设计实验方案及探究实验
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化学实验方案的设计： 化学实验方案设计的分类：
1．物质性质实验方案的设计研究物质性质的基本方法：观察法、实验法、分类法、比较法等。研究物质性质的基本程序：观察外观性质一预测物质性质一实验和观察一解释及结论。图示如下：
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在进行性质实验方案的设计时，要充分了解物质的结构、性质、用途与制法之间的相互关系，要根据物质的结构特点，设计化学实验方案来探究或验证物质所具有的一些性质：
2．物质制备实验方案的设计
制备实验方案的设计，应遵循以下原则
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(1)条件合适，操作简便； (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。制备实验方案的设计，主要涉及原料、基本化学反应原理，实验程序和仪器、设备。核心是原料，由原料可确定反应原理，推导出实验步骤及所用仪器。
3．物质检验实验方案的设计
通过特定的反应现象，推断被检验物质是否存在。在对物质进行检验或鉴别时，一般的原则是：
①给出n 种物质进行鉴别，一般只需检验n一1种即可；
②物理和化学方法可并用，一般先用物理方法(如物质的颜色、气味、水溶性等)，再用化学方法；
③设计的实验步骤越简单越好，实验现象越明显越好； ④有干扰离子存在时，应先排除干扰，以免得出错误的结论；
⑤进行检验的一般步骤为：观察外表一一加热固体(确定是否有结晶水)——配成溶液——观察外观一一加入试剂——观察现象——得出结论。
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化学实验方案的评价：
对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确作出判断，要考虑是否合理、有无干扰现象、经济上是否合算和对环境有无污染等。
1．从可行性方面对实验方案作出评价科学性和可行性是设计实验方案的两条重要
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原则，在对实验方案进行评价时，要分析实验方案是否科学可行，实验方案是否遵循化学理论和实验方法的要求，在实际操作时能否做到可控易行。评价时，可从以下4个方面分析：
(1)实验原理是否正确、可行； (2)实验操作是否安全、合理； (3)实验步骤是否简单、方便； (4)实验现象是否明显。
2．从“绿色化学”视角对实验方案作出评价 “绿色化学”要求设计安全的、对环境友好的合成线路，降低化学工业生产过程对人类健康和环境的危害，减少废弃物的产生和排放。据此，对化学实验过程或方案从以下4个方面进行综合评价： (1)反应原料是否易得、安全、无毒； (2)反应速率是否适巾；
(3)原料利用率以及合成物质的产率是否较高； (4)合成过程中是否造成环境污染。
3．从安全性方面对实验方案作出评价从安全角度常考虑的主要因素如下： (1)净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防止液体倒吸；
(2)使用某些易燃易爆品进行实验时要防爆炸(如 H2还原CuO应先通H2可燃性气体点燃前先验纯等)；
(3)防氧化(如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”，白磷切割宜在水中进行等)； (4)防吸水(如实验取用、制取易吸水、潮解、水解的物质时宜采取必要措施，以保证达到实验目的)；
(5)冷凝回流（有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料，需
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在反应装置上加装冷凝回流装置，如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等)； (6)易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却；
(7)仪器拆卸的科学性与安全性(可从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑)；
(8)其他(如实验操作顺序、试剂加入顺序等)。
化学实验方案设计和实验现象的分析
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化学实验现象的规律：
第一种是物质燃烧实验；第二种是加热固体物质实验；第三种是在溶液中进行的化学实验。
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不同化学实验现象：
1．物质燃烧实验都有三个明显的现象 (1)放出大量的热。
(2)生成了一种或几种不同于反应物(指物质的色、态、味)的产物。
(3)固体直接燃烧则发出一定颜色和强度的光；气体或固、液体转变成气体再燃烧则发出一定颜色和强度的火焰(描述物质的燃烧现象：一光、二热、三生成） 例如：镁条燃烧的现象是： ①发出耀眼的白光； ②放出大量的热； ③生成一种白色固体。 再如，硫在氧气中燃烧的现象：
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①发出明亮的蓝紫色的火焰(硫受热先熔化，再汽化，最后才燃烧)； ②放出大量的热；
③生成一种有刺激性气味的气体。
2．加热固体物质的实验现象
主要包括物质的状态、颜色、质量变化及产物中是否有水和气体产生 例如：加热碳酸氢铵的现象： (1)有一股刺激性的气味产生； (2)试管壁上有水珠生成；
(3)有使澄清石灰水变浑浊的气体生成； (4)试管内的白色固体逐渐消失。
3．在溶液中进行的化学反应的实验现象
主要包括反应物(液态)的物质和颜色变化及溶液中是否有沉淀(包括沉淀颜色)和气泡产生。
例如：在硫酸铜溶液中加入氢氧化钠溶液的实验现象是有蓝色沉淀产生。
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实验方案的设计和评价的内容框架：
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定量实验设计和综合实验设计：
1．定量实验设计通过实验．荻取有关数据。然后分析数据并推理出结论定量实验设汁要精密一些，要尽可能避免一些误差初中常见的定量实验有：分子组成测定、混合物成分含量的测定、物质溶解度的测定、气体体积的测定等
2．综合实验设计综台实验设计是指通过实验验证多个问题，其特点是多步操作．装置复杂、现象多样。常见的有对某气体从制取到组成、成分含量、性质、尾气处理等多项指标进行实验检验和验证：如下图所示的装置，将其组合起来制取气体、去除杂质、验证性质等。
3．开放实验设计试题从提出问题、实验的方向、仪器的选择、装置的设计、现象的观察记录到结论的推理是完全自主完成的．
解答此类试题，过程要合理且完整，方法简便，现象叙述要准确，推理要符合逻辑。
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化学定量实验中的误差分析：
在初中化学实验中有三个定量实验：一是用托盘天平称量物质的质量，二是用量筒时取液体的体积，三是用pH试纸测量溶液的pH。
(1)托盘天平称量物质时引起误差 ①天平没有平衡引入正负误差。
②物码错位引起误差。正确放置：左物有码物质质量：砝码质量+游码质量。错位放置：左码右物物质质量=砝码质量-游码质量。
(2)量筒量取液体时引起误差
①量取液体量与量筒的大小不匹配如量取10mL．液体用10mL．量筒即可，如果用 50mL量简或100mL。量筒会引起误差。
②观察量筒液向引入误筹如果俯视观察凹液面(沿A线) 观察值>实际值如果平视观察凹液面(沿B线) 观察值=实际值如果仰视观察凹液面(沿C线) 观察值<实际值
(3)pH试纸测定溶液pH引起误差pH试纸在测量前用水润湿相当于将溶液稀释，如果测定酸性溶液，pH偏大；如果测定碱性溶液，pH 偏小。
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