化学实验方案的设计
题型的基本特点
利用物质的性质，依据实验的要求和条件，设计（或评价）实验方案，对某些概念、原理或性质进行验证。

实验方案的设计思路
1. 根据实验目的，确定实验原理；
2. 根据实验原理，选择实验所需要的仪器和药品（或实验装置图）；
3. 写出实验操作步骤及注意事项；
4. 记录实验现象，分析实验结果，得出正确结论。

其中实验原理是整个实验设计的依据和出发点。

例1. 某实验小组利用饱和澄清石灰水与碳酸钠溶液反应制取少量氢氧化钠溶液，反应后将浑浊液过滤，得到无色透明的滤液。

请你设计实验，检验滤液中除含有氢氧化钠外，是否
分析：（1）在未指明反应物的用量时，澄清石灰水与碳酸钠溶液反应得到的无色透明的滤液中，就可能含有过量的Ca(OH)2或Na2CO3。

（2）若要检验NaOH溶液中是否含有Na2CO3。

可选用过量的稀盐酸鉴别；若要检验是否混有Ca(OH)2，可选用过量的CO2气体或过量的Na2CO3溶液。

如检验是否含有碳酸钠，可选用稀盐酸，也可选用稀硫酸或稀硝酸或澄清石灰水、氯化钙溶液、氯化钡溶液等；而检验是否含有氢氧化钙，可选用碳酸钠溶液，也可选用碳酸钾溶液或通入过量的二氧化碳（注意反应的先后顺序）。

点评：（1）熟练掌握常见酸、碱、盐的鉴别方法；（2）学会定量分析化学反应，推断反应后的生成物可能有的组成。

例2. 已知NaOH溶液中含有水分子（H2O）、钠离子（Na＋）氢氧根离子（OH-），该溶液能使紫色石蕊试液变蓝。

请你设计一个简单的实验，判断在NaOH溶液中可能是哪一种微粒使紫色石蕊试液变蓝？写出简要的实验步骤、观察到的现象以及由此得出的结论：
方法一：取少量NaCl溶液加入试管中，滴加2～3滴紫色石蕊试液，试管中的溶液呈紫色，说明H2O分子和Na＋均不能使石蕊变蓝色，因此可能是NaOH溶液中的OH-使石蕊
试液变蓝色。

（用Na2SO4、NaNO3等溶液替代NaCl溶液也是正确的）
方法二：分别取少量NaOH、KOH等碱溶液和蒸馏水加入3支试管中，各滴加2～3滴紫色石蕊试液，2支盛碱溶液的试管中溶液均变为蓝色，盛蒸馏水的试管中显紫色，2支盛碱溶液的试管中均含有OH－，而盛蒸馏水的试管中只有H2O分子，因此可能是碱溶液中的OH－使石蕊试液变蓝。

方法三：取少量NaOH溶液加入试管中，滴加2～3滴紫色石蕊试液，溶液变蓝色，再逐滴加入稀盐酸，试管中的溶液由蓝色变紫色，最后变红色。

在反应后的溶液中，H2O分子和Na＋仍然存在,而OH-转变成了H2O分子，说明H2O分子和Na＋都不能使石蕊试液变蓝色,可能是NaOH溶液中的OH-使石蕊试液变蓝。

其他合理答案均可。

例3. 炎热的夏季，你一定想喝一杯冰水解暑。

某冷饮店出售一种特制的冰水，由服务员在水中加入一些雪状的物质，该物质一放入水中立即冒出大量气泡，很快就得到一杯清凉可口的冰水，饮用时有碳酸饮料的口感。

（1）请你判断雪状的物质是。

（2）请你设计两个实验，分别验证这种物质的成分。

（2）
例4. 甲、乙两同学分别完成老师布置的一个家庭小实验，他们仅有一大一小两支试管及稀硫酸。

他们找来废干电池的锌皮，各自设计了一种装置来制取并收集一试管氢气。

（1）那个学生的装置设计比较合理？并简述理由。

（2）使用较合理的装置制取氢气时，要使氢气集满，应采取的措施是：。

解答：（1）乙学生，这是因为氢气的密度比空气要小，如果按甲同学的装置制取，不能将小试管中的空气排尽，收集到的氢气不纯净。

（2）将乙中的大试管慢慢上移。

有关化学实验方案的设计今天就向大家介绍到这里，希望同学们在课后能认真地去完成模拟试题，以达到巩固和提高的目的，从而很好地掌握化学实验方案的设计这一重要题型。

巩固试题
1. 某同学在探究物质燃烧的条件时，作出了如下三种猜想，并得出了相应的结论。

请你
表中写出可鉴别盐酸和硫酸的两种试剂编号，并用化学方程式表示和选择的试剂有明显反应
422
Al3＋和SO42-，甲同学为了探究明矾中每种离子是否有净水作用，进行了如下实验，请填写表中空格。

乙同学看到甲的方案后，认为该方案不完善，他对甲同学的方案进行了补充完善。

请你把乙同学补充方案中要达到的目的和所使用的试剂填入下表。

4. 对牙膏的探究要用到许多化学知识。

（1）下表列出了三种牙膏中的摩擦剂。

请在表中填写三种摩擦剂所属的物质类别。

（2）根据你的推测，牙膏摩擦剂的溶解性是。

（填“易溶”或“难溶”）（3）牙膏中的摩擦剂碳酸钙可以用石灰石来制备。

某学生设计了一种制备碳酸钙的实验方案，其流程如下图所示：
请写出上述方案中有关的化学方程式：
①；②；③。

（4）请你仍用石灰石为原料（其他试剂自选），设计另一个制备碳酸钙的实验方案。

依照（3）所示，将你的实验方案用流程图表示出来：
你设计的方案的优点是。

（5）检验牙膏中是否含有碳酸钙的实验方法是。

（6）某学生为了测定一种以碳酸钙为摩擦剂的牙膏中碳酸钙的含量，用烧杯称取这种牙膏膏体100.0g，向烧杯中逐渐加入稀盐酸至不再有气体放出（除碳酸钙外，这种牙膏中的其他物质不能与盐酸反应产生气体），共用去稀盐酸200.0g。

反应完毕后称得烧杯内的质量为278.0g。

（所有质量数据均不含烧杯质量）请你计算这种牙膏中碳酸钙的质量分数。

参考答案
（其他合理答案也可）
4. （1）碱；盐；氧化物（2）难溶
（3）①CaCO3高温CaO ＋CO2↑
②CaO ＋H2O ＝Ca(OH)2
③Ca(OH)2＋Na2CO3＝2NaOH ＋CaCO3↓
（4）
二氧化碳得到成分利用，节约原料；同时可避免大量二氧化碳排放到空气中而污染空气。

（5）向牙膏中加入盐酸，看是否有气体放出。

如果有气体放出，且生成的气体能使澄
清石灰水变浑浊，则牙膏中含有碳酸钙。

否则就不含有碳酸钙。

（6）解：设CaCO 3的质量为x 。

反应中生成CO 2的质量为：100.0g ＋ 200.0g – 278.0g ＝ 22.0g CaCO 3 ＋ 2HCl ＝ CaCl 2 ＋ CO 2↑＋ H 2O 100 44 x 22.0g
x ＝
g 0.5044
.22100=⨯
0000501000
.1000
.50=⨯ 答：牙膏中碳酸钙的质量分数为50.0％。

。

”。