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《实验方案的设计与评价》知识速查
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。