实验方案的设计与评价

1.实验方案的设计

(1)基本要求

(2)基本步骤

①明确实验目的,确定实验原理。

②根据实验原理选择仪器和药品,并设计出合理的实验装置和操作步骤。

③准确地记录实验过程中的现象和数据,并运用分析、计算、图表、推理等方法处理有关实验现象和数据,得出正确的结论。

2.实验方案的评价

(1)评价原则

①实验原理科学合理;②操作和装置简单可行;

③符合绿色化学理念;④药品和操作安全可靠。

(2)评价类型

①评价实验原理;②评价实验方案;

③评价药品和仪器;④评价实验现象和结论。

物质制备实验方案的设计与评价

1.物质制备实验方案的设计原则

①条件合适，操作方便；

②原理正确，步骤简单；

③原料丰富，价格低廉；

④产物纯净，污染物少。

2.物质制备实验方案的评价

①从实验方案可行性角度评价

只有合理且切实可行的实验方案才有意义。可行性是方案的第一要素,评价方案时应注意从实验原理和操作两个方面分析:理论上要科学合理;操作上要简单可行。

②从经济效益角度评价

评价一种实验方案,不仅要从科学性上判断是否可行,还要从经济效益上考虑是否切合实际。

 ③从环保角度评价

防止污染的根本途径在于控制“三废”的排放,在对实验方案进行评价时,不可忽视环境保护的重要性

④从“安全性”方面对实验方案作出评价

化学实验安全通常要考虑气密性检查、气体纯度检验、加热的顺序、防倒吸、有毒气体的吸收处理等问题

3.物质制备实验方案设计与评价应注意的问题

①在满足物质制备条件的前提下，制备装置越简单越好。

②刚制备好的物质要注意分析可能含有的杂质，在除杂过程中所选择的实验仪器、实验药品和除杂步骤应力求最简化。

③在物质的收集或保存过程中要注意物质储存的环境，避免储存过程中物质受污染或变质。

④如果制备过程中有气体产生，或制备的物质是气体，或使用的试剂有气态物质，一定要确定剩余的气态物质不会污染环境，设计好尾气处理装置。

⑤整个过程结束后要注意对剩余药品的处理，避免污染环境、发生火灾等。

制备实验的基本思路

(1)制备实验方案设计的基本思路

(2)有气体参加的反应实验方案设计(装置连接)的基本思路

（3)气体除杂的一般思路

气体的除杂，首先要判断气体中的杂质，判断气体中的杂质的方法：

①看反应物的性质，如用盐酸制取的气体中应含有HCl气体杂质；

②看气体是否完全反应，如用CO₂与Na₂O₂反应制取的氧气中应含有CO₂杂质；

③看反应实质，如C和浓硫酸加热制取的SO₂中一定含有CO₂；

④看是否有副反应发生等。最后再根据杂质的性质选择合适的试剂及装置。

(4)要排除干扰

如制取易潮解、易水解的物质(如AlCl₃)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干扰实验。