化学实验方案的设计1．化学实验设计时应遵循：①科学性，实验原理，准确，实验流程合理。
②安全性，保护人身、保护环境、保护仪器。
③可行性，条件允许，效果明显，操作正确。
④简约性，做到步骤少，时间短、效果好等基本要求。
2．实验设计步骤：(1)明确目的原理：首先必须认真审题，明确实验的目的要求，弄清题目有哪些新的信息，综合已学过的知识，通过类比、迁移、分析，从而明确实验原理。
(2)选择仪器药品：根据实验的目的和原理，以及反应物和生成物的性质、反应条件，如反应物和生成物的状态，能否腐蚀仪器和橡皮、反应是否加热及温度是否控制在一定的范围等，从而选择合理的化学仪器和药品。
(3)设计装置：根据上述实验目的和原理，以及所选用的仪器和药品，设计出合理的实验装置和实验操作步骤。
学生应具备识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力，实验步骤应完整而又简明。
(4)记录现象数据：根据观察，全面而准确地记录实验过程中的现象和数据。
(5)分析得出结论：根据实验观察的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等处理，得出正确的结论。
以上只是解答综合实验设计题的一般思考方法。
在解答过程中，应根据实验设计题的具体情况和要求，作出正确的回答。
(6)设计实验时还要考虑以下因素：①净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸；②进行某些易燃易爆实验时要防爆炸 (如H2还原CuO应先通H2，气体点燃先验纯等)；③防氧化(如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”，白磷切割宜在水中等)；④防吸水(如实验、取用、制取易吸水、潮解、水解宜采取必要措施，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(也从防污染、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、试剂加人顺序、实验方法使用顺序等)。
一．制备实验方案的设计制备实验方案的设计，即从多种路线中优选出一种最佳的制备途径，合理地选择化学仪器与药品，设计合理的实验装置和实验操作步骤。
（即：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）。
1．按下述实验方法制备气体，合理而又实用的是（）A.锌粒与稀硝酸反应制备H2B.向饱和氯化钠溶液中滴加浓硫酸制备HClC．亚硫酸钠与浓硫酸反应制备SO2D．用生石灰和浓氨水制取NH32．下图是一套实验室制气装置，用于发生、干燥和收集气体。
下列各组物质中能利用这套装置进行实验的是（）A．铜屑和浓硝酸B．二氧化锰和浓盐酸C. 电石和水D. 碳酸钙和稀盐酸3．试用空气；焦炭、水为原料制备硝酸，请写出相关的反应方程式。
4．实验室现有下列药品：①蒸馏水；②用HNO3酸化的AgNO3溶液；③熟石灰；④Na2CO3；⑤NaCl；⑥食醋；⑦废干电池(锌筒内填有炭粉、MnO2、NH4Cl、淀粉等糊状物)。
某课外兴趣小组同学准备进行下列实验研究：(1) 利用上述药品制NaOH溶液的化学方程式是C a(O H)2 + Na2CO3 =2NaOH + CaCO3。
(2)为制备NH3，可先从废干电池中制备NH4Cl。
假设将废电池中的混合物溶于少量的水中，过滤除去不溶物，再蒸发滤液，以制得干燥的NH4Cl晶体。
你认为这一设想是否合理？答：不合理，其理由是因为NH4Cl受热分解，故蒸发灼烧不可能得到NH4Cl晶体；同时，蒸发会使溶于水中的淀粉呈糊状物。
(3)他们在进行除去淀粉溶液中食盐的实验时，用鸡蛋壳膜自制了一个半透膜小袋，向其中装入混有NaCl的淀粉溶液，扎好袋口，这一实验的操作名称为渗析。
要保证全部除去淀粉溶液里的食盐，实验中必须必须更换渗析用的蒸馏水，至渗析液中检不出Cl-。
(4)由于实验(2)中NH4Cl的制备较困难，且难以满足量的要求，现重新提供足量的浓氨水、浓NaOH溶液和NH4Cl晶体，请设计一个最简单的实验，以快速制得NH3。
①你设计的实验方案是①在浓氨水中滴加浓NaOH溶液或同时加入浓NaOH溶液和NH4Cl晶体。
②请运用化学原理对你的方案予以解释②氨水中存在以下平衡：NH4++OH-NH3·H2O NH3+H2O，当向浓氨水中滴加浓NaOH溶液时，由于c(OH-)的增加，促使上述平衡正向移动，从而放出NH3。
5．如下图的装置中，a是盛有标况下的空气（氧气占五分之一）和10毫升1.2mol/L硝酸的250毫升烧瓶。
B是未充气（实验开始前内部没有气体）且放有0.384克铜粉的气球。
C是夹紧了的弹簧夹。
D中盛有足量的过氧化钠。
e是充有二氧化碳的针筒。
整套装置已经过气密性检查合格。
（1）将气球中的铜粉小心倒入烧瓶中，充分反应后发现铜粉有余（设产生的气体不溶解于溶液中），则可观察到的现象是溶液变蓝色，烧瓶内气体由无色继而变成红色，气球胀大。
（2）欲提高与硝酸反应的速度可采用多种不同的措施①若用加入化学试剂法，下列试剂中可以使用的是（填代号）CD ；A．蒸馏水B．无水醋酸钠C．石墨D．硝酸银溶液（少量）②若用升高温度法，还应补充的仪器是应该加酒精灯、石棉网。
③将烧瓶不断振荡发现气球逐渐缩小，发生有关反应的化学方程式是：4NO2+O2+2H2O 4HNO3或4NO+3O2+2H2O 4HNO3，此时气球所处的状态是B 。
A．全在烧瓶外B．有一部分被吸入烧瓶内④打开弹簧夹将二氧化碳推入干燥管内继续振荡，使气体与气体、溶液充分接触，欲使所有的铜粉都溶解，至少需要推入二氧化碳38.4 毫升⑤将上述全过程用一个总的化学方程式表示。
2Cu+4HNO3+O22Cu(NO3)2+2H2O 6．在加热条件下用NH3还原CuO可以制得纯净的N2和活性铜粉(途径Ⅰ)，用该活性铜粉与空气反应又可制得较纯净的N2(途径Ⅱ)。
由于N2在实验室里制备常需要用有毒和易使人致癌的NaNO2，上述方法因Cu与CuO的循环使用．且制出的N2可基本满足要求，故倍受人们关注。
下图给出了按Ⅰ和Ⅱ制N2必需的几种实验仪器，其他必要的仪器如铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、酒精灯等仪器均未列出。
请按下列要求填写空白。
(1)按途径I制N2时用浓氨水作原料至少需要用到上述仪器中的哪些仪器?(请按气流从左到右的顺序列出仪器的序号):___________ _______(2)按途径Ⅱ制N2时，至少需要用到上述仪器中的哪些仪器?(请按气流从左到右的顺序列出仪器的接口顺序)：______________。
(3)用途径I制N2，按你选用的仪器组装的装置中，实验时需要加热的仪器序号是______________(4)用途径Ⅱ制N2，原料气空气是向仪器中加入 _______而送入反应器的。
(5)为了保证I 制得的N 2比Ⅱ制得的N 2纯净，是在仪器_______中加入_______以除去杂质气体。
(6)写出在途径I 中发生反应的化学方程式 ____________________________7．在Inorganic Syntheses 一书中，有一装置是用以制备某种干燥的纯净气体．如下图所示：其A 中应盛放一种密度比B 中密度小的液体．下表中为几种液体的密度现从上述液体中选出几种适宜的试剂来利用该装置制出干燥纯净气体．（a ）制备出的气体其化学式是__________ HCl __________________． （b ）应选用的试剂（写名称）：A 中盛_浓盐酸__B 中盛 浓硫酸 ．（c ）装置中毛细管的作用是___减缓流速______．8．现有一套如图所示简易气体发生装置（活塞K 已打开）。
⑴甲、乙两同学分别设计了如下实验方案以检验其气密性是否良好。
甲：把导气管浸入一盛水的水槽中，双手捂住试管外壁，过一会儿，若看到导管末端有气泡冒出，松开手后还看到导管内有一段水柱，则说明该装置的气密性良好。
乙：往漏斗中注入一定量水，直到浸没长颈漏斗下端。
然后关闭活塞K ，用手捂住试管中上部（气体部分），一会儿，若看到漏斗液面上升到一定高度，又重新打开活塞让液面回落，并迅速关闭活塞K ，松开手，又看到漏斗中液面低于试管中液面高度且不变。
则说明该装置气密性良好。
①甲、乙的设计方案不可行的是 甲 （填“甲”或“乙”或“甲、乙”），其理由是 长颈漏斗与外界相通，即使装置不漏气，也无法看到他设计方案中的现象_。
②有同学认为，只要往漏斗中加水便可检验其气密性是否良好，经检验他的方案是可行的。
则他的方案是先关闲活塞K ，往长颈漏斗中注水直至漏斗颈中水面高于试管内的水面，停止注水后过一会，若漏斗和试管中的液面保持不变，则说明气密性良好 。
⑵若用该装置制取氢气，反应原理为Zn+H 2SO 4（稀）== ZnSO 4+H 2↑。
试简述其实验操作步骤：①先在大试管中加入锌粒，装好装置；②从长颈漏斗中注入稀H 2SO 4至浸没漏斗下瑞溶液名称 浓盐酸 浓硫酸 浓氨水 浓氢氧化 钠溶液 浓醋酸 密度（g/mL ） 1.19 1.84 0.89 1.41 1.06。
二．探索性实验、验证性实验和性质实验方案的设计分析其结构特点或从所属类型的典型代表物去推测物质可能具有的一系列性质，而后据此分别设计出合理的实验方案，去探索它所可能具有的性质。
或对物质具备的性质去求证，关键设计出简捷的实验方案，操作简单，简便宜行，现象明显，且安全可行。
1．化学“家庭小实验”是利用家庭日常生活用品进行化学学习和探究的活动，下列实验能利用家庭日常用品进行的实验是（）A．证明马铃薯中含有淀粉B．除去热水瓶中的水垢C．检验自来水是否含有大量的Ca2+、Mg2+D．淀粉溶液具有丁达尔现象2．根据平衡移动原理，设计两种实验方法，以证明氨水是一种弱碱，除氨水外，限在以下范围内选用试剂:蒸馏水、酚酞试液、石蕊试液、NH4Cl晶体、消石灰、浓盐酸、醋酸铵晶体。
3．硫酸亚铁是一种可用于治疗缺铁性贫血的药剂。
硫酸亚铁药片外表包有一层特制的糖衣，以保护硫酸亚铁不被空气中氧气氧化成硫酸铁（硫酸铁治疗贫血无效）。
试设计一个实验方案，验证某硫酸亚铁药片是否被氧化？写出有关离子方程式和对应现象。
4、实验室常用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物来制取氧气。
怎样用实验方法证明二氧化锰作催化剂？氯酸钾中含有钾、氯、氧三种元素？试设计出简单实验步骤。
(1)将等质量的氯酸钾分别加入两支试管中，向其中一支试管中加人少量一定质量的二氧化锰，用酒精灯分别加热，用排水法收集产生的气体。
根据收集的氧气多少，可判断反应速率。
(2)用水溶解反应后的混合物，过滤并洗涤沉淀，干燥后称量，与最初加入量比较，可证明质量是否变化。
(3)将上述不溶物与浓盐酸混合加热，检验是否有氯气生成，可证明二氧化锰化学性质是否发生变化。