 100mL，而 C 中的液体读数是NaOH99mL，显然被 A 吸收的酸性气体体积为 1mL，由题中提示的计算公式很容易算出其体积分数。再根据 1mL 的酸性气体中含 0.03mL 的 ，进而算出实验室废气中酸性气体的体2CO积分数，即 ，最后一问又是开放性的，可打开思路，发散%97.01mL03.1思维，只要是以环保为出发点且切实可行的均可。答案 步骤 （1）用注射器抽取等（2）吸收样品中的酸性气体 测量吸收酸性气体后余下气体的粗略体积 （3）1HSNa2SO232分析 （1）0.97 （2）控制实验用品的量；废液集中起来处理后再排放等
