高中化學實驗設計的基本方法

來源:用戶上傳      作者: 姜月霞

　　在新課標指導下的高中化學教育，增強了對學生化學實驗的要求。要求是：了解常見離子的檢驗方法，能對常見的物質組成進行檢驗和分析；了解控制實驗條件的方法，能設計、評價和改進簡單的實驗方案；能繪制和識別簡單的實驗儀器裝置圖，能對實驗數據進行初步分析或處理，并得出合理結論；能設計解決簡單化學問題的探究方案。在日常的訓練和考試中實驗也是學生的難點，面對實驗無從下手，這是因為學生對于實驗的目的、步驟、儀器的應用等方面了解不夠深入，在這里簡單介紹一下化學實驗設計的基本方法：
　　一、分清實驗的類型
　　化學實驗分為定性實驗和定量實驗兩種，定性實驗就是根據某種物質的性質鑒定該物質的存在與否。定量實驗是測定某種物質的各種成分的含量。在整個高中化學的教學中，定性實驗比較多，像制取某種物質，物質鑒別、鑒定、推斷，物質性質檢驗，實驗操作順序或裝置排列順序的連接，分離混合物或從混合物中提取某物質。定性要求能排除其他的干擾并有明顯的現象；定量實驗遇到的比較少，主要像測定物質的純度，確定物質的組成（某化合物的定量組成、混合物中各組分的質量分數），測定化學反應中的能量變化，測定某些中學化學常用計量（某元素的相對原子質量、阿伏加德羅常數等），定量實驗要求準確地測定物質的量。
　　二、定性實驗和定量實驗設計的基本步驟
　　1.提出實驗研究課題（實驗目的）。實驗目的要求是實驗的出發點和歸宿，因此在實驗設計前，必須對實驗的目的要求相當明確。
　　2.確定實驗原理。要求在明確實驗目的的基礎上，綜合運用學過的知識，通過類比、遷移、分析，主要是從原理合理、操作簡單、原料易得且利用率高、無污染而確定（選擇或擬出）實驗原理的。
　　3.選擇實驗用品。根據實驗的目的和原理，以及反應物和生成物的性質、反應條件等，合理選擇實驗所需的儀器和藥品。
　　4.設計裝置步驟。根據實驗目的和原理，以及選用的實驗儀器和用品，設計合理的實驗裝置和實驗操作步驟，并繪制或識別相應的實驗裝置圖。
　　5.觀察現象和數據。根據實驗目的原理和過程，預測實驗將觀察到的現象，以及實現實驗目的將要記錄哪些數據等。
　　6.分析得出結論。根據實驗觀察的現象和數據，通過分析、計算、圖表、推理等處理，得出正確的實驗結論。
　　7.對實驗方案作出評價。根據題目所要求的實驗目的，對實驗所采取的原理、實驗裝置、實驗現象、實驗過程、實驗結果等作出優與劣、好與壞等的分析和評判，并在評價的基礎上作出改進。
　　三、實驗設計必須遵循的原則
　　1.科學性原則。這是實驗設計的首要原則。它指設計實驗原理、操作順序、操作方法等時，必須與化學理論知識以及化學實驗方法論相一致。如驗證鹵代烴中的鹵素原子，不能直接加入硝酸銀溶液，因為鹵代烴中的鹵素原子不是可以自由移動的離子，故必須先加入強堿水溶液或強堿的醇溶液使鹵素原子變成鹵素離子，再加入稀硝酸中和過量的堿，最后加入硝酸銀溶液看沉淀的顏色。
　　2.可行性原則?？尚行栽瓌t是指設計實驗時，所運用的實驗原理在實施時切實可行，而且所選用的化學藥品、儀器、設備、實驗方法等在現行的條件下能夠滿足。
　　3.簡約性原則。這是指化學實驗的設計要盡可能地采用簡單的裝置或方法，用較少的步驟及實驗藥品，在較短的時間內來完成實驗的原則。
　　4.安全性原則。這是指實驗設計時應盡量避免使用有毒藥品或具有一定危險性的實驗操作。如需要點燃可燃性氣體應先檢驗氣體的純度再點燃，防治發生爆炸；需要用到有毒氣體的反應，最后一定要進行尾氣處理：可燃性氣體的點燃，氯氣可用氫氧化鈉溶液吸收。
　　四、實驗操作的一般步驟
　　1.連接組裝儀器，按照從下到上，從左到右的順序。
　　2.檢驗裝置的氣密性，先使儀器和大氣不再直接相通，然后形成氣壓差，再根據現象能保持壓差的，氣密性良好。
　　3.裝入藥品進行實驗。這一步需要認真觀察現象，需要測量數據的要進行幾次求平均值以減少誤差。
　　4.拆卸裝置，需要注意防止發生倒吸，像用排水制備氣體的裝置需要先從水中撤出導氣管再撤酒精燈。
　　總之，掌握科學的方法，充分利用所學的化學知識，遵循上述實驗設計的各個方面，運用嚴謹精密的語言，實驗設計會成為你在高中學習化學的樂趣和創造性學習的源泉。
　?。ㄗ髡邌挝?山東省茌平一中）

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